实验二：电路元器件的认识与测量
系别： 姓名: 学号： 实验日期：
一、实验目的
1. 认识电路元、器件的性能和规格，学会正确选用元、器件; 2. 掌握电路元、器件的测量方法，了解它们的特性和参数; 3. 了解晶体管特性图示仪基本原理和使用方法。
二、实验仪器
1. 数字万用表（四位半） 2. 晶体管特性图示仪 3. 多功能实验箱
1台 1台 1台
三、实验原理
在电子线路中，电阻、电位器、电容、电感和变压器等称为电路元件; 二极管、稳压管、三极管、场效应管、可控硅以及集成电路等称为电路器件。本实验仅对实验室常用的电阻、电容、电感、晶体管等电子元器件作简要介绍。
(一) 电阻器
1. 电阻器、电位器的型号命名方法. 2. 电阻器、电位器的主要特性指标: (1)标称阻值:
电阻器表面所标注的阻值为标称阻值。不同精度等级的电阻器，其阻值系列不同，标称
阻值是按国家规定的电阻器标称阻值系列选定，通用电阻器、电位器的标称阻值系列见表2。
(2)容许误差: 电阻器、电位器的容许误差指电阻器、电位器的实际阻值对于标称阻值的允许最大误差范围，它标志着电阻器、电位器的阻值精度。表3为精度等级与容许误差关系。
(3)额定功率:
电阻器、电位器通电工作时，本身要发热，若温度过高，则电阻器，电位器将会损坏。在规定的环境温度中允许电阻器、电位器承受的最大功率，即在此功率限度下，电阻器可以长期稳定地工作，不会显著改变其性能，不会损坏的最大
功率限度称为额定功率。 3. 电阻器的规格标注方法:
由于电阻器表面积的限制，通常电阻器表面只标注电阻器的类别、标称阻值、精度等级和额定功率，对于额定功率小于0.5W 的电阻器，一般只标注标称阻值和精度等级，材料类型和功率常从其外观尺寸判断。电阻器的规格标注通常采用文字符号直标法和色标法两种，对于额定功率小于0. 5 W电阻器，目前均采用色标法，色标所代表的意义如表1。
色环电阻一般为四环（普通电阻）、五环（精密电阻）两种标法。 四环电阻器：A 、B 环为有效数字，C 环为10n ，D 环为精密等级。
五环色标电阻器：A 、B 、C 三环为有效数字，D 环为10n ，E 环为精密等级。 4. 电阻器的性能测量:
电阻器的主要参数位一般都标注在电阻器一上，电阻器的阻值，在保证测试的精度条件下，可用多种仪器进行测址²也可采用电流表、电压表或比较法。仪器的测量误差应比被测电阻器允许偏差至少小两个等级。对通用电阻器，一般可采用万用表进行测量。若采用机械表测量，应根据阻值大小选择不同量程，并进行调零，使指针尽可能指示在表盘中间; 测量时，不能双手接触电阻引线，防止人体电阻与被测电阻并联。若采用数字式万用表，则测量精度要高于万用表。 6使用常识:
电阻器在使用前应采用测量仪器检查其阻值是否与标称值相符。实际使用时在阻值和额定功率不能满足要求时，可采用电阻串、并联方法解决。但应注意，除了计算电阻值是否符合要求外，还要注意每个电阻所承受的功率是否合适，即额定功率要比承受功率大于一倍以上，使用电阻器时，除了不能超过额定功率防止受热损坏外，还应注意不超过最高工作，否则电阻内部会产生火花引起噪声。
电阻器种类繁多，性能各有不同，应用范围也有很大差别。应根据电路不同要求选择不同种类的电阻器。在耐热性、稳定性、可靠性要求较高的电路中应选用金属膜或金属氧化膜电阻; 在要求功率大、耐热性好、对无特殊要求的一般电路，可使用线绕电阻；工作频率不高的电路中，可使用碳膜电阻，以降低成本。
电阻器在替换时，大功率的电阻可替换小功率的电阻器，金属碳膜电阻可代换碳膜电阻，固定电阻器与半可调电阻器可以相互替换。
(二) 电位器:
1.电位器的类型:
(1)非接触式电位器:通过无磨损的非机械接触产生输出电压，如光电、磁敏电位器。
