厦门大学电子技术实验二电路元器件地认识和测量.doc

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1、实 验 报 告实 验 名 称：电路元器件的认识和测量系别： 班号： 实验组别： 实 验 者 姓 名： 学 号： 实 验 日 期： 实验报告完成日期：指导教师意见：目 录1、实验目的32、实验原理33、实验仪器84、实验内容91、辨认一组电阻器92、辨认一组电容器103、测量一组半导体器件114、测量晶体管电流放大倍数 115、实验总结136、思考题141 1、实验目的实验目的1.认识电路元、器件的性能和规格，学会正确选用元、器件;2.掌握电路元、器件的测量方法，了解它们的特性和参数;3.了解晶体管特性图示仪基本原理和使用方法。二、实验原理二、实验原理在电子线路中，电阻、电位器、电容、电感和变压

2、器等称为电路元件;二极管、稳压管、三极管、场效应管、可控硅以及集成电路等称为电路器件。本实验仅对实验室常用的电阻、电容、电感、晶体管等电子元器件作简要介绍。(一) 电阻器1.电阻器、电位器的型号命名方法。（本实验中使用的电阻器均为碳膜电阻。）2.电阻器的分类:通用电阻器、精密电阻器、高阻电阻器、高压电阻器、高频电阻器等。3.电阻器、电位器的主要特性指标:(1)标称阻值:电阻器表面所标注的阻值为标称阻值。不同精度等级的电阻器，其阻值系列不同，标称阻值是按国家规定的电阻器标称阻值系列选定。(2)容许误差:电阻器、电位器的容许误差指电阻器、电位器的实际阻值对于标称阻值的允许最大误差范围，它标志着电阻

3、器、电位器的阻值精度。(3)额定功率:电阻器、电位器通电工作时，本身要发热，若温度过高，则电阻器，电位器将会烧毁。在规定的环境温度中允许电阻器、电位器承受的最大功率，即在此功率限度以下，电阻器可以长期稳定地工作，不会显著改变其性能，不会损坏的最大功率限度称为额定功率。4.电阻器的规格标注方法:由于电阻器表面积的限制，通常电阻器表面只标注电阻器的类别、标称阻值、精度等级和额定功率，对于额定功率小于 0.5W 的电阻器，一般只标注标称阻值和精度等级，材料类型和功率常从其外观尺寸判断。电阻器的规格标注通常采用文字符号直标法和色标法两种，对于额定功率小于 0. 5 W 电阻器，目前均采用色标法，色标所

4、代表的意义如表 5。表 5 色标所代表的数字颜色A 第一位数字B 第二位数字C 倍乘数D 容许误差工作电压（V）黑001棕11101%红221022%4橙331036.3黄4410410绿551055%16兰661060.2%25紫771070.1%32灰8840白99+5 -2050金0.15%63银0.0110%无色20%注：此表也适用于电容器，其中工作电压的颜色只适用于电解电容。色环电阻一般为四环（普通电阻）、五环（精密电阻）两种标法。四环电阻器：A、B 环为有效数字，C 环为 10n，D 环为精密等级。五环色标电阻器：A、B、C三环为有效数字，D 环为 10n，E 环为精密等级。5.电

5、阻器的性能测量:电阻器的主要参数位一般都标注在电阻器上，电阻器的阻值，在保证测试的精度条件下，可用多种仪器进行测量，也可采用电流表、电压表或比较法。仪器的测量误差应比被测电阻器允许偏差至少小两个等级。对通用电阻器，一般可采用万用表进行测量。若采用机械表测量，应根据阻值大小选择不同量程，并进行调零，使指针尽可能指示在表盘中间;测量时，不能双手接触电阻引线，防止人体电阻与被测电阻并联。若采用数字式万用表，则测量精度要高于万用表。6.使用常识:电阻器在使用前应采用测量仪器检查其阻值是否与标称值相符。实际使用时在阻值和额定功率不能满足要求时，可采用电阻串、并联方法解决。但应注意，除了计算总阻值是否符合

6、要求外，还要注意每个电阻所承受的功率是否合适，即额定功率要比承受功率大于一倍以上，使用电阻器时，除了不能超过额定功率防止受热损坏外，还应注意不超过最高工作，否则电阻内部会产生火花引起噪声。电阻器种类繁多，性能各有不同，应用范围也有很大差别。应根据电路不同要求选择不同种类的电阻器。在耐热性、稳定性、可靠性要求较高的电路中应选用金属膜或金属氧化膜电阻;在要求功率大、耐热性好、工作频率不高的电路中，可选用线绕电阻；对无特殊要求的一般电路，可使用碳膜电阻，以降低成本。电阻器在替换时，大功率的电阻可替换小功率的电阻器，金属膜电阻器可代换碳膜电阻，固定电阻器与半可调电阻器可相互替换。(二)电容器1.电容器

