晶体管输出特性曲线实验报告
实验题目：晶体管输出特性曲线测试电路的设计
姓名：林霁澜
学号：2014011144
日期：2015.11.24&2015.12.1
一、实验目的
(1)了解测量双极型晶体管输出特性曲线的原理与方法。
(2)熟悉脉冲波形的产生和波形变换的原理和方法。
(3)熟悉各单元电路的设计方法。
(4)了解进行小型电子系统设计的一般思路和过程。
二、实验电路图及其说明
晶体管共发射极输出特性曲线：
晶体管共发射极输出特性曲线如图所示。它以基极电流i B为参考变量，集电极电流i C与集电极和发射极之间的电压v CE的关系曲线。因此，输出特性曲线既反映了基极电流i B对集电极电流i C的控制作用，同时也反映出集电极和发射极之间的电压v CE对集电极电流i C的影响。
实验参考电路框图：
如图：矩形波振荡电路产生矩形波脉冲输出电压v o1。该电压一方面经过锯齿波形成电路变换成锯齿波v o2，作为晶体管集电极的扫描电压；另一方面经过阶梯波形成电路及电压电流转换电路变换成阶梯电流，通过隔离电阻送至晶体管的基极，作为基极驱动电流。电阻R C将集电极电流i C取样，经电压变换电路转换成与电流i C成正比的对地电压v o3，加至示波器Y输入端，将晶体管的v CE加至示波器的X输入端，则示波器屏幕上会显示出晶体管的输出特性曲线。
为了测量并且在示波器上显示晶体管输出特性曲线：
1、将集电极电流i C转换为电压信号后加至示波器的Y轴输入端，集电极与发射极之间的电压v CE应为扫
描信号(锯齿波)，加至X轴输入端，示波器工作在XY模式。
2、要显示基极电流i B为不同值时的一簇曲线，则i B应为逐级增加的阶梯电流。
3、为了使显示稳定，必须保证v CE与i B严格同步，即对应i B波形的每一级台阶，示波器X轴都要完成一
次扫描，因此有n级阶梯电流，就会显示n条输出特性曲线。
4、为了使波形不闪烁，还需满足每一簇完整的输出特性曲线显示频率不低于50Hz。
（1）矩形波振荡电路
设计参考要求：频率在1kHz以上，占空比小于10%（在输出幅度50%处测量），矩形波电压幅度为V pp≈20V（由运放产生）或V pp≈5V（由555产生）。记录矩形波频率和占空比。
注意事项：若采用运放产生矩形波，设计时电阻阻值最好不低于10kΩ。
（2）锯齿波形成电路
设计参考要求：锯齿波的起始值为0V（最好不高于0.1V），幅度不低于4V。记录锯齿波幅度。
注意事项：R2阻值远小于R1。
（3）阶梯波形成电路
设计参考要求：产生阶梯波16级，每级阶梯之间的电压差ΔV=0.5V±20%。记录阶梯波级数和ΔV。
注意事项：计数器采用74HC161，电源Vcc为5V，产生的阶梯波级数为16级。
（4）电平匹配电路
说明：由于74HC161的V CC为5V，因此输入74HC161的矩形波的低电平必须约为0V，高电平不得大于5V，所以如果采用运放产生的矩形波，其为幅度为-12~+12V，则必须插入电平匹配电路。
（5）电压电流转换电路
设计参考要求：?i B起始值为0（最好不高于0.5μA），每一级阶梯的电流增量?i B=1μA±20%。记录?i B。
注意事项：1、当R1=R2=R3=R4=R 时，流过负载电阻RL中的电流为：i L=v I/R
2、调试：R L =100k，测得R L两端的每一级阶梯电压100mV即每一级阶梯电流增量为1μA
（6）加装电路测量输入输出特性曲线
设计参考要求：增加集电极负载电阻R C和电压相减电路。示波器用XY模式，记录晶体管输出特性曲线。注意事项：1、当R1=R2=R3=R F时，输出电压v o为：v o=v I1-v I2
2、为了测量的晶体管输出特性曲线的条数足够多，R C不可过大，建议以1k?为宜。
3、由于晶体管的输出电阻r ce很大，为了最大限度地减小测试电路对所测特性曲线的影响，应
尽量加大电压相减电路的输入电阻。
（7）加装电路，使阶梯波的级数可调，从而使晶体管输出特性曲线的条数可调
说明：在阶梯波后增加电压比较电路，并反馈至74HC161的清零端。当输出阶梯波电压大于V ref，电压比较器跳变，74HC161清零并重新计数，以此改变阶梯波级数。V ref由电位器与恒压源组成，调节电位器即可调节V ref。
三、预习报告
(1)矩形波振荡电路
设计要求：频率在1kHz以上，占空比小于10%(在输出幅度50%处测量)，矩形波电压幅度为V pp≈20V(由运放产生)或V pp≈5V(由555产生)。注意：若使用运放产生矩形波，设计时电阻阻值最好不低于10kΩ。
采用运放产生，设计电路如下：
(2)锯齿波形成电路
设计要求：锯齿波的起始值为0V(最好不高于0.1V)，幅度不低于4V。注意：R2阻值远小于R1。记录其幅度。设计电路如图：
(3)阶梯波形成电路
设计要求：阶梯波的级数不小于10级，每级阶梯之间的电压差ΔV=0.5V±20%。
注意：a) 计数器采用74HC161，电源V CC为5V，产生的阶梯波级数为16级
b) 74HC161的管脚图和功能与74LS161相同，见实验指导书第219页
c) 利用电荷转移原理形成的阶梯波电路，实验中很难调整，建议不采用
d) 注意电平匹配。由于74HC161的V CC为5V，因此输入矩形波的低电平必须约为0V，高电平
不得大于5V。由于使用运放产生矩形波，其幅度约-12V~+12V，必须插入电平匹配电路。
设计电路如图：
备注：实验使用的CD40106端口顺序与multisim中不同。
备注：6V的V CC。而尽管如此，使用前述幅度为0~5V的矩形波发现幅度足够作为时钟信号，故电平匹配电路使用5V为幅度的设计电路。
(4)电压电流转换电路
设计要求：将(3)产生的阶梯电压变幻成阶梯电流，作为被测晶体管的基极驱动电流。i B的起始值为0(最好不高于0.5μA)，每一级阶梯电流增量Δi B=1μA±20%。记录Δi B的值。
注意：a) 当R19= R20= R21= R22= R时，流过负载电阻R L的电流为：i L= v I/R
b) 调试：R L =100k，测得R L两端的每一级阶梯电压100mV即每一级阶梯电流增量为1μA
电路设计图：
(5)在上述电路基础上加装电路，测量NPN双极型晶体管的输出特性曲线
设计要求：需增加集电极负载电阻R C和电压相减电路。示波器使用XY模式，记录晶体管输出特性曲线。
注意：a) 当R1=R2=R3=R F时，输出电压v o为：v o=v I1-v I2
b) 为了测量的晶体管输出特性曲线的条数足够多，R C不可过大，建议1k?为宜。
c) 由于晶体管的输出电阻r ce很大，为了最大限度地减小测试电路对所测特性曲线的影响，应尽
量加大电压相减电路的输入电阻R F
电压相减电路：
总电路图：
(6)在(5)基础上加装电路，使阶梯波的级数可调，从而实现晶体管输出特性曲线条数可调
设计要求：使输出特性曲线条数为5条、10条，并记录波形。
改装：
改装后总电路：
5条：
10条：
四、实验数据整理与分析（原始数据附最后）
(1)矩形波振荡电路
示波器波形：
周期频率幅度占空比
实验测量769μs 1.29kHz 20.9V 10.3%
备注：如图，预习中R1设计值为120kΩ(100kΩ与20kΩ)串联，实验中调整为100kΩ
分析：
1、在前面提到，为了使波形不闪烁，每一簇完整的输出特性曲线的显示频率不低于50Hz。考虑到最
