课程名称：电路与电子技术Ⅱ指导老师：楼丽珍成绩：__________________ 实验名称：三极管的伏安特性测量实验类型：验证性实验同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）
三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤
五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）
七、讨论、心得
一、实验目的和要求
1.理解三极管直流偏置电路的结构和工作原理
2.理解三极管输入、输出伏安特性
3.学习三极管伏安特性的测试方法
二、实验内容和原理
实验内容：
1.测量三极管的输入伏安特性
2.测量三极管的输出伏安特性
实验原理：
BJT的共射极组态的伏安特性
1.共射组态输入特性
共射组态输入特性是指V CE一定时，输入回路中，V BE和I B之间的关系，即
I B=?(V BE)|VCE=常数
V CE=0V
V CE增长时
V CE>1V后
2.共射组态输出特性
共射组态输出特性是以IB一定时，IC与VCE之间的关系。即
I C=?(V CE)|IB=常数
整个输出特性可划分为三个不同的工作区域
(1)截止区
截止区是指图中I B≤0的区域。使BJT处于截至状态的条件是外加电压使发射结和集电结均处于反向偏置，即V BE≤0，V CB>0。
(2)饱和区
饱和区相应于输出特性曲线中，靠近坐标IC的区域（VCE≤0.7V）。此时，发射结正偏，VBE≈0.7V，而集电结也由反偏转为正偏（V CB=V CE-V BE≤0）。
(3)放大区
放大区又称恒流区，对应于输出特性曲线的水平部分，即IB>0,且VCE>0.7V的区域。外加电压必须使发射结正偏，集电结反偏。
三、主要仪器设备
电子实验箱、万用表、NPN型硅三极管9013
四、操作方法和实验步骤
1.输入伏安特性的测量
1)V CE=0V
测量步骤：
1.设计并完成连接电路，ce间开路
2.调节输入回路电源电压，用万用表测量be两端电压V BE，再测量R b两端电压，用欧姆定律换算得
到基极电流IB
3.重复上述步骤，测得多组V BE和I B数据记录并作出图。
电路图连接如下：
V CE=0V时仿真输入特性曲线如下图：
2)V CE=1V
测量步骤：
1.设计并完成连接电路，ce间连接1V电压源
2.调节输入回路电源电压，用万用表测量be两端电压V BE，再测量R b两端电压，用欧姆定律换算得到基极电流I B
3.重复上述步骤，测得多组V BE和I B数据记录并作出图。
电路图连接：
V CE=1V仿真输入特性曲线如下图：
3）将V CE=0V和V CE=1V两种情况下的输入特性曲线放在同一坐标系下，可以发现随着V CE的增大，输入特性曲线右移，仿真如下图所示：
2.输出伏安特性的测量
1）I B=16uA
测量步骤：
1.设计并完成连接电路
2.将万用表连接在Rb两端，调整输入回路电压源，使得I B=16uA（即电压表示数为1.6V），调整完成不要再动
3.调节输出回路电源电压，用万用表测量ce两端电压V CE，再测量R c两端电压，用欧姆定律换算得到集电极电流I C
4.重复第三步，测得多组V CE和I C数据记录并作出图。
电路连接如下图：
仿真得到I B=16uA时，输出特性曲线如图示：
2）I B=40uA
测量步骤：
1.设计并完成连接电路
2.将万用表连接在Rb两端，调整输入回路电压源，使得I B=40uA（即电压表示数为4V），调整完成不要再动
3.调节输出回路电源电压，用万用表测量ce两端电压V CE，再测量R c两端电压，用欧姆定律换算得到集电极电流I C
4.重复第三步，测得多组V CE和I C数据记录并作出图。
电路连接如下图：
仿真I B=40uA时的输出曲线如图示：
五、实验数据记录和处理
1）输入曲线：
根据表格数据作出图像
根据表格数据作出图像得
c)将V CE=0V和V CE=1V时的输入特性曲线放在同一坐标系下
2）输出特性曲线
a) i b=16uA
b) i b=40uA r c=270Ω
作出图像得
c)将i b=16uA和i b=40uA时的输出特性曲线放在同一坐标系下
六、实验结果与分析
1）三极管伏安特性测量电路参数设计依据
a.输入特性曲线测量中：在输入回路中，电源是由5V直流恒压源转换得到的可控电压源（0~5V），
电阻选择阻值为100kΩ的定值电阻。
这里的考虑是在输入特性测量中，晶体管be间的压降约为0.7V，电阻选择过小会使IB过大从而导致集电结电流IC过大，烧坏晶体管；电阻又不能太大，使测量过程中IB过小（个人觉得最好要大于30uA）从而无法做出完整的输入特性曲线。100kΩ电阻，IB的最大值为（5-0.7）V / 100kΩ = 43uA，可以满足实验需求。
在实验中，电流IB无法通过电流表直接测得，故采取测量电阻两端电压通过欧姆定律计算得到IB的值。
b.输出特性曲线测量中：输入回路中要保证IB是恒流，在测量过程中会涉及到晶体管的饱和区和放大
区，根据理论知识晶体管的饱和状态模型be上的压降为0.7V~0.8V，放大状态模型be上的压降为0.7V，为了保证IB的恒定，这里需要选择一个大阻值电阻与基极串联，故选择Rb=100kΩ。
在输出回路中，电源采用+15V恒压源转换得到的可控电压源（0~15V），这里需要考虑的是电阻Rc上的压降不宜过大，采用小阻值电阻，保证VCE有一定的可调范围，例如i b=16uA时，用的是
2.4kΩ的电阻，由实验前测量得放大系数β=200，则放大状态下集电结电流IC=16uA×200=
3.2mA，电
阻Rc上的压降为3.2mA×2.4kΩ=7.68V，则VCE可调范围是0~7.32V，可以满足实验需要。
2)放大系数β
实验前直接用万用表测得晶体管放大系数β=200
再由实验数据间接测量得到β=192~197基本吻合
七、讨论、心得
思考题
（1）从伏安特性曲线中可获得哪些有关三极管的重要参数？分别怎样获得？