(2)接触式电位器:通过电刷与电阻体直接接触获得电压输出。
①合金型(线绕) 电位器WX :100 Ω~ 100 KΩ，用于高精度、大功率电路。 ②合成型电位器:
A. 合成实芯电位器WS:100Ω~10 MΩ) ，用于耐磨、耐热等较高级电路。 B. 合成碳膜电位器WH:470Ω~4. 7 MΩ，一般电路适用。
C. 金属玻璃釉电位器WI ：47Ω~4. 7 MΩ，适用高阻、高压及射频电路。 ③薄膜性电位器:
A. 金属膜电位器WJ ：10Ω~100KΩ，用于100 MHz以下电路。 B. 金属氧化膜电位器WY ：10Ω~100KΩ，用于大功率电路。
根据结构不同，可分单圈（旋转角度小于360°) 、多圈电位器，单联、双联、多联电位器，带开关和不带开关电位器，紧锁和非紧锁电位器，抽头电位器。 根据调节方式不同，分为旋转式电位器和直滑式电位器。 根据用途不同，分为普通、精密、微调、功率及专用电位器。 根据输出特性的函数关系，分为线性(X式) 、指数（Z 式）、对数（D 式）电位器。 2. 使用常识:
(1)电位器的选用:电位器的规格种类很多，选用时，不仅要根据电路的要求选择适合的. 值和额定功率，还要考虑安装调节方便及成本，电性能应根据不同的要求参照电位器类型和用途选择。
（2）安装、使用电位器:电位器安装应牢靠，避免松动和电路中的其他元器件短路，焊接时间不能太长，防止引出端周围的外壳受热变形; 电位器三个引出端连线时应注意电位器旋转方向是否符合要求。
(三) 电容器
1. 电容器的型号命名方法： 2. 电容器的分类：
（1）按介质分类：气体介质、无机固体介质、有机固体介质、电解介质。 （2）按结构分类：固体、可变及微调电容器三类。
（3）按用途分类：滤波、隔直流、振荡回路、起动及消火花电容器等。 3. 电容器的主要特性指标： （1）标称容量及容许误差
J=±5% K=±10% （2）额定工作电压：
额定工作电压指电容器长期连续可靠工作时，极间电压不允许超过的规定电压值，否则电容器就会被击穿损坏。其数值一般以直流电压在电容器上标出。 （3）绝缘电阻：
电容器的绝缘电阻为电容器两端极间的电阻，或称漏电电阻。
（4）频率特性：
电容器的频率特性为电容量与频率变化的关系。为保证电容器工作的稳定性，应将电容器的极限工作频率选择在自身固有谐振频率的1/3至1/2左右。 4. 电容器的规格标注方法： （1）直标法 （2）数码表法 （3）色标法
5. 电容器的性能测量： （1）容量测量 （2）漏电测量 6. 使用常识
（1）选择适当的型号
（2）合理选用标称容量及容许误差 （3）额定工作电压的选择 （4）选用绝缘电阻高的电容器
（5）在装配中，影视电容器的标志易于观察到，以便核对。同时应注意不可将电解电容等极性接错，否则会损坏甚至有爆炸的危险。
(四) 晶体二极管
1. 国产二极管器件型号命名方法：
国产二极管器件的型号由五部分组成，其符号与意义如表9所示
示例说明如下：3（三极管）B （NPN 型锗材料）X （低频小功率管）31（序号为31）A （管子规格为A 档），它是锗NPN 型低频小功率管。 2. 二极管性能测试：
二极管极性及性能好坏的判别可用万用表测量。当万用表旋至档时，两支表笔之间有2.8V 的开路电压（红表笔正、黑表笔负）。当PN 结正偏时，约有1mA 电流通过PN 结，此时表头显示为PN 结的正向压降。当PN 结反向时，反向电流极小，PN 结上反向电压仍为2.8V ，表头显示为“1”。通过上述两次判断，可得出PN 结正偏时红表笔接的管脚为正极。若测量值不在上述范围，说明二极管损坏。
3. 使用说明：
二极管在使用时 硅管与锗管不能相互代替，同类型管可代替。对于检波二极管，只要工作频率不低于原来的管子即可。对整流器，只要反向耐压和正向电流不低于原来的管子就可替换，其余管子应根据手册参数替换。 (五) 晶体三极管 1、三极管的分类