后需显示16簇曲线，故矩形波频率应大于800Hz。故矩形波振荡频率不能过低，设计要求大于1kHz。
考虑T=C(R1+R1||R2)ln2R3+R4
R4，D=R2
R1+2R2
，设计时取值：R1=120k，R2=10k，R3=20k，R4=51k。
2、实验中由于减小了R1的阻值，由上述周期T与占空比D计算式可知，与理论值、仿真值相比，实
验值周期偏小、频率偏大、占空比偏大。
3、为使后一级尽量产生理想扫描电压（逆程时间很小），即后一级积分电路充电时间远大于放电时间，
则一个周期内矩形波低电平时间远大于高电平时间，故占空比不能太大。考虑到若通过R1、R2调节占空比，输出高电平时间越小，其上升、下降沿越明显，非理想方波对积分电路产生锯齿波有较大影响。这也是R1阻值调小的原因，即使输出方波更理想。综上，设计要求占空比为10%左右。
4、由于实际矩形波存在上升、下降沿，所以实验及仿真测得占空比大于理论计算值。
(2)锯齿波形成电路
示波器波形：
实验测量-0.34V 7.5V
分析：
1、如图，当输入矩形波电压为低电平时，二极管D1截止，R1、C和运放构成积分回路，输出电压线性
增长；当输入高电压时，二极管D1导通，电容通过R2、D1与R1的并联放电，输出电压线性下降。
由于为锯齿波电压，电容放电时间很短，故应满足R2< 输出电压能够迅速下降。 2、通过上述积分电路产生了一个与矩形波严格同步的锯齿波。由于充放电时间应与矩形波高低电平 时间匹配，故R1、R2的取值与输入电压的占空比有关：输入高电平时间与低电平时间比值大致等于R2||R1与R1的阻值比，使得充放电时间与输入高低电平时间匹配。由于设计电路时理论计算占空比较小，故取值为R1=150k，R2=5.1k。但实际占空比较大，故可看出本实验中R2取得偏小了，即放电时间过快，致使输出锯齿波起始值有一小段平的。但实验中这样的误差被容忍了。 3、该锯齿波电压决定了后面被测晶体管集电极与发射极电压v CE，而由晶体管的输出特性曲线位于第 一象限，为使输出特性曲线完整，其扫描电压起始值应从原点开始，即锯齿波电压起始值应为0V，设计要求不能高于0.1V。实验中为-0.34V，相当于在负半轴一小段也进行扫描，对第一象限特性曲线无影响，仍然满足要求。 4、同理为使输出特性曲线完整，锯齿波幅度不能太小，否则无法显示晶体管进入恒流区的特性曲线。 设计要求大于4V。 (3)阶梯波形成电路 示波器波形： 分析： 在设计电路时，考虑实验使用74HC161的V OH=5V，其产生阶梯波电压差=V OH/16=0.3125V，故设计实验中同相电压放大器两个电阻取值为R9=51k，R10=100k，放大倍数为1.51，使得最终输出阶梯波电压差ΔV=0.3125·A=468.75mV以满足要求。而在multisim中只有输出高电平为4V或6V的74HC161，仿真使用了V OH=6V的计数器，未改变设计电路的电阻设计值，故仿真所得到的结果为566mV，大于实验值480.5mV。实验值与理论值符合较好，满足设计要求。 (4)电压电流转换电路 示波器波形： 分析： 1、由前述，流过负载电阻的电流i L=v I/R，欲使i L=1μA，由前一级阶梯波电压差约470mV，故取R=510k。 实验测得Δi B=0.855μA，满足设计要求。 2、下一级电路即直接连接晶体管测量其输出特性曲线，R L检测电流无误，需取下R L，将该结点与晶体管基 极，为晶体管提供基极驱动电流。 (5)在上述电路基础上加装电路，测量NPN双极型晶体管的输出特性曲线 示波器波形： 分析： 1、R C为集电极负载电阻，目的是检测I C以形成电压信号输入到示波器Y端。若R C很大，则会导致电流I C很 小，对I C会起限制作用。晶体管输出特性曲线的纵轴为 I C，若I C被限制的很小，则会导致输出特性曲线不完整，恒流区电流较大的曲线不能显示，即输出波形的曲线条数变少。故R C不可过大，取R C=1k。 2、晶体管r ce很大，且晶体管集电极与v l1相连，发射极接地；而电压相减电路同相输入端有接地电阻，从 而与r ce并联。若放大器的输入电阻很小，与r ce并联后r ce等效电阻也很小，由r ce=V A/I C可知，r ce等效值变小会使得厄利电压V A变小，输出特性曲线的n簇曲线在负半轴的交汇点值变小，从而使得曲线在恒流区的斜率增加，曲线上扬，故应尽量加大电压相减电路的输入电阻。实验中R=200kΩ。 (6)在(5)基础上加装电路，使阶梯波的级数可调，从而实现晶体管输出特性曲线条数可调 示波器波形： 分析：按照电路图组装电路即可，原理详见实验电路说明。 五、实验总结 (1)本次实验内容较为复杂，在实验前弄懂每一级电路的原理并做好仿真是实验能成功的关键，在调电 路时才会明白哪里可能出了问题。而本次实验书上与课件并没有给出详细的电路图，电阻、电容的取值都要自己设计，这一点尤其需要通过弄清原理与仿真来确保设计的合理性，否则无从下手。 (2)本次实验每一级电路都用到了运放，振荡电路、积分电路、电压放大器、电压比较器等等运放这些 重要的应用都有涉及。这使我进一步加深了对运放原理的理解，将理论知识记忆得更深刻。 (3)本次实验中学会了计数器的使用，也对课上所学时序逻辑电路知识有了更深的理解。 (4)在第一周实验时，得到的晶体管输出特性曲线相当粗，估计可能是噪声太大的原因，而老师说由于 许多电路都公用一个地，地上的噪声很大，是最可能影响电路的。而对比别人的搭的电路与我搭的电路，发现自己从搭线、元器件的插接都非常乱，每一条地线也引得很长。在第二周实验前重新搭了一遍面包板，剪短导线、剪短裸露的电阻腿等等，在第二周果然得到了理想的波形。通过这次实验的训练，我确实在设计电路和搭电路方面都得到了很强的训练，能力得到了很大的提高。 (5)实验中需要确保每一个元器件的可靠性，电阻、电容、741运放、74HC161使用前都需要进行测量。 本次实验在第二周进行改装阶梯波级数可调时，在已经可以调节输出特性曲线条数了的情况下，示波器波形突然消失，而通过一级一级调电路才发现锯齿波电路有一个电容烧坏，导致后序电路受影响。这次调试使我学会对电子系统如何逐级调试，并且强烈的认识到了可靠性强的元器件的重要性。 六、思考题解答 (1)被测晶体管发射结压降不同对测量结果会不会有影响？如果要测量以发射结电压v BE为参变量 的输出特性曲线，电路应如果修改？ 答：不会。基极流入电流i B由电压电流转换电路产生，其近似为恒流输入(对于每一级阶梯而言)，由二极管指数率的伏安特性曲线可知，在i B确定时，其发射结压降与i B一一对应。故当我们用i B作为参量看其对输出特性曲线的控制时，发射结压降实际也随i B一同变化，故发射结压降的变化不会影响测量结果。 修改：去掉电压电流转换电路，调整阶梯波电路的同相电压放大器放大倍数，使幅值满足要求后，晶体管基极与阶梯波电路输出直接相连即可。 (2)使用一个矩形波振荡电路产生矩形脉冲，分别经锯齿波形成电路和阶梯波形成电路产生锯齿扫 描电压和阶梯基极电压，这是为什么？如果用锯齿波振荡电路和阶梯波振荡电路分别产生锯齿扫描电压和阶梯基极电压，可以吗？ 答：①为了使显示稳定，必须保证扫描电压v CE与基极电流i B严格同步，即对应i B波形的每一级台阶，示波器X轴都要完成一次扫描。所以使用同一个矩形波去产生阶梯波和锯齿波，就能够使阶梯波每一级台阶的时间和锯齿波的周期完全相同，两者严格同步。 ②不可以。