实验1单管放大电路及常用电子仪器使用
1.实验一:单管放大电路及常用电子仪器使用
一.实验目的:
(1) 学会用万用表判别三极管的类别和管脚。 (2) 掌握测试三级管输出特性曲线的方法。 (3) 基本放大电路的静态工作点测试。
二.实验原理:
1. 三极管的类型及管脚判别
(1)管型和基极b 的测试:三极管可以看成是两个背靠背的PN 结,结构如下图1-1和1-2所示。
图1-1 NPN三极管结构示意图 图1-2 PNP三极管结构示意图
用万用表测试三极管的PN 结时,万用表红表棒接基极,黑表棒接另外两个极,阻值都很小,则为NPN 型三极管的基极,如万用表黑表棒接基极,红表棒接另外两个极,阻值都很小,则为PNP 型三极管的基极。
(2)发射极e 和集电极c 的判别。在三极管的类型和基极确定后,在三极管基极b 与三极管的另外两个极串联一个电阻(20~100KΩ),如图1-3所示。若集电极与发射极间加的是正常放大所需极性的电源电压,则I C ≈βI B ,反之电源电压极性相反,则I Cr 几乎为0。
用万用表接入NPN 型三极管的c 和e 端时,若红表棒接c 端,黑表棒接e 端时,表指针偏转角大,若将两表棒对调,表指针偏转角小,这样就可以判断NPN 型三极管的发射极e 和集电极c 。对于PNP 型三极管方法类同。
图1-3 c和e 极判断接线图 图1-4 万用表内部示意图
2. 三极管输出特性曲线测试
三极管输出特性曲线,它分为三个区域:截止区、放大区和饱和区。
一般将I B ≤0的区域称为截止区,此时相应的I C 也近似为零,三极管处于截止区;在放
c
e
大区内,每条曲线近似为水平的直线,即当I B 一定时,I C 基本上不随U CE 的变化而变化。I C 的数值主要取决于I B ,而且当I B 有微小的变化量时,相应的I C 变化量要放大β倍,这就体现了三极管的放大作用;饱和区在靠近纵坐标的附近,当I B 改变时,I C 基本上不随之改变,不受I B 的控制,这时三极管已失去了放大作用。
3. 基本放大电路的静态工作点测试
基本放大电路要使三极管起到放大作用,外加电源的极性必须使三极管的发射结处于正向偏置状态,而集电结处于反向偏置状态,即U BE >0,U BC
在计算静态工作点时,电容器可视为开路状态,则
I BQ =
E C -U BEQ
R b
, I CQ ≈βI BQ , U CEQ =E C -I CQ R c
U BE 一般已知,硅管约0.7V ,锗管约0.3V 。
三.实验内容及步骤: 1. 三极管的类型和管脚判别 (1)判别三极管的类型和基极b (2)判断发射极e 和集电极c 2. 三极管输出特性曲线测试
(1)按图1-5在MES 实验箱上搭试电路,并检查线路,接线无误后,接通+12V电源; (2)改变R W1,使得I B 为某一定值,例如I B =20 μA 等;
(3)当I B 一定时,改变R W2,观察电流、电压表,测量U CE 和I C 并记入表中; (4)同理按步骤2和3测量表中其他数据。
10K Ω
10K Ω
RW1
3. 基本放大电路的静态工作点测试 (1)测试所用管子的β值。
接线如图1-6所示,并把万用表串接于电路中,调节R W1,使I B1=40µA ,测得I C1
(U CE =6V),再次调节R W1使I B2=60µA ,测得I C2(U CE =6V),则可算出β值,即
β=△I C /△I B =(IC2-I C1)/(IB2-I B1)
(2)测量静态工作点
1) 按图连线,调节R W1,使U CE =6~7V,此时R W2在最大或最小均可(R C =RC1+RW2,
R C =3.2KΩ或R C =1.2KΩ)。
2) 转动信号发生器的频率和幅值调节旋钮,使之输出f=1KHZ、5mV 的信号。 3) 用示波器观察放大器的输出信号波形,如果输出信号没有失真,则可用数字万用表
分别测量U BEQ 、U CEQ 、I BQ 和I CQ 既可实测,也可计算出来。
(3)电压放大倍数。放大器接入信号Ui=5mV,f=1KHZ,输出接示波器。在波形不失真的情况下,分别测量下面两种情况下的输出电压Uo :
当R L =∞时,; 当R L =5.1KΩ时,V 。 计算出电压放大倍数:A V =Uo/Ui。
图 图1-6 工作点稳定的放大电路基本放大电路静态工作点测试接线图
u 四.实验器材
(1)MES 系列模拟电子电路实验系统 (2)直流稳压电源 (3)万用表 (4)晶体管毫伏表
(5)元器件:电阻、电位器、三极管 (6)示波器等
五.预习要求
(1)认真复习教材有关三极管的电流放大概念、信号及其类型; (2)复习三极管输入、输出特性曲线、静态工作点计算; (3)掌握实验具体要求及原理。
六.实验报告
(1)总结三极管的类型及管脚判别流程; (2)整理实验数据,计算三极管的β值;
(3)画出NPN 型或PNP 型三极管的输出特性曲线;
(4)基本放大电路静态工作点测量值与计算值间的误差,总结原因。