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讲义课程名称：《模拟电子》李红益编苏州工业园区职业技术学院Suzhou Industrial Park Institute of Vocational Technology目录单元1 晶体二极管的特性与应用1.1理论：半导体物理的基本知识和晶体二极管的特性1.2实验：晶体二极管的伏安特性测试和简单应用单元2 晶体三极管的特性2.1理论：晶体三极管的输入、输出特性2.2实验：晶体三极管的输入、输出特性测试单元3 晶体三极管共发射极基本放大器3.1理论：晶体三极管共发射极放大器的性能指标和分析方法3.2实验：晶体三极管共发射极基本放大器性能指标测试单元4 晶体三极管共集电极基本放大器4.1理论：射极跟随器的性能指标分析4.2实验：射极跟随器的性能指标测试单元5 晶体三极管多级放大器5.1理论：多级放大器的耦合方式和分析方法5.2实验：阻容耦合两级放大器的性能指标测试单元6 负反馈放大器6.1理论：反馈组态的判断和负反馈对放大器性能的影响6.2实验：电压串联负反馈对放大器性能的影响单元7 正弦波振荡器7.1理论：正弦波振荡器的起振条件和平衡条件7.2实验：RC分立元件文氏电桥正弦波振荡器单元8 差分放大器8.1理论：差分放大器的工作原理和性能指标8.2实验：差分放大器的性能指标测试单元9 集成运算放大器9.1理论：集成运算放大器的理想化条件和应用9.2实验：集成运算放大器的应用单元10 功率放大器10.1理论：甲、乙类功率放大器的工作原理和性能指标10.2实验：OTL功率放大器的性能指标测试单元11 直流稳压电源11.1理论：直流稳压电源的工作原理和性能指标11.2实验：串联直流稳压电源的性能指标测试单元12 场效应管的特性及放大电路12.1理论：结型场效应管的特性曲线和性能指标12.2实验：结型场效应管特性曲线和放大电路性能指标的测试单元1 晶体二极管的特性与应用1-1理论：半导体物理的基本知识和晶体二极管的特性1-1.1半导体物理的基本知识导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，称为半导体。
模电知识点总结讲义第一部分：基本概念1. 电子元件电子元件是指能处理信息的基本部件，包括电阻、电容、电感、二极管、晶体管等。
- 电阻：用于限制电流或降低电压的元件。
- 电容：用于储存电荷或储存能量的元件。
- 电感：用于储存磁场能量或阻碍电流变化的元件。
- 二极管：用于整流、开关、放大等功能的元件。
- 晶体管：用于放大、开关、稳压等功能的元件。
2. 电路电路是由电子元件连接而成的路径，用于传输电流或信号。
- 直流电路：电流方向不变的电路。
- 交流电路：电流方向时而正时而负的电路。
- 数字电路：用于处理数字信号的电路。
- 模拟电路：用于处理模拟信号的电路。
3. 电路分析电路分析是指根据电路中元件的特性和连接关系，计算电压、电流等参数的过程。
- 基尔霍夫定律：电路中各节点的电流代数和为零。
- 欧姆定律：电流与电压成正比，电阻是电压和电流的比值。
- 诺顿定理：任意线性电路均可用一个等效的电压源和串联电阻来替代。
- 戴维南定理：任意线性电路均可用一个等效的电流源和并联电阻来替代。
4. 信号处理信号是指传输信息的载体，信号处理是对信号进行增强、滤波、调制等操作的过程。
- 放大器：用于增强信号幅度的电路。
- 滤波器：用于去除或增强特定频率的电路。
- 调制器：用于将低频信号调制到高频载波上的电路。
第二部分：放大器1. 放大器类型- 基本放大器：包括共射、共集、共底极等类型。
- 差分放大器：用于抑制共模信号的放大器。
- 电压跟随器：用于输出跟随输入信号的放大器。
2. 放大器设计- 选型：根据放大器的功率、频率、噪声等性能要求选择适当的器件。