(1)按半导体材料分:锗三极管和硅三极管; 一般锗为PN P管，硅为N PN管。 (2)按制作工艺分:扩散管、合金管等。
(3)按功率不同分:小功率、中功率、大功率管。 （4) 按工作频率分:低频管、高频管和超高频管。 (5)按用途分:放大管和开关管。 2. 三极管性能测试
（1）类型判别:即NPN 或PNP 类型判别。若采用机械表，则利用欧姆档测量正、
反向电阻判别。采用数字万用表的两个表笔对三极管的三个管脚两两相测；若红
表笔任意接三极管一个管脚，而黑表笔依次接触另外两个管脚，表头显示超量程“1”，则该管脚为b 极，且该管为NPN, 反之，若测量显示与上述相反，则该管为PNP 。
电极判别:e、b 、c 管脚判别。
四、实验内容
1. 辨认一组电阻器：辨认所给色标电阻的标称电阻及容许误差，判断其额定功率，并用数字万用表测量进行比较，将所测电阻按从小到大填入下表。
2. 辨认一组电容器
辨认所给电容的材料、标称容量及容许误差，将所读电容填入下表 3. 测量一组半导体器件
用数字万用表测量晶体管参数，填入下表。
4. 测量晶体管电流放大倍数
a. 按下图在多功能实验箱上搭接电路，经经检查无误后接通电源；
表3
b. 按下表调节电位器Rw ，使集电极对公共端电压达到规定值，用电压表测量ＶＡ，
五、实验故障及解决办法
在测量半导体器件时，发现读数为零，因为二极管反向压降溢出，然后注意带圈一极接黑表笔，另一极接红表笔，此时二极管正向接通，显示读数。 在用数字万用表测量电阻时，有时会没有读数（读数为零），但并不代表电阻阻值为零，而是量程选小了导致读数溢出，换大量程再次测量电阻阻值便能得出结果。
六、实验总结与心得体会
这次实验让我更好的认识了电阻，电容的辨认方法，性能规格和测量方法；二极管三极管的判定与测量方法；学会了如何在多功能实验箱上搭接电路，在多功能实验箱上搭接电路时，也要仔细认真，要弄清楚在面包板上如何连接，经检查无误后才能接通电源。
七、思考题：
1. 能否用双手接触万用表笔测量电阻?
不能，人体会与需测得电阻并联，从而导致测得的电阻值偏小。 2. 总结判断晶体管极性、管脚的方法。
NPN：采用数字万用表的两个表笔对三极管的三个管脚两两相测；若红表笔任意接三极管一个管脚，而黑表笔依次接触另外两个管脚，如果表头都显示正的压降，而黑表笔接该管脚，红表笔依次接触另两个管脚，表头显示超量程，则该管脚为b 极。再将红表笔接已确定的b 极，黑表笔依次接触另外两个管脚，表头显示压降较大的是e 极，较小的是c 极。
PNP：采用数字万用表的两个表笔对三极管的三个管脚两两相测；若黑表笔任意接三极管一个管脚，而红表笔依次接触另外两个管脚，如果表头都显示正的压降，而红表笔接该管脚，黑表笔依次接触另两个管脚，表头显示超量程，则该管脚为b 极。再将黑表笔接已确定的b 极，红表笔依次接触另外两个管脚，表头显示压降较大的是e 极，较小的是c 极。 3. 总结判断晶体管好坏的方法。
二极管：一般来说，所测的二极管的正反向电阻两者相差悬殊好。若正向电阻小，反向电阻很大，就可初步断定这个二极管是好的。如果正反向电阻都为无穷大，表示其内部断线；正反向电阻都为零表示已短路。
三极管: 对于NPN 型管，当红表笔接基极，黑表笔分别接集电极和发射极时，测出的两个PN 结的正向电阻应为几百欧或几千欧，然后应把表笔对调再测两个PN 结的反向电阻，一般应为几十千欧或几百千欧以上。然后再测量发射极和集电极之间的电阻，测完后再对调表笔测一次，两次的阻值都应在几十千欧以上，这样的三极管可以断定基本上是好的。而对于PNP 型的，则将红黑表笔对调即可确定。