这样难以确保扫描电压与基极电压严格同步，输出波形不稳定。 (3)R C为集电极电流的取样电阻，也是被测晶体管的集电极负载电阻，应如何选取R C的值。 答：作为取样电阻，R C应足够大，使得I C流过它产生的电压也足够大，以减小噪声的干扰。而作为集电极负载电阻，倘若R C过大，会导致I C很小，限制了I C的大小后，由晶体管输出特性曲线可知，在上面的曲线（恒流区电流较大）可能无法完全显示，即输出波形的曲线条数不够。 三极管伏安特性测量实验报告 实验报告 课程名称：__电路与模拟电子技术实验_______指导老师：_____干于_______成绩：__________________ 实验名称：_______三极管伏安特性测量______实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的 1． 深入理解三极管直流偏置电路的结构和工作原理 2． 深入理解和掌握三极管输入、输出伏安特性 二、实验原理 三极管的伏安特性曲线可全面反映各电极的电压和电流之间的关系，这些特性曲线实际上就是ＰＮ结性能的外部表现。从使用的角度来看，可把三极管当做一个非线性电阻来研究它的伏安特性，而不必涉及它的内部结构。其中最常用的是输入输出特性。 １）输入特性曲线 输入特性曲线是指在输入回路中，Ｕce 为不同常数 专业：___ _________ 姓名：___ 值时的Ｉb～Ｕbe曲线。分两种情形来讨论。 （１）从图（ａ）来看，Ｕce＝０，即ｃ、ｅ间短路。 此时Ｉb与Ｕbe间的关系就是两个正向二极管并 联的伏安特性。每改变一次Ｕbe，就可读到一组 数据（Ｕbe，Ｉb），用所得数据在坐标纸上作图， 就得到图（ｂ）中Ｕce＝０时的输入特性曲线。 ２）输出特性曲线 输出特性曲线是指在Ｉb为不同常量时输出回路中的Ｉc～Ｕce曲线。测试时，先固定一个Ｉb，改变Ｕce，测得相应的Ｉc值，从而可在Ｉc～Ｕce直角坐标系中画出一条曲线。Ｉb取不同常量值时，即可测得一系列Ｉc～Ｕce曲线，形成曲线族，如图所示。 三、实验仪器 三极管，HY3003D-3型可调式直流稳压电源，万用表、 速度控制环优化 速度控制环的优化主要是速度调节器的优化。速度调节器主要优化比例增益与积分时间常数两个数据，先确定它的比例增益，再优化积分时间常数。如果把速度调节器的积分时间常数（MD1409）调整到500ms，积分环节实际上处于无效状态，这时PI速度调节器转化为P调节器。为了确定比例增益的初值，可从一个较小的值开始，逐渐增加比例增益，直到机床发生共振，可听到伺服电机发出啸叫声，将这时的比例增益乘以0.5，作为首次测量的初值。 MD1407—速度增益Kp MD1409—积分时间Tn 速度环手动优化的具体步骤： 步骤一、用适配器将驱动器和计算机相连接，启动计算机和系统（电缆连接必须断电） 步骤二、等机床准备好后使机床工作在JOG方式下。 步骤三、在计算机上运行“SIMODRIVE 611D START TOOL”软件，首先会弹出画面如图 【Axis-】出现如下画面 所示 步骤六、点击【Drive MD】，进入如下画面 步骤七、点击【Boot file/Nck res...】，再点击【Measuring parameters】，进入如下画面，Amplitude为输入信号幅值，峰值力矩的百分比；Bandwidth 为测量带宽；Averaging 为平均次数，次数越多，越精确，时间越长，通常20次；Settling time 为建立时间，注入测量信号和偏移，到记录测量数据 间的时间；Offset为斜坡偏移量（避免启停时出现浪涌电流）。 提示画面，机床参数MD1500应设置为0，如下图所示 步骤九、点击【OK】，出现提示画面如下图 步骤十、按机床NC Start按钮，开始优化，在计算机上点击【Display】，出现如下画面（如果在此时伺服电机发生特别大的噪声，这时应紧急按下急停 按扭）。 通过得到的曲线可以看出，改变MD1407和MD1409的值就可以使曲线发生变化。速度环参数的调节是驱动参数调节的重点，有时在电机的标准机床数据的情况下，电机可能会产生噪声。这种情况下，应先减小速度环的增益值。在改变增益时，观察调节器的幅频特性曲线的变化趋势，使曲线的幅值在0dB 位置达到最宽的频率范围，优化调整方法如下： ○1如果速度调节器的幅频特性曲线的幅值不超过0dB，可提高比例增益MD1407，频宽也增加，响应特性得到改善。当比例增益增大到一定数值后，幅 频特性曲线中的幅值会极度变化，频宽变窄，系统的动态特性降低。 《描绘小灯泡的伏安特性曲线》的实验报告 一、实验目的 描绘小灯泡的伏安特性曲线，并对其变化规律进行分析。 二、实验原理 1。金属导体的电阻率随温度的升高而增大，导致金属导体的电阻随温度的升高而增大。以电流I为纵坐标，以电压U为横坐标，描绘出小灯泡的伏安特性曲线I—U图像。 2。小灯泡电阻极小，所以电流表应采用外接法连入电路；电压应从0开始变化，所以滑动变阻器采用分压式接法，并且应将滑动变阻器阻值调到最大。 三、实验器材 小灯泡一盏，电源一个，滑动变阻器一个，电压表、电流表各一台，开关一个，导线若干，直尺一把。 四、实验电路 五、实验步骤 1。按照电路图连接电路，并将滑动变阻器的滑片P移至A端，如图： 2。闭合开关S，将滑片P逐渐向B端移动，观察电流表和电压表的示数，并且注意电压表示数不能超过小灯泡额定电压，取8组，记录数据，整理分析。 3。拆除电路，整理桌面，将器材整齐地放回原位。以电流I为纵坐标，以电压U为横坐标，描绘出小灯泡的伏安特性曲线I—U图像。 六、实验结论 1。小灯泡的伏安特性曲线不是一条直线 2。曲线原因的分析：根据欧姆定理，R U应该是一条直线，但是那仅仅是理想IU来说，RI电阻，R是恒定不变的但是在现实的试验中，电阻R是会受到温度的影响的，此时随着电阻本身通过电流，温度就会增加，R自然上升，对于R代表图线中的斜率，当R不变时，图像是直线，当变化时，自然就是曲线。 七、误差分析 1。测量时未考虑电压表的分流，造成电流I的实际值大于理论值。 2。读数时没有读准确，在估读的时候出现误差。 3。描绘图像时没有描绘准确造成误差。 描绘小灯泡的伏安特性曲线 《测量小灯泡伏安特性曲线》实验课题任务是：电学知识告诉我们当电压一定时电流I与电阻R成反比，但小灯炮的电阻会随温度的改变而变化，小灯泡（6。3V、0。15A）在一定电流范围内其电压 与电流的关系为UKIn，K和n是与灯泡有关的系数。 学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《测量小灯泡伏安特性曲线》的整体方案，内容包括：（写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤），然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。 设计要求 ⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方 法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。 ⑵选择实验的测量仪器，设计出测量小灯泡伏安曲线的电路和实验步骤，要具有可操作性。 ⑶验证公式UKIn； ⑷求系数K和n；（建议用最小二乘法处理数据） 晶体管的输入输出特性曲线详解 届别 系别 专业 班级 姓名 指导老师 二零一二年十月 晶体管的输入输出特性曲线详解 学生姓名：指导老师： 摘要：晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。 根据晶体管的结构进行分类，晶体管可以分为：NPN型晶体管和PNP 型晶体管。依据晶体管两个PN结的偏置情况，晶体管的工作状态有放大、饱和、截止和倒置四种。晶体管的性能可以有三个电极之间的电压和电流关系来反映，通常称为伏安特性。 生产厂家还给出了各种管子型号的参数也能表示晶体管的性能。利用晶体管制成的放大电路的可以是把微弱的信号放大到负载所需的数值 晶体管是一种半导体器件，放大器或电控开关常用。晶体管是规范操作电脑，手机，和所有其他现代电子电路的基本构建块。由于 其响应速度快，准确性，晶体管可用于各种各样的数字和模拟功能，包括放大，开关，稳压，信号调制和振荡器。晶体管可独立包装或在一个非常小的的区域，可容纳一亿或更多的晶体管集成电路的一部分。 关键字：晶体管、输入输出曲线、放大电路的静态分析和动态分析。 【Keywords】The transistor, the input/output curve, amplifying circuit static analysis and dynamic analysis. 一、晶体管的基本结构 晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，如图 1-1(a)、(b)所示。从三个区引出相应的电极，发射极，基极，集电极，各用“E”（或“e”）、“B”(或“b”)、“C”(或“c”)表示。 发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里;NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。当前国内生产的锗管多为PNP型(3A 实验十二 幅频特性和相频特性 一、实验目的：研究ＲＣ串、并联电路的频率特性。 二、实验原理及电路图 1、实验原理 电路的频域特性反映了电路对于不同的频率输入时，其正弦稳态响应的性质，一般用电路的网络函数()H j ω表示。当电路的网络函数为输出电压与输入电压之比时，又称为电压传输特性。即： ()2 1U H j U ω= 1）低通电路 R C 1 U 2 U 10.707 () H j ω0 ωω 图1-1 低通滤波电路 图1-2 低通滤波电路幅频特性 简单的RC 滤波电路如图4.3.1所示。当输入为1U ，输出为2U 时，构 成的是低通滤波电路。因为： 1 1 2 111U U U j C j RC R j C ωωω=?=++ 所以： ()()()211 1U H j H j U j RC ωω?ωω===∠+ ()() 2 11H j RC ωω= + ()H j ω是幅频特性，低通电路的幅频特性如图 4.3.2所示，在1RC ω=时，()120.707H j ω==，即210.707U U =，通常2U 降低到10.707U 时的 角频率称为截止频率，记为0ω。 2）高通电路 C R 1 U 2 U ω ω0 0.707 1() H j ω 图2-1 高通滤波电路 图2-2 高通滤波电路的幅频特性 12 1 11U j RC U R U j RC R j C ωωω=?= ?+?? + ??? 所以： ()()()211U j RC H j H j U jRC ωωω?ω===∠+ 其中()H j ω传输特性的幅频特性。电路的截止频率01RC ω= 高通电路的幅频特性如4.3.4所示 当0 ωω<<时，即低频时 ()1 H j RC ωω=<< 当0ωω>>时，即高频时， ()1 H j ω=。 3）研究RC 串、并联电路的频率特性： 实验报告 课程名称：__电路与模拟电子技术实验 _______指导老师：_____干于_______成绩：__________________ 实验名称：_______三极管伏安特性测量______实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的 1． 深入理解三极管直流偏置电路的结构和工作原理 2． 深入理解和掌握三极管输入、输出伏安特性 二、实验原理 三极管的伏安特性曲线可全面反映各电极的电压和电流之间的关系，这些特性曲线实际上就是ＰＮ结性能的外部表现。从使用的角度来看，可把三极管当做一个非线性电阻来研究它的伏安特性，而不必涉及它的内部结构。其中最常用的是输入输出特性。 １）输入特性曲线 输入特性曲线是指在输入回路中，Ｕce 为不同常数值时的Ｉb ～Ｕbe 曲线。分两种情形来讨论。 （１） 从图（ａ）来看，Ｕce ＝０，即ｃ、ｅ间短路。此时Ｉb 与Ｕbe 间的关系就是两个正向二极 管并联的伏安特性。每改变一次Ｕbe ，就可读到一组数据（Ｕbe ，Ｉb ），用所得数据在坐标纸上作图，就得到图（ｂ）中Ｕce ＝０时的输入特性曲线。 ２）输出特性曲线 输出特性曲线是指在Ｉb 为不同常量时输出回路中的Ｉc ～Ｕce 曲线。测试时，先固定一个Ｉb ，改变Ｕce ，测得相应的Ｉc 值，从而可在Ｉc ～Ｕce 直角坐标系中画出一条曲线。Ｉb 取不同常量值时，即可测得一系列Ｉc ～Ｕce 曲线，形成曲线族，如图所示。 专业：___ _________ 姓名：___ _________ 学号： ______ 日期：_____ ______ 地点：_____ ___ 电路实验四实验报告 实验题目：二极管伏安特性曲线测量 实验内容： 1.先搭接一个调压电路，实现电压1-5V连续可调； 2.在面包板上搭接一个测量二极管伏安特性曲线的电路； 3.测量二极管正向和反向的伏安特性，将所测的电流和电压列表记录好； 4.给二极管测试电路的输入端加Vp-p=3V、f=100Hz的正弦波，用示波器观察该电路的输 入输出波形； 5.用excel或matlab画二极管的伏安特性曲线。 实验环境： 数字万用表、学生实验箱（直流稳压电源）、电位器、整流二极管、色环电阻、示波器DS1052E，函数发生器EE1641D、面包板。 实验原理： 对二极管施加正向偏置电压时，则二极管中就有正向电流通过（多数载流子导电），随着正向偏置电压的增加，开始时，电流随电压变化很缓慢，而当正向偏置电压增至接近二极管导通电压时，电流急剧增加，二极管导通后，电压的少许变化，电流的变化都很大。 为了测量二极管的伏安特性曲线，我们用直流电源和电位器搭接一个调压电路，实现电压1-5V连续可调。调节电位器的阻值，可使二极管两端的电压变化，用万用表测出若干组二极管的电压和电流值，最后绘制出伏安特性曲线。电路图如下所示： 用函数发生器EE1641D给二极管施加Vp-p=3V、f=100Hz的交流电源，再用示波器观察二极管的输入信号波形和输出信号波形。电路图如下： 实验记录及结果分析： 得到二极管的伏安特性曲线如下： 结论：符合二极管的特性，即开始时，电流随电压变化很缓慢，而当正向偏置电压增至接近二极管导通电压时，电流急剧增加，二极管导通后，电压的少许变化，电流的变化都很大。 2. 示波器显示二极管的输入输出波形如下图（通道1为输入波形，通道2为输出波形）： 晶体管输出特性曲线测试电路的设计 无 29班 宋林琦 2002011547 一、实验任务： 设计一个测量NPN 型晶体管特性曲线的电路。