- 偏置：通过电阻、电容等元件来设置放大器工作点。
- 反馈：通过串联或并联的电阻、电容等元件来控制放大器的增益、带宽等性能。
3. 放大器应用- 信号放大：用于将传感器输出的微弱信号放大到可测量范围。
- 信号传输：用于增强信号以便传输到远处或驱动加载。
第三部分：滤波器1. 滤波器类型- 低通滤波器：允许低频信号通过，阻断高频信号。
实验一常用仪器的使用一、实验目的1.学习示波器，信号源，直流稳压源，交流毫伏表，万用表的使用方法。
2.通过实验基本掌握常用仪器的使用及电信号定量测量。
二、预习要求1.认真阅读实验指导书常用仪器介绍部分，初步了解仪器面板主要旋钮的功能，及其主要用途。
2.明确实验内容与实验步骤三、实验原理在电子技术实验中，常用仪器常用来定性定量地测量和分析电信号的波形和值，从中掌握电路的性能及工作情况，它们在测试电路中的相互关系如图1.1.1所示。
接线时应注意，因大多数电子仪器的两个测量端点是不对称的，为了防止外界干扰，各仪器的公共地端应连接在一起，称为“共地”。
图1.1.1 常用电子仪器在实验电路中的互相关系仪器的主要用途：1）直流稳压电源：为测试电路提供能源；2）信号源：为测试电路提供各种频率与幅度的输入信号供放大用；3）示波器：测试观察电路个点的波形，监视电路的工作状态，定量测定波形的周期、幅值、相位等；4）毫伏表：用来测定电路输入、输出等处正弦信号有效值；5）万用表：用来测量电路静态工作点及直流信号的值，还可用来测量电子元器件的好坏、电阻值和电路及导线的通断等。
四、实验仪器1.数字存储示波器DST1102B 一台2.低频信号源SG1020P 一台3.交流毫伏表YB2173 一台4.双路直流稳压电源DH1718 一台5.万用表MF—47 一块五、实验内容及步骤1.示波器操作1）垂直设置（以CH1为例）“垂直位置”旋钮：旋转该按钮在屏幕上下移动通道波形。
按下该按钮，波形回到屏幕垂直位置中间。
按动一次“CH1 MENU”按钮，可显示波形和MENU菜单；再按动一次“CH1 MENU”按钮，可删除波形显示。
注意：只有将“伏/格”设定为粗调，才会有效控制波形的显示高度2）水平设置“水平位置”旋钮：旋转该按钮在屏幕左右移动通道波形。
按下该旋钮，波形回到屏幕水平位置中间。
“秒/格”时基旋钮：用来改变水平时间刻度，水平放大或压缩波形。
注意：“秒/格”的控制就会扩展或压缩波形。
3）触发设置按下“TRIG MENU”键，显示触发菜单，常采用边沿触发，注意选择触发信号源等，然后调节触发电平到最佳位置，就可以定量地显示出稳定单一的波形。
4）使用“自动设置”按“自动设置”按钮，自动设置功能都会自动获得显示稳定单一波形，它可以自动调整垂直刻度、水平刻度和触发设置。
自动设置也可在刻度区域显示几个自动测量结果，这取决于信号类型。
2.低频信号源操作1）信号源幅值的调整与测定将信号频率f调定在1KHZ，然后调节幅度，使输出有效值（毫伏表测量值）按表1.1.1变化的正弦波波形，同时用示波器定量测定其输出电压对应的峰—峰值，填表记录测量结果。
表1.1.12）信号源频率的调整与测定调整信号源幅度用示波器观察使输出峰—峰值为5V，并保持不变，按表1.1.2调定信号源频率，用示波器定量测定其频率并与调定值进行比较。
3.稳压电源操作（画出示意图）DH1718型双路直流稳压电源，具有稳压恒流工作状态，且可随负载自动切换，两路电源具有串联主从工作功能，左电源为主，右电源为从工作，输出电压0 ~32伏，电流0~3安培，此功能在输出正、负对称电源时使用，除此之外也可作单电源使用仪器，配有两块能指示电压，电流的双功能表，由“VOLTS”、“AMPS”作功能切换。