答：可以得到放大系数 ，由输出特性曲线放大区工作的集电极电流I C比基极电流I B得到
还可以由输出特性曲线，靠近横轴的第一条曲线得到穿透电流I C=I CEO
还能得到饱和压降V CES由输出曲线拐点对应的V CE值可得
（2）测量电路的设计和测量过程中有哪些需要注意的问题？
答：需要注意三极管的管脚不能弄错，三极管各电极的偏置状态也不能混淆；
在设计电路过程中需要保证设计的电路不能让三极管产生过流烧坏，也要保证能测量范围满足实验需求。
实验四 控制系统频率特性的测试 一． 实验目的 认识线性定常系统的频率特性，掌握用频率特性法测试被控过程模型的原理和方法，根据开环系统的对数频率特性，确定系统组成环节的参数。 二．实验装置 （1）微型计算机。 （2）自动控制实验教学系统软件。 三．实验原理及方法 （1）基本概念 一个稳定的线性定常系统，在正弦信号的作用下，输出稳态与输入信号关系如下： 幅频特性 相频特性 （2）实验方法 设有两个正弦信号： 若以)(t x ω为横轴，以)(y t ω为纵轴，而以t ω作为参变量，则随t ω的变化，)(t x ω和 )(y t ω所确定的点的轨迹，将在 x--y 平面上描绘出一条封闭的曲线（通常是一个椭圆）。这 就是所谓“李沙育图形”。 由李沙育图形可求出Xm ，Ym ，φ，
四．实验步骤 （1）根据前面的实验步骤点击实验七、控制系统频率特性测试菜单。 （2）首先确定被测对象模型的传递函数, 预先设置好参数T1、T2、ξ、K （3）设置好各项参数后，开始仿真分析，首先做幅频测试，按所得的频率范围由低到高，及ω由小到大慢慢改变，特别是在转折频率处更应该多取几个点 五.数据处理 （一）第一种处理方法： （1）得表格如下： （2）作图如下： （二）第二种方法： 由实验模型即，由实验设置模型根据理论计算结果绘制bode图，绘制Bode图。
（三）误差分析 两图形的大体趋势一直，从而验证了理论的正确性。在拐点处有一定的差距，在某些点处也存在较大的误差。 分析： （1）在读取数据上存在较大的误差，而使得理论结果和实验结果之间存在。 （2）在数值应选取上太合适，而使得所画出的bode图形之间存在较大的差距。 （3）在实验计算相角和幅值方面本来就存在着近似，从而使得误差存在，而使得两个图形之间有差异 六.思考讨论 （1）是否可以用“李沙育”图形同时测量幅频特性和想频特性 答：可以。在实验过程中一个频率可同时记录2Xm，2Ym，2y0。 （2）讨论用“李沙育图形”测量频率特性的精度，即误差分析（说明误差的主要来源）答：用“李沙育图形”测量频率特性的精度从上面的分析处理上也可以看出是比较高的，但是在实验结果和理论的结果之间还是存在一定的差距，这些误差主要来自于从“李沙育图形”上读取数据的时候存在的误差，也可能是计算机精度方面的误差。 （3）对用频率特性测试系统数学模型方法的评测 答：用这种方法进行此次实验能够让我们更好地了解其过程，原理及方法。但本次实验的数据量很大，需要读取较多坐标，教学软件可以更智能一些，增加一些自动读取坐标的功能。 七.实验总结 通过本次实验，我加深了对线性定常系统的频率特性的认识，掌握了用频率特性法测试被控过程模型的原理和方法。使我把书本知识与实际操作联系起来，加深了对课程内容的理解。在处理数据时，需要进行一定量的计算，这要求我们要细心、耐心，作图时要注意不能用普通坐标系，而是半对数坐标系进行作图。
三极管的伏安特性曲线 教学目的：1、了解三极管的输入、输出特性曲线。 2、掌握三极管的输特性和工作状态的判别。 教学重点：1、三级管的输出特性。 2、三级管的三种工作状态的判别。 教学难点：三极管的输出特性和工作状态的判别。 教学设想： 1、教法 （1）复习提问：复习前面小灯泡的伏安特性曲线，那么三极管的输出特性曲线与小灯泡的伏安特性曲线类似吗？那么三极管的输入特性曲线又 是怎样的呢？ 教学过程： 一、情景创设，提出问题。 提出问题：复习前面小灯泡的伏安特性曲线，那么三极管的输出特性曲线与小灯泡的伏安特性曲线类似吗？那么三极管的输入特性曲线又是怎样的呢？ 二、新课讲解： 三极管的伏安特性 以共发射极接法的电路来讲解三极管的输入输出特性曲线。 1、输入特性 （1）观察输入特性曲线 说明：ib是输入电流，Vbe是加在B、E两极间的输入电压。 共发射极三极管输入特性曲线：在Vce一定时，三极管的输入电压Vbe和输入电流Ib之间的相应数量关系。 引导学生观察： 1）Vce=0时，输入特性曲线I和二极管正向伏安特性曲线很相似。 2）Vce=2V时，输入特性曲线如图上曲线II，当Vce=3V、5V时，相应的曲线和Vce=2时的很接近，几乎是重合的，因此用Vce=2V时的曲线II表示它们。（2）结论： Vbe很小时，Ib=0，三极管截止； Vbe大于某值时（门坎电压，硅管约0.5v，锗管约0.2v），三极管中产生Ib，开始导通； Ib在很大范围内变动，Vbe变化很小，近于常数，此数称为三极管工作时的正向压降 （硅管约0.7v，锗管约0.3V）。 因此可以用Vce=2V时的曲线来表示三极管的输入特性曲线。 2、输出特性 三极管的输出特性曲线：在Ib一定时，三极管的输出电压Vce和输出电流Ic 之间的相应数量关系。 （一个固定的IB对应一条输出特性曲线，先一条一条的讲曲线，然后再讲输出特性线簇，讲三种工作区域） Ic是输出电流，Vce是输出电压。 （主要让学生知道三个工作区域及其特点，这是学生第一次接触这些内容，以老师为主教授这些内容。让学生知道三个区域的特点和在这三种工作状态