测量电路设置标有e 、b 、c 引脚的插 孔。当被测晶体管插入插孔通电后，示波器屏幕上便显示出被测晶体管的输出特性曲线。要有具体指标的要求。 二、实验目的： 1、了解测量双极型晶体管输出特性曲线的原理和方法。 2、熟悉脉冲波形的产生和波形变 换的原理和方法。 3、熟悉各单元电路的设计方法。 三、实验原理： 晶体管共发射极输出特性曲 线如图1所示，它是由函数i c =f (v CE )|i B=常数，表示的一簇曲线。它 既反映了基极电流i B 对集电极电 流i C 的控制作用，同时也反映出 集电极和发射极之间的电压v CE 对集电极电流i C 的影响。 如使示波器显示图1那样的曲线，则应将集电极电流i C 取样，加至示波器的Y 轴输入端，将电压v CE 加至示波器的X 轴输入端。若要显示i B 为不同值时的一簇曲线，基极电流应为逐级增加的阶梯波形。通常晶体管的集电极电压是从零开始增加， 达到某一 图2 晶体管输出特性测试电路 图1 晶体管输出特性曲线 V CC 3 数值后又回到零值的扫描波形，本次实验采用锯齿波。 测量晶体管输出特性曲线的一种参考电路框图如图2所示。矩形波震荡电路产生矩形脉冲输出电压v O1。该电路一方面经锯齿波形成电路变换成锯齿波v O2，作为晶体管 集电极的扫描电压；另一方面经阶梯波 形成电路，通过隔离电阻送至晶体管的基极，作为积极驱动电流i B ，波形见图3 的第三个图（波形不完整，没有下降）。 电阻R C 将集电极电流取样，经电压变换电路转换成与电流i C 成正比的对地电压V O3,加至示波器的Y 轴输入端，则示波器的屏幕上便会显示出晶体管输出特性曲线。 需要注意，锯齿波的周期与基极阶梯波每一级的时间要完全同步（用同一矩形脉冲产生的锯齿波和阶梯波可以很好的满足这个条件）。阶梯波有多少级就会显示出多少条输出特性曲线。另外，每一整幅图形的显示频率不能太低，否则波形会闪烁。 四、主要设计指标和要求： 1、矩形波电压（V O1）的频率f 大于500Hz,误差为±10Hz ，占空比为4%~6%，电压幅 度峰峰值大约为20V 。 2、晶体管基极阶梯波V O3的起始值为0，级数为10级，每极电压0.5V~1V 。 3、晶体管集电极扫描电压V O2的起始电压为0V ，幅度大约为10V 。 五、电路设计及仿真结果： 1、 电路基本组成： 电路由5个基本部分组成，包括矩形波产生电路、锯齿波产生电路、阶梯波产生电路、电压变换电路和由以上4个电路组成的晶体管测试电路。 2、 矩形波产生电路： 用来产生窄的矩形脉冲，要求占空比为4％～6％，所用电路为一个由LM741组成的施密特触发器，用来产生矩形窄脉冲，由于二极管D3的单向导通功能，使得充放电时的回路电阻不同，以至于时间常数不同，从而决定了矩形脉冲的占空比不是50％，而是远小于50％。电路图以及仿真结果如下，矩形脉冲的峰峰值幅度大约为21V 。 时钟源 锯齿波发生器 阶梯波发生器 图3 输出特性曲线测试电路工作波形 1：已知x(t)=1，试用MATLAB 分析其幅频特性曲线。 解：因为x(t)=1是连续非周期信号，其对应的频谱是非周期连续的，对于连续的信号计算机不能直接加以处理，因而，需要将其先离散化，再利用离散傅里叶变换（DFT ）对其进行分析实现其近似计算。对连续时间信号x(t)可以分解成x(t)=u(t)+u(-t-1)，通过采取不同的采样间隔来分析其频谱。 (a)对x(t)离散化的采样间隔取R=0.005，对F(W)取N=7000，图像如图a ； (b)对x(t)离散化的采样间隔取R=0.01，对F(W)取N=30，图像如图b ； (c)对x(t)离散化的采样间隔取R=0.01，对F(W)取N=7000，图像如图c 。 针对(a)情况的程序如下：R=0.005;t=-5:R:5; f=Heaviside(t)+Heaviside(-t); W1=2*pi*2; N=7000;k=0:N;W=k*W1/N; F=f*exp(-j*t'*W)*R; F=real(F); W=[-fliplr(W),W(2:7001)]; F=[fliplr(F),F(2:7001)]; subplot(2,1,1);plot(t,f); xlabel('t');ylabel('x(t)'); title('x(t)函数的图像'); subplot(2,1,2);plot(W,F); xlabel('w');ylabel('F(w)'); title('x(t)函数的傅里叶变换F(w)'); 图a R=0.005， N=7000 图b R=0.01，N=30 图c R=0.01，N=7000 竭诚为您提供优质文档/双击可除伏安特性曲线的测量实验报告 篇一：电路元件伏安特性的测量(实验报告答案) 实验一电路元件伏安特性的测量 一、实验目的 1．学习测量电阻元件伏安特性的方法； 2．掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法；3．掌握直流稳压电源和直流电压表、直流电流表的使用方法。 二、实验原理 在任何时刻，线性电阻元件两端的电压与电流的关系，符合欧姆定律。任何一个二端电阻元件的特性可用该元件上的端电压u与通过该元件的电流I之间的函数关系式I＝f(u)来表示，即用I－u平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为电阻元件的伏安特性曲线。根据伏安特性的不同，电阻元件分为两大类：线性电阻和非线性电阻。线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图1-1（a）所示。该直线的斜率只由电阻元件的电阻值R决定，其阻值R为常 数，与元件两端的电压u和通过该元件的电流I无关；非线性电阻元件的伏安特性曲线不是一条经过坐标原点的直线，其阻值R不是常数，即在不同的电压作用下，电阻值是不同的。常见的非线性电阻如白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等，它们的伏安特性曲线如图1-1（b）、（c）、（d）所示。在图1-1中，u＞0的部分为正向特性，u＜0的部分为反向特性。 (a)线性电阻(b)白炽灯丝 绘制伏安特性曲线通常采用逐点测试法，电阻元件在不同的端电压u作用下，测量出相应的电流I，然后逐点绘制出伏安特性曲线I＝f(u)，根据伏安特性曲线便可计算出电阻元件的阻值。 三、实验设备与器件 1.直流稳压电源1台 2.直流电压表1块 3.直流电流表1块 4.万用表1块 5.白炽灯泡1只 6.二极管1只 7.稳压二极管1只 8.电阻元件2只 四、实验内容 1．测定线性电阻的伏安特性按图1-2接线。调节直流稳压电源的输出电压u，从0伏开始缓慢地增加（不得超过10V），在表1-1中记下相应的电压表和电流表的读数。 2 将图1-2中的1kΩ线性电阻R换成一只12V，0.1A的灯 《电学元件伏安特性的测量》实验报告 （数据附页） 一、半定量观察分压电路的调节特点 二、用两种线路测电阻的对比研究 电流表准确度等级1.5，量程I m=5mA，R I=8.38±0.13Ω 电压表准确度等级1.5，量程U m=0.75V，R V=2.52±0.04kΩ； 量程U m=3V，R V=10.02±0.15kΩ 三、测定半导体二极管正反向伏安特性 由于正向二极管的电阻很小，采用外接法的数据；反向电阻很大，采用内接法的数据。 