a.单电源输出的调整与测量输出+6V为例，抬起左路（VOLTS）（AMPS）键，此时表头被切换为指示该路输出电压，按下则指示电流（空载时电流表指示为零），调节（VOLTAGE）观察表头指示值，使其输出指示6V，用万用表“直流电压”挡测定输出接线柱正负端电压值。
（GND端为机壳，使用时可不接）。
b.输出正负对称电源的调整与测量输出±12V为例：按下（TRACKING）跟踪键，使左右两路电源处于主从跟踪状态，调左电源（VOLTAGE）为12V，右路电源将以“从”的方式同步跟踪至12V（即主从工作方式），此时左右两顶端点接线柱分别为电源的正负电源输出端，串接点位公共地。
c.大于32V电源的调整输出+45V为例：抬起跟踪键（TRACKING），此时为非跟踪状态（INDEPENDENT）调节左路钮（VOLTAGE）使左表头输出指示为20V，再调节右路（VOLTAGE）使右表头指示25V，将左右两路正、负极短接（串接），从左路“正极”“右路”负极输出，此时输出电压V O=V左+V右。
即V O=20V+25V=45V。
4.万用表的使用万用表是电子技术实验中必不可少的工具，应用范围及其广泛，除用来测量电压、电流、电阻外还可用来对器件好坏、优劣的判别，本实验在此不作一一介绍，只对常用二、三极管的性能好坏的判断作一简单的介绍，根据常用普通的二、三极管材料的不同有硅、锗之分，根据二极管的单向导电性及正反电阻的差异，通过正反向电阻的测量即可判别其好坏。
5.组装电路原则：应尽量按照电路的形式和顺序布线。
六、思考题1.在实验中均要求用单线连接电源，用屏蔽电缆线连接信号，屏蔽网络状线应接试验系统的地，芯线接信号，对于交流信号能颠倒吗？为什么？2.测量中示波器测得的正弦波峰—峰值大于交流毫伏表测得的示值，你知道为什么吗？3.交流毫伏表能测量直流电压吗？它在其工作频率范围内用来测量正弦交流信号的什么数值？万用表交流电压档能测量任何频率的交流信号吗？4.若某实验电路要求信号源提供50mV，频率为1kHz的交流正弦输入信号，请说出信号源各电压调节钮的正确调整方法。
5.用示波器观察信号波形时，为了使（1）波形清晰，（2）亮度适中，（3）波形稳定，（4）移动波形位置，（5）改变波形个数，（6）改变波形高度，（7）同时可显示两个信号波形，需要分别调整哪些旋钮？实验二 基本放大电路一、实验目的1. 学习基本放大电路静态工作点及电压放大倍数的调整与测试方法。
2. 观察静态工作点，负载电阻改变对电路工作状态，输出波形及A V 的影响。
二、预习要求1. 复习放大电路有关内容，掌握静态工作点调整原理。
2. 预读实验指导书明确实验内容及要求。
三、实验原理及电路实验电路如图1.2.1所示，电路中静态值是通过调节可变电阻R W 来获得，由我们已学过的知识可知要使放大电路输入动态信号后具有良好的线性电压放大倍数和放大的动态范围输出，必须将静态工作点Q 调定在如图1.2.2所示输出特性的中间位置，若将工作点设置过高或过低，在一定范围内都将影响输出波形的形状而出现削顶或削底现象。
+-ov6=图1.2.1 共射基本放大电路 图1.2.2 放大器输出特性四、实验仪器1. 数字存储示波器DST1102B 一台2. 低频信号源SG1020P 一台3. 交流毫伏表YB2173 一台4. 双路直流稳压电源DH1718 一台5. 万用表MF —47 一块五、实验内容及步骤1. 静态工作点调整1）调整双路直流稳压电源V CC =6V ，并接入电路。
2）粗调：本电路合适工作点：V CEQ 为3.75V 左右，此时，可由I CQ =（V CC －V CEQ ）/R C 计算得I CQ 为1.5mA 左右；精调：采用“动态波形观察法”精调处Q 点。
3）测量静态工作点，将所测静态工作点Q 的值标于图1.2.2中。
选用内阻较高的直流电压表，不加输入信号情况下测试如下：2.测交流电压放大倍数1）调低频信号源频率f=1KHz，调节信号源幅度。
