廈門大學(xué)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)二電路元器件的認(rèn)識(shí)和測量

1、16報(bào)告告實(shí) 驗(yàn) 名稱：電路元器件的認(rèn)識(shí)和測量實(shí)驗(yàn)組別:系別：班號(hào)：實(shí)驗(yàn)者姓名：學(xué)號(hào)：實(shí) 驗(yàn)日 期：實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成日期：指導(dǎo)教師意見：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二、實(shí)驗(yàn)原理 3三、實(shí)驗(yàn)儀器8四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容91、辨認(rèn)一組電阻器 92、辨認(rèn)一組電容器 103、測量一組半導(dǎo)體器件 114、測量晶體管電流放大倍數(shù) B 11五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)13六、思考題 14、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 認(rèn)識(shí)電路元、器件的性能和規(guī)格，學(xué)會(huì)正確選用元、器件2. 掌握電路元、器件的測量方法，了解它們的特性和參數(shù)3. 了解晶體管特性圖示儀基本原理和使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理在電子線路中，電阻、電位器、電容、電感和變壓器等稱為電路元件；二極管、穩(wěn)壓管、三極管、場效

2、應(yīng)管、可控硅以及集成電路等稱為電路器件。本實(shí)驗(yàn) 僅對(duì)實(shí)驗(yàn)室常用的電阻、電容、電感、晶體管等電子元器件作簡要介紹。(一) 電阻器1. 電阻器、電位器的型號(hào)命名方法。(本實(shí)驗(yàn)中使用的電阻器均為碳膜電阻。)2. 電阻器的分類：通用電阻器、精密電阻器、高阻電阻器、高壓電阻器、高 頻電阻器等。3. 電阻器、電位器的主要特性指標(biāo)：(1) 標(biāo)稱阻值：電阻器表面所標(biāo)注的阻值為標(biāo)稱阻值。不同精度等級(jí)的電阻 器，其阻值系列不同，標(biāo)稱阻值是按國家規(guī)定的電阻器標(biāo)稱阻值系列選定。 容許誤差：電阻器、電位器的容許誤差指電阻器、電位器的實(shí)際阻值對(duì)于 標(biāo)稱阻值的允許最大誤差范圍，它標(biāo)志著電阻器、電位器的阻值精度。(3) 額定

3、功率：電阻器、電位器通電工作時(shí)，本身要發(fā)熱，若溫度過高，則電 阻器，電位器將會(huì)燒毀。在規(guī)定的環(huán)境溫度中允許電阻器、 電位器承受的最大功 率，即在此功率限度以下，電阻器可以長期穩(wěn)定地工作，不會(huì)顯著改變其性能， 不會(huì)損壞的最大功率限度稱為額定功率。4. 電阻器的規(guī)格標(biāo)注方法：由于電阻器表面積的限制，通常電阻器表面只標(biāo)注電阻器的類別、標(biāo)稱阻值、 精度等級(jí)和額定功率，對(duì)于額定功率小于 0.5W的電阻器，一般只標(biāo)注標(biāo)稱阻值 和精度等級(jí)，材料類型和功率常從其外觀尺寸判斷。電阻器的規(guī)格標(biāo)注通常采用 文字符號(hào)直標(biāo)法和色標(biāo)法兩種，對(duì)于額定功率小于0. 5 W電阻器，目前均采用色標(biāo)法，色標(biāo)所代表的意義如表 5。表

4、5色標(biāo)所代表的數(shù)字顏色A第一位數(shù)字B第二位數(shù)字C倍乘數(shù)D容許誤差工作電壓（V）里八、00X 1棕11x 10士 1%紅22x 102士 2%4橙33x 1036.3黃44x 10410綠55x 105士 5%16、蘭66x 106士 0.2%25紫77x 107士 0.1%32灰8840白99+5 -2050金x 0.1士 5%63銀x 0.01士 10%無色士 20%注：此表也適用于電容器，其中工作電壓的顏色只適用于電解電容。色環(huán)電阻一般為四環(huán)（普通電阻）、五環(huán)（精密電阻）兩種標(biāo)法。四環(huán)電阻器：A、B環(huán)為有效數(shù)字，C環(huán)為10： D環(huán)為精密等級(jí)。五環(huán)色標(biāo)電阻器： A、B、C 三環(huán)為有效數(shù)字，D

