實(shí)驗(yàn)2 常用電子元器件的測試

實(shí)驗(yàn)2常用電子元器件的測試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．對電阻器、電位器、電容器、電感器、晶體二極管、晶體三極管、場效應(yīng)晶體管等常用電子元件進(jìn)行實(shí)物識別，并且了解它們的命名方法和主要技術(shù)指標(biāo)。2．學(xué)習(xí)用萬用表對電阻、電位器、電容、二極管、三極管等常用電子元件的測試方法。3．了解晶體管特性圖示儀的基本原理，掌握晶體管特性圖示儀的正確使用方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．測試常用電子元件的參數(shù)，并記錄所測數(shù)據(jù)。2．用晶體二極管組成“與”、“或”門電路，并進(jìn)行功能測試。3．用晶體三極管組成共射極基本放大電路，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。4．用晶體三極管組成“非”門電路，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。三、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1．閱讀本教材第三、四章以及附錄A、B中有關(guān)常用電子儀器和電子元件的部分內(nèi)容。2．了解模擬萬用表與數(shù)字萬用表之間的異同。3．用晶體三極管9013（NPN型）設(shè)計(jì)一個(gè)“非”門電路。四、實(shí)驗(yàn)原理與說明1．常用電子元件的參數(shù)測試對電容器進(jìn)行測量，一般應(yīng)借助于專門的測試儀器來進(jìn)行，常用的有萬用電橋等，利用它可以方便地測定電容器的容量大小和損耗等參數(shù)。此處簡單介紹如何利用模擬萬用表的電阻檔來粗略地檢查電解電容器是否失效和漏電。測試前，先將電解電容的兩引出線短接一下，使其原先所充的電荷釋放。然后將萬用表置于1k?檔，并將電解電容的正極和負(fù)極分別接模擬萬用表的黑色測試筆和紅色測試筆，如圖8.1所示。正常情況下，可以看到表頭指針先是產(chǎn)生向右較大的偏轉(zhuǎn)，以后逐漸地向原位（即高阻值）返回，最后停止在原始位置上，這反映了電容器的充電過程。一般來說，表頭指針偏轉(zhuǎn)越大，返回速度越緩慢，則說明電容器的容量越大。若表頭指針返回到接近零位（高阻值），說明電容器的漏電阻很大。若表頭指針停留在某一位置上，此時(shí)表針?biāo)甘镜碾娮柚担礊樵撾娙萜鞯穆╇娮?。合格的電解電容器，漏電阻通常?00kΩ以上。若電解電容失效（電解液干涸，容量大幅度下降），則測量時(shí)表頭指針偏轉(zhuǎn)就很小，甚至不偏轉(zhuǎn)。已被擊穿的電容器，漏電阻阻值接近于零。漏電阻太小的電解電容器不能在電路中使用，否則會影響電路的正常工作。對于容量較小的電容器，如云母電容、金屬化紙介電容等，也可以用同樣的方法進(jìn)行檢查，但由于它們?nèi)萘枯^小，指針偏轉(zhuǎn)也很小，返回速度又很快，實(shí)際上用萬用表已很難對它們的性能指標(biāo)進(jìn)行測量，最好是使用專門的測試儀器。若用萬用表進(jìn)行測試，則僅能檢查它們是否通（因擊穿而短路）、斷（因失效而開路），這時(shí)萬用電表的電阻檔，應(yīng)選用10k?檔進(jìn)行測量。晶體二極管的最大特點(diǎn)是單向?qū)щ娞匦裕赫蚱脮r(shí)（陽極接電源正端，陰極接負(fù)端），二極管正向?qū)щ?，管子中流過較大的電流，此時(shí)，二極管的等效直流電阻很??；反向偏置時(shí)（陽極接電源負(fù)端，陰極接正端），二極管截止，二極管中僅僅流過反向漏電流，所以，其等效直流電阻很大。用模擬萬用表判別二極管時(shí)，應(yīng)將模擬萬用表量程置于電阻檔。若將黑色測試筆一端（它與內(nèi)電池正極相連）接二極管的陽極，紅色測試筆一端接二極管的陰極，如圖8.2所示，則二極管處于正向偏置狀態(tài)，二極管正向?qū)щ姡蚨休^大的電流流過表頭，萬用表指示低電阻值。反之，如果黑色測試筆接二極管陰極，紅色測試筆接二極管陽極，則二極管處于反向偏置狀態(tài)，流過電流很小，萬用表指示高電阻值。因此，根據(jù)兩種不同方式下測得的電阻值大小就可以判別二極管的極性。用數(shù)字萬用表判別二極管時(shí)，應(yīng)該將萬用表的量程檔位放置在二極管符號檔。