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电子实验基础实训报告

苏州市职业大学实习(实训)报告名称电子实验基础2013年12月16日至2013年12月20日共1周院系电子信息工程学院班级13电气自动化技术2姓名xxxx院长张红兵系主任邓建平指导教师叶国平目录第一章绪论 (1)1.1实验目的 (1)1.2.使用工具和器材 (1)1.3实验仪器和设备 (1)1.3.电路工作原理图 (2)第二章元器件介绍 (3)2.1电阻器基础知识与检测方法 (3)2.1.1分类 (3)2.1.2色环颜色所代表的数字或意义 (3)2.1.3在电路图中电阻器和电位器的单位标注规则 (4)2.2电容器 (4)2.2.1电容器种类 (4)2.2.2主要性能指标 (4)2.3电感器 (5)2.3.1电感器的命名 (5)2.3.2电感器参数 (5)2.4 NPN三极管 (6)2.4.1概述 (6)2.4.2工作原理 (6)2.4.3 NPN三极管放大电路解析 (7)2.4.4常用三极管 (8)2.4.5实验方法 (9)2.4.6元件作用 (9)第三章晶体管单管放大电路的制作与测试 (10)3.1 电路原理图 (10)3.2实验步骤 (10)3.3 EWB仿真实验 (12)3.3.1 EWB概述 (12)3.3.2晶体管单管放大电路的仿真调试 (13)第四章:实验总结(心得体会) (15)附录一;任务书 (16)附录二:参考文献 (19)第一章绪论1.1实验目的1.掌握电路元件的使用和电路连接2.熟悉电路板上元器件的焊接技能3.学会实验仪器设备的一般使用4.能正确获取测试数据,学会简单的数据分析1.2使用工具和器材25W内热电烙铁及焊接工具和器材通用电路板一块1/8碳膜电阻器4个(47kΩ,22kΩ,2.2kΩ,2kΩ) 25V电解电容器3个(47μF,10μF×2)3DG系列三极管1个(可选9014)连接线少许1.3实验仪器和设备万用表(指针式或数字式)交流毫伏表双踪示波器函数信号发生器直流稳压电源1.4电路工作原理图第二章元器件介绍2.1电阻器基础知识与检测方法电阻器是电路组件中应用最广泛的一种,在电子设备中约占组件总数的30%以上,其质量的好坏对电路工作的稳定性有极大影响。

它的主要用途是稳定和调节电路中的电流和电压,其次还作为分流器分压器和负载使用。

2.1.1电阻分类在电子电路中常用的电阻器有固定式电阻器和电位器,按制作材料和工艺不同,固定式电阻器可分为:膜式电阻(碳膜RT、金属膜RJ、合成膜RH和氧化膜RY)、实芯电阻(有机RS和无机RN)、金属线绕电阻(RX)、特殊电阻(MG型光敏电阻、MF型热敏电阻)四种2.1.2色环颜色所代表的数字或意义1)在电阻体的一端标以彩色环,色标是由左向右排列的,图1的电阻为27000Ω±0.5%。

2)精密度电阻器的色环标志用五个色环表示。

第一至第3色环表示电阻的有效数字,第4色环表示倍乘数,第5色环表示容许偏差,图2的电阻为17.5Ω±1%2.1.3在电路图中电阻器和电位器的单位标注规则阻值在兆欧以上,标注单位M。

比如1兆欧,标注1M;2.7兆欧,标注2.7M。

阻值在1千欧到100千欧之间,标注单位k。

比如5.1千欧,标注5.1k;68千欧,标注68k。

阻值在100千欧到1兆欧之间,可以标注单位k,也可以标注单位M。

比如360千欧,可以标注360k,也可以标注0.36M。

阻值在1千欧以下,可以标注单位Ω,也可以不标注。

比如5.1欧,可以标注5.1Ω或者5.1;680欧,可以标注680Ω或者6802.2电容器2.2.1电容器种类a半可变电容,也叫做微调电容。

它是由两片或者两组小型金属弹片,中间夹着介质制成。

调节的时候改变两片之间的距离或者面积。

它的介质有空气、陶瓷、云母、薄膜等b可变电容,它由一组定片和一组动片组成,它的容量随着动片的转动可以连续改变。

把两组可变电容装在一起同轴转动,叫做双连。

可变电容的介质有空气和聚苯乙烯两种。

空气介质可变电容体积大,损耗小,多用在电子管收音机中。

聚苯乙烯介质可变电容做成密封式的,体积小,多用在晶体管收音机中2.2.2主要性能指标标称容量和允许误差:电容器储存电荷的能力,常用的单位是F、uF、pF。

电容器上标有的电容数是电容器的标称容量。

电容器的标称容量和它的实际容量会有误差。

常用固定电容允许误差的等级见表2。

常用固定电容的标称容量系列见表3。

一般,电容器上都直接写出其容量,也有用数字来标志容量的,通常在容量小于10000pF的时候,用pF做单位,大于10000pF的时候,用uF做单位。

2.3电感器2.3.1电感器的命名第一部分:主称,用字母表示(其中L表示线圈,ZL表示高频或低频阻流圈);第二部分:特征,用字母表示(其中G表示高频);第三部分:型式,用字母表示(其中X表示小型);第四部分:区别代号,用字母表示2.3.2电感器参数电感量:电感量表示电感线圈工作能力的大小。