实验二：电路元器件的认识与测量
系别： 姓名: 学号： 实验日期：
一、实验目的
1. 认识电路元、器件的性能和规格，学会正确选用元、器件; 2. 掌握电路元、器件的测量方法，了解它们的特性和参数; 3. 了解晶体管特性图示仪基本原理和使用方法。
二、实验仪器
1. 数字万用表（四位半） 2. 晶体管特性图示仪 3. 多功能实验箱
1台 1台 1台
三、实验原理
在电子线路中，电阻、电位器、电容、电感和变压器等称为电路元件; 二极管、稳压管、三极管、场效应管、可控硅以及集成电路等称为电路器件。本实验仅对实验室常用的电阻、电容、电感、晶体管等电子元器件作简要介绍。
(一) 电阻器
1. 电阻器、电位器的型号命名方法. 2. 电阻器、电位器的主要特性指标: (1)标称阻值:
电阻器表面所标注的阻值为标称阻值。不同精度等级的电阻器，其阻值系列不同，标称
阻值是按国家规定的电阻器标称阻值系列选定，通用电阻器、电位器的标称阻值系列见表2。
(2)容许误差: 电阻器、电位器的容许误差指电阻器、电位器的实际阻值对于标称阻值的允许最大误差范围，它标志着电阻器、电位器的阻值精度。表3为精度等级与容许误差关系。
(3)额定功率:
电阻器、电位器通电工作时，本身要发热，若温度过高，则电阻器，电位器将会损坏。在规定的环境温度中允许电阻器、电位器承受的最大功率，即在此功率限度下，电阻器可以长期稳定地工作，不会显著改变其性能，不会损坏的最大
功率限度称为额定功率。 3. 电阻器的规格标注方法:
由于电阻器表面积的限制，通常电阻器表面只标注电阻器的类别、标称阻值、精度等级和额定功率，对于额定功率小于0.5W 的电阻器，一般只标注标称阻值和精度等级，材料类型和功率常从其外观尺寸判断。电阻器的规格标注通常采用文字符号直标法和色标法两种，对于额定功率小于0. 5 W电阻器，目前均采用色标法，色标所代表的意义如表1。
色环电阻一般为四环（普通电阻）、五环（精密电阻）两种标法。 四环电阻器：A 、B 环为有效数字，C 环为10n ，D 环为精密等级。
五环色标电阻器：A 、B 、C 三环为有效数字，D 环为10n ，E 环为精密等级。 4. 电阻器的性能测量:
电阻器的主要参数位一般都标注在电阻器一上，电阻器的阻值，在保证测试的精度条件下，可用多种仪器进行测址²也可采用电流表、电压表或比较法。仪器的测量误差应比被测电阻器允许偏差至少小两个等级。对通用电阻器，一般可采用万用表进行测量。若采用机械表测量，应根据阻值大小选择不同量程，并进行调零，使指针尽可能指示在表盘中间; 测量时，不能双手接触电阻引线，防止人体电阻与被测电阻并联。若采用数字式万用表，则测量精度要高于万用表。 6使用常识:
电阻器在使用前应采用测量仪器检查其阻值是否与标称值相符。实际使用时在阻值和额定功率不能满足要求时，可采用电阻串、并联方法解决。但应注意，除了计算电阻值是否符合要求外，还要注意每个电阻所承受的功率是否合适，即额定功率要比承受功率大于一倍以上，使用电阻器时，除了不能超过额定功率防止受热损坏外，还应注意不超过最高工作，否则电阻内部会产生火花引起噪声。
电阻器种类繁多，性能各有不同，应用范围也有很大差别。应根据电路不同要求选择不同种类的电阻器。在耐热性、稳定性、可靠性要求较高的电路中应选用金属膜或金属氧化膜电阻; 在要求功率大、耐热性好、对无特殊要求的一般电路，可使用线绕电阻；工作频率不高的电路中，可使用碳膜电阻，以降低成本。
电阻器在替换时，大功率的电阻可替换小功率的电阻器，金属碳膜电阻可代换碳膜电阻，固定电阻器与半可调电阻器可以相互替换。
(二) 电位器:
1.电位器的类型:
(1)非接触式电位器:通过无磨损的非机械接触产生输出电压，如光电、磁敏电位器。
