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1、模拟电子技术实验,模拟电子技术实验项目,实验一三极管基本应用电路测试一、实验目的1、熟悉晶体三极管的外形及引脚识别方法；2、掌握三极管应用电路的测试方法，加深对三极管放大特性、三种工作状态的理解；3、研究三极管的恒流特性。二、实验原理1、晶体三极管是由两个PN结组成的有源三端器件，分为NPN和PNP两种类型。晶体三极管因偏置条件不同，有放大、截止、饱和三种工作状态。2、晶体三极管必须在发射结加正向偏置电压，集电结加方向偏置电压，方能具有放大作用。此时iC与IB成正比例变化，即，三极管具有线性放大作用。3、三极管工作在放大区，在IB常数的情况下，三极管端电压UCE增大时，IC几乎不变，即具有恒流
2、特性。4、三极管的发射结正偏和集电结均为正偏时，三极管处于饱和状态，其工作特点为：(小功率管)，不受控制，而随增大而迅速增大；三极管的反射结反偏（或零偏）、集电结反偏时，三极管处于截止状态，此时，。三、实验内容1、三极管电路电压传输特性的测试（1）按图2.1.1所示电路接线，检查无误后接通直流电源电压Vcc。,模拟电子技术实验项目,2）调节电位器RP，使输入电压uI由零逐渐增大，如表2.1.1所示，用万用表测出对应的uBE、uO值，并计算出IC，记入表1.1中,图2.1.1三极管特性测,（3）在坐标纸上作出电压传输特性和转移特性，求出线性部分的电压放大倍数的值。,表2.1.1三极管的电压传输特
3、性,模拟电子技术实验项目,2、三极管电路恒流特性研究（1）按图2.1.2接线，检查无误后接通直流电压Vcc。（2）调节RL使RL从0逐渐增大到4.7K，分别测出uO值，并计算出iC值，填入表1.2中。（3）作出曲线，并分析。,图2.1.2三极管恒流源,模拟电子技术实验项目,四、仪器设备JD-2000通用电学实验台1台数字万用表1只三极管1只电位器4.7K、10K各1只，电阻1K、2K、3K、6.8K、100K各1只。五、实验报告要求1、完成实验内容中的各项任务；2、用理论公式分别对各项实验内容进行验证并进行误差分析。表2.1.2三极管的恒流特性,模拟电子技术实验项目,六、思考题若实验中的三极管
4、改用PNP型，电路应做哪些改动？七、实验注意事项1、输入信号不可太强，放大器的输出端不可短路；2、注意仪表量程的切换，3、插拔元件盒要双手竖直插入拔出，防止插脚折断。,模拟电子技术实验项目,实验二三极管放大电路仿真实验一、实验目的1、熟悉EWB的仿真实验法，熟悉EWB中双踪示波器和信号发生器的设置和使用方法。学习电压表的使用方法。2、熟悉放大电路的基本测量方法，了解使放大电路不失真地放大信号应注意的问题。3、加深理解共发射极放大电路的工作原理和性能、特点。二、内容与方法1、进入Windows环境并建立用户文件夹2、创建实验电路（1）启动EWB。（2）按图2.2.1连接电路。,图2.2.1共发射
5、极放大器实验电路,模拟电子技术实验项目,（2）调节电位器RP，使输入电压uI由零逐渐增大，如表2.1.1所示，用万用表测出对应的uBE、uO值，并计算出IC，记入表1.1中（3）给元器件标识、赋值（或选择模型）。（建议电位器Rp1的变化量“Increment”设置为1%）（4）仔细检查，确保电路无误、可靠。（5）保存（注意路径和文件名，并及时保存）。3、测量静态工作点（1）单击主窗口右上角“0/I”按钮运行电路，记录电压表UB、UC、UE的读数，填入表2.1，分析静态工作点是否合适，并与理论值进行比较。（须说明，电压表并未加设置时其参数为默认值，即测量直流、内阻1M）。（2）将电压表UB的“R