三极管的共射特性曲线 三极管的特性曲线是描述三极管各个电极之间电压与电流关系的曲线，它们是三极管内部载流子运动规律在管子外部的表现。三极管的特性曲线反映了管子的技术性能，是分析放大电路技术指标的重要依据。三极管特性曲线可在晶体管图示仪上直观地显示出来，也可从手册上查到某一型号三极管的典型曲线。 三极管共发射极放大电路的特性曲线有输入特性曲线和输出特性曲线，下面以NPN型三极管为例，来讨论三极管共射电路的特性曲线。 1、输入特性曲线 输入特性曲线是描述三极管在管压降UCE保持不变的前提下，基极电流iB和发射结压降uBE之间的函数关系，即 （5-3）三极管的输入特性曲线如图5-6所示。由图5-6可见NPN型三极管共射极输入持性曲线的特点是：BE虽己大于零，但i B几乎仍为零，只有当u BE的值大于开启电压后，i B的值与二极管一样随u BE的增加按指数规律增大。硅晶体管的开启电压约为0.5V，发射结导通电压V on 约为0.6～0.7V；锗晶体管的开启电压约为0.2V，发射结导通电压约为0.2～0.3V。 CE=0V，U CE=0.5V和U CE=1V的情况。当U CE=0V时，相当于集电极和发射极短路，即集电结和发射结并联，输入特性曲线和PN结的正向特性曲线相类似。当U CE=1V，集电结已处在反向偏置，管子工作在放大区，集电极收集基区扩散过来的电子，使在相同u BE值的情况下，流向基极的电流i B减小，输入特性随着U CE的增大而右移。当U CE>1V以后，输入特性几乎与U CE=1V时的特性曲线重合，这是因为Vcc＞lV后，集电极已将发射区发射过来的电子几乎全部收集走，对基区电子与空穴的复合影响不大，i B的改变也不明显。CE必须大于l伏，所以，只要给出U CE=1V时的输入特性就可以了。 2、输出特性曲线 输出特性曲线是描述三极管在输入电流i B保持不变的前提下，集电极电流i C和管压降u CE之间的函数关系，即
实验四 线性系统的频率特性 一、实验目的： 1． 测量线性系统的幅频特性 2． 复习巩固周期信号的频谱测量 二、实验原理： 我们讨论的确定性输入信号作用下的集总参数线性非时变系统，又简称线性系统。线性系统的基本特性是齐次性与叠加性、时不变性、微分性以及因果性。对线性系统的分析，系统的数学模型的求解，可分为时间域方法和变换域方法。这里主要讨论以频率特性为主要研究对象，通过傅里叶变换以频率为独立变量。 设输入信号)(t v in ，其频谱)(ωj V in ；系统的单位冲激响应)(t h ，系统的频率特性 )(ωj H ；输出信号)(t v out ，其频谱)(ωj V out ，则 时间域中输入与输出的关系 )()()(t h t v t v in out *= 频率域中输入与输出的关系 )()()(ωωωj H j V j V in out ?= 时间域方法和变换域方法并没有本质区别，两种方法都是将输入信号分解为某种基本单元，在这些基本单元的作用下求得系统的响应，然后再叠加。变换域方法可以将时域分析中的微分、积分运算转化为代数运算，将卷积积分变换为乘法；在信号处理时，将输入时间信号用一组变换系数（谱线）来表示，根据信号占有的频带与系统通带间的关系来分析信号传输，判别信号中带有特征性的分量，比时域法简便和直观。 三、实验方法： 1． 输入信号的选取 这里输入信号选取周期矩形信号，并且要求 τ T 不为整数。这是因为周期矩形信号具有丰富的谐波分量，通过观察系统的输入、输出波形的谐波的变化，分析系统滤波特性。周期矩形信号可以分解为直流分量和许多谐波分量；由于测量频率点的数目有限，因此需要排除谐波幅度为零的频率点，周期矩形信号谐波幅度为零的频率点是 Ω KT ，其中1=K 、2、3、… 。 图11.1 输入的周期矩形信号时域波形 t
东南大学自动化学院课程名称：自动控制原理实验 实验名称：系统频率特性的测试 姓名：学号： 专业：实验室： 实验时间：2013年11月22日同组人员： 评定成绩：审阅教师：
一、实验目的： （1）明确测量幅频和相频特性曲线的意义； （2）掌握幅频曲线和相频特性曲线的测量方法； （3）利用幅频曲线求出系统的传递函数； 二、实验原理： 在设计控制系统时，首先要建立系统的数学模型，而建立系统的数学模型是控制系统设计的重点和难点。如果系统的各个部分都可以拆开，每个物理参数能独立得到，并能用物理公式来表达，这属机理建模方式，通常教材中用的是机理建模方式。如果系统的各个部分无法拆开或不能测量具体的物理量，不能用准确完整的物理关系式表达，真实系统往往是这样。比如“黑盒”，那只能用二端口网络纯的实验方法来建立系统的数学模型，实验建模有多种方法。此次实验采用开环频率特性测试方法，确定系统传递函数。准确的系统建模是很困难的，要用反复多次，模型还不一定建准。另外，利用系统的频率特性可用来分析和设计控制系统，用Bode 图设计控制系统就是其中一种。 幅频特性就是输出幅度随频率的变化与输入幅度之比，即)()(ωωi o U U A =。测幅频特性时， 改变正弦信号源的频率，测出输入信号的幅值或峰峰值和输输出信号的幅值或峰峰值。 测相频有两种方法： （1）双踪信号比较法：将正弦信号接系统输入端，同时用双踪示波器的Y1和Y2测量系统的输入端和输出端两个正弦波，示波器触发正确的话，可看到两个不同相位的正弦波，测出波形的周期T 和相位差Δt ，则相位差0360??=ΦT t 。这种方法直观，容易理解。就模拟示波 器而言，这种方法用于高频信号测量比较合适。 （2）李沙育图形法：将系统输入端的正弦信号接示波器的X 轴输入，将系统输出端的正弦信号接示波器的Y 轴输入，两个正弦波将合成一个椭圆。通过椭圆的切、割比值，椭圆所在的象限，椭圆轨迹的旋转方向这三个要素来决定相位差。就模拟示波器而言，这种方法用于低频信号测量比较合适。若用数字示波器或虚拟示波器，建议用双踪信号比较法。 利用幅频和相频的实验数据可以作出系统的波Bode 图和Nyquist 图。 三、预习与回答： （1）实验时，如何确定正弦信号的幅值？幅度太大会出现什么问题，幅度过小又会出现什 么问题？ 答：根据实验参数，计算正弦信号幅值大致的范围，然后进行调节，具体确定调节幅值时，首先要保证输入波形不失真，同时，要保证在频率较大时输出信号衰减后人能够测量出来。如果幅度过大，波形超出线性变化区域，产生失真；如果波形过小，后续测量值过小，无法精确的测量。