四、戴维南定理的实验验证 1.将9V电源的输出端接到四端网络的输入端上，组成一个有源二端网络，求出等效 e e 取第二组和第七组数据计算得到： E e =2.15V R e =319.5Ω 由作图可得： E e =2.3V R e =352.8Ω 3. 理论计算。 % 6.17% 7.10.30034.2951.14917.19932.6162 12 132 12 321的相对误差为的相对误差为与实验值比较e e e e R E R R R R R R V R R ER E V E R R R Ω =++ ==+= =Ω=Ω=Ω= 4．讨论。 等效电动势的误差不是很大，而等效电阻却很大。原因是多方面的。但我认为最大的原因应该是作图本身。所有数据的点都集中在一个很小的区域，点很难描精确，直线的绘制也显得过于粗糙，人为的误差很大。 如果对数据进行拟合，可以得到I=-3.298U+6.836，于是得到E e =2.07V ，R e =303.2Ω，前者误差为11.5%，后者误差为1.1%，效果比直接读图好，因为消除了读图时人为的误差。 另外一点，仪表读数也是造成误差大的一个原因。比如电流表没有完全指向0，电压表不足一格的部分读得很不准等等。 HUNAN UNIVERSITY 电路实验综合训练 报告 学生姓名蔡德宏 学生学号 2 专业班级计科1401班 指导老师汪原 起止时间2015年12月16日——2015年12月19日 一、实验题目 实验十二幅频特性与相频特性 二、实验摘要(关键信息) 实验十二 1、测量RC串联电路组成低通滤波器的幅频特性与相频特性(元件参数:R=1K ,C=0、1uF,输入信号:Vpp=3V、f=100Hz~15KHz正弦波。测量10组不同频率下的Vpp,作幅频特性曲线与相频特性曲线)。 2、测量RC串联电路组成高通滤波器的幅频特性与相频特性(电路参数与要求同上)。 3、测量RC串并联(文氏电桥)电路频率特性曲线与相频特性曲线。 实验十三 1、测量R、C、L阻抗频率特性(电路中用100Ω作保护电阻,分别测量R、C、L在不同频率下的Vpp,输入信号Vpp=3V、f=100Hz~100KHz的正弦波,元件参数:R=1K、C=0、1uF、L=20mH),取10组数据,作幅频特性曲线。 2、搭接R、L、C串联电路,通过观测Ui(t)与UR(t)波形,找出谐振频率。将电阻换成电位器,测量不同Q值的谐振频率。 三、实验环境(仪器用品) 函数信号发生器(DG1022U),示波器(DSO-X 2012A),电位器(BOHENG3296-w104),3只电阻(保护100Ω,实验1KΩ),电容器(0、1μF),电感(20mH),面包板,Multisim 10、0(画电路图),导线若干。 四、 实验原理与电路 1、当在RC 与RL 及RLC 串联电路中加上交变电源,并不断改变电源频率时,电路的端口电压U 与电阻U 两端电压也随之发生规律性改变。 1)RC 串联电路的稳态特性 有以上公式可知,随频率的增加,I,增加,减小。当ω很小时2πψ→,电 源电压主要降落在电容上,此时电容作为响应为低通滤波器;反之,0→ψ,电压主要将在电阻上,电阻作为响应称为高通滤波器。利用幅频特性可构成不同的滤波电路,把不同频率分开。 2）文氏电桥: 如图电路,若R1=R2,C1=C2,则振荡频率为RC π21f 0=,正反馈的电压与输出电压同相位(此为电路振荡的相位平衡条件),实验电路图如下: 五、 实验步骤与数据记录 仪器测量值:电容C1=102、5nF C2=101、7nF 电阻R1=1、007Ωk R2=1、016Ωk 1)高通滤波器: 伏安特性实验报告 篇一：电路元件伏安特性的测量(实验报告答案) 实验一电路元件伏安特性的测量 一、实验目的 1．学习测量电阻元件伏安特性的方法； 2．掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法； 3．掌握直流稳压电源和直流电压表、直流电流表的使用方法。 二、实验原理 在任何时刻，线性电阻元件两端的电压与电流的关系，符合欧姆定律。任何一个二端电阻元件的特性可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的函数关系式I＝f(U)来表示，即用I－U平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为电阻元件的伏安特性曲线。根据伏安特性的不同，电阻元件分为两大类：线性电阻和非线性电阻。线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图1-1（a）所示。该直线的斜率只由电阻元件的电阻值R决定，其阻值R为常数，与元件两端的电压U和通过该元件的电流I无关；非线性电阻元件的伏安特性曲线不是一条经过坐标原点的直线，其阻值R不是常数，即在不同的电压作用下，电阻值是不同的。常见的非线性电阻如白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等，它们的伏安特性曲线如图1-1（b）、（c）、（d）所示。 在图1-1中，U ＞0的部分为正向特性，U＜0的部分为反向特性。 (a)线性电阻 (b)白炽灯丝 绘制伏安特性曲线通常采用逐点测试法，电阻元件在不同的端电压U作用下，测量出相应的电流I，然后逐点绘制出伏安特性曲线I＝f(U)，根据伏安特性曲线便可计算出电阻元件的阻值。 三、实验设备与器件 1.直流稳压电源 1 台 2.直流电压表1 块 3.直流电流表1 块 4.万用表 1 块 5.白炽灯泡 1 只 6. 二极管1 只 7.稳压二极管1 只 8.电阻元件 2 只 四、实验内容 1．测定线性电阻的伏安特性按图1-2接线。调节直流稳压电源的输出电压U，从0伏开始缓慢地增加（不得超过10V），在表1-1中记下相应的电压表和电流表的读数。 2 将图1-2中的1kΩ线性电阻R换成一只12V，0.1A的灯泡，重复1的步骤， 在表1-2中记下相应的电压表和电流表的读数。 3 按图1-3接线，R为限流电阻，取200Ω，二极管的型号为1N4007。测二极 电学元件伏安特性的测量实验报告 篇一：电路分析实验报告(电阻元件伏安特性的测量) 电力分析实验报告 实验一电阻元件伏安特性的测量 一、实验目的： （1）学习线性电阻元件和非线性电阻元件伏安特性的测试方式。 （2）学习直流稳压电源、万用表、电压表的使用方法。 二、实验原理及说明 （1）元件的伏安特性。如果把电阻元件的电压取为横坐标，电流取为纵坐标，画出电压与电流的关系曲线，这条曲线称为该电阻元件的伏安特性。 （2）线性电阻元件的伏安特性在u-i平面上是通过坐标原点的直线，与元件电压和电流方向无关，是双向性的元件。元件的电阻值可由下式确定：R=u/i=(mu/mi)tgα,期中mu和mi分别是电压和电流在u-i平 面坐标上的比例。 三、实验原件 Us是接电源端口，R1=120Ω,R2=51Ω,二极管D3为IN5404，电位器Rw 四、实验内容 （1）线性电阻元件的正向特性测量。 （2）反向特性测量。 （3）计算阻值，将结果记入表中 （4）测试非线性电阻元件D3的伏安特性 （5）测试非线性电阻元件的反向特性。 