电感器的电感量取决于电感线,圈导线的粗细、绕制的形状与大小、线圈的匝数(圈数)以及中间导磁材料的种类、大小及安装的位置等因素。

品质因数(Q):由于导线本身存在电阻值,由导线绕制的电感器也就存在电阻的一些特性,导致电能的消耗。

Q值越高,表示这个电阻值越小,使电感越接近理想的电感,当然质量也就越好。

中波收音机使用的振荡线圈的Q值一般为55—75。

分布电容:在互感线圈中,两线圈之间还会存在线圈与线圈问的匝间电容,称为分布电容。

分布电容对高频信号将有很大影响,分布电容越小,电感器在高频工作时性能越好。

对于大功率电感器,除上述参数外,还有最大工作电流和工作频率。

2.4 NPN三极管NPN型三极管,由三块半导体构成,其中两块N型和一块P型半导体组成,P型半导体在中间,两块N型半导体在两侧。

三极管是电子电路中最重要的器件,它最主要的功能是电流放大和开关作用。

2.4.1概述半导体三极管也称为晶体三极管,可以说它是电子电路中最重要的器件。

它最主要的功能是电流放大和开关作用。

三极管顾名思义具有三个电极。

二极管是由一个PN结构成的,而三极管由两个PN结构成,共用的一个电极成为三极管的基极(用字母B表示)。

其他的两个电极成为集电极(用字母C表示)和发射极(用字母E表示)。

三极管最基本的作用是放大作用,它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号,当然这种转换仍然遵循能量守恒,它只是把电源的能量转换成信号的能量。

三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。

当三极管的基极上加一个微小的电流时,在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流,即集电极电流。

集电极电流随基极电流的变化而变化,并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化,这就是三极管的放大作用。

2.4.2工作原理三极管是一种控制元件,主要用来控制电流的大小,以共发射原理图[1]极接法为例(信号从基极输入,从集电极输出,发射极接地),当基极电压UB有一个微小的变化时,基极电流IB也会随之有一小的变化,受基极电流IB 的控制,集电极电流IC会有一个很大的变化,基极电流IB越大,集电极电流IC也越大,反之,基极电流越小,集电极电流也越小,即基极电流控制集电极电流的变化。

但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多,这就是三极管的放大作用。

IC 的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数β(β=ΔIC/ΔIB, Δ表示变化量。

),三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。

三极管在放大信号时,首先要进入导通状态,即要先建立合适的静态工作点,也叫建立偏置,否则会放大失真。

在三极管的集电极与电源之间接一个电阻,可将电流放大转换成电压放大:当基极电压UB升高时,IB变大,IC也变大,IC 在集电极电阻RC的压降也越大。

2.4.3 NPN三极管放大电路解析如上图所示,我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。

这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。

三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。

如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic很大的变化。

如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式U=R*I可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。

我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。

[2]三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。

这有几个原因。

首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7V)。

当基极与发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流就可以认为是0。

但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时,基极电流都是0)。

如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流,上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的,所以它被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小信号就会导致基极电流的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在集电极上输出。

另一个原因就是输出信号范围的要求,如果没有加偏置,那么只有对那些增加的信号放大,而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0,不能再减小了)。

而加上偏置,事先让集电极有一定的电流,当输入的基极电流变小时,集电极电流就可以减小;当输入的基极电流增大时,集电极电流就增大。

这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。

下面说说三极管的饱和情况。

像上面那样的图,因为受到电阻Rc的限制(Rc 是固定值,那么最大电流为U/Rc,其中U为电源电压),集电极电流是不能无限增加下去的。

当基极电流的增大,不能使集电极电流继续增大时,三极管就进入了饱和状态。

一般判断三极管是否饱和的准则是:Ib*β〉Ic。

进入饱和状态之后,三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小,可以理解为一个开关闭合了。

这样我们就可以拿三极管来当作开关使用:当基极电流为0时,三极管集电极电流为0(这叫做三极管截止),相当于开关断开;当基极电流很大,以至于三极管饱和时,相当于开关闭合。

如果三极管主要工作在截止和饱和状态,那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。

如果我们在上面这个图中,将电阻Rc换成一个灯泡,那么当基极电流为0时,集电极电流为0,灯泡灭。

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