此時(shí)紅色測試筆（它與內(nèi)電池正極相連）接二極管的陽極，黑色測試筆接二極管的陰極，則二極管處于正向偏置狀態(tài)，萬用表指示的是二極管導(dǎo)通電壓。反之，如果紅色測試筆接二極管陰極，黑色測試筆接二極管陽極，則二極管處于反向偏置狀態(tài)，萬用表指示開路。晶體三極管從結(jié)構(gòu)上可以看成是由兩個(gè)背靠背的PN結(jié)組成。對NPN型管來說，基極是兩個(gè)等效二極管的公共“陽極”；對PNP型管來說，基極則是它們的公共“陰極”，如圖8.3所示。因此，判別出三極管的基極是公共“陽極”還是公共“陰極”，即能判別出三極管是NPN型還是PNP型。SHAPE*MERGEFORMAT用模擬萬用表電阻檔可以判別三極管的發(fā)射極與集電極，以PNP型晶體管為例，其測試電路如圖8.4所示。若用紅色測試筆接c極，黑色測試筆接e極，這時(shí)萬用表指示的電阻值就反映了穿透電流ICEO的大小（電阻值小，表示ICEO大）。如果c、b極之間再跨接一只Rb=100kΩ的電阻，此時(shí)由于有IB流過，因此萬用表指示的電阻值就反映了集電極電流IC=βIB+ICEO的大小。通常β>>1，所以IC明顯增加，萬用表指示的電阻值將比跨接Rb前顯著減?。ㄖ甘镜碾娮柚禍p小越多，表示β值越大）。反之，如果將紅色測試筆接e極，黑色測試筆接c極（相當(dāng)于將三極管c－e極之間的電源反接），則跨接Rb后三極管處于倒置（集電極c和發(fā)射極e互換使用）狀態(tài)，此時(shí)，電流放大系數(shù)βR很?。ㄒ话悝翿<<1）。因此，萬用表指示的電阻值變化不大。據(jù)此原理，即可判別c、e極。對常用電子元、器件的測量，可以做如下內(nèi)容：（1）任意選取兩個(gè)電阻，用萬用表測出兩個(gè)電阻的阻值，并與其色環(huán)所指標(biāo)的電阻值進(jìn)行比較。（2）查看電解電容器上的規(guī)格和極性標(biāo)記，并用萬用表測出任意兩個(gè)電容器的漏電阻值。（3）用萬用表電阻檔的不同檔位測量二極管的正、反向電阻阻值，分析二極管正、反向電阻阻值差異的原因。（4）用萬用表判別NPN型和PNP型三極管的類型和管腳c、e，畫出底視圖。（5）用晶體管特性圖示儀測量晶體三極管的輸出特性曲線，同時(shí)測出三極管的集－射間的反向擊穿電壓V（BR）CEO。（6）用晶體管特性圖示儀觀測二極管、穩(wěn)壓管的伏安特性曲線，并比較兩者之間的異同。注意模擬萬用表與數(shù)字萬用表測量時(shí)的區(qū)別。2．用晶體二極管組成“與”門和“或”門電路實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表8.4中。（1）用兩只二極管和一只電阻構(gòu)成二極管“與”門電路，參考電路如圖8.5所示。（2）用兩只二極管和一只電阻構(gòu)成二極管“或”門電路，參考電路如圖8.6所示。3．晶體三極管組成共射基本放大電路實(shí)驗(yàn)參考電路如圖8.7所示，要求完成下列內(nèi)容：（1）靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)節(jié)和測試（要求VCEQ=6V左右）。（2）加入1kHz的正弦信號，進(jìn)行動態(tài)測試。信號從0逐漸增大，使輸出波形達(dá)到最大不失真，記錄此時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)（vi、vo幅度），并繪制vi、vo波形。（3）小心調(diào)節(jié)可調(diào)電阻Rw，使輸出波形出現(xiàn)失真現(xiàn)象，分析Q點(diǎn)的位置對波形失真的影響。4．晶體三極管組成“非”門電路晶體三極管用在開關(guān)工作下的電路如圖8.8所示。（1）選取電路中Rb1和Rb2、Rc參數(shù)，使得輸入為0V時(shí)，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)；輸入為+5V時(shí)，三極管上于飽和導(dǎo)通狀態(tài)。（2）在υI端加入幅度為5V的方波，觀察輸出波形。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1．畫好實(shí)驗(yàn)電路圖，記錄被測電路的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，整理相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，畫出有關(guān)圖形。