1、課程名稱：電路與電子技術n 實驗名稱：三極管的伏安特性測量 一、實驗目的和要求（必填） 三、主要儀器設備（必填）五、實驗數據記錄和處理七、討論、心得專業：測控技術與儀器 姓名：顏睿學號：3130103850 日期：地點：東3-211指導老師：扌 成績：實驗類型：9同組學生姓名： 二、實驗內容和原理（必填）四、操作方法和實驗步驟六、實驗結果與分析（必填）、實驗目的和要求1. 理解三極管直流偏置電路的結構和工作原理2. 理解三極管輸入、輸出伏安特性3. 學習三極管伏安特性的測試方法、實驗內容和原理實驗內容：1. 測量三極管的輸入伏安特性2. 測量三極管的輸出伏安特性實驗原理：BJT的共射極組態的伏

2、安特性1. 共射組態輸入特性IB= (V BE)| VCE= 常數VCE=0VVCE 增長時VCE>1V 后2. 共射組態輸出特性共射組態輸出特性是以 IB 一定時， IC 與 VCE 之間的關系。即IC= (VCE)|IB= 常數整個輸出特性可劃分為三個不同的工作區域(1) 截止區截止區是指圖中IBWO的區域。使BJT處于截至狀態的條件是外加電壓使發射結和集電結均處于反向偏置，即 Vbe切,Vcb>0。(2) 飽和區飽和區相應于輸出特性曲線中，靠近坐標IC的區域(VCE W0.7V )。此時，發射結正偏，VBE 0.7V ,而集電結也由反偏轉為正偏(VCB=V CE-V BEWO

3、 )。(3) 放大區放大區又稱恒流區，對應于輸出特性曲線的水平部分，即IB>0, 且 VCE>0.7V 的區域。外加電壓必須使發射結正偏，集電結反偏。三、主要儀器設備 電子實驗箱、萬用表、 NPN 型硅三極管 9013四、操作方法和實驗步驟1. 輸入伏安特性的測量1) Vce=0V測量步驟：1. 設計并完成連接電路，ce間開路2. 調節輸入回路電源電壓，用萬用表測量be兩端電壓Vbe，再測量Rb兩端電壓，用歐姆定律換算得到基極電流IB3. 重復上述步驟，測得多組 Vbe和Ib數據記錄并作出圖。電路圖連接如下：Vce=0V時仿真輸入特性曲線如下圖:2) Vce=1V測量步驟：1. 設

4、計并完成連接電路，ce間連接1V電壓源2. 調節輸入回路電源電壓，用萬用表測量 be兩端電壓Vbe，再測量Rb兩端電壓，用歐姆定律換算得到基極電流Ib3. 重復上述步驟，測得多組Vbe和Ib數據記錄并作出圖。電路圖連接:VCE=1V仿真輸入特性曲線如下圖:3）將VCE=OV和VCE=1V兩種情況下的輸入特性曲線放在同一坐標系下，可以發現隨著 VCE的增大,輸入特性曲線右移，仿真如下圖所示：2. 輸出伏安特性的測量1） Ib=16uA測量步驟：1. 設計并完成連接電路2. 將萬用表連接在 Rb兩端，調整輸入回路電壓源，使得Ib=16uA （即電壓表示數為1.6V），調整完成不要再動3. 調節輸出

5、回路電源電壓，用萬用表測量ce兩端電壓Vce，再測量Rc兩端電壓，用歐姆定律換算得到集電極電流Ic4. 重復第三步，測得多組 Vce和Ic數據記錄并作出圖。電路連接如下圖:仿真得到I b=16uA時，輸出特性曲線如圖示:2） Ib=40uA測量步驟：1. 設計并完成連接電路2. 將萬用表連接在 Rb兩端，調整輸入回路電壓源，使得Ib=40uA （即電壓表示數為 4V），調整完成不要再動3. 調節輸出回路電源電壓，用萬用表測量ce兩端電壓Vce，再測量Rc兩端電壓，用歐姆定律換算得到集電極電流Ic4. 重復第三步，測得多組 Vce和Ic數據記錄并作出圖。電路連接如下圖:II40uAd;仿真Ib=

6、40uA時的輸出曲線如圖示:五、實驗數據記錄和處理1)輸入曲線:a)VcE=OVVbe(V)UR(mV)Ib(uA)0.416000.4320.020.454.60.0460.466.40.0640.479.20.0920.4813.50.1350.48516.90.1690.4918.20.1820.5300.30.52640.640.54130.11.3010.55188.71.8870.562752.750.585875.870.6124512.45根據表格數據作出圖像b)V ce=1VVbe(V)UR(mV)Ib(uA)0.417000.43000.45000.470.50.0050.

