本教程构建三级共射极放大器,演示负反馈如何驯服高电压增益并改善稳定性。 零件与材料 三只 NPN 晶体管(2N2222 或 2N3403;Radio Shack #276-1617 15 只装套件便利) 两节 6V 电池(或单 12V 电源) 一个 10kΩ 单圈线性电位器(Radio Shack #271-1715) 一个 1MΩ 电阻 三个 100kΩ 电阻 三个 10kΩ 电阻 参考文献 《电路课程》第三卷,第四章:Bipolar Junction Transistors(双极结型晶体管)。 学习目标 设计多级直接耦合共射极放大器电路 理解负反馈对放大器性能的影响 原理图
零件与材料 一只 NPN 晶体管(推荐 2N2222 或 2N3403;Radio Shack #276-1617 含 15 只装) 两节 6V 电池 一个 10kΩ 电位器,单圈,线性锥度(Radio Shack #271-1715) 一个 1MΩ 电阻 一个 100kΩ 电阻 一个 10kΩ 电阻 一个 1.5kΩ 电阻 参考文献 《电路课程》第三卷,第四章:Bipolar Junction Transistors(双极结型晶体管) 学习目标 设计简单共射极放大器电路 测量放大器电压增益 区分反相与同相放大器 应用负反馈改善稳定性 原理图 实物接线图 &nb
零件与材料 一只 NPN 晶体管—推荐 2N2222 或 2N3403。15 只装(Radio Shack #276-1617)适合此项目及其他项目。 两节 6V 电池 两个 1kΩ 电阻 一个 10kΩ 单圈线性电位器(Radio Shack #271-1715) 晶体管引脚排列即使外观相同也可能不同。接线前务必查阅厂家数据手册。用万用表二极管测试功能快速验证极佳。 关于用万用表识别双极晶体管端子分步指南,见《半导体第三卷》第四章。 参考文献 《电路课程》第三卷,第四章:Bipolar Junction Transistors(双极结型晶体管)。 学习目标 理解无大地连接电路中地的
零件与材料 两节 6V 电池 一只 NPN 晶体管—2N2222 或 2N3403(Radio Shack #276-1617 含 15 只装,适合此实验及类似实验) 一只发光二极管(Radio Shack #276-026 或同等) 带耳机音频检测器 若无音频检测器,可用封闭式耳机和 120V/6V 降压变压器自制。将耳机立体声插头接变压器 6V 次级,如图: 尝试串联并联两种配置取最大音量。按直流和交流实验章节制作专用音频检测器,是爱好者工具箱宝贵补充。 参考文献 《电路课程》第三卷,第 4 章:Bipolar Junction Transistors(双极结型晶体管)。 学习目
零件与材料 一只 N 沟道结型场效应晶体管(JFET),如 2N3819 或 J309(Radio Shack #276-2035) 一节 6V 电池 一个 100kΩ 电阻 一只发光二极管(LED)(Radio Shack #276-026 或同等) 塑料梳子 JFET 型号灵活;P 沟道器件亦可用,但 N 沟道更常见。 晶体管引脚排列即使外观相同也可能不同。务必查阅数据手册确认准确引脚分配。用万用表二极管测试功能复核引脚身份,避免接线错误。 关于用万用表识别 JFET 端子详细指导,见《半导体第三卷》第五章。 参考文献 《电路课程》第三卷,第五章:Junction Field-Eff
零件与材料 两节 6V 电池 一只 NPN 晶体管(推荐 2N2222 或 2N3403;Radio Shack #276-1617 含 15 只装) 一个 100kΩ 电阻 一个 560Ω 电阻 一只 LED(Radio Shack #276-026 或任意标准 LED) 电阻阻值和 LED 具体型号对演示非关键。 参考文献 《电路课程》第三卷,第四章:Bipolar Junction Transistors(双极结型晶体管) 学习目标 理解双极结型晶体管电流放大机制 原理图 实物接线图 实验步骤 原理图显示一根红线终端呈箭头状接 100kΩ 电阻一端。留
零件与材料 四节 6V 电池(串联共 24V) 12V 齐纳二极管(如 1N4742,Radio Shack #276-563 或同等) 10kΩ 电阻 本实验任何低压齐纳二极管均可。推荐选齐纳电压高于单节电池电压的型号,以便观察击穿前亚击穿行为。 参考文献 《电路课程》第三卷,第三章:Diodes and Rectifiers(二极管与整流器) 学习目标 理解齐纳二极管如何稳压 认识串联电阻在齐纳电路中的作用 分析不同供电电平下各元件分压 原理图 实物接线图 实验步骤 按图搭建电路,确保齐纳二极管反偏接法(阴极接正
