实验四 VCCS CCVS的研究

一、实验目的

1、熟悉四种受控电源的基本特性 2、掌握受控源转移参数的测试方法 二、内容说明

电源可分为电源（如干电池、发电机等）与非电源（或称受控源）两种，受控源在网络分析中已经成为一个与电阻电感、电容等无源元件同样经常遇到的电路元件，受控源与电源不同，电源的电动势或电激流是某一固定数值或某一时间函数，不随电路其余部分的状态而改变，且理想电压源的电压不随其输出电流而改变，理想电流源的输出电流与其端电压无关，电源作为电路的输入，它代表了外界对电路的作用，受控电源的电动势或电激流则随网络中另一支路的电流或电压而变化，它表示了电子器件中所发生的物理现象的一种模型，受控源又与无源元件不同，无源无件的电压和它自身的电流有一定的函数关系，而受控源的电压或电流则和另一支路（或元件）的电流或电压有某种函数关系，当受控源的电压（或电流）与控制元件的电压（或电流）成正比变化时，该受控源是线性的，理想受控源的控制支路中只有一个变量（电压或电流），另一个变量等于零，即从入口看，理想受控源或者是短路，即输入电阻R1=0，因而V1=0，或者是开路，即输入电导G1=0因而输入电流I1=0。从出口看，理想受控源或者是一理想电流源或者是一理想电压源。受控源有两对端钮，一对输出端钮，一对输入端钮，输入端用来控制输出端电压或电流大小，施加于输入端的控制量可以是电压或是电流，因此，有两种受控电压源即电压控制电压源VCVS，电流控制电压源CCVS，同样，受控电流源也有两种即电压控制电流源VCCS及电流控制电流源CCCS。

受控源的控制端与受控端的关系式称转移函数，四种受控源的转移函数参量分别用α、gm、μ、rm表示，它们的定义如下：

1．CCCS：α=i2/i1 2．VCCS：gm=i2/u1 3．VCVS：μ=u2/u1 4．CCVS：rm=u2/u1 三、实验内容

1．测量受控源VCCS的转移特性IL=f（U1）及负载特性IL=f（U2），实验线路如图2所示

实验方法:

图1

1KΩ 稳压电源 + U - U1 I1 + 1 - gmUU2 RL VCCS

转移电流比（或电流增益） 转移电导

转移电压比（或电压增益） 转移电阻

本次实验主要研究对象是VCCS（电压控制电流源）和CCVS（电流控制电压源）。

(1).按图1接线，接通VCCS电源。

(2).固定电阻RL=2K，调节稳压电源输出电压U1，使其在0-5V范围内取值，测量U1及相应的IL，绘制出IL=f（U1）曲线，并由其线性部分求出转移电导gm , gm=gmn/n

n1nU1（V） 测量值 IL(mA) 实验计算值 gm（S） １ ２ ２．５ ３ ３．５ ４ ４．５ ５

(3).保持U1=2V,令RL从0增加到5K,测量相应的IL及U2,绘制IL=f（U2）曲线。 R（ 1 KΩ LKΩ）IL(mA) U2（V） 2 KΩ 3 KΩ 4 KΩ 5 KΩ

2．测量受控源CCVS的转移特性U2=f（I1）及负载特性U2=f（IL）。

（1）实验线路如图2所示

（2）实验方法

① 按图2接线，接通电源。

② 调节稳流电源输出电流I1，I1为可调直流恒流源，RL为可调电阻器。 ③ 固定RL=2K，调节直流恒流源输出电流，使其在0-0.8mA,范围内取值，测量I1及其相应的U2值，绘制U2=f（I1）曲线，并由其线性部分求出转移电阻rm 。

rmrmn/n

nI1 电流源 mA U1 + I1 - rm CCVS 图2

I2 U2 R ④

n1I1 测量值 (mA) U2 （V） 实验计算值

Rm （KΩ） ④ 保持I1 =0.3mA 令RL 从1KΩ增加至∞，测量 U2及IL值，绘制U2=f（IL）曲线。 ` RL（KΩ） 1KΩ 2KΩ 3KΩ U2（V） 4