实验三 二阶开环系统的频率特性曲线 一．实验要求 1．研究表征系统稳定程度的相位裕度γ和幅值穿越频率c ω对系统的影响。 2．了解和掌握欠阻尼二阶开环系统中的相位裕度γ和幅值穿越频率c ω的计算。 3．观察和分析欠阻尼二阶开环系统波德图中的相位裕度γ和幅值穿越频率ωc ，与计算值作比对。 二．实验内容及步骤 本实验用于观察和分析二阶开环系统的频率特性曲线。 由于Ⅰ型系统含有一个积分环节，它在开环时响应曲线是发散的，因此欲获得其开环频率特性时，还是需构建成闭环系统，测试其闭环频率特性，然后通过公式换算，获得其开环频率特性。 自然频率：T iT K = n ω 阻尼比：KT Ti 2 1= ξ （3-2-1） 谐振频率： 2 21ξωω-=n r 谐振峰值：2 121lg 20)(ξ ξω-=r L （3-2-2） 计算欠阻尼二阶闭环系统中的幅值穿越频率ωc 、相位裕度γ： 幅值穿越频率： 24241ξξωω-+? =n c （3-2-3） 相位裕度： 4 24122arctan )(180ξξξω?γ++-=+=c （3-2-4） γ值越小，Mp%越大，振荡越厉害；γ值越大，Mp%小，调节时间ts 越长，因此为使 二阶闭环系统不致于振荡太厉害及调节时间太长，一般希望： 30°≤γ≤70° （3-2-5） 本实验所构成的二阶系统符合式（3-2-5）要求。 被测系统模拟电路图的构成如图1所示。 图1 实验电路 本实验将数/模转换器（B2）单元作为信号发生器，自动产生的超低频正弦信号的频率从低到高变化（0.5Hz~16Hz ），OUT2输出施加于被测系统的输入端r (t)，然后分别测量被测系统的输出信号的开环对数幅值和相位，数据经相关运算后在虚拟示波器中显示。 实验步骤： （1）将数/模转换器（B2）输出OUT2作为被测系统的输入。 （2）构造模拟电路：安置短路套及测孔联线表同笫3.2.2 节《二阶闭环系统的频率特性曲线测试》。 （3）运行、观察、记录： ① 将数/模转换器（B2）输出OUT2作为被测系统的输入，运行LABACT 程序，在界面 的自动控制菜单下的线性控制系统的频率响应分析-实验项目，选择二阶系统，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始，实验开始后，实验机将自动产生0.5Hz~16H 等多种频率信号，等待将近十分钟，测试结束后，观察闭环对数幅频、相频曲线和幅相曲线。 ② 待实验机把闭环频率特性测试结束后，再在示波器界面左上角的红色‘开环’或‘闭
三极管伏安特性测量实验报告
实验报告 课程名称：__电路与模拟电子技术实验_______指导老师：_____干于_______成绩：__________________ 实验名称：_______三极管伏安特性测量______实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的 1． 深入理解三极管直流偏置电路的结构和工作原理 2． 深入理解和掌握三极管输入、输出伏安特性 二、实验原理 三极管的伏安特性曲线可全面反映各电极的电压和电流之间的关系，这些特性曲线实际上就是ＰＮ结性能的外部表现。从使用的角度来看，可把三极管当做一个非线性电阻来研究它的伏安特性，而不必涉及它的内部结构。其中最常用的是输入输出特性。 １）输入特性曲线 输入特性曲线是指在输入回路中，Ｕce 为不同常数 专业：___ _________ 姓名：___
值时的Ｉb～Ｕbe曲线。分两种情形来讨论。 （１）从图（ａ）来看，Ｕce＝０，即ｃ、ｅ间短路。 此时Ｉb与Ｕbe间的关系就是两个正向二极管并 联的伏安特性。每改变一次Ｕbe，就可读到一组 数据（Ｕbe，Ｉb），用所得数据在坐标纸上作图， 就得到图（ｂ）中Ｕce＝０时的输入特性曲线。 ２）输出特性曲线 输出特性曲线是指在Ｉb为不同常量时输出回路中的Ｉc～Ｕce曲线。测试时，先固定一个Ｉb，改变Ｕce，测得相应的Ｉc值，从而可在Ｉc～Ｕce直角坐标系中画出一条曲线。Ｉb取不同常量值时，即可测得一系列Ｉc～Ｕce曲线，形成曲线族，如图所示。 三、实验仪器 三极管，HY3003D-3型可调式直流稳压电源，万用表、
实验名称控制系统的频率特性 实验序号实验时间 学生姓名学号 专业班级年级 指导教师实验成绩 一、实验目的： 研究控制系统的频率特性，及频率的变化对被控系统的影响。 二、实验条件： 1、台式计算机 2、控制理论计算机控制技术实验箱系列 3、仿真软件 三、实验原理和内容： ．被测系统的方块图及原理被测系统的方块图及原理： 图—被测系统方块图 系统(或环节)的频率特性(ω)是一个复变量，可以表示成以角频率ω为参数的幅值和相角。 本实验应用频率特性测试仪测量系统或环节的频率特性。 图—所示系统的开环频率特性为： 采用对数幅频特性和相频特性表示，则式(—)表示为： 将频率特性测试仪内信号发生器产生的超低频正弦信号的频率从低到高变化，并施
加于被测系统的输入端[()]，然后分别测量相应的反馈信号[()]和误差信号[()]的对数 幅值和相位。频率特性测试仪测试数据经相关器件运算后在显示器中显示。 根据式(—)和式(—)分别计算出各个频率下的开环对数幅值和相位，在半对数坐标纸 上作出实验曲线：开环对数幅频曲线和相频曲线。 根据实验开环对数幅频曲线画出开环对数幅频曲线的渐近线，再根据渐近线的斜率和转角频确定频率特性(或传递函数)。所确定的频率特性(或传递函数)的正确性可以由测量的相频曲线来检验，对最小相位系统而言，实际测量所得的相频曲线必须与由确定的 频率特性(或传递函数)所画出的理论相频曲线在一定程度上相符。如果测量所得的相位 在高频(相对于转角频率)时不等于－°(－)［式中和分别表示传递函数分子和分母 的阶次］，那么，频率特性(或传递函数)必定是一个非最小相位系统的频率特性。 ．被测系统的模拟电路图被测系统的模拟电路图：见图－ 注意：所测点()、()由于反相器的作用，输出均为负值，若要测其正的输出点， 可分别在()、()之后串接一组的比例环节，比例环节的输出即为()、()的 正输出。 四、实验步骤： 在此实验中，利用型系统中的转换单元将提供频率和幅值均可调的基准正弦信 号源，作为被测对象的输入信号，而型系统中测量单元的通道用来观测被测环节的输出（本实验中请使用频率特性分析示波器），选择不同角频率及幅值的正弦信号源作 为对象的输入，可测得相应的环节输出，并在机屏幕上显示，我们可以根据所测得的 数据正确描述对象的幅频和相频特性图。