6、esistance”设置改为：“0.1M”，重新启动电路，观察电压表UB、UC、UE读数的变化，分析原因。用电压表UB分别测量B、E、C三点的电位（测量E和C点时需重新启动电路），填入表2.2.1，比较仪器输入阻抗对被测电路工作和测量结果的影响。表2.2.1测量共射放大电路的静态工作点,模拟电子技术实验项目,4、观察与调整（1）打开信号发生器面板，设置输出1kHz、幅度50mV的正弦波。打开示波器面板，进行设置，参考值为：Timebase设置“0.2ms/div”、“Y/T”显示方式；ChannelA设置“10mV/div”、“AC”输入方式；ChannelB设置“1V/div”、“AC”输入
7、方式；Trigger设置“Auto”触发方式。然后展开示波器面板。（2）运行电路。观察输出电压uo的波形。分析波形为何出现失真？（3）设置负反馈电阻RE1为20，观察输出波形大小和失真的变化。（4）增大输入信号us，使输出与无反馈时一样大，观察输出波形失真的改善。此项实验建议设置示波器“屏幕满暂停”。下面的测量在加有负反馈电阻RE1(20)的条件下进行。5、测量放大电路基本性能（1）测量电压放大倍数、输入电阻和输出电阻设置电压表UB、Uo以测量交流输入、输出电压的有效值：设置“Mode”为“AC”，“Resistance”为“1M”。输入1kHz、幅度50mV的正弦波，运行电路，在输出不失真的
8、条件下分别读取电路空载和有载时电压表UB、Uo的值，记入表2.2.2，计算电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。（按空格键可控制开关接通与否）。,表2.2.2测量共发射极放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻,模拟电子技术实验项目,模拟电子技术实验项目,（2）观测最大不失真输出电压增大信号发生器的信号幅度，使输出波形失真。再逐步减小输入使输出波形刚刚不失真，此时的输出即为最大不失真输出，电压表Uo的读数即为最大不失真输出电压的有效值。6、观察电容对电路工作的影响在RL=1k，输入为1kHz、幅度50mV正弦波的条件下，分别定性观测C1、C2和CE对输出信号和输出、输入间相移的影响情况，记入表2
9、.3。此项实验建议设置示波器“屏幕满暂停”。7、观察静态工作点对电路工作的影响（1）按动“A”键，减小电位器Rp1，观察输出波形的变化。定性记录Rp1为7%时的输出波形，并根据电压表UC的读数计算此时的ICQ。（2）增大电位器Rp1，观察输出波形的变化。定性记录Rp1为100%时的输出波形，并根据电压表UC的读数计算此时的ICQ。,模拟电子技术实验项目,表2.2.3耦合和旁路电容对电路工作的影响,模拟电子技术实验项目,三、训练报告要求1、项目名称、训练时间、目的、内容及实验电路。2、整理测量记录，分析测量结果，并根据测量结果计算静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。3、分析总结输出波形
10、失真的原因与改进措施。4、分析耦合和旁路电容对电路输出的影响，总结电容的选择原则。5、总结负载对输出信号大小的影响。6、分析总结测量仪表输入阻抗对电路工作和测量结果的影响。,模拟电子技术实验项目,实验三负反馈放大电路的测试一、实验目的1、进一步熟悉集成运算放大电路的应用，掌握其基本特性；2、研究负反馈放大电路的特性，熟悉负反馈对放大电路特性的影响；3、熟悉负反馈放大电路特性的测试方法。二、实验原理1、把输出信号的一部分或全部通过一定的方式引回到输入端的过程称为反馈。反馈放大电路由基本放大电路和反馈网络组成，其基本关系式为AfA/(1+AF)。判断一个电路有无反馈，只要看它有无反馈网络。反馈网络