零件与材料 低压交流电源(6V RMS,120VAC 输入) 桥式整流模块(如 Radio Shack #276-1185 或同等) 电解电容,1000µF,≥25V DC(Radio Shack #272-1047 或同等) 四个香蕉插头接线柱或类似端子硬件(Radio Shack #274-662 或同等) 金属外壳(最好可作散热器用箱体) 12V、25W 白炽灯(重载测试用) 匹配灯泡灯座 零件与材料说明 商用桥式整流模块优于四分立二极管组装,因模块设计用于安装散热器,提供可靠、可维护连接。金属外壳作整流器散热器,帮助半导体结温保持安全范围。 电解电容工作电压应至少为电源 RMS
零件与材料 零件与材料 低压交流电源(6V 输出) 两个 1N4001 整流二极管(Radio Shack #276-1101) 小型爱好电机,永磁型(Radio Shack #273-223 或同等) 带耳机音频检测器 0.1µF 电容 一个 SPST 拨动开关(单刀单掷) 本实验要求低压交流电源具备中间抽头。无中抽副边绕组的变压器根本无法工作。 二极管无需严格 1N4001。任何1N400X系列整流二极管均适用,且易购得。 参考文献 《电路课程》第三卷,第三章:Diodes and Rectifiers(二极管与整流器)。 学习目标 设计中抽整流电路 用电压表测量纹波电压 原
零件与材料 低压交流电源(6V 有效值) 四个 1N4001 整流二极管(Radio Shack #276-1101) 小型永磁爱好电机(Radio Shack #273-223 或同等) 参考文献 《电路课程》第三卷,第三章:Diodes and Rectifiers(二极管与整流器) 学习目标 设计全波桥式整流电路 对比桥式整流器与中间抽头(分相)配置的优劣 原理图 实物接线图 实验步骤 此配置无需中间抽头变压器即可实现全波整流,适合无分相电源场合。与中间抽头桥式相比,全波桥式用四个二极管,每半周电流流经两个二极管而非一个,引入额外压降,导致直流输出略低。6V 有效值
概述 本动手实验将构建半波整流器,将低压交流转换为带直流分量的信号驱动小型永磁电机。您将学习测量直流分量与纹波电压、用音频检测器听取纹波、用 SPICE 仿真验证行为。 零件与材料 低压交流电源(6V 输出) 6V 电池 1N4001 整流二极管(或任意 1N400X 系列) 小型永磁爱好电机(如 Radio Shack #273-223) 带耳机音频检测器 0.1µF 耦合电容(如 Radio Shack #272-135) 0.1µF 电容将音频检测器耦合至电路,仅通交流到检测器。具体值非关键;0.27µF 至 0.015µF 均成功使用。较小值衰减低频成分降低耳机音量,若音调微弱请
零件与材料 6V 电池 电源变压器:120VAC 降至 12VAC(Radio Shack #273-1365、273-1352、273-1511) 1N4001 整流二极管(Radio Shack #276-1101)— 任意 1N400X 系列均可 霓虹灯(Radio Shack #272-1102) 两个 SPST 拨动开关(单刀单掷) 虽推荐专用变压器,任何铁芯电感均可。为降低成本,家用灯具开关可作拨动开关。 参考文献 《电路课程》第一卷,第十六章:RC and L/R Time Constants(RC 与 L/R 时间常数) 《电路课程》第三卷,第三章:Diodes and
半导体器件由硅或其他特殊材料制成,旨在利用晶格中电子的独特行为。在这些结构中,电子比绝缘体中更易移动,但比导体中受限,从而实现可控电流。 分立器件独立封装,区别于共享公共衬底的集成电路(IC)。分立半导体电路因此由单个半导体元件在板或端子排上连接组成。 这些电路包含前文涵盖的元件和概念,扎实掌握直流交流基础至关重要。为示例,我们收录了经典真空管放大器,演示三极管如何在简单增益级替代晶体管。 晶体管出现前,真空管是电子工业支柱,作整流器、放大器、振荡器等。虽今多淘汰,仍有利基应用,并提供亲身体验早期电子设计的途径。 深入分立半导体电路可加深对器件物理和实用设计技术的理解。