(2)接触式电位器:通过电刷与电阻体直接接触获得电压输出。
①合金型(线绕) 电位器WX :100 Ω~ 100 KΩ，用于高精度、大功率电路。 ②合成型电位器:
A. 合成实芯电位器WS:100Ω~10 MΩ) ，用于耐磨、耐热等较高级电路。 B. 合成碳膜电位器WH:470Ω~4. 7 MΩ，一般电路适用。
C. 金属玻璃釉电位器WI ：47Ω~4. 7 MΩ，适用高阻、高压及射频电路。 ③薄膜性电位器:
A. 金属膜电位器WJ ：10Ω~100KΩ，用于100 MHz以下电路。 B. 金属氧化膜电位器WY ：10Ω~100KΩ，用于大功率电路。
根据结构不同，可分单圈（旋转角度小于360°) 、多圈电位器，单联、双联、多联电位器，带开关和不带开关电位器，紧锁和非紧锁电位器，抽头电位器。 根据调节方式不同，分为旋转式电位器和直滑式电位器。 根据用途不同，分为普通、精密、微调、功率及专用电位器。 根据输出特性的函数关系，分为线性(X式) 、指数（Z 式）、对数（D 式）电位器。 2. 使用常识:
(1)电位器的选用:电位器的规格种类很多，选用时，不仅要根据电路的要求选择适合的. 值和额定功率，还要考虑安装调节方便及成本，电性能应根据不同的要求参照电位器类型和用途选择。
（2）安装、使用电位器:电位器安装应牢靠，避免松动和电路中的其他元器件短路，焊接时间不能太长，防止引出端周围的外壳受热变形; 电位器三个引出端连线时应注意电位器旋转方向是否符合要求。
(三) 电容器
1. 电容器的型号命名方法： 2. 电容器的分类：
（1）按介质分类：气体介质、无机固体介质、有机固体介质、电解介质。 （2）按结构分类：固体、可变及微调电容器三类。
（3）按用途分类：滤波、隔直流、振荡回路、起动及消火花电容器等。 3. 电容器的主要特性指标： （1）标称容量及容许误差
J=±5% K=±10% （2）额定工作电压：
额定工作电压指电容器长期连续可靠工作时，极间电压不允许超过的规定电压值，否则电容器就会被击穿损坏。其数值一般以直流电压在电容器上标出。 （3）绝缘电阻：
电容器的绝缘电阻为电容器两端极间的电阻，或称漏电电阻。
（4）频率特性：
电容器的频率特性为电容量与频率变化的关系。为保证电容器工作的稳定性，应将电容器的极限工作频率选择在自身固有谐振频率的1/3至1/2左右。 4. 电容器的规格标注方法： （1）直标法 （2）数码表法 （3）色标法
5. 电容器的性能测量： （1）容量测量 （2）漏电测量 6. 使用常识
（1）选择适当的型号
（2）合理选用标称容量及容许误差 （3）额定工作电压的选择 （4）选用绝缘电阻高的电容器
（5）在装配中，影视电容器的标志易于观察到，以便核对。同时应注意不可将电解电容等极性接错，否则会损坏甚至有爆炸的危险。
(四) 晶体二极管
1. 国产二极管器件型号命名方法：
国产二极管器件的型号由五部分组成，其符号与意义如表9所示
示例说明如下：3（三极管）B （NPN 型锗材料）X （低频小功率管）31（序号为31）A （管子规格为A 档），它是锗NPN 型低频小功率管。 2. 二极管性能测试：
二极管极性及性能好坏的判别可用万用表测量。当万用表旋至档时，两支表笔之间有2.8V 的开路电压（红表笔正、黑表笔负）。当PN 结正偏时，约有1mA 电流通过PN 结，此时表头显示为PN 结的正向压降。当PN 结反向时，反向电流极小，PN 结上反向电压仍为2.8V ，表头显示为“1”。通过上述两次判断，可得出PN 结正偏时红表笔接的管脚为正极。若测量值不在上述范围，说明二极管损坏。
3. 使用说明：
二极管在使用时 硅管与锗管不能相互代替，同类型管可代替。对于检波二极管，只要工作频率不低于原来的管子即可。对整流器，只要反向耐压和正向电流不低于原来的管子就可替换，其余管子应根据手册参数替换。 (五) 晶体三极管 1、三极管的分类