5、環(huán)為10： E環(huán)為精密等級(jí)。5. 電阻器的性能測量：電阻器的主要參數(shù)位一般都標(biāo)注在電阻器上，電阻器的阻值，在保證測試的精度條件下，可用多種儀器進(jìn)行測量，也可采用電流表、電壓表或比較法。儀器 的測量誤差應(yīng)比被測電阻器允許偏差至少小兩個(gè)等級(jí)。對(duì)通用電阻器，一般可采 用萬用表進(jìn)行測量。若采用機(jī)械表測量，應(yīng)根據(jù)阻值大小選擇不同量程，并進(jìn)行 調(diào)零，使指針盡可能指示在表盤中間；測量時(shí)，不能雙手接觸電阻引線，防止人 體電阻與被測電阻并聯(lián)。若采用數(shù)字式萬用表，則測量精度要高于萬用表。6. 使用常識(shí)：電阻器在使用前應(yīng)采用測量儀器檢查其阻值是否與標(biāo)稱值相符。實(shí)際使用時(shí)在阻值和額定功率不能滿足要求時(shí)，可采用電阻串、

6、并聯(lián)方法解決。但應(yīng)注意， 除了計(jì)算總阻值是否符合要求外，還要注意每個(gè)電阻所承受的功率是否合適， 即 額定功率要比承受功率大于一倍以上， 使用電阻器時(shí)，除了不能超過額定功率防 止受熱損壞外，還應(yīng)注意不超過最高工作，否則電阻內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生火花引起噪聲。電阻器種類繁多，性能各有不同，應(yīng)用范圍也有很大差別。應(yīng)根據(jù)電路不同 要求選擇不同種類的電阻器。在耐熱性、穩(wěn)定性、可靠性要求較高的電路中應(yīng)選 用金屬膜或金屬氧化膜電阻；在要求功率大、耐熱性好、工作頻率不高的電路中， 可選用線繞電阻；對(duì)無特殊要求的一般電路，可使用碳膜電阻，以降低成本。電 阻器在替換時(shí)，大功率的電阻可替換小功率的電阻器， 金屬膜電阻器可代換碳

7、膜 電阻，固定電阻器與半可調(diào)電阻器可相互替換。（二）電容器1. 電容器的型號(hào)命名方法。2. 電容器的分類：（1）按介質(zhì)分類：氣體介質(zhì)、無機(jī)固體介質(zhì)、有機(jī)固體介質(zhì)、電解介質(zhì)。（2）按結(jié)構(gòu)分類：固體、可變及微調(diào)電容器三類。（3）按用途分類：濾波、隔直流、振蕩回路、起動(dòng)及消火花電容器等。3. 電容器的主要特性指標(biāo)：（1）標(biāo)稱容量及容許誤差國際電工委員會(huì)推薦的電容量誤差表示法采用字母：D= 0.5% F= 1% G= 2% J= 5% K= 10%M= 10% N= 30%（2）額定工作電壓：額定工作電壓指電容器長期連續(xù)可靠工作時(shí)， 極間電壓不允許超過的規(guī)定電 壓值，否則電容器就會(huì)被擊穿損壞。其數(shù)值一

8、般以直流電壓在電容器上標(biāo)出。（3）絕緣電阻：電容器的絕緣電阻為電容器兩端極間的電阻，或稱漏電電阻。(4) 頻率特性：電容器的頻率特性為電容量與頻率變化的關(guān)系。為保證電容器工作的穩(wěn)定 性，應(yīng)將電容器的極限工作頻率選擇在自身固有諧振頻率的1/3至1/2左右。4. 電容器的規(guī)格標(biāo)注方法：(1) 直標(biāo)法：將主要參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)直接標(biāo)注在電容器表面上，容許誤差用百分比表示。如1p2表示1.2p , 33n表示0.033卩F。(2) 數(shù)碼表法：不標(biāo)單位，直接用數(shù)碼表示容量，如：4700表示4700pF; 0.068表示0.068 卩F。用三位數(shù)嗎表示容量大小，單位為 pF，前兩位為容量的有效數(shù)字，后一位 為

