1、 模拟信号源实验心得一实验目的1对晶体三极管(3DG6、9013)、场效应管（ 3DJ6G）进行实物识别，了解它们的命名方法和主要技术指标。2学习用数字万用表、模拟万用表对三极管进行测试的方法。3用图 3-10 提供的电路，对三极管的值进行测试。4学习共射、共集电极（*）、共基极放大电路静态工作点的测量与调整，以及参数选取方法，研究静态工作点对放大电路动态性能的影响。5学习放大电路动态参数（电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压）的测量方法。6. 调节 CE 电路相关参数，用示波器观测输出波形，对饱和失真和截止失真的情况进行研究。7用 Multisim 软件完成对共射极、共集电极
2、、共基极放大电路性能的分析，学习放大电路静态工作点的测试及调整方法，观察测定电路参数变化对放大电路的静态工作点、电压放大倍数及输出电压波形的影响。加深对共射极、共集电极、共基极基本放大电路放大特性的理解。二知识要点1半导体三极管半导体三极管是组成放大电路的核心器件，是集成电路的组成元件，在电路中主要用于电流放大、开关控制或与其他元器件组成特殊电路等。半导体三极管的种类较多，按制造材料不同有硅管、锗管、砷化镓管、磷化镓管等；按极性不同有 NPN 型和 PNP 型；按工作频率不同有低频管、高频管及超高频管等；按用途不同有普通管、高频管、开关管、复合管等。其功耗大于 1W 的属于大功率管，小于 1W
3、的属于小功率管。半导体三极管的参数主要有电流放大倍数、极间反向电流ICEO、极限参数（如最高工作电压 VCEM、集电极最大工作电流ICM、最高结温 TjM、集电极最大功耗 PCM）以及频率特性参数等。有关三极管命名、类型以及参数等可查阅相关器件手册。下面给出几种常用三极管的参数举例如表 3-01 所示：表 3-01 几种常用三极管的参数参数 PCM(mW） ICM(mA) VBRCBO(V) ICBO(A hFE fT(MHz) 极性3DG100D 100 20 40 1 4 0.01 NPN3DG200A 100 20 15 0.1 25270 0.01 NPNCS9013H 400 500
4、 25 0.5 144 150 NPNCS9012H 600 500 25 0.5 144 150 PNP参数 VP(V) IDSS gm(mA/V) PDM(mW) rGS（） fM3DJ6G -9 36.5 1 100 108 30 N 沟道2半导体三极管的识别与检测半导体三极管的类型有 NPN 型和 PNP 型两种。可根据管子外壳标注的型号来判别是 NPN 型，还是 PNP 型。在半导体三极管型号命名中，第二部分字母 A、C 表示 PNP 型管； B、D 表示 NPN 型管；而 A、B 表示锗材料；C、D 表示硅材料。另外，目前市场上广泛使用的 90119018 系列高频小功率 9012
5、、9015 为 PNP 型，其余为NPN 型。半导体三极管的型号和命名方法，与半导体二极管的型号及命名方法相同，详见康华光第四版 P44 页附录或者参考有关手册。(1)三极管的电极和类型判别1) 直观辨识法。半导体三极管有基极(B)、集电极(C)和发射极(E)三个电极，如图3-11 所示，常用三极管电极排列有 E-B-C、B-C-E、C-B-E 、E-C-B 等多种形式。2) 特征辨识法。如图 3-01 所示，有些三极管用结构特征标识来表示某一电极。如高频小功率管 3DGl2、3DG6 的外壳有一小凸起标识，该凸起标识旁引脚为发射极；金属封装低频大功率管3DD301、3AD6C 的外壳为集电极
6、等。图 3-11 三极管结构特征标识极性3) 万用表欧姆档判别法如图 3-12 所示，选用指针式万用表欧姆档 Rlk档。首先判定基极 b 方法：用万用表黑表笔碰触某一极，再用红表笔依次碰触另外两个电极，并测得两电极间阻值。若两次测得电阻均很小(为 PN 结正向电阻值)，则黑表笔对应为基极且此管为 NPN 型；或者两次测得电阻值均很大(为 PN 结反向电阻值)，但交换表笔后再用黑笔去碰触另两极，也测量两次，若两次阻值也很小，则原黑表笔对应为管子基极，且此管为PNP 型。注意：指针式万用表欧姆档时，黑表笔则为正极，红表笔为负极；这与 （a） （b）数字式万用表不同。 图 3-12 万用表欧姆档判别