零件与材料 6V 电池 0.22µF 电容(Radio Shack #272-1070 或同等) 0.047µF 电容(Radio Shack #272-134 或同等) 小型永磁爱好电机(Radio Shack #273-223 或同等) 带耳机音频检测器 数英尺电话线(Radio Shack #278-872)— 任何非屏蔽多芯线均可;细导线(≈24AWG)效果更明显 电话线五金店广泛销售。任何非屏蔽多芯线均可,但导线越细,观察到的耦合效应越强。 参考文献 《电路课程》第二卷,第七章:Mixed-Frequency AC Signals(混频交流信号) 《电路课程》第二卷,第八章:
零件与材料 示波器(耐高压型) 无极性电容(0.1µF–10µF) 降压电源变压器(120V/6V)— 仅用一绕组作电感 10kΩ 电阻 6V 电池 变压器仅作电感用;另一绕组悬空。若有专用扼流圈可替代,但扼流圈在爱好者套件中较少见。 参考文献 《电路课程》第二卷,第六章:Resonance(谐振) 学习目标 构建谐振储能电路 理解电容值如何影响谐振频率 学习向电路引入反谐振(阻尼) 原理图 实物接线图 实验步骤 并联连接电感和电容。用直流源(电池)短暂激励网络。储存能量在电容电场与电感磁场间穿梭,产生阻尼振荡。用跨接储能电路的示波器观察波形。 安全提示:严禁用 PC 或
零件与材料 兼容 IBM PC、装有声卡、运行 Windows 3.1 或更高版本 Winscope — 免费下载的示波器风格应用 电子琴 电子琴用单声道耳机插头 电脑麦克风输入用单声道插头,带电压源接线 10kΩ 电位器 所有元件与PC 示波器实验相同。 参考文献 《电路课程》第二卷,第七章:Mixed-Frequency AC Signals(混频交流信号) 学习目标 区分时域与频域表示 建立傅里叶分析直观理解 原理图 实物接线图 实验步骤 Winscope 不仅提供经典时域视图。点击彩虹图标可切换到频域显示,绘制幅度-频率图。时域示波器展示波形随时间演变,频域视图揭
零件与材料 兼容 IBM PC、装有声卡、运行 Windows 3.1 或更高版本 Winscope 软件 — 免费下载(作者:Dr. Constantin Zeldovich) 电子琴 电子琴输出用单声道耳机插头 电脑声卡麦克风输入用单声道耳机插头 10kΩ 电位器 Winscope 通过声卡麦克风输入采集交流电压信号,在屏幕显示波形。Linux 平台有类似工具 Oscope。若两者均无,Windows 自带录音机可提供极基础波形显示。 参考文献 《电路课程》第二卷,第七章:Mixed-Frequency AC Signals(混频交流信号) 《电路课程》第二卷,第十二章:AC Met
所需材料 电子琴(最好具备钢琴、长笛、竖琴等多种音色) 单声道耳机插头转接器 阻抗匹配变压器(1kΩ 对 8Ω,如 Radio Shack #273-1380) 10kΩ 电阻 本实验演示标准电子琴如何作为低成本、可变频率交流电压源。耳机输出提供交流波形,经变压器放大或升压后可进一步测量。 多数电子琴至少有几十种音色;排箫或长笛音色通常产生最纯净正弦波,适合初步试验。 单声道插头需匹配电子琴耳机孔。连接后,电子琴内置扬声器断开,交流信号出现在插头引线上。 用音频输出变压器(8Ω 次级)升压;若用电源变压器,将电子琴接低压绕组实现升压。因电子琴输出低压,无触电风险。 核心概念 幅度与频率
声波抵消实验 元件与材料 低压交流电源 两个相同的低音扬声器 两个 220Ω 电阻(限制扬声器功率) 为获最佳效果,使用装在标准音箱箱体内的匹配扬声器。电阻防止交流电源直接驱动时过功率损坏喇叭。 参考文献 《电路课程》第二卷,第一章:Basic AC Theory(基本交流理论) 学习目标 演示相移如何导致波的建设性或破坏性干涉 突出扬声器相位在立体声音响系统中的作用 原理图 实物接线图 实验步骤 每个扬声器通过 220Ω 电阻接交流电源。电阻控制送达喇叭功率。 产生 60Hz 低频音,确认两扬声器均发声。 将扬声器相距 1–2 英尺面对面放置,聆听 60Hz 音调。
零件与材料 低压交流电源 两个 0.1µF 无极性电容(Radio Shack #272-135) 两个 27kΩ 电阻 推荐陶瓷盘式电容:无极性、廉价、耐用。严禁使用任何带极性标记的电容,交流供电下必损坏! 参考文献 《电路课程》第二卷,第一章:Basic AC Theory(基本交流理论) 《电路课程》第二卷,第四章:Reactance and Impedance—Capacitive(容性电抗与阻抗) 学习目标 理解不同相位交流电压不按代数相加,而按向量(相量)运算相加 原理图 实物接线图 实验步骤 搭建电路,
工业技术