9、乘10n。女口 103表示10000pF;若第三位為 9,則成10-1，如：339表示33X 10-1 =3.3pF。(3) 色標(biāo)法：色標(biāo)法與電阻的色標(biāo)法相似。5. 電容器的性能測量：電容器在使用前應(yīng)對(duì)其性能進(jìn)行測量，檢查其是否有短路、斷路、漏電失效等。(1) 容量測量：可通過數(shù)字萬用表(采用伏安法測量)、萬用電橋(采用 比較法測量，精度較高)、Q表(應(yīng)用諧振法測量，同時(shí)可測 Q值、精度較高)， 若用機(jī)械萬用表測量，貝冋利用電容的充放電判斷容量大小。(2) 漏電測量：禾U用萬用表的歐姆檔測量電容器時(shí)除空氣電容外，阻值應(yīng)為左右，其阻值為電容器的絕緣電阻，阻值越大，表明漏電越小。6. 使用常識(shí)：(

10、1) 選擇適當(dāng)?shù)男吞?hào)。(2) 合理選用標(biāo)稱容量及容許誤差。(3) 額定工作電壓的選擇：若電容器的額定工作電壓低于電路中實(shí)際電壓，電容器會(huì)發(fā)生擊穿損壞。一般應(yīng)高于實(shí)際電壓12倍，試其留有足夠的余量。對(duì)于 電解電容、實(shí)際電壓應(yīng)是電解電容額定工作電壓的 50%70%若實(shí)際電壓低于額 定工作電壓一半以下，反而會(huì)使電解電容器的損耗增大。(4) 選用絕緣電阻高的電容器。(5) 在裝配中，應(yīng)使電容器的標(biāo)志易于觀察到，以便核對(duì)。同時(shí)應(yīng)注意不可將 電解電容等極性接錯(cuò)，否則會(huì)損壞甚至有爆炸的危險(xiǎn)。(三) 晶體二極管1. 國產(chǎn)二極管器件型號(hào)命名方法。2. 晶體二極管的分類：整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二

11、極管、變?nèi)荻O管、阻尼二 極管、發(fā)光二極管等。3. 二極管的主要特性指標(biāo)：(1) 最大整流電流：在長期工作時(shí)，允許通過的最大正向電流。(2) 最高反向工作電壓：防止二極管擊穿，使用時(shí)反向電壓極限值。4. 二極管性能測量：二極管極性及性能好壞的判別可用萬用表測量。當(dāng)萬用表旋至適用的檔位 時(shí)，兩支表筆之間有2.8V的開路電壓(紅表筆正、黑表筆負(fù))。當(dāng)PN結(jié)正偏時(shí)， 約有1mA電流通過PN結(jié)，此時(shí)表頭顯示為 PN結(jié)的正向壓降(硅管約為 700mV 左右，鍺管約為300mV左右)。當(dāng)PN結(jié)反向時(shí)，反向電流極小，PN結(jié)上反向電 壓仍為2.8V，表頭顯示為“ 1”(表示溢出)。通過上述兩次判斷，可得出PN

12、結(jié)正偏時(shí)紅表筆接的管腳為正極。若測量值不在上述范圍，說明二極管損壞。5. 使用常識(shí)：二極管在使用時(shí) 硅管與鍺管不能相互代替，同類型管可代替。對(duì)于檢波二 極管，只要工作頻率不低于原來的管子即可。對(duì)整流器，只要反向耐壓和正向電流不低于原來的管子就可替換，其余管子應(yīng)根據(jù)手冊參數(shù)替換。(四) 晶體三極管1、三極管的分類(1) 按半導(dǎo)體材料分：鍺三極管和硅三極管；一般鍺為PNPt，硅為NPNt。(2) 按制作工藝分：擴(kuò)散管、合金管等。(3) 按功率不同分：小功率、中功率、大功率管。(4) 按工作頻率分：低頻管、咼頻管和超咼頻管。(5) 按用途分:放大管和開關(guān)管。2.三極管主要參數(shù):(1) 共基極小信號(hào)電

13、流放大系數(shù)(2) 共射極小信號(hào)交流放大系數(shù)(3) 共射極小信號(hào)直流放大系數(shù)(4) 集電極一基極反向截止電流(5) 集電極一射極反向截止電流(6) 集電極一基極反向擊穿電壓(7) 集電極一射極反向擊穿電壓(8) 發(fā)射極一基極反向擊穿電壓(a ): 0. 90. 995 o(hfe): 10 250 o(h fe、B ) : 10 250 o(I cbO：鍺管為幾十u A,硅管為幾u(yù) A(I CeO： I CEO= B I CBQ(V(BRC)B():幾十 V幾百 Vo(V(BR)CE():幾十 V幾百 Vo(V(BR)EB():幾 V幾十 Vo(9) 集電極最大允許電流(I詢:低頻小功率鍺、硅管

