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集成穩壓器實驗--模擬電路實驗箱

一、實驗目的
1、了解集成穩壓器特性和使用方法。
2、掌握直流穩壓電源主要參數測試方法。

二、實驗原理
隨著半導體工藝的發展，穩壓電路也制成了集成器件。由于集成穩壓器具有體積小，外接線路簡單、使用方便、工作可靠和通用性等優點，因此在各種電子設備中應用十分普遍，基本上取代了由分立元件構成的穩壓電路。集成穩壓管的種類很多，應根據設備對直流電源的要求來進行選擇。對于大多數電子儀器、設備和電子電路來說，通常是選用串聯線性集成穩壓器。而在這種類型的器件中，又以三端式穩壓器應用最為廣泛。
78、79系列三端式集成穩壓器的輸出電壓是固定的，在使用中不能進行調整。78系列三端式穩壓器輸出正極性電壓，一般有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V七個檔次，輸出電流最大可達1.5A(加散熱片)。同類型78M系列穩壓器的輸出電流為0.5A，78L系列穩壓器的輸出電流為0.1A。若要求負極性輸出電壓，則可選用79系列穩壓器。圖17-1為78系列的外形和接線圖。它有三個引出端
輸入端（不穩定電壓輸入端）標以“1”
輸出端（穩定電壓輸出端）標以“3”
公共端標以“2”
除固定輸出三端穩壓器外，尚采可調式三端穩壓器，后者可通過外接元件對輸出電壓進行調整，以適應不同的需要。

圖17-1 78系列外形及接線圖圖17-3 1CQ-4B管腳圖
本實驗所用集成穩壓器為三端固定正穩壓7805，它的主要參數有：輸出直流電壓U0=+5V，輸出電流L：0.1A，M:0.5A，電壓調整率10mv/v，輸出電阻R0=0.15Ω，輸入電壓U_i的范圍8～10V。因為一般U_i要比U0大3～5V，才能保證集成穩壓器工作在線性區。
圖17-2是用三端穩壓器7805構成的單電源電壓輸出串聯型穩壓電源的實驗電路圖。其中整流部分采用了由四個二極管組成的橋式整流器（也可用橋堆替代，型號為1CQ-4B，內部接線和外部管腳引線如圖17-3所示）。濾波電容C1、C2一般選取幾百～幾千微法。當穩壓器距離整流濾波電路比較遠時，在輸入端必須接入電容器C3（數值為0.33uF），以抵消線路的電感效應，防止產生自激振蕩。輸出端電容C4（0.1uF）用以濾除輸出端的高頻信號，改善電路的暫態響應。

圖17-2 由7805構成的串聯型穩壓電源

圖17-4 正、負雙電壓輸出電路圖17-5 輸出電壓擴展電路

圖17-4為正、負雙電壓輸出電路，例如需要U_O1=+18V，U_O2=-18V，則可選用7818和7918三端穩壓器，這時的U_i應為單電壓輸出時的兩倍。當集成穩壓器本身的輸出電壓或輸出電流不能滿足要求時，可通過外接電路來進行性能擴展。圖17-5是一種簡單的輸出電壓擴展電路。如7805穩壓器的3、2端間輸出電壓為5V，因此只要適當選擇R的值，使穩壓管工作在穩壓區，則輸出電壓U_O=5+U_Z，可以高于穩壓器本身的輸出電壓。
圖17-6是通過外接晶體管T及電阻R₁來進行電流擴展的電路。電阻R₁的阻值由外接晶體管的發射結導通電壓U_BE、三端式穩壓器的輸入電流I_i（近似等于三端穩壓器的輸出電流I_O1）和T的基極電流I_B來決定，即

式中：I_C為晶體管T的集電極電流，它應等I_C=I_O-I_O1于；β為T的電流放大系數；對于鍺管U_BE可按0.3V估算，對于硅管U_BE按0.7V估算。

圖17-6 輸出電流擴展電路

附：（1）圖17-7為79系列（輸出負電壓）外形及接線圖
（2）圖17-8為可調輸出正三端穩壓器317外形及接線圖。

圖17-7 79系列外形及接線圖圖17-8 317外形及接線圖

三、實驗儀器
1、示波器
2、數字萬用表
3、集成穩壓電路一、集成穩壓電路二模塊

四、預習要求
1、復習教材直流穩壓電源部分關于電源主要參數及測試方法。
2、查閱手冊，了解本實驗使用穩壓器的技術參數。
3、計算圖17-13電路中1Rp的值。估算圖17-11電路輸出電壓范圍。
4、擬定實驗步驟及記錄表格。

五、實驗內容
1、穩壓器的參數測試
實驗電路如圖17-9所示

圖17-9三端穩壓器參數測試
測試內容：
(1) 穩定輸出電壓。
(2) 電壓調整率。
(3) 電流調整率。
(4) 紋波電壓(有效值或峰值）

2、穩壓器性能測試
仍用圖17-9的電路，測試直流穩壓電源性能
(1) 保持穩定輸出電壓的最小輸入電壓.
(2) 輸出電流最大值及過流保護性能.

3、三端穩壓器靈活應用(選做)

圖17-10 圖17-11

(1) 改變輸出電壓
實驗電路如圖17-10、17-11所示。按圖接線，測量上述電路輸出電壓及變化范圍。

(2) 組成恒流源
實驗電路如圖l7-12所示。
按圖接線，并測試電路恒流作用。

圖17-12
(3) 可調穩壓器
①實驗電路如圖17-13所示

圖17-13
LM3l7L最大輸入電壓40V，輸出1.25V～37V，可調最大輸出電流100mA。
注：(本實驗只加l5V輸入電壓)

②按圖接線，并測試：
I、電壓輸出范圍。
II、按實驗內容1測試各項指標。測試時將輸出電壓調到最高輸出電壓。

六、實驗報告
1、整理實驗報告，計算實驗內容l的各項參數。
2、畫出實驗內容2的輸出保護特性曲線。
3、總結本實驗所用兩種三端穩壓器的應用方法。

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