e化電子學實驗(上)(附試用版光碟片)

實驗1　實驗準備與元件
1.1　實驗目的 1-2
1.2　實驗室的安全 1-2
1.3　實驗室的資源與管理 1-3
1.3.1　人力 1-3
1.3.2　空間、環境、桌面 1-4
1.3.3　儀器設備、工具 1-5
1.3.4　元件 1-5
1.3.5　資訊設備 1-6
1.3.6　電線 1-6
1.4　被動元件：電阻 1-7
1.4.1　固定電阻器 1-7
1.4.2　固定電阻色碼 1-8
1.4.3　電阻板 1-10
1.4.4　可變電阻器 1-10
1.4.5　麵包板 1-11
1.5　實　作 1-12
1.5.1　串聯電路 1-12
1.5.2　並聯電路 1-12
1.5.3　複合電路 1-12
1.6　習　題 1-13

實驗2　模擬軟體
2.1　實驗目的 2-2
2.2　實驗原理 2-2
2.2.1　電路模擬軟體簡介 2-2
2.2.2　TINAPRO快速安裝快速安裝 2-3
2.2.3　TINAPRO視窗 2-10
2.2.4　第一個範例：電阻分壓器 2-16
2.2.5　等效電路：戴維寧定理 2-23
2.2.6　等效電路：諾頓定理 2-25
2.3　實　作 2-26
2.3.1　Tina軟體的安裝 2-26
2.3.2　瀏覽Tina軟體的教學小幫手Tutorials 2-26
2.3.3　模擬電阻分壓器 2-27
2.3.4　測試戴維寧定理 2-27
2.3.5　測試諾頓定理 2-27
2.3.6　完成實驗報告 2-27
2.4　習　題 2-28

實驗3　電子儀表與虛擬儀器
3.1　實驗目的 3-2
3.2　電子儀器的認識 3-2
3.2.1　直流電源供應器、交流訊號產生器 3-2
3.2.2　三用電表 3-5
3.2.3　類比實驗模組 3-7
3.2.4　示波器 3-10
3.3　虛擬儀器的認識 3-14
3.3.1　數據擷取卡 3-15
3.3.2　虛擬儀器軟體—LabVIEW 3-15
3.4　實　作 3-23
3.4.1　直流量測 3-23
3.4.2　波形量測 3-23
3.4.3　虛擬儀器量測 3-23
3.5　習　題 3-24

實驗4　二極體之特性
4.1　實驗目的 4-2
4.2　二極體原理 4-2
4.2.1　半導體與二極體 4-2
4.2.2　順向偏壓(Forward Bias) 4-2
4.2.3　逆向偏壓(Reverse Bias) 4-2
4.2.4　二極體的I-V特性曲線 4-3
4.2.5　二極體I-V特性曲線的第一次近似 4-3
4.2.6　二極體I-V特性曲線的二次近似 4-4
4.2.7　二極體I-V特性曲線的模擬 4-4
4.2.8　二極體I-V特性曲線的理論 4-5
4.3　認識二極體 4-5
4.3.1　二極體的電路符號 4-5
4.3.2　二極體元件的實體 4-6
4.3.3　使用三用電表鑑定二極體 4-6
4.4　實　作 4-7
4.4.1　二極體檢測 4-7
4.4.2　二極體特性曲線量測電路模擬 4-7
4.4.3　二極體特性曲線量測電路實作 4-8
4.4.4　二極體特性曲線量測－DAQ法 4-8
4.4.5　二極體特性曲線量測－示波器法 4-9
4.4.6　數據分析 4-10
4.4.7　(選作)二極體特性曲線參數 4-10
4.5　相關的網站 4-10
4.6　補充資料 4-10
4.6.1　P-N接合--這接合如何運作，您能拿它做什麼？ 4-10
4.6.2　擴散 4-11
4.6.3　平衡 4-11
4.6.4　飄移 4-11
4.6.5　施加電壓之後 4-11
4.6.6　P-N接合的應用－二極體、LED 4-12
4.7　習　題 4-12

實驗5　整流電路
5.1　實驗目的 5-2
5.2　整流電路原理 5-2
5.2.1　基本認識 5-2
5.2.2　半波整流電路(Half-wave-rectifier Circuit) 5-2
5.2.3　全波整流電路(Full-wave-rectifier Circuit) 5-3
5.2.3　橋式整流電路(Bridge-rectifier Circuit) 5-4
5.2.5　加入濾波電容器之整流電路 5-5
5.2.6　漣波(Ripple) 5-7
5.2.7　漣波因數 5-7
5.3　認識元件 5-9
5.3.1　變壓器 5-9
5.3.2　橋式整流器 5-12
5.3.3　電容器 5-13
5.4　實　作 5-14
5.4.1　檢測元件 5-14
5.4.2　示波器的模擬 5-14
5.4.3　半波整流電路的特性 5-14
5.4.4　全波整流電路的特性 5-16
5.4.5　橋式整流電路的特性 5-17
5.5　補充資料 5-18
5.5.1　兩倍壓整流電路(Voltage Doubler) 5-18
5.5.2　半波兩倍壓整流電路 5-18
5.5.3　全波兩倍壓整流電路 5-20
5.5.4　全波倍壓整流電路的特性 5-20
5.5.5　半波倍壓整流電路的特性 5-21
5.5.6　電壓三倍壓電路 5-21
5.5.7　電壓四倍壓電路 5-22
5.6　習　題 5-22
5.6.1　設計 5-22
5.6.2　偵錯 5-22