14、:10500mA小于100 mA(10) 集電極最大允許耗散功率(Pc0 :小功率管小于1W,人功率管人于1W3三極管性能測試(1) 類型判別：即NPN或 PNP類型判別。若采用機(jī)械表，則利用Q檔測量正、 反向電阻判別。采用數(shù)字萬用表，則用兩個(gè)表筆對(duì)三極管的三個(gè)管腳兩兩相測； 若紅表筆任意接三極管一個(gè)管腳，而黑表筆依次接觸另外兩個(gè)管腳，若表頭均顯 示正向壓降(硅管約為700mV左右，鍺管約為300mV左右),而黑表筆接該管腳， 紅表筆依次接觸另兩個(gè)管腳，表頭顯示超量程“ 1”，則該管腳為b極，且該管 為NPN,反之，若測量顯示與上述相反，則該管為 PNP(2) 電極判別：即e、b、c管腳判別。

15、若采用機(jī)械表，則利用 Q擋測量B法 判別。采用數(shù)字表，將萬用表旋至 hFE擋，根據(jù)上述判斷的類型和 b極，假設(shè)另 兩級(jí)之一為c極，將被測量三極管插于對(duì)應(yīng)類型的 e、b、c插孔；反之，假設(shè)其 為e極，重新插于對(duì)應(yīng)類型的e、b、c插孔，比較兩次測量的hFE數(shù)值，顯示數(shù) 值大的一次，其假設(shè)的管腳正確。三、實(shí)驗(yàn)儀器1. 數(shù)字萬用表(四位半)1臺(tái)2. 晶體管特性圖示儀1臺(tái)3. 多功能實(shí)驗(yàn)箱1臺(tái)四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.辨認(rèn)一組電阻器：辨認(rèn)所給色標(biāo)電阻的標(biāo)稱電阻及容許誤差， 判斷其額定 功率，并用數(shù)字萬用表測量進(jìn)行比較，將所測電阻按從小到大填入下表。表12電阻器辨認(rèn)、測量表型號(hào)名稱色環(huán)額定功率標(biāo)稱阻值容許誤差測量值

16、RT碳膜電阻橙白棕金0.25 W0.39k Q士 5%0.3980 QRT碳膜電阻綠棕黑金0.25W51 Q士 5%50.66 QRT碳膜電阻棕黑紅金0.25 W1.0 kQ士 5%0.9951 kQRT碳膜電阻橙白紅金0.25 W3.9 kQ士 5%3.900 kQRT碳膜電阻棕黑橙金0.25 W10kQ士 5%10.052kQRT碳膜電阻棕黑黃金0.25 W100kQ士 5%99.01 kQ2.辨認(rèn)一組電容器辨認(rèn)所給電容的材料、標(biāo)稱容量及容許誤差，將所讀電容填入下表表13電容器辨認(rèn)、測量表型號(hào)名稱直流工作電壓標(biāo)稱容量容許誤差CL滌綸電容100V0.10 a F士 5%CC瓷片電容100V0

17、.10 a F士 20%CL滌綸電容100V0.10 a F士 5%CC瓷片電容100V0.10 a F士 20%CD鋁電解電容50V4.7 a F士 20%CD鋁電解電容25V10 a F士 20%3.測量一組半導(dǎo)體器件用數(shù)字萬用表測量晶體管參數(shù)，填入下表。表14晶體管參數(shù)測試測型量號(hào)IN4004IN41489011(9013)9012BE結(jié)BC結(jié)BE結(jié)BC結(jié)正向壓降0.5746 V0.5905V0.6973V0.6915 V0.7043V0.7022V反向壓降溢出溢出溢出溢出溢出溢出管子類型硅管NPN1PNP管4.測量晶體管電流放大倍數(shù)(1)按下圖的仿真電路在多功能實(shí)驗(yàn)箱上搭接電路，經(jīng)檢查