7、的型号命名方法。2.电容器的分类：（1）按介质分类：气体介质、无机固体介质、有机固体介质、电解介质。（2）按结构分类：固体、可变及微调电容器三类。（3）按用途分类：滤波、隔直流、振荡回路、起动及消火花电容器等。3.电容器的主要特性指标：（1）标称容量及容许误差国际电工委员会推荐的电容量误差表示法采用字母：D=0.5% F=1% G=2% J=5% K=10%M=10% N=30% （2）额定工作电压：额定工作电压指电容器长期连续可靠工作时，极间电压不允许超过的规定电压值，否则电容器就会被击穿损坏。其数值一般以直流电压在电容器上标出。（3）绝缘电阻：电容器的绝缘电阻为电容器两端极间的电阻，或称漏

8、电电阻。（4）频率特性：电容器的频率特性为电容量与频率变化的关系。为保证电容器工作的稳定性，应将电容器的极限工作频率选择在自身固有谐振频率的 1/3 至 1/2 左右。4.电容器的规格标注方法：（1）直标法:将主要参数和技术指标直接标注在电容器表面上，容许误差用百分比表示。如 1p2 表示 1.2p，33n 表示 0.033F。（2）数码表法:不标单位，直接用数码表示容量，如：4700 表示 4700pF；0.068 表示0.068F。用三位数吗表示容量大小，单位为 pF，前两位为容量的有效数字，后一位为乘。如 103 表示 10000pF；若第三位为 9，则成，如：339 表示n101-10

9、33=3.3pF。1-10（3）色标法：色标法与电阻的色标法相似。5.电容器的性能测量：电容器在使用前应对其性能进行测量，检查其是否有短路、断路、漏电失效等。（1）容量测量：可通过数字万用表（采用伏安法测量）、万用电桥（采用比较法测量，精度较高）、Q 表（应用谐振法测量，同时可测 Q 值、精度较高），若用机械万用表测量，则可利用电容的充放电判断容量大小。（2）漏电测量：利用万用表的欧姆档测量电容器时除空气电容外，阻值应为左右，其阻值为电容器的绝缘电阻，阻值越大，表明漏电越小。6.使用常识：（1）选择适当的型号。（2）合理选用标称容量及容许误差。（3）额定工作电压的选择：若电容器的额定工作电压低

10、于电路中实际电压，电容器会发生击穿损坏。一般应高于实际电压 12 倍，试其留有足够的余量。对于电解电容、实际电压应是电解电容额定工作电压的 50%70%。若实际电压低于额定工作电压一半以下，反而会使电解电容器的损耗增大。（4）选用绝缘电阻高的电容器。（5）在装配中，应使电容器的标志易于观察到，以便核对。同时应注意不可将电解电容等极性接错，否则会损坏甚至有爆炸的危险。(三)晶体二极管1.国产二极管器件型号命名方法。2. 晶体二极管的分类：整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、变容二极管、阻尼二极管、发光二极管等。3.二极管的主要特性指标：（1）最大整流电流：在长期工作时，允许通过的最大

11、正向电流。（2）最高反向工作电压：防止二极管击穿，使用时反向电压极限值。4.二极管性能测量：二极管极性及性能好坏的判别可用万用表测量。当万用表旋至适用的档位时，两支表笔之间有 2.8V 的开路电压（红表笔正、黑表笔负）。当 PN 结正偏时，约有 1mA 电流通过 PN 结，此时表头显示为 PN 结的正向压降（硅管约为700mV 左右，锗管约为 300mV 左右）。当 PN 结反向时，反向电流极小，PN 结上反向电压仍为 2.8V，表头显示为“1”（表示溢出）。通过上述两次判断，可得出 PN 结正偏时红表笔接的管脚为正极。若测量值不在上述范围，说明二极管损坏。5.使用常识：二极管在使用时 硅管与