11、指将输出回路与输入回路联系起来的电路，构成反馈网络的元件称为反馈元件。反馈有正、负之分，可采用瞬时极性法加以判断：先假设输入信号的瞬时极性，然后顺着信号传输方向逐步推出有关量的瞬时极性，最后得到反馈信号的瞬时极性，若反馈信号为削弱净输入信号的，则为负反馈，若为加强净输入信号的，则为正反馈。反馈还有直流反馈和交流反馈之分。若反馈电路中参与反馈的各个电量均为直流量，则称为直流反馈，直流负反馈影响放大电路的直流性能，常用以稳定静态工作点。若参与反馈的各个电量均为交流量，则称为交流反馈，交流负反馈用来改善放大电路的交流性能。,模拟电子技术实验项目,2、负反馈放大电路有四种基本类型：电压串联负反馈、电流
12、串联负反馈、电压并联负反馈和电流并联负反馈。反馈信号取样于输出电压的，称电压反馈，取样于电流的，则称电流反馈。若反馈网络与信号源、基本放大电路串联连接，则称为串联反馈，其反馈信号为，比较式为，此时信号源内阻越小，反馈效果越好；若反馈网络与信号源、基本放大电路并联连接，则称为并联反馈，其反馈信号为，比较式为，此时信号源内阻越大，反馈效果越好。3、交流负反馈虽然降低了放大电路的放大倍数，但可稳定放大倍数、减小非线性失真、展宽通频带。电压负反馈能减小输出电阻、稳定输出电压，从而提高带负载能力；电流负反馈能增大输出电阻、稳定输出电流。串联负反馈能增大输入电阻，并联负反馈能减小输入电阻。应用中常根据欲稳
13、定的量、对输入输出电阻的要求和信号源负载情况等选择反馈类型。4、负反馈放大电路性能的改善与反馈深度（1+AF）的大小有关，其值越大，性能改善越显著。当（1AF）1时，称为深度负反馈。深度串联负反馈的输入电阻很大，深度并联负反馈的输入电阻很小，深度电压负反馈的输出电阻很小，深度电流负反馈的输出电阻很大。在深度负反馈放大电路中，即，因此可引出两个重要概念，即深度负反馈放大电路中基本放大电路的两输入端可以近似看成短路和断路，称为“虚短”和“虚断”。利用“虚短”和“虚断”可以很方便地求得深度负反馈放大电路的闭环电压放大倍数。,模拟电子技术实验项目,三、实验内容和步骤1、电压串联负反馈放大电路特性研究（
14、1）按图2.3.1接线，检查接线无误后，接通正、负电源电压10V。（2）输入端接入频率为1KHz、有效值为0.2V的正弦信号，用示波器观察输入电压及输出电压应为同频率的正弦波。（3）用交流毫伏表分别测出、的有效值并记录于表2.3.1中，维持输入电压不变，断开RL测出开路电压，也记入表2.3（4）按表2.3.1中的测试结果，求出Auf、Rif、Rof，与理论值进行比较，总结出电压串联负反馈放大电路的性能特点。,图2.3.1电压串联负反馈放大电路,表2.3.1电压串联负反馈特性,模拟电子技术实验项目,模拟电子技术实验项目,2、电流串联负反馈放大电路特性研究（1）按图2.3.2接线，检查接线无误后，
15、接通正、负电源电压10V。（2）接入输入端接入频率为1KHz、有效值为0.2V的正弦信号，用示波器观察输入电压及输出电压应为同频率的正弦波。（3）用交流毫伏表分别测出、,、,、,、,的有效值并记录于表2.3.2中。,图2.3.2电流串联负反馈放大电路,模拟电子技术实验项目,（4）将RL改接为5.1K和2K，维持输入信号不变，分别测出、的有效值，也记入表2.3.2中。（5）根据测试结果，求出，并与理论值进行比较。分析不同RL时所测结果，说明了什么问题？表2.3.2电流串联负反馈特性,模拟电子技术实验项目,3、分析多级负反馈放大电路（1）由CF747双运放构成的两级负反馈放大电路如图2.3.3所示
16、，要求进行以下分析：判别各级运放各构成什么类型的交流负反馈，并指出反馈元件，求出各级电压增益的大小；判别级间构成什么类型的交流负反馈？并指出反馈元件，根据电路元件参数估算闭环增益。（2）按图2.3.3接线，检查接线无误后，接通正、负电源电压10V.。,图2.3.3两级反馈放大电路,模拟电子技术实验项目,（3）开环测试将Rf1支路断开，使放大电路处于开环状态。输入端接入频率为1KHz、有效值为0.2V的正弦信号，用示波器观察输入电压及输出电压应为同频率的正弦波。用交流毫伏表分别测出、的有效值，并根据测试结果计算出开环增益Auo。（4）闭环测试将Rf1接入电路，使放大电路处于闭环状态。适当调整输入