具体实验步骤如下： ()将转换单元的端接到对象的输入端。 ()将测量单元的(必须拨为乘档)接至对象的输出端。 ()将信号发生器单元的和端断开，用号实验导线将端接至单元中的。 (由于在每次测量前，应对对象进行一次回零操作，即为对象锁零控制端，在这里，我们用的口对进行程序控制) ()在机上输入相应的角频率，并输入合适的幅值，按键后，输入的角频率开始闪烁，直至测量完毕时停止，屏幕即显示所测对象的输出及信号源，移动游标，可得 到相应的幅值和相位。 ()如需重新测试，则按“”键，系统会清除当前的测试结果，并等待输入新的角频率，准备开始进行下次测试。 ()根据测量在不同频率和幅值的信号源作用下系统误差()及反馈()的幅值、相 对于信号源的相角差，用户可自行计算并画出闭环系统的开环幅频和相频曲线。 实验数据处理及被测系统的对数幅频曲线和相频曲线 表实验数据(ωπ)
三极管的特性曲线 教学目标: 掌握共射级三极管的输入、输出特性曲线 掌握三极管输出特性曲线的分区及各区的特点 会判断三极管的工作状态 教学重点： 三极管输出特性曲线的分区及各区的特点 教学难点： 三极管的工作状态的判断 教学方法： 讲授、分析、练习法 教学过程： 一、新课引入 三极管在电路应用时，有三种组态（连接方式），以基极为公共端的共基极组态、以发射极为公共端的共发射极组态和以集电极为公共端的共集电极组态，如图所示。 共发射极 共集电极 共基极 由于三极管的接地方式不同，三极管的伏安特性也不同，其中共发射极（简称共射）特性曲线是最常用的。 u i
二、新课讲授 1．共射输入特性曲线 当U CE 为某一定值时，基极电流i B 和发射结电压 u BE 之间的关系曲线入下图所示。 当U CE =0时，输入特性曲线与二极管的正向伏安特性相似，存在死区电压U on （也称开启电压），硅管U on ≈0.5V ，锗管约0.1V 。只有当U BE 大于U on 时，基极电流i B 才会上升，三极管正常导通。硅管导通电压约0.7V ，锗管约0.3V 。 随着U CE 的增大输入特性曲线右移，但当U CE 超过一定数值（U CE >1）后，曲线不再明显右移而基本重合。 2．共射输出特性曲线 在基极电流I B 为一常量的情况下，集电极电流i C 和管压降u CE 之间的关系曲线入下图所示。 BE 0 40 输入特性曲线
1）截止区 I B =0曲线以下的区域称为截止区。 2）饱和区 u CE 较小的区域称为饱和区。三极管饱和时的u CE 值称为饱和电压降U CES ，小功率硅管约为0.3V ，锗管约为0.1V 。 3）放大区 一族与横轴平行的曲线，且各条曲线距离近似相等的区域称为放大区。此时，表现出三极管放大时的两个特性：①电流受控，即Δi C =βΔi B ；②恒流特性，只要I B 一定，i C 基本不随u CE 变化而变化。 例：如图说示是某三极管的输出特性曲线，从曲线上可以大致确定该三极管在U CE =6.5V ，I B =60μA （b 点）附近的β和β值。 解：在图示的输出特性曲线上作U CE =6.5V 的垂线，与I B =60μA 的 输出特性曲线交于 b 点，由此可得该点对应的4160 105.23 B C =?= =I I β 4020 10)7.15.2(3 B C =?-=??=i i β
实验二 模拟滤波器频率特性测试 一、实验目的 1、掌握低通无源滤波器的设计； 2、学会将无源低通滤波器向带通、高通滤波器的转换； 3、了解常用有源低通滤波器、高通滤器、带通滤波器、带阻滤波器的结构与特性； 二、预备知识 1、 学习“模拟滤波器的逼近”； 2、 系统函数的展开方法； 3、低通滤波器的结构与转换方法； 三、实验原理 模拟滤波器根据其通带的特征可分为： （1）低通滤波器：允许低频信号通过，将高频信号衰减； （2）高通滤波器：允许高频信号通过，将低频信号衰减； （3）带通滤波器：允许一定频带范围内的信号通过，将此频带外的信号衰减； （4）带阻滤波器：阻止某一频带范围内的信号通过，而允许此频带以外的信号衰减； 各种滤波器的频响特性图： 图2一1低通滤波器 图2一2高通滤波器 图2一3带通滤波器 图2一4带阻滤波器 在这四类滤波器中，又以低通滤波器最为典型，其它几种类型的滤波器均可从它转化而来。 1、系统的频率响应特性是指系统在正弦信号激励下系统的稳态响应随激励信号频率变化的情况。用矢量形式表示： ()()()j H j H j e φωωω= 其中：｜H(j ω)｜为幅频特性，表示输出信号与输入信号的幅度比随输入信号频率的变化关系；φ(ω)为相频特性，表示输出信号与输入信号的相位差随输入信号频率的变化关系。
2、H(j ω)可根据系统函数H(s)求得：H(j ω)= H(s)︱s=j ω因此，对于给定的电路可根椐S 域模型先求出系统函数H(s)，再求H(j ω)，然后讨论系统的频响特性。 3、频响特性的测量可分别测量幅频特性和相频特性，幅频特性的测试采用改变激励信号的频率逐点测出响应的幅度，然后用描图法描出幅频特性曲线；相频特性的测量方法亦可改变激励信号的频率用双踪示波器逐点测出输出信号与输入信号的延时τ，根椐下面的公式推算出相位差 ()2T τφωπ = 当响应超前激励时为 ()φω正，当响应落后激励时()φω为负。 四、实验原理图 图2一5实验电路 图中：R=38k Ω，C=3900pF ，红色框内为实验板上的电路。 五、实验内容及步骤： 将信号源CH1的信号波形调为正弦波，信号的幅度调为Vpp=10V 。 1、RC 高通滤波器的频响特性的测量： 将信号源的输出端(A)接实验板的IN1端，滤波后的信号OUT1接示波器的输入(B) 。根据被测电路的参数及系统的频特性，将输入信号的频率从低到高逐次改变十 次以上(幅度保持Vipp=10v) ， 逐个测量输出信号的峰峰值大小(Vopp)及输出信号与输入信号的相位差 ，并将测量数据填入表一： 表一 2．