(1)按半导体材料分:锗三极管和硅三极管; 一般锗为PN P管，硅为N PN管。 (2)按制作工艺分:扩散管、合金管等。
(3)按功率不同分:小功率、中功率、大功率管。 （4) 按工作频率分:低频管、高频管和超高频管。 (5)按用途分:放大管和开关管。 2. 三极管性能测试
（1）类型判别:即NPN 或PNP 类型判别。若采用机械表，则利用欧姆档测量正、
反向电阻判别。采用数字万用表的两个表笔对三极管的三个管脚两两相测；若红
表笔任意接三极管一个管脚，而黑表笔依次接触另外两个管脚，表头显示超量程“1”，则该管脚为b 极，且该管为NPN, 反之，若测量显示与上述相反，则该管为PNP 。
电极判别:e、b 、c 管脚判别。
四、实验内容
1. 辨认一组电阻器：辨认所给色标电阻的标称电阻及容许误差，判断其额定功率，并用数字万用表测量进行比较，将所测电阻按从小到大填入下表。
2. 辨认一组电容器
辨认所给电容的材料、标称容量及容许误差，将所读电容填入下表 3. 测量一组半导体器件
用数字万用表测量晶体管参数，填入下表。
4. 测量晶体管电流放大倍数
a. 按下图在多功能实验箱上搭接电路，经经检查无误后接通电源；
表3
b. 按下表调节电位器Rw ，使集电极对公共端电压达到规定值，用电压表测量ＶＡ，
五、实验故障及解决办法
在测量半导体器件时，发现读数为零，因为二极管反向压降溢出，然后注意带圈一极接黑表笔，另一极接红表笔，此时二极管正向接通，显示读数。 在用数字万用表测量电阻时，有时会没有读数（读数为零），但并不代表电阻阻值为零，而是量程选小了导致读数溢出，换大量程再次测量电阻阻值便能得出结果。
六、实验总结与心得体会
这次实验让我更好的认识了电阻，电容的辨认方法，性能规格和测量方法；二极管三极管的判定与测量方法；学会了如何在多功能实验箱上搭接电路，在多功能实验箱上搭接电路时，也要仔细认真，要弄清楚在面包板上如何连接，经检查无误后才能接通电源。
七、思考题：
1. 能否用双手接触万用表笔测量电阻?
不能，人体会与需测得电阻并联，从而导致测得的电阻值偏小。 2. 总结判断晶体管极性、管脚的方法。
NPN：采用数字万用表的两个表笔对三极管的三个管脚两两相测；若红表笔任意接三极管一个管脚，而黑表笔依次接触另外两个管脚，如果表头都显示正的压降，而黑表笔接该管脚，红表笔依次接触另两个管脚，表头显示超量程，则该管脚为b 极。再将红表笔接已确定的b 极，黑表笔依次接触另外两个管脚，表头显示压降较大的是e 极，较小的是c 极。
PNP：采用数字万用表的两个表笔对三极管的三个管脚两两相测；若黑表笔任意接三极管一个管脚，而红表笔依次接触另外两个管脚，如果表头都显示正的压降，而红表笔接该管脚，黑表笔依次接触另两个管脚，表头显示超量程，则该管脚为b 极。再将黑表笔接已确定的b 极，红表笔依次接触另外两个管脚，表头显示压降较大的是e 极，较小的是c 极。 3. 总结判断晶体管好坏的方法。
二极管：一般来说，所测的二极管的正反向电阻两者相差悬殊好。若正向电阻小，反向电阻很大，就可初步断定这个二极管是好的。如果正反向电阻都为无穷大，表示其内部断线；正反向电阻都为零表示已短路。
三极管: 对于NPN 型管，当红表笔接基极，黑表笔分别接集电极和发射极时，测出的两个PN 结的正向电阻应为几百欧或几千欧，然后应把表笔对调再测两个PN 结的反向电阻，一般应为几十千欧或几百千欧以上。然后再测量发射极和集电极之间的电阻，测完后再对调表笔测一次，两次的阻值都应在几十千欧以上，这样的三极管可以断定基本上是好的。而对于PNP 型的，则将红黑表笔对调即可确定。