17、电压使输出电压达到开环时的数值，然后用交流毫伏表分别测出、ui的有效值，并根据测试结果计算出闭环增益Auf。四、实验仪器与设备双路直流稳压电源、信号发生器、交流毫伏表、示波器、万用表各1台集成运放CF7471只，集成运放CF7411只，电阻若干。五、实验注意事项和实验报告要求1、整理有关实验数据和结果，并与理论值相比较，进行误差分析；2、回答思考题；3、记录和讨论实验中出现的问题；4、根据测试结果总结电压串联、电流串联负反馈放大电路的性能特点。六、实验思考题1、分析负载电阻较大时，用低电阻电压表测量电流串联负反馈电路输出电压时电压表对反馈的影响。2、在测量输出电压时，如果输出电压接近电源电压，
18、应做什么处理？,模拟电子技术实验项目,实验四场效管放大器一、实验目的1学习共源放大电路的静态、动态指标的测试方法。2了解场效应管放大器的可变电阻特性，了解高阻电路的测量方法。二、实验原理1场效应管的特点场效应管与双极型晶体管比较有如下特点：(1)场效应管为电压控制型元件；(2)输入阻抗高(尤其是MOS场效应管)；(3)噪声系数小；(4)温度稳定性好，抗辐射能力强；(5)结型管的源极(S)和漏极(D)可以互换使用，但切勿将栅(G)源(S)极电压的极性接反，以免PN结因正偏过流而烧坏。对于耗尽型MOS管，其栅源偏压可正可负，使用较灵活。和双极型晶体管相比场效应管的不足之处是共源跨导gm。值较低(只
19、有ms级)，MOS管的绝缘层很薄，极容易被感应电荷所击穿。因此，在用仪器测量其参数或用烙铁进行焊接时，都必须使仪器、烙铁或电路本身具有良好的接地。焊接时，一般先焊S极，再焊其他极。不用时应将所有电极短接。,模拟电子技术实验项目,2偏置电路和静态工作点的确定与双极型晶体管放大器一样，为使场效应管放大器正常工作，也需选择恰当的直流偏置电路以建立合适的静态工作点。场效应管放大器的偏置电路形式主要有自偏压电路和分压器式自偏压电路(增强型MOS管不能采用自偏压电路)两种。三、实验内容及步骤1场效应管共源放大器的调试(1)连接电路。按图2.4.1在模拟电路实验板上插接好电路，场效应管选用N沟道结型管3DJ
20、6D，静态工作点的设置方式为自偏压式。直流稳压电源调至18V并接好(注意:共地)(2)测量静态工作点。调节电阻R使VD为9V左右，并测量此时的Vg、Vs，填入表2.4.1，并计算。表2.4.1静态工作点,模拟电子技术实验项目,(3)测量电压放大倍数。将函数发生器的输出端接到电路的输入端。使函数发生器输出正弦波并调=100mV，f=lkHz。用示波器观察输出波形，(若有失真，应重调静态工作点，使波形不失真)，并用示波器测量输出电压Vo，计算Av,图4.1场效应管放大器,模拟电子技术实验项目,(4)测量输入及输出阻抗，用换算法测量放大器的输入电阻，在输入回路串接已知阻值的电阻R，但必须注意，由于场
21、效应管放大器的输入阻抗很高，若仍用直接测量电阻R两端对地电压Vs和Vi进行换算的方法，将会产生两个问题：(1)由于场效应管放大器Ri高，测量时会引人干扰；(2)测量所用的电压表的内阻必须远大于放大器的输入电阻Ri，否则将会产生较大的测量误差。为了消除上述干扰和误差，可以利用被测放大器的隔离作用，通过测量放大器输出电压来进行换算得到Ri。图4.2为测量高输入阻抗的原理图。方法是：先闭合开关S(R=0)，输入信号电压Vs，测出相应的输出电压V01，然后断开S，测出相应的输出电压V02=，因为两次测量中和是基本不变的，所以Ri=,图2.4.2测量高输入、输出阻抗原理图,模拟电子技术实验项目,输出电阻