實驗6　截波與箝位電路
6.1　實驗目的 6-2
6.2　實　作原理 6-2
6.2.1　截波電路 6-2
6.2.2　箝位電路 6-6
6.3　實　作 6-8
6.3.1　串聯二極體截波電路 6-9
6.3.2　加有偏壓之串聯二極體截波電路 6-9
6.3.3　並聯二極體截波電路 6-9
6.3.4　加有偏壓之並聯二極體截波電路 6-9
6.3.5　二極體箝位電路 6-9
6.3.6　加有偏壓之二極體箝位電路 6-9
6.4　習　題 6-10
6.4.1　並聯二極體截波電路 6-10
6.4.2　設計 6-10

實驗7　特殊二極體與 峰值檢測器
7.1　實驗目的 7-2
7.2　實驗原理 7-2
7.2.1　特殊二極體 7-2
7.2.2　發光二極體 7-2
7.2.3　特殊二極體 7-3
7.2.4　稽納崩潰 7-4
7.2.5　崩潰特性 7-5
7.2.6　稽納穩壓器 7-5
7.2.7　稽納穩壓器的分析 7-6
7.2.8　峰值檢測器 7-7
7.3　實　作 7-8
7.3.1　LED的I-V特性曲線 7-8
7.3.2　稽納二極體的應用 7-8
7.3.3　峰對峰值檢測器 7-9
7.4　補充資料 7-10
7.4.1　蕭特基二極體(SCHOTTKYBARRIER DIODE) 7-10
7.4.2　發光二極體 7-12
7.4.3　雷射二極體 7-13
7.5　習　題 7-14

實驗8　電晶體的特性
8.1　實驗目的 8-2
8.2　電晶體原理 8-2
8.2.1　雙極性電晶體簡介 8-2
8.2.2　雙極性電晶體的結構 8-2
8.2.3　雙極性電晶體的基本操作 8-3
8.2.4　雙極性電晶體之工作情形 8-3
8.2.5　電流關係 8-3
8.2.6　電流-電壓特性 8-4
8.3　認識電晶體元件 8-5
8.3.1　雙極性電晶體的電路符號 8-5
8.3.2　雙極性電晶體的實體 8-5
8.3.3　雙極性電晶體的檢測 8-6
8.4　實　作 8-6
8.4.1　電晶體特性曲線模擬 8-6
8.4.2　電晶體的檢測 8-7
8.4.3　電晶體電流增益測量 8-7
8.4.4　電晶體的I-V特性曲線量測 8-8
8.5　習　題 8-10
8.5.1　設計 8-10
8.5.2　電晶體特性曲線組 8-10

實驗9　共射極開關電路
9.1　實驗目的 9-2
9.2　實驗原理 9-2
9.2.1　電/晶體電路 9-2
9.2.2　共射極電路之基本特性 9-2
9.2.3　共射極開關電路之基本特性 9-3
9.2.4　共射極開關電路之應用—LED驅動電路基本特性 9-4
9.2.5　LED驅動電路之另一選擇—電流源 9-4
9.2.6　共射極電路之偏壓 9-5
9.3　實　作 9-8
9.3.1　共射極開關電路(基極偏壓)之特性 9-8
9.3.2　LED驅動電路 9-9
9.3.3　集極回授偏壓 9-9
9.3.4　基極回授偏壓 9-9
9.3.5　集極與射極回授偏壓 9-9
9.3.6　分壓器偏壓 9-9
9.3.7　集極電壓分析 9-9
9.4　習　題 9-10
9.4.1　模擬 9-10
9.4.2　模擬 9-10
9.4.3　偵錯 9-10

實驗10　共射極放大電路
10.1　實驗目的 10-2
10.2　實驗原理 10-2
10.2.1　分壓器偏壓共射極電路之基本特性 10-2
10.2.2　工作點 10-3
10.2.3　電容器在放大電路中的功能 10-3
10.2.4　共射極電路之放大作用 10-5
10.3　實　作 10-7
10.3.1　分壓器偏壓共射極電路之基本特性 10-7
10.3.2　負載線與工作點 10-8
10.3.3　共射極電路之放大作用 10-8
10.3.4　電容器的作用 10-8
10.3.5　負載效應 10-10
10.4　習　題 10-10
10.4.1 10-10
10.4.2　偵錯 10-10
10.4.3　設計 10-10