12、锗管不能相互代替，同类型管可代替。对于检波二极管，只要工作频率不低于原来的管子即可。对整流器，只要反向耐压和正向电流不低于原来的管子就可替换，其余管子应根据手册参数替换。(四)晶体三极管1、三极管的分类(1)按半导体材料分:锗三极管和硅三极管;一般锗为 PNP 管，硅为 NPN 管。(2)按制作工艺分:扩散管、合金管等。(3)按功率不同分:小功率、中功率、大功率管。(4)按工作频率分:低频管、高频管和超高频管。(5)按用途分:放大管和开关管。2.三极管主要参数：(1)共基极小信号电流放大系数(): 0. 90. 995。(2)共射极小信号交流放大系数(hfe): 10 250。(3)共射极小信

13、号直流放大系数(hFE、) : 10 250。(4)集电极基极反向截止电流(ICBO): 锗管为几十 u A,硅管为几 u A。(5)集电极射极反向截止电流(ICEO): ICEO=ICBO.(6)集电极基极反向击穿电压(V(BRC)BO) :几十 V几百 V。(7)集电极射极反向击穿电压(V(BR)CEO)：几十 V几百 V。(8)发射极基极反向击穿电压(V(BR)EBO)：几 V几十 V。(9)集电极最大允许电流(ICM)：低频小功率锗、硅管:10500mA、小于 100 mA。(10)集电极最大允许耗散功率(PCM)：小功率管小于 1W，人功率管人于1W。3.三极管性能测试（1）类型判别

14、:即 NPN 或 PNP 类型判别。若采用机械表，则利用 档测量正、反向电阻判别。采用数字万用表，则用两个表笔对三极管的三个管脚两两相测；若红表笔任意接三极管一个管脚，而黑表笔依次接触另外两个管脚，若表头均显示正向压降（硅管约为 700mV 左右，锗管约为 300mV 左右），而黑表笔接该管脚，红表笔依次接触另两个管脚，表头显示超量程“1”，则该管脚为b 极，且该管为 NPN, 反之，若测量显示与上述相反，则该管为 PNP。（2）电极判别:即 e、b、c 管脚判别。若采用机械表，则利用 挡测量 法判别。采用数字表，将万用表旋至 hFE挡，根据上述判断的类型和 b 极，假设另两级之一为 c 极，

15、将被测量三极管插于对应类型的 e、b、c 插孔；反之，假设其为 e 极，重新插于对应类型的 e、b、c 插孔，比较两次测量的 hFE数值，显示数值大的一次，其假设的管脚正确。三、实验仪器三、实验仪器1.数字万用表（四位半）1 台2.晶体管特性图示仪 1 台3.多功能实验箱 1 台四、实验内容四、实验内容1.辨认一组电阻器：辨认所给色标电阻的标称电阻及容许误差，判断其额定功率，并用数字万用表测量进行比较，将所测电阻按从小到大填入下表。表 12 电阻器辨认、测量表2.辨认一组电容器辨认所给电容的材料、标称容量及容许误差，将所读电容填入下表表 13 电容器辨认、测量表型号名称色环额定功率标称阻值容许

16、误差测量值RT碳膜电阻橙白棕金0.25W0.39k5%0.3980RT碳膜电阻绿棕黑金0.25W515%50.66RT碳膜电阻棕黑红金0.25W1.0k5%0.9951kRT碳膜电阻橙白红金0.25W3.9k5%3.900kRT碳膜电阻棕黑橙金0.25W10k5%10.052kRT碳膜电阻棕黑黄金0.25W100k5%99.01k3.测量一组半导体器件用数字万用表测量晶体管参数，填入下表。表 14 晶体管参数测试型号名称直流工作电压标称容量容许误差CL涤纶电容100V0.10F5%CC瓷片电容100V0.10F20%CL涤纶电容100V0.10F5%CC瓷片电容100V0.10F20%CD铝电

17、解电容50V4.7F20%CD铝电解电容25V10F20%9011(9013)9012IN4004IN4148 BE 结BC 结BE结BC 结正向压降0.5746V0.5905V0.6973V0.6915V0.7043V0.7022V反向压降溢出溢出溢出溢出溢出溢出管子类型硅管NPN 管PNP 管4.测量晶体管电流放大倍数(1)按下图的仿真电路在多功能实验箱上搭接电路，经检查无误后接通电源；(2).按下表调节电位器 Rw，使集电极对公共端电压达到规定值，用数字万用表测量V，V；并计算出I，I，并求出放大倍数。型号测量值 参数表 15 晶体管电流放大倍数 测量VC3V2VVA0.770V0.83