RC 低通滤波器的频响特性的测量： 将信号源的输出(A)接实验板的IN2，滤波后的输出信号OUT2接示波器的输入(B) 。根据被测电路的参数及系统的幅频特性，将输入信号的频率从低到高逐次改变十 次以上(幅度保持Vipp=10v) ， 逐个测量输出信号的峰峰值大小(Vopp) 及Φ(ω)，并将测量数据填入表二： 表二 Vi(V) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 f(Hz) 150 200 300 350 400 450 500 550 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Vo(v) 1.44 1.2 1.26 2.96 3.28 3.60 4 4.24 6.60 7.44 8.00 8.40 8.72 8.76 8.88 φ(ω)（10 -2 ） 5.024 3.768 1.884 1.6328 1.5072 1.256 1.1304 1.0048 0.3768 0.1884 0.11304 0.08792 0.05024 0.04396 0.03768 Vi(V) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
实验报告 课程名称：__电路与模拟电子技术实验 _______指导老师：_____干于_______成绩：__________________ 实验名称：_______三极管伏安特性测量______实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的 1． 深入理解三极管直流偏置电路的结构和工作原理 2． 深入理解和掌握三极管输入、输出伏安特性 二、实验原理 三极管的伏安特性曲线可全面反映各电极的电压和电流之间的关系，这些特性曲线实际上就是ＰＮ结性能的外部表现。从使用的角度来看，可把三极管当做一个非线性电阻来研究它的伏安特性，而不必涉及它的内部结构。其中最常用的是输入输出特性。 １）输入特性曲线 输入特性曲线是指在输入回路中，Ｕce 为不同常数值时的Ｉb ～Ｕbe 曲线。分两种情形来讨论。 （１） 从图（ａ）来看，Ｕce ＝０，即ｃ、ｅ间短路。此时Ｉb 与Ｕbe 间的关系就是两个正向二极 管并联的伏安特性。每改变一次Ｕbe ，就可读到一组数据（Ｕbe ，Ｉb ），用所得数据在坐标纸上作图，就得到图（ｂ）中Ｕce ＝０时的输入特性曲线。 ２）输出特性曲线 输出特性曲线是指在Ｉb 为不同常量时输出回路中的Ｉc ～Ｕce 曲线。测试时，先固定一个Ｉb ，改变Ｕce ，测得相应的Ｉc 值，从而可在Ｉc ～Ｕce 直角坐标系中画出一条曲线。Ｉb 取不同常量值时，即可测得一系列Ｉc ～Ｕce 曲线，形成曲线族，如图所示。 专业：___ _________ 姓名：___ _________ 学号： ______ 日期：_____ ______ 地点：_____ ___
实验二晶体二极管的伏安特性及其温度特性 实验目的： 1．了解晶体二极管伏安特性曲线及其与温度的关系。 2．掌握V j~T，I r~T以及伏安特性与温度之间关系的测量方法。 3．掌握用图示仪测量各类晶体二极管的特性曲线及各项参数的测量方法。 4．了解晶体管特性图示仪的基本工作原理及使用方法。 一实验原理 在同一块P型（或N型）硅半导体中，用扩散或合金方法将其中一部分掺入施主杂质（磷、镓）或受主杂质（硼、铝）使之由P型转变成为N型（或由N型转变成为P 型）半导体，在P型区和N型区的交界处就形成了P—N结，如图一所示。 (a) 图一PN结的形成图 在P型半导体与N型半导体组合成为P—N结后，在P—N结的交界上就出现了电子和空穴的浓度差；N型区的电子浓度比较高，而P型区的空穴浓度比较高，电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。因此有一些电子要从N型区向P型区扩散，也有一些空穴要从P型区向N型区扩散，电子和空穴都是带电的，它们扩散的结果就使P型和N型区中原来的电中性条件破坏了：在P—N结交界面附近，P型一边失去了带正电的空穴和接受了带负电的电子，因而带了负电。N型一边失去了带负电的电子和接受了带正电的空穴，因而带了正电。由于正负电荷之间的相互吸引，这些电荷将集中分布在P—N结的交界面附近，形成空间电荷区。 在出现空间电荷以后，电于正负电荷之间的相互作用，在空间电荷区中形成了一个内建电场，其方向是从带正电的N型区指向带负电的P型区的，如图一（b）所示。在电场出现以后，电子和空穴除了由于浓度不同继续作扩散运动外，还要在电场作用下作漂移运动。根据电场方向和电子空穴带电符号容易看出，这个电场将使空穴从N向P区漂移，使电子从P区向N区漂移，其作用正好与扩散运动相反，当漂移运动与扩散运动相等时，载流子的扩散作用与漂移作用完全抵消，N区和P区的空间电荷不再继续增多，这就达到P-N结的平衡状态。在平衡状态状态，内建电位差实际上就是不同半导体接触时的接触电位差。 8
晶体管的输入输出特性曲线详解 届别 系别 专业 班级 姓名 指导老师
二零一二年十月 晶体管的输入输出特性曲线详解 学生姓名：指导老师： 摘要：晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。 根据晶体管的结构进行分类，晶体管可以分为：NPN型晶体管和PNP 型晶体管。依据晶体管两个PN结的偏置情况，晶体管的工作状态有放大、饱和、截止和倒置四种。晶体管的性能可以有三个电极之间的电压和电流关系来反映，通常称为伏安特性。 生产厂家还给出了各种管子型号的参数也能表示晶体管的性能。利用晶体管制成的放大电路的可以是把微弱的信号放大到负载所需的数值 晶体管是一种半导体器件，放大器或电控开关常用。晶体管是规范操作电脑，手机，和所有其他现代电子电路的基本构建块。由于