實驗11　串級放大電路
11.1　實驗目的 11-2
11.2　實驗原理 11-2
11.2.1　串級放大電路之基本特性 11-2
11.2.2　輸入訊號 11-2
11.2.3　輸入阻抗 11-3
11.2.4　第一級的電壓增益 11-4
11.2.5　第二級的電壓增益 11-5
11.2.6　整體電壓增益 11-6
11.2.7　實作時的考量 11-6
11.2.8　負載線 11-8
11.3　實　作 11-10
11.3.1　串級放大電路之基本特性 11-10
11.3.2　輸入阻抗 11-10
11.3.3　電壓增益 11-11
11.3.4　AC負載線 11-11
11.4　習　題 11-11
11.4.1　串級放大電路之基本特性 11-11
11.4.2　設計 11-11
11.4.3　偵錯 11-11

實驗12　放大電路之回授
12.1　實驗目的 12-2
12.2　實驗原理 12-2
12.2.1　失真 12-2
12.2.2　射極偏壓回授電路之認識 12-5
12.2.3　輸入阻抗 12-7
12.2.4　二級回授 12-7
12.2.5　串級放大電路的射極偏壓回授 12-9
12.2.6　串級放大電路的二級回授 12-10
12.3　實　作 12-11
12.3.1　共射極放大電路的射極偏壓回授 12-11
12.3.2　共射極放大電路的二級回授 12-11
12.3.3　串級放大電路的射極偏壓回授 12-11
12.3.4　串級放大電路的二級回授 12-11
12.4　附　錄 12-12
12.4.1　TDS1002的PC傳輸介面 12-12
12.4.2　THD的量測 12-15
12.5　習　題 12-16
12.5.1　共射極放大電路的射極偏壓回授 12-16
12.5.2　串級放大器的回授 12-16

實驗13　射極隨耦器與達靈頓電路
13.1　實驗目的 13-2
13.2　實驗原理 13-2
13.2.1　射極隨耦器簡介 13-2
13.2.2　射極隨耦器的輸出阻抗 13-4
13.2.3　達靈頓電路(Darlington pair)簡介 13-5
13.2.4　達靈頓電路特性 13-6
13.2.5　達靈頓共射極電流放大器 13-6
13.2.6　達靈頓共集極電流放大器 13-7
13.3　認識繼電器 13-8
13.4　實　作 13-10
13.4.1　射極隨耦器模擬電路 13-10
13.4.2　射極隨耦器實作 13-10
13.4.3　達靈頓控制模擬電路(預習) 13-10
13.4.4　達靈頓集極控制電路實作 13-11
13.4.5　達靈頓射極控制電路 13-11
13.4.6　達靈頓電壓隨耦器電路 13-12
13.5　習　題 13-12
13.5.1　達靈頓控制電路 13-12
13.5.2　固態繼電器 13-12
13.5.3　射極隨耦器 13-12

實驗14　推挽式放大電路
14.1　實驗目的 14-2
14.2　實作原理 14-2
14.2.1　推挽式放大器的基本認識 14-2
14.2.2　交越失真 14-4
14.2.3　B類推挽式放大電路多級放大器 14-5
14.2.4 二級回授 14-6
14.3　認識聲頻變壓器 14-7
14.4　實　作 14-10
14.4.1　模擬電路 14-10
14.4.2　實作推挽式射極隨耦器電路 14-10
14.4.3　量測推挽式射極隨耦器電路 14-11
14.4.4　回授電路 14-11
14.4.5　分析與討論 14-11
14.4.6　成果欣賞 14-11
14.5　習　題 14-12
14.5.1　模擬電路 14-12
14.5.2　輸出電壓器 14-12
14.5.3　偵錯 14-12
14.5.4　設計 14-12

實驗15　C類放大器
15.1　實驗目的 15-2
15.2　C類放大器原理 15-2
15.2.1　C類放大電路 15-2
15.2.2　諧振電路 15-4
15.2.3　諧調式C類放大電路的效率 15-6
15.2.4　諧調式C類放大電路的頻寬 15-7
15.3　認識元件 15-8
15.4　實　作 15-9
15.4.1　示波器的模擬 15-9
15.4.2　C類放大器 15-9
15.4.3　諧調式C類放大器 15-9
15.4.4　諧調式C類放大器的Q值 15-10
15.4.5　諧調式C類放大器的效率 15-10
15.4.6　偵錯(選作) 15-10
15.5　習　題 15-10

實驗16　電壓調整
16.1　實驗目的 16-2
16.2　電壓調整器原理 16-2
16.2.1　稽納隨耦器 16-2
16.2.2　稽納調整電源供應器 16-3
16.2.3　雙晶體穩壓電路 16-4
16.2.4　限流雙晶體穩壓電路 16-5
16.3　實　作 16-6
16.3.1　稽納隨耦器的模擬與實作 16-6
16.3.2　稽納調整電源供應器 16-6
16.3.3　雙晶體穩壓電路 16-7
16.3.4　限流雙晶體穩壓電路 16-7
16.4.5　偵錯(選作) 16-8
16.4　習　題 16-8
16.5　補充資料 16-8
16.5.1　達靈頓稽納隨耦器 16-8
16.5.2　可調稽納隨耦器 16-9
16.5.3　定電流源