18、6V测量VB0.663V0.675VIB=(VA-VB)/RAB10.7A16.1AIC=(5V-VC)/RC2mA3mA计算187186测量过程仿真软件模拟：五、实验总结五、实验总结1、辨认碳膜电阻时，容易把棕色和红色弄混，要仔细辨认。并且注意对于四环的普通电阻，前两环为有效数字，第三环为，第四环为精度等级。n102、电阻的标称阻值和实际阻值存在一定的误差。在使用电阻前应该进行测量，选择精度较高的电阻。3、铝电解电容要注意它的正负极，如果接反了会使电容器击穿甚至爆炸。4、在第三个实验中，要测晶体管正向压降注意要选择万用表的 挡。测反向压降时不要使万用表测出值一直处于“溢出”状态。5、在第四个

19、实验中，调节 Rc 时，很难将 Rc 的值调到和表格中所要求的数值完全一样，所以存在一定误差。除此以外，由于接入的电阻也存在误差，电源电压的误差等，使得实验在 Rc 分别为 3V 和 2V 时计算得出的得的放大倍数也会有一些误差，这次实验得到的 在 Rc=3V 时为 187，Rc=2V 时为 186，计算得到相对误差为 0.5%，这个误差在合理范围内。6、在第四个实验中，使用滑动变阻器之前要对滑动变阻器进行测量，检查它能否正常使用。7、接入电路的电阻使用固定阻值的电阻，因为一般固定阻值的电阻的精度较大。8、第四个实验开始时，测出的 VA值一直有较大误差甚至超过了电源电压，经过仔细检查发现是 R

20、AB选错了，应该为 10k 的电阻但是我们却选了100k。在接电路时应该仔细选择元件。六、思考题：六、思考题：1.1.能否用双手接触万用表笔测量电阻？能否用双手接触万用表笔测量电阻？答：不能，因为人体自身也有电阻，如果双手接触了万用表笔测电阻，会把人的电阻也接进去，导致测出的结果误差较大。2.2.总结判断晶体管极性、管脚的方法。总结判断晶体管极性、管脚的方法。答：二极管：用万用表的 挡。红表笔接二极管一只管脚，黑表笔接另一只。当PN 结正偏时，表头显示的是 PN 结的正向压降（硅管约为 700mV 左右，锗管约为 300mV 左右），当 PN 接反偏时，表头显示“溢出”。则当 PN 结正偏时红

21、表笔接的管脚为正极。三极管：（1）将红表笔放在一端，用黑表笔依次接触另外两端，若表头均显示正向压降，再用黑表笔接红表笔接的这一端，用红表笔分别接触另外两端，若此时表头均显示“溢出”，则该管为 PNP 管，且这一端为 b 极。若开始时表头均显示“溢出”，交换表笔后显示正向压降，则为 NPN 管，且这一端为 b 极。（2）对 PNP 管，用黑表笔接 b 极，红表笔分别接触另外两个管脚，读出正向压降略大的那个管脚即为 e 极，另一只管脚为 c 极。（3）对 NPN 管，用红表笔接 b 极，黑表笔分别接触另外两个管脚，读出正向压降略大的那个管脚即为 e 极，另一只管脚为 c 极。3.3.总结判断晶体管

22、好坏的方法。总结判断晶体管好坏的方法。答：二极管：用万用表测量，如果 PN 结正向压降远离硅管 700mV 左右或锗管 300mV 左右的范围，或者 PN 结反偏时，表头不显示“溢出”，则说明二极管损坏。也可用万用表的欧姆档，测量二极管的正反两向的电阻，测出的正反电阻相差越大越好，若正反向电阻都为无穷大，说明二极管内已断线，正反向电阻都为零，则说明已短路。三极管:对于 NPN 型管，当红表笔接基极，黑表笔分别接集电极和发射极时，正向压降测出的两个 PN 结的电阻，然后再用黑表笔接基极，红表笔分别接集电极和发射极来测两个 PN 结的反向电阻，若三极管是好的，那么测出的反向电阻应比正向电阻大很多。然后再测量发射极和集电极之间的电阻，再对调表笔测一次，两次测得的电阻阻值都应很大，这样的三极管可以断定基本上是好的。对于 PNP 型的，当黑表笔接基极，红表笔分别接集电极和发射极时，正向压降测出的两个 PN 结的电阻，然后再用红表笔接基极，黑表笔分别接集电极和发射极来测两个 PN 结的反向电阻，若三极管是好的，那么测出的反向电阻应比正向电阻大很多。然后再测量发射极和集电极之间的电阻，再对调表笔测一次，两次测得的电阻阻值都应很大，这样的三极管可以断定基本上是好的。