22、测量:在放大器输入端加入一个固定信号电压Vs，Vo分别测量当已知负载RL断开和接上的输出电压V0和V0。则R0=（V0/V0-1）Rl。2测量场效应管可变电阻(1)按图2.4.3连接电路，图中Vi为幅度1V、频率为lkHz的正弦信号源，Vgg为直流电压源。由图可知=-,图2.4.3测量场效应管可变电阻,模拟电子技术实验项目,(2)滑动电位器，使Vgs=0V、-05V、-1V、-15V、-2V，分别测出Vd和Vi的值，计算出Rds的值，填入表2.4.2中。表2.4.2测量可变电阻,四、实验设备1示波器1台2交流毫伏表：YB21721台3数字万用表1块4智能模拟实验台1台,模拟电子技术实验项目,五
23、、实验报告1认真记录实验数据及波形，按要求填入表格。，2根据表2.4.2的数据，以Rds为纵坐标，以Vgs为横坐标，作出Rds=f(Vgs)关系曲线。3将实测值和计算值进行比较，分析产生误差的原因。4结合实验内容阐述高阻电路测试中应注意的问题。六、思考题(1)能否用万用表判别结型场效应管的沟道类型及好坏?若可以，请写出判别方法。(2)用万用表的直流电压挡直接测量场效应管的Vc,sQ存在什么缺点?(3)当输入信号电压不断增大时，共漏电路的最大不失真输出电压受什么条件限制?(4)如果采用增强型绝缘栅场效应管和耗尽型正栅压运行下的绝缘栅场效应管构成放大电路时，为何不能用图5B1所示的自偏压电路?其偏
24、置电路应采用什么类型?,模拟电子技术实验项目,实验五比例求和运算电路一、实验目的用运算放大器等元件构成比例运算电路、加法减法运算电路。通过这些基本的模拟信号运算电路的测试，进一步掌握它们的主要特点和性能及输出电压与输入电压的函数关系。二、实验原理集成运放是一种高增益直流放大器，外加反馈网络后便构成运算放大器，可以方便地实现模拟信号的加、减、积分、微分集成性数学运算。这是模拟集成电路其他各种应用的基本单元。运算放大器基本原理如图2.5.1为运算放大器的简化电路：图中Z2为反馈阻抗，它跨接在输出端与输入端之间，形成电压并联负反馈。Z1为输入端外接阻抗。根据“虚短”和“虚断”的特点，可得出反相端即A
25、点虚地，并可列出下列方程因，则：或,图2.5.1运算放大器的简化电路,模拟电子技术实验项目,上式表明，输出电压与输入电压之比仅决定于反馈阻抗Z2与输入端外接阻抗Z1之比。正因为这样，当改变Z2与Z1的形式时，便能对输入电压进行各种数学运算。三、实验内容检查线路及组件管脚，无误后方可接通电源（15V）。将输入端接地，用示波器观察输出电压波形是否有振荡，如有振荡应接入适当的消振电容（一般C0取200680pF）直至完全消振为止。然后，仍在零输入的情况下调零，即调节调零电位器RW，使U00。用数字电压表监视，做下列实验之前，都必须首先消振，然后调零。实验电路图如图2.5.2所示：1、反相比例运算：（
26、1）断开开关K1、K2组成反相器，取R2=10K，Rf=100K，R=R2/Rf；（2）当输入直流信号电压Ui2为0.4V、0.6V、0.8V、0.2V、-0.7V时，分别测量并记录相应的输出电压U0的值，表格自拟。2、反相加法运算（1）合上开关K1，断开开关K2，组成加法器；（2）已知Rf=20K，要使U0=-2(Ui1+Ui2)，求R1、R2和R的阻值；,图2.5.2实验电路,模拟电子技术实验项目,（3）输入直流信号Ui1=0.2V，Ui2=0.3V，测量输出电压U0的值；（4）Ui1接入0.2V的直流电压，Ui2=0.2V的交流电压，用示波器观察Ui2、U0的波形，并画出所观察的波形，标出有关参数。3、减法运算：（1）合上开关K2，断开开关K1，组成减法器；（2）已知R2=10K，R3=10K，Rf=100K，求R的值；（3）若Ui1=0.2V，Ui2=0.3V，测量输出电压U0的值。四、仪器设备JD-2000通用电学实验台一台CA8120A示波器一台五、实验报告要求用理论公式分别对各项实验内容进行验证并进行误差分析。六、问题讨论1、做比例求和运算电路实验时，如果不先调零，行吗？为什么？2、在加法电路中，若R1、R2的相对误差均为5，试计算由此引起U0的最大相对误差为多大？,