7、491.30.0130.5130.030.5512.40.1240.5725.90.2590.5952.30.5230.675.20.7520.611051.050.621531.530.632262.260.643213.210.655585.580.6670070.67102510.250.68146414.640.7312031.2根據表格數據作出圖像得C）將Vce=OV和Vce=1V時的輸入特性曲線放在同一坐標系下353025Ag>(<mE20525201510>0nB> (<n)s-5-0500.70.80.91.00.00.10.20.30.40.50

8、.6VBE (V)2）輸出特性曲線a) i b=16uArc=2.4kVce(V)Ur(V)lc(mA)0000.051.5060.62750.061.660.6916670.072.481.0333330.082.961.2333330.13.241.350.134.421.8416670.176.772.8208330.36.92.8750.56.942.8916670.76.952.89583316.992.912527.062.94166737.172.987547.253.02083357.273.02916767.383.075做出圖像得3(<旦 05VCE (V)b) i

9、b=40uArc=270VCE(V)Ur(V)lc(mA)0000.0750.4371.620.090.62.220.121.1584.290.21.7376.430.31.927.110.41.9327.160.51.9427.1911.9777.3222.027.4852.137.89作出圖像得IC<Ec）將ib=16uA 和ib=40uA 時的輸出特性曲線放在同一坐標系下VH9L"-<E) 0_0 n* i1 i i' i i1 i1 F °01234567VCE （V）六、實驗結果與分析1）三極管伏安特性測量電路參數設計依據a.輸入特性曲線測量中

10、：在輸入回路中，電源是由5V直流恒壓源轉換得到的可控電壓源（05V），電阻選擇阻值為100k 的定值電阻。這里的考慮是在輸入特性測量中，晶體管 be間的壓降約為0.7V，電阻選擇過小會使IB過大從 而導致集電結電流IC過大，燒壞晶體管；電阻又不能太大，使測量過程中IB過小（個人覺得最好要大于30uA ）從而無法做出完整的輸入特性曲線。100k 電阻，IB的最大值為（5-0.7）V / 100k=43uA，可以滿足實驗需求。在實驗中，電流IB無法通過電流表直接測得，故采取測量電阻兩端電壓通過歐姆定律計算得到b.輸出特性曲線測量中：輸入回路中要保證IB的值。IB是恒流，在測量過程中會涉及到晶體管的

11、飽和區和放大區，根據理論知識晶體管的飽和狀態模型 be 上的壓降為 0.7V0.8V ，放大狀態模型 be 上的壓降 為 0.7V ，為了保證 IB 的恒定，這里需要選擇一個大阻值電阻與基極串聯，故選擇 Rb=100k 。在輸出回路中，電源采用 +15V 恒壓源轉換得到的可控電壓源（ 015V ），這里需要考慮的是電阻 Rc 上的壓降不宜過大，采用小阻值電阻，保證 VCE 有一定的可調范圍，例如ib=16uA 時，用的是2.4k的電阻，由實驗前測量得放大系數=200，則放大狀態下集電結電流IC=16uA X200=3.2mA電阻Rc上的壓降為3.2mA X2.4k =7.68V，貝U VCE可調范圍是07.32V，可以滿足實驗需要。2） 放大系數 實驗前直接用萬用表測得晶體管放大系數 =200 再由實驗數據間接測量得到 =192197 基本吻合七、討論、心得 思考題（1 ）從伏安特性曲線中可獲得哪些有關三極管的重要參數？分別怎樣獲得？答：可以得到放大系數，由輸出特性曲線放大區工作的集電極電流lc比