18、無 誤后接通電源；(2) .按下表調(diào)節(jié)電位器 Rw使集電極對(duì)公共端電壓達(dá)到規(guī)定值，用數(shù)字萬 用表測量Va, Ve；并計(jì)算出I B, I C,并求出放大倍數(shù)B。表15晶體管電流放大倍數(shù)B測量測量VC3V2V70.770 V0.836 VVb0.663 V0.675 V計(jì)算I B=(Va-Vb)/R AB10.7 a A16.1 a AI C=(5V-V0/R C2mA3mA187186測量過程仿真軟件模擬:IClQkDKey=Avfp pl； 4.78 pVV(p-p): 7.60 pV-vtrms): boz mvV(rm5)：碗 mVV(dc): &07 mVv(dc)： 64& mv.I:

19、 16J uAI： 16.1 UA:I(p-p)： o AI(p-p)： 0 A ifriTig)； l&.l mAIjms): 16,1 uAIfdc): 16.1 uAl&.t uA顛車：50 .0 kHz頻率：50.0曲zV; 807 mVVi mVvcc29.991.0 kOKHMl萬用表-XMM1WOkOKey科:H Okn-VA :探m . Rab採 etz V： 525 mV:v(p-p)： DV V(rms); 0 V V(dc); 925 mVI: 26.6 ufltI(XP)： 0 A I(nms): 26.6 uA:(de): 26.B uA:W：V: 659 mV V(

20、p-p): 0 V Vfnnij; 0 V Vdc): 659 mVI: 25 6 uA I(P-P)：OA l(rms); 26X uA壩率：五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、辨認(rèn)碳膜電阻時(shí)，容易把棕色和紅色弄混，要仔細(xì)辨認(rèn)。并且注意對(duì) 于四環(huán)的普通電阻，前兩環(huán)為有效數(shù)字，第三環(huán)為 10n，第四環(huán)為精度等級(jí)。2 、電阻的標(biāo)稱阻值和實(shí)際阻值存在一定的誤差。在使用電阻前應(yīng)該進(jìn)行測 量，選擇精度較高的電阻。3 、鋁電解電容要注意它的正負(fù)極，如果接反了會(huì)使電容器擊穿甚至爆炸。4 、在第三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，要測晶體管正向壓降注意要選擇萬用表的一擋。 測反向壓降時(shí)不要使萬用表測出值一直處于“溢出”狀態(tài)。5 、在第四個(gè)實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)

21、Rc時(shí)，很難將Rc的值調(diào)到和表格中所要求的數(shù) 值完全一樣，所以存在一定誤差。除此以外，由于接入的電阻也存在誤差，電源 電壓的誤差等，使得實(shí)驗(yàn)在 Rc分別為3V和2V時(shí)計(jì)算得出的得的放大倍數(shù)也會(huì) 有一些誤差，這次實(shí)驗(yàn)得到的B在Rc=3V時(shí)為187，Rc=2V時(shí)為186,計(jì)算得到 相對(duì)誤差為0.5%，這個(gè)誤差在合理范圍內(nèi)。6 、在第四個(gè)實(shí)驗(yàn)中，使用滑動(dòng)變阻器之前要對(duì)滑動(dòng)變阻器進(jìn)行測量，檢查 它能否正常使用。7 、接入電路的電阻使用固定阻值的電阻， 因?yàn)橐话愎潭ㄗ柚档碾娮璧木容^大。8 、第四個(gè)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，測出的VA值一直有較大誤差甚至超過了電源電壓， 經(jīng)過仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)是RAB選錯(cuò)了，應(yīng)該為10k

22、Q的電阻但是我們卻選了 100k Q。 在接電路時(shí)應(yīng)該仔細(xì)選擇元件。六、思考題：1. 能否用雙手接觸萬用表筆測量電阻？答：不能，因?yàn)槿梭w自身也有電阻，如果雙手接觸了萬用表筆測電阻，會(huì)把人的 電阻也接進(jìn)去，導(dǎo)致測出的結(jié)果誤差較大。2. 總結(jié)判斷晶體管極性、管腳的方法。答：二極管：用萬用表的書一擋。紅表筆接二極管一只管腳，黑表筆接另一只。當(dāng)PN結(jié)正偏時(shí)，表頭顯示的是PN結(jié)的正向壓降(硅管約為700mV左右，鍺管約為300mV 左右)，當(dāng)PN接反偏時(shí)，表頭顯示“溢出”。則當(dāng) PN結(jié)正偏時(shí)紅表筆接的管腳 為正極。三極管：(1) 將紅表筆放在一端，用黑表筆依次接觸另外兩端，若表頭均顯示正向壓降， 再用黑表筆接紅表筆接的這一