表1-1 线性电阻元件正（反）向特性测量 表1-5二极管IN4007正（反）向特性测量 五、实验心得 （1）每次测量或测量后都要将稳压电源的输出电压跳回到零值 （2）接线时一定要考虑正确使用导线 篇二：电学元件的伏安特性实验报告v1 预习报告 【实验目的】 l.学习使用基本电学仪器及线路连接方法。 2.掌握测量电学元件伏安特性曲线的基本方法及一种消除线路误差的方法。 3.学习根据仪表等级正确记录有效数字及计算仪表误差。准确度等级见书66页。 100mA量程，0.5级电流表最大允许误差?xm?100mA?0.5%?0.5mA，应读到小数点后1位，如42.3(mA) 3V量程，0.5级电压表最大允许误差?Vm?3V?0.5%?0.015V，应读到小数点后2位，如2.36(V) 【仪器用具】 直流稳压电源，电流表，电压表，滑线变阻器，小白炽 目录 一、三极管特性曲线分析 (1) 1.1三极管结构 (1) 1.2 三极管输入特性曲线 (2) 1.3 三极管输出特性曲线 (2) 二、三极管应用举例 (3) 2.1 三极管在放大状态下的应用 (3) 2.2 三极管在开关状态下的应用 (3) 三、线性电路和非线性电路 (4) 3.1线性电路理论 (4) 3.2 非线性电路理论 (5) 3.3 线性电路的分析应用举例 (6) 3.4 非线性电路的分析应用举例 (7) 四、数字电路和模拟电路 (8) 4.1 数字电路 (8) 4.2 模拟电路 (8) 4.3数字电路和模拟电路区别与联系 (9) 五、总结与体会 (9) 六、参考文献 (10) 三极管输入输出曲线分析 ——谈线性电路与非线性电路 摘要：三极管是电路分析中非常重要的一个元器件。本文主要分析了三极管输入输出特性曲线，介绍了线性电路和非线性电路的理论在分析工具的不同之处。同时，线性电路和非线性电路在分析电路时各有着不同的用处。最后，介绍了数字电路及模拟电路区别与联系。 关键词：三极管；数字电子技术；模拟电子技术 一、三极管特性曲线分析 1.1三极管结构 双极结型三极管是由两个PN结背靠背构成。三极管按结构不同一般可分为PNP和NPN 两种。 图1-1 三极管示意图及符号 PNP型三极管和NPN型三极管具有几乎等同的电流放大特性，以下讨论主要介绍NPN 型三极管工作原理。NPN型三极管其两边各位一块N型半导体，中间为一块很薄的P型半导体。这三个区域分别为发射区、集电区和基区，从三极管的三个区各引出一个电极，相应的称为发射极（E）、集电极（C）和基极（B）。虽然发射区和集电区都是N型半导体，但是发射区的掺杂浓度比集电区的掺杂浓度要高得多。另外在几何尺寸上，集电区的面积比发射区的面积要大。由此可见，发射区和集电区是不对称的。 双极型三极管有三个电极：发射极（E）、集电极（C）、基极（B），其中两个可以作为输入，两个可以作为输出，这样就有一个电极是公共电极。三种接法就有三种组态：共发射极接法（CE）、共基极接法（CC）、共集电极接法（CB）。这里只以共射接法为例分析其输入 HUNAN UNIVERSITY 电路实验综合训练 报告 学生姓名蔡德宏 学生学号201408010128 专业班级计科1401班 指导老师汪原 起止时间 2015年12月16日—— 2015年12月19日 一、 实验题目 实验十二 幅频特性和相频特性 二、 实验摘要（关键信息） 实验十二 1、测量RC 串联电路组成低通滤波器的幅频特性和相频特性（元件参数：R=1K Ω，C=0.1uF ，输入信号：Vpp=3V 、f=100Hz~15KHz 正弦波。测量10组不同频率下的Vpp ，作幅频特性曲线和相频特性曲线）。 2、测量RC 串联电路组成高通滤波器的幅频特性和相频特性（电路参数和要求同上）。 3、测量RC 串并联（文氏电桥）电路频率特性曲线和相频特性曲线。 实验十三 1、测量R 、C 、L 阻抗频率特性（电路中用100Ω作保护电阻，分别测量R 、C 、L 在不同频率下的Vpp ，输入信号Vpp=3V 、f=100Hz~100KHz 的正弦波，元件参数：R=1K 、C=0.1uF 、L=20mH ），取10组数据，作幅频特性曲线。 2、搭接R 、L 、C 串联电路，通过观测Ui （t ）和UR(t)波形，找出谐振频率。将电阻换成电位器，测量不同Q 值的谐振频率。 三、 实验环境（仪器用品） 函数信号发生器（DG1022U ），示波器(DSO-X 2012A),电位器（BOHENG3296-w104），3只电阻（保护100Ω，实验1K Ω），电容器(0.1μF )，电感（20mH ），面包板，Multisim 10.0（画电路图），导线若干。 四、 实验原理和电路 1、当在RC 和RL 及RLC 串联电路中加上交变电源，并不断改变电源频率时，电路的端口电压U 和电阻U 两端电压也随之发生规律性改变。 1）RC 串联电路的稳态特性 有以上公式可知，随频率的增加，I, 增加， 减小。当ω很小时2 π ψ→ ，电 源电压主要降落在电容上，此时电容作为响应为低通滤波器；反之，0→ψ，电压主要将在电阻上，电阻作为响应称为高通滤波器。利用幅频特性可构成不同的滤波电路，把不同频率分开。 课程名称：电路与模拟电子技术实验指导老师：张冶沁成绩：__________________实验名称：电路元件特性曲线的伏安测量法实验类型：电路实验同组学生姓名：__________一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1.熟悉电路元件的特性曲线； 2.学习非线性电阻元件特性曲线的伏安测量方法； 3掌握伏安测量法中测量样点的选择和绘制曲线的方法； 4.学习非线性电阻元件特性曲线的示波器观测方法。 二、实验内容和原理 1、电阻元件、电容元件、电感元件的特性曲线 在电路原理中，元件特性曲线是指特定平面上定义的一条曲线。例如，白炽灯泡在工作时，灯丝处于高温状态，其灯丝电阻随着温度的改变而改变，并且具有一定的惯性；又因为温度的改变与流过灯泡的电流有关，所以它的伏安特性为一条曲线。电流越大、温度越高，对应的灯丝电阻也越大。一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”可相差几倍至十几倍。该曲线的函数关系式称为电阻元件的伏安特性，电阻元件的特性曲线就是在平面上的一条曲线。当曲线变为直线时，与其相对应的元件即为线性电阻器，直线的斜率为该电阻器的电阻值。电容和电感的特性曲线分别为库伏特性和韦安特性，与电阻的伏安特性类似。 线性电阻元件的伏安特性符合欧姆定律，它在u-i 平面上是一条通过原点的直线。该特性曲线各点斜率与元件电压、电流的大小和方向无关，所以线性电阻元件是双向性元件。非线性电阻的伏安特性在u-i平面上是一条曲线。 普通晶体二极管的特点是正向电阻和反向电阻区别很大。正向压降很小正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电压从零一直增加到十几伏至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。可见，二极管具有单向导电性，如果反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性则与普通二极管不同，在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当反向电压增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不同稳压值的稳压管）电流将突然增加，以后它的端电压将维持恒定，不再随外加的反向电压升高而增大。 