7、法其次，判别集电极和发射极。其基本原理是把三极管接成基本放大电路，利用测量管子的电流放大倍数值的大小，来判定集电极和发射极。以 NPN 管为例说明，如图 3-12b 所示，基极确定后，不管基极，用万用表两表笔分别接另两电极，用 100k的电阻一端接基极，电阻的另一端接万用表黑表笔，若表针偏转角度较大，则黑表笔对应为集电极，红表笔对应为发射极。也可用手捏住基极与黑表笔(但不能使两者相碰)，以人体电阻代替 l00k电阻的作用(对于 PNP 型，手捏红表笔与基极)。上面这种方法，实质上是把三极管接成了正向偏置状态，若极性正确，则集电极有较大电流。(2)硅管、锗管的判别 根据硅材料 PN 结正向电阻较
8、锗材料大的特点，可用万用表欧姆 R1k档测定，若测得 PN 结正向阻值约为 3l0k，则为硅材料管；若测得正向阻值约为501k，则为锗材料管。或测量发射结(集电结) 反向电阻值，若测得反向阻值约为 500k，则为硅材料管；若测得反向阻值约为 100k，则为锗材料管。3三极管场效应管放大电路共射极放大电路既有电流放大作用，又有电压放大作用，故常用于小信号的放大。改变电路的静态工作点，可调节电路的电压放大倍数。而电路工作点的调整，主要是通过改变电路参数(Rb、Rc)来实现。(负载电阻 RL 的变化不影响电路的静态工作点，只改变电路的电压放大倍数。)该电路信号从基极输入，从集电极输出。输入电阻与相同
9、材料的二极管正向偏置电阻相当，输出电阻较高，适用于多级放大电路的中间级。共集电极放大电路信号由晶体管基极输入，发射极输出。由于其电压放大倍数 Av 接近于 l，输出电压具有随输入电压变化的特性，故又称为射极跟随器。该电路输入电阻高，输出电阻低，适用于多级放大电路的输入级、输出级，还可以作为中间阻抗变换级。共基极放大电路信号由晶体管发射极输入，集电极输出。其电流放大倍数 Ai 接近于 1 但恒小于 1，(又叫电流跟随器) ，电压放大倍数 Av 共射极放大器相同，且输入电压与输出电压同相。其输入电阻低，只有共射放大电路的 l(1+)倍，输出电阻高，输入端与输出端之间没有密勒电容，电路频率特性好，适
10、用于宽带放大电路。下面以图 3-13 基本共射放大电路为例进行说明。(1)放大电路静态工作点的测量和调试由于电子元件性能的分散性很大，在制作晶体三极管放大电路时，离不开测量和调试技术。在完成设计和装配之后，还必须测量和调试放大电路的静态工作点及各项指标。一个优质的放大电路，一个最终的产品，一定是理论计算与实验调试相结合的产物。因此，除了熟悉放大电路的理论设计外，还必须掌握必要的测量和调试技术。放大电路的测量和调试主要包括放大电路静态工作点的测量和调试、放大电路 图 3-13 基本共射放大电路（固定偏置式）各项动态指标的测量和调试、消除放大电路的干扰和自激等。在进行测试之前，务必先检查三极管的好
11、坏，并确定具体的值。1) 静态工作点 Q 的测量放大电路静态工作点的测量是在不加输入信号(即 VI=0)的情况下进行的。静态工作点的测量是指三极管直流电压 VBEQ、VCEQ 和电流 I CQ 的测量。应选用合适的直流电压表和直流毫安表，分别测量三极管直流电压 VBEQ、VCEQ 和 I CQ。为了避免更改接线，采用电压测量法来换算电流。例如，只要测出实际的 Rb、RC 的阻值，即可由 ； ；（或 ）提示：在测量各电极的电位时最好选用内阻较高的万用表，否则必须考虑到万用表内阻对被测电路的影响。2) 静态工作点的调整测量静态工作点 I CQ 和 VCEQ 的目的是了解静态工作点的设置是否合适。若
12、测出 VCEQ 0.5 V，则说明三极管已进入饱和状态；如果 VCEVCC，则说明三极管工作在截止状态。对于一个放大双极性信号(交流信号)的放大电路来说，这两种情况下的静态偏置都不能使电路正常工作，需要对静态工作点进行调整。如果是出现测量值与选定的静态工作点不一致，也需要对静态工作点进行调整。否则，放大后的信号将出现严重的非线性失真和错误。通常，VCC 、Rc 都已事先选定，当需要调整工作点时，一般都是通过改变偏置电阻 Rb 来实现。应当注意的是如果偏置电阻 Rb选用的是电位器，在调整静态工作点时，若不慎将电位器阻值调整过小(或过大) ，则会使 IC 过大而烧坏管子，所以应该用一只固定电阻与电位器串联使用。图 3-18 电路中是用 Rb1 和电位器 Rb2 串联构成 Rb。2放大电路的动态指标测试放大电路的主要指标有电压放大倍数 Av、输入电阻 Ri、输出电阻 Ro,以及最大不失真输出电压 VO(max)等。在进行动态测试时，各电子仪器与被测电路的连接如图 3-14 所示。实验电路则如后面的图 3-18 所示。