其响应速度快，准确性，晶体管可用于各种各样的数字和模拟功能，包括放大，开关，稳压，信号调制和振荡器。晶体管可独立包装或在一个非常小的的区域，可容纳一亿或更多的晶体管集成电路的一部分。 关键字：晶体管、输入输出曲线、放大电路的静态分析和动态分析。 【Keywords】The transistor, the input/output curve, amplifying circuit static analysis and dynamic analysis. 一、晶体管的基本结构 晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，如图 1-1(a)、(b)所示。从三个区引出相应的电极，发射极，基极，集电极，各用“E”（或“e”）、“B”(或“b”)、“C”(或“c”)表示。 发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里;NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。当前国内生产的锗管多为PNP型(3A
实验报告 课程名称： 自动控制理论实验 指导老师： 吴越 成绩： 实验名称： 频率特性测量 实验类型： 同组学生姓名： 鲍婷婷 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的 1. 掌握用超低频信号发生器和示波器测定系统或环节频率特性的方法； 2. 了解用TD4010型频率响应分析测试仪测定系统或环节的频率特性方法。 二、主要仪器设备 1.超低频信号发生器 2.电子模拟实验装置 3.超低频慢扫描示波器 三、实验步骤 1．测量微分积分环节的频率特性； (1)相频特性 相频特性的测试线路如图4-3-1所示，其中R 1=10k Ω、C 1=1uF 、R 2=2k Ω、C 2=50uF 。测量时，示波器的扫描旋钮指向X-Y 档。把超低频信号发生器的正弦信号同时送入被测系统和X 轴，被测系统的输出信号送入示波器Y 轴，此时在示波器上可得到一李沙育图形。 然后将椭圆移至示波器屏幕中间，椭圆与X 轴两交点的间的距离即为2X 0，将 Y 输入接地，此时得到的延X 轴光线长度 即为2X m ，因此求得θ=sin -1 (2X 0/2X m )，变化输入信号频率ω(rad/s)，即可得到一 组θ(ω)。测量时必须注意椭圆光点的转动方向，以判别相频特性是超前还是迟后。当系统或环节的相频特性是迟后时，光点为逆时针转动；反之超前时，光点为顺时针转动。测试时，ω取值应匀称，否则会影响曲线的准确度。 (2) 幅频特性：示波器选择停止扫描档，超低频信号发生的正弦信号同时送入X 轴和被测系统；被测环节的输出信号仍送入Y 轴；分别将X 通道和Y 通道接地，示波器上出现的两条光线对应的两条光线长度为2X m 、2Y m ，改变频率ω，则可得一组L(ω)。
课程名称：__电路与模拟电子技术实验_______指导老师：_____干于_______成绩：__________________ 实验名称：_______三极管伏安特性测量______实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的 1．深入理解三极管直流偏置电路的结构和工作原理 2．深入理解和掌握三极管输入、输出伏安特性 二、实验原理 三极管的伏安特性曲线可全面反映各电极的电压和电流之间的关系，这些特性曲线实际上就是ＰＮ结性能的外部表现。从使用的角度来看，可把三极管当做一个非线性电阻来研究它的伏安特性，而不必涉及它的内部结构。其中最常用的是输入输出特性。 １）输入特性曲线 输入特性曲线是指在输入回路中，Ｕce为不同常数值时的Ｉb～Ｕbe曲线。分两种情形来讨论。 （１）从图（ａ）来看，Ｕce＝０，即ｃ、ｅ间短路。此时Ｉb与Ｕbe间的关系就是两个正向二极管并联的伏安特性。每改变一次Ｕbe，就可读到一组数据（Ｕbe，Ｉb），用所得数据在坐标 纸上作图，就得到图（ｂ）中Ｕce＝０时的输入特性曲线。 ２）输出特性曲线 输出特性曲线是指在Ｉb为不同常量时输出回路中的Ｉc～Ｕce曲线。测试时，先固定一个Ｉb， 改变Ｕce，测得相应的Ｉc值，从而可在Ｉc～Ｕce直角坐标系中画出一条曲线。Ｉb取不同常量值时，即 可测得一系列Ｉc～Ｕce曲线，形成曲线族，如图所示。
三、实验仪器 三极管，HY3003D-3型可调式直流稳压电源，万用表、电子技术实验箱。 四、实验步骤 1．输入特性的测量 Rb=100KΩ。取Vcc=0以及5V，输入不同的Vbb，测出Vbe以及V Rb，间接测出i b。将所得的数据写入表格并画出图线。 2.输出特性的测量 Vbb=5V，Rc=470Ω。取Rb=100KΩ和400KΩ。输入不同的Vcc，测量Vce和V Rc，间接测量出i c。将所得的数据写入表格并画出图线。 五、数据记录与处理
二极管伏安特性曲线测量方法 电路中有各种电学元件，如碳膜电阻、线绕电阻、晶体二极管和三极管、光敏和热敏元件等。人们常需要了解它们的伏安特性，以便正确的选用它们。通常以电压为横坐标，电流为纵坐标作出元件的电压—电流关系曲线，叫做该元件的伏安特性曲线。如果元件的伏安特性曲线是一条直线，说明通过元件的电流与元件两端的电压成正比，则称该元件为线性元件（例如碳膜电阻）；如果元件的伏安特性曲线不是直线，则称其为非线性元件（例如晶体二极管、三极管）。本实验通过测量二极管的伏安特性曲线，了解二极管的单向导电性的实质。 1、实验原理 晶体二极管是常见的非线性元件，其伏安特性曲线如图1所示。 当对晶体二极管加上正向偏置电压，则有正向电流流过二极管，且随正向偏置电压的增大而增大。开始电流随电压变化较慢，而当正向偏压增到接近二极管的导通电压（锗二极管为0.2左右，硅二极管为0.7左右时），电流明显变化。在导通后，电压变化少许，电流就会急剧变化。 当加反向偏置电压时，二极管处于截止状态，但不是完全没有电流，而是有很小的反向电流。该反向电流随反向偏置电压增加得很慢，但当反向偏置电压增至该二极管的击穿电压时，电流剧增，二极管PN 结被反向击穿。 2、实验方法 2.1 伏安法 图2.1.1 伏安法测二极管伏安特性曲线电路图 电流表外接法：如图2.1.1所示（开关K 打向2位置）[1]，此时电压表的读数等于二极管两端电压D U ；电流表的读数I 是流过二极管和电压表的电流之和（比实际值大），即I =D I +Iv 。 由欧姆定律可得： I=V/Rv+V/D R (1.1)