上述两种二极管的伏安特性均具属于单调型。电压与电流之间是单调函数。二极管的特性参数主要有开启电压V th，导通电压V on，反向电流I R，反向击穿电压V BR以及最大整流电流I F。 2、非线性电阻元件特性曲线的逐点伏安测量法 元件的伏安特性可以用直流电压表、电流表测定，称为逐点伏安测量法。伏安法原理简单，测量方便，但由于仪表内阻会影响测量的结果，因此必须注意仪表的合理接法。 采用伏安法测量二极管特性时，限流电阻以及直流稳压源的变化范围与特性曲线的测量范围是有关系的，要根据实验室设备的具体要求来确定。在综合考虑测量效率和获得良好曲线效果的前提下，测量点的选择十分关键，由于二极管的特性曲线在不同的电压的区间具有不同的性状，因此测量时需要合理采用调电压或调电阻的方式来有效控制测量样点。 3、元件特性曲线的示波器观测法 正弦波信号发生器提供的输出电压，R是被测电阻元件，r为电流取样电阻。示波器置于X—Y 工 非线性元件伏安特性的 测量实验报告 Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022 实验报告 姓名：汤博班级：F0703028 学号：28 实验成绩： 同组姓名：无实验日期：2008-3-4 指导老师：助教19 批阅日期： 非线性元件伏安特性的测量 【实验目的】 1．学习测量非线性元件的伏安特性,针对所给各种非线性元件的特点，选择一定的实验方法，援用配套的实验仪器，测绘出它们的伏安特性曲线。 2. 学习从实验曲线获取有关信息的方法。 【实验原理】 1、非线性元件的阻值用微分电阻表示，定义为 R = dU/dI。 2、如下图所示，为一般二极管伏安特性曲线 3、测量检波和整流二极管，稳压二极管，发光二极管的伏安特性曲线，电路示意图如下 (1)检波和整流二极管 检波二极管和整流二极管都具有单向导电作用，他们的差别在于允许 通过电流的大小和使用频率范围的高低。 (2)稳压二极管 稳压二极管的特点是反向击穿具有可逆性，反向击穿后，稳压二极管 两端的电压保持恒定，这个电压叫稳压二极管的工作电压。 (3)发光二极管 发光二极管当两端的电压小于开启电压时不会发光，也没有电流流 过。电压一旦超过开启电压，电流急剧上升，二极管发光，电流与电压 呈线性关系，直线与电压坐标的交点可以认为是开启电压． 计算光的波长。 使用公式eU=hc λ 【实验数据记录、实验结果计算】 1、检波二极管 正向： 表一测量检波二极管的正向伏安特性数据 编号12345678910 U(V) I(mA) 编号11121314151617181920 U(V) I(mA) 课程名称：__电路与模拟电子技术实验_______指导老师：_____干于_______成绩：__________________ 实验名称：_______三极管伏安特性测量______实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的 1．深入理解三极管直流偏置电路的结构和工作原理 2．深入理解和掌握三极管输入、输出伏安特性 二、实验原理 三极管的伏安特性曲线可全面反映各电极的电压和电流之间的关系，这些特性曲线实际上就是ＰＮ结性能的外部表现。从使用的角度来看，可把三极管当做一个非线性电阻来研究它的伏安特性，而不必涉及它的内部结构。其中最常用的是输入输出特性。 １）输入特性曲线 输入特性曲线是指在输入回路中，Ｕce为不同常数值时的Ｉb～Ｕbe曲线。分两种情形来讨论。 （１）从图（ａ）来看，Ｕce＝０，即ｃ、ｅ间短路。此时Ｉb与Ｕbe间的关系就是两个正向二极管并联的伏安特性。每改变一次Ｕbe，就可读到一组数据（Ｕbe，Ｉb），用所得数据在坐标 纸上作图，就得到图（ｂ）中Ｕce＝０时的输入特性曲线。 ２）输出特性曲线 输出特性曲线是指在Ｉb为不同常量时输出回路中的Ｉc～Ｕce曲线。测试时，先固定一个Ｉb， 改变Ｕce，测得相应的Ｉc值，从而可在Ｉc～Ｕce直角坐标系中画出一条曲线。Ｉb取不同常量值时，即 可测得一系列Ｉc～Ｕce曲线，形成曲线族，如图所示。 三、实验仪器 三极管，HY3003D-3型可调式直流稳压电源，万用表、电子技术实验箱。 四、实验步骤 1．输入特性的测量 Rb=100KΩ。取Vcc=0以及5V，输入不同的Vbb，测出Vbe以及V Rb，间接测出i b。将所得的数据写入表格并画出图线。 2.输出特性的测量 Vbb=5V，Rc=470Ω。取Rb=100KΩ和400KΩ。输入不同的Vcc，测量Vce和V Rc，间接测量出i c。将所得的数据写入表格并画出图线。 五、数据记录与处理 实验报告 姓名：汤博班级：F0703028 学号：实验成绩： 同组姓名：无实验日期：2008-3-4 指导老师：助教19 批阅日期： 非线性元件伏安特性的测量 【实验目的】 1．学习测量非线性元件的伏安特性,针对所给各种非线性元件的特点，选择一定的实验方法，援用配套的实验仪器，测绘出它们的伏安特性曲线。 2. 学习从实验曲线获取有关信息的方法。 【实验原理】 1、非线性元件的阻值用微分电阻表示，定义为 R = dU/dI。 2、如下图所示，为一般二极管伏安特性曲线 3、测量检波和整流二极管，稳压二极管，发光二极管的伏安特性曲线，电路示意图如下 (1)检波和整流二极管 检波二极管和整流二极管都具有单向导电作用，他们的差别在于允许通过电流的大小和使用频率范围的高低。 (2)稳压二极管 稳压二极管的特点是反向击穿具有可逆性，反向击穿后，稳压二极管两端的电压保持恒定，这个电压叫稳压二极管的工作电压。 (3)发光二极管 发光二极管当两端的电压小于开启电压时不会发光，也没有电流流过。电压一旦 超过开启电压，电流急剧上升，二极管发光，电流与电压呈线性关系，直线与电压坐标的交点可以认为是开启电压． 使用公式eU=hc 计算光的波长。 λ 【实验数据记录、实验结果计算】 1、检波二极管 正向： 图1 检波二极管正向伏安特性曲线及线形拟合直线 Parameter Value Error ------------------------------------------------------------ A B ------------------------------------------------------------ R SD N P ------------------------------------------------------------ 5 < ------------------------------------------------------------ 最后测得： = (V) 检波二极管的开启电压U = ?A B 逆向：三极管伏安特性测量实验报告
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《电学元件伏安特性的测量》实验报告附页
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三极管特性曲线分析
幅频特性和相频特性
电路元件特性曲线的伏安测量法 实验报告
非线性元件伏安特性的测量实验报告
三极管伏安特性测量实验报告
非线性元件伏安特性的测量实验报告