2）将低频信号源输出接入实验电路输入端，按表1.2.1调定输入信号V i测出对应V o值，填表记录测量结果（括号内为最大且不失真输出幅值时所对应的输入电压值）。
表1.2.13.观察负载电阻R L变化对电压放大倍数A V的影响按表1.2.2输入信号分别测出空载和带载时所对应的输出电压值，注意R L观察变化对电压放大倍数A V的影响。
表1.2.24.观察静态工作点Q变化对输出波形的影响采用增大R W或减小R W的阻值，移动工作点到要求的位置，然后渐渐加大输入信号V i 幅度，按表1.2.3记录实验现象。
（注意：测量静态值必须拆除输入信号V i）表1.2.3六、思考题1.为什么信号源输出电压幅度在接入被测电路后可能发生变化？其变化程度与什么因素有关？2.A V的大小与输入信号V i的大小有无关系？为什么？3.输出波形顶部削顶不对称是何原因？如何消除？4.什么叫非线性失真，你能画一下非线性失真输出波形吗？5.实验电路中基极电阻是否可以不接？为什么？怎么样才能测量其阻值？七、实验报告1.整理实验结果，回答思考题实验三射极输出电路一、实验目的1.掌握电路的基本特点及调试方法。
2.掌握电路r i、r o、A vf的测试方法。
3.掌握最大跟随电压的调整与测定。
二、实验原理及电路射极输出电路如图1.3.1所示，射极输出电路总结起来有如下特点：○1电压放大倍数近似为1，且恒小于1；○2输入与输出电压同相位；○3输入高阻输出低阻，射极输出电路虽然没有电压放大作用，但具有较大的电流放大能力，因此常用于多级放大电路的输入级，也可作为输出级，由于它具有输出阻抗低的特点，当多级放大器的负载变化时，其输出电压变化很小，可近似为恒压源，因此具有较强的带负载能力。
在多级放大电路中也常作为中间级使用，同时又可作为前后级间的阻抗变换用。
+-图1.3.1 射极输出电路三、实验仪器1.数字存储示波器DST1102B 一台2.低频信号源SG1020P 一台3.交流毫伏表YB2173 一台4.双路直流稳压电源DH1718 一台5.万用表MF—47 一块四、实验内容及步骤1.静态工作点调整1）调整双路直流稳压电源V CC=12V，并接入电路。
（用单线连接）。
2）粗调：此时调R W使R e两端直流电压降V E=6V左右，可得I E=I C=V E/R e，V CE=V CC－V E 3）精调：采用“动态波形观察法”精调处Q点。
2.测量电压放大倍数调信号源频率f i=1KHz，按表1.3.1加输入电压V i测量V o求出A vf3.测量最大跟随电压继续加大输入电压V i ，用示波器监视输出电压V o 的波形使之达到最大不失真，按表1.3.1记录下所测得的V o 和V i 值，在加大V i 时输出波形若出现失真不对称表明静态工作点没有设置在放大区域的中点，此时可比照波形微调工作点使之对称后再缓慢减小输入信号，从而找到最大不失真输出波形（最大跟随电压）。
表1.3.14. 测量输入、输出阻抗r i ，r o1） 输出入阻抗的测量原理如图1.3.2输入端串联电阻R=3K Ω，加输入电压V i `按表1.3.2分别测量当R L =和R L =1K Ω时的V i 值代式求出r i 和r i ‘观察比较r i 和r i ’的区别放 大 器'iV +-iV +-i r ΩK 3Ror VLR ΩK 1放大器)('∞=L o R V )1(Ω=K R V L o图1.3.2 ri 测量原理 图1.3.3 ro 测量原理表1.3.2输入阻抗R V V V RV V V I V r ii i i i i b i i -=-=='' 输出阻抗L ooo o R V V V r -=' 2）输出阻抗r o 的测量原理如图1.3.3，去除电阻R ，输入信号V i ，分别测出R L =∞和R L =1K时的V o ‘和V o 值，代式求出r o （若V o 的变化不明显可适当减少V i 的值）。