用V 、I 所作伏安特性曲线电流是电压表和二极管的电流之和，显然不是二极管的伏安特性曲线，所用此方法测量存在理论误差。在测量低电压时，二极管内阻较大，误差较大，随着测量点电压升高，二极管内阻变小，误差也相对减小；在测量二极管正向伏安曲线时，由于二极管正向内阻相对较小，用此方法误差相对较小。 表2.1.1 电流表外接法测二极管正向伏安特性曲线测量数据 此次测量用作标纸绘图绘出伏安曲线 电流表内接法：如图2.1.1所示（开关K 打向1位置），这时电流表的读数I 为通过二极管D 的电流，电压表读数是电流表和二极管电压之和，U =D U +A U 。 由欧姆定律可得：U =I （D R +A R ） 此方法作曲线所用电压值是二极管和电流表电压之和，存在理论误差，在测量过程中随着电压U 提高，二极管的等效内阻D R 减小，电流表作用更大，相对误差增加；小量程电流表内阻A R 较大，引起误差较大。但此方法在测量二极管反向伏安特性曲线时，由于二极管反向内阻特别大，故误差较小。 表2.1.2 电流表内接法测量二极管正向伏安特性曲线测量数据 此次测量用作标纸绘图绘出伏安曲线 表2.1.3 电流表内接法测量二极管反向伏安特性曲线数据 此次测量在上图作标纸中绘出伏安曲线 采用伏安法测量时由于电压或电流总有其一不能准确测得，结果总存在理论误差，测量结果较粗略，但此方法电路简单，操作方便。 2.2 补偿法 补偿法测量基本原理如图2.2.1所示[2]。
控制系统频率特性实验
实验名称控制系统的频率特性 实验序号 3 实验时间 学生姓名学号 专业班级年级 指导教师实验成绩 一、实验目的： 研究控制系统的频率特性，及频率的变化对被控系统的影响。 二、实验条件： 1、台式计算机 2、控制理论&计算机控制技术实验箱 THKKL-4系列 3、THKKL仿真软件 三、实验原理和内容： 1．被测系统的方块图及原理被测系统的方块图及原理：
图3—1 被测系统方块图 系统(或环节)的频率特性G(jω)是一个复变量，可以表示成以角频率ω为参数的幅值和相角。 本实验应用频率特性测试仪测量系统或环节的频率特性。 图4—1 所示系统的开环频率特性为： 采用对数幅频特性和相频特性表示，则式(3—2)表示为： 将频率特性测试仪内信号发生器产生的超低频正弦信号的频率从低到高变化，并施加于被测系统的输入端[r(t)]，然后分别测量相应的反馈信号[b(t)]和误差信号[e(t)]的对数 幅值和相位。频率特性测试仪测试数据经相关器件运算后在显示器中显示。
根据式(3—3)和式(3—4)分别计算出各个频率下的开环对数幅值和相位，在半对数坐标纸上作出实验曲线：开环对数幅频曲线和相频曲线。 根据实验开环对数幅频曲线画出开环对数幅频曲线的渐近线，再根据渐近线的斜率和转角频确定频率特性(或传递函数)。所确定的频率特性(或传递函数)的正确性可以由测量的相频曲线来检验，对最小相位系统而言，实际测量所得的相频曲线必须与由确定的频率特性(或传递函数)所画出的理论相频曲线在一定程度上相符。如果测量所得的相位在高频(相对于转角频率)时不等于－90°(q－p)［式中p 和q 分别表示传递函数分子和分母的阶次］，那么，频率特性(或传递函数)必定是一个非最小相位系统的频率特性。 2．被测系统的模拟电路图被测系统的模拟电路图：见图3－2
晶体管伏安特性与开关特性图文说明 1. 晶体管伏安特性曲线 ⑴输入特性曲线 输入特性曲线是指当集电极与发射极之间电压U CE 为常数时， 输入回路中加在晶体管基极与发射极之间的发射结电压u BE 和基极电流i B 之间的关系曲线，如图2.7所示。用函数关系式表示为: 常数==CE BE B u u f i |)( ⑵输出特性曲线 输出特性曲线是在基极电流i B 一定的情况下，晶体管的集电极输出回路中，集电极与发射极之间的管压降u CE 和集电极电流i C 之间的关系曲线，如图2.8所示。用函数式表示为 常数==B CE C i u f i |)( 图2.7 晶体管的输入特性曲线 图2.7输出特性曲线 ①截止区 习惯上把i B ≤0的区域称为截止区，即i B ＝0的输出特性曲线和横坐标轴之间的区域。若要使i B ≤0，晶体管的发射结就必须在死区以内或反偏，为了使晶体管能够可靠截止，通常给晶体管的发射结加反偏电压。 ②放大区 在这个区域内，发射结正偏，集电结反偏i C 与i B 之间满足电流分配关系i C ＝βi B ＋I CEO ， 输出特性曲线近似为水平线。 ③饱和区 如果发射结正偏时，出现管压降u CE ＜0.7V (对于硅管来说)，也就是u CB ＜0 的情况，称晶体管进入饱和区。所以饱和区的发射结和集电结均处于正偏状态。饱和区中的i B 对i C 的
影响较小，放大区的β也不再适用于饱和区。 2.晶体管的开关特性 从上述可知，当U C >U B >U E 时，三极管集的电极电流与基极电流成C B I I β=关系，而且调整RX1电阻（集电极电阻），使U CE 从0-5V 变化，此时的I C 值已最大。即：当U C >U B >U E 时，集电极电流I C 最大值。 所谓晶体管的开关特性是指，当U C >U B >U E 时，集电极到发射极相当于有大电流流过，U CE =0V ，电源电压全部作用于集电极电阻上；当U C >U B =U E 时（或U C >U E >U B ）时，集电极无电流流过，即I C =0A ，相当于晶体管的集电极与发射极断开，U CE 等于电源电压。所以，我们可以通过控制基极B 点电位，改变集电极与发射极U CE 的电位。例如，当U B =0.7V （或U B >0.7V ）时，UCE=0V ，但此时流过的电流小于放大区电流；当U B =0V （或U B <0.7V ）时，UCE=5V （电源电压）。 晶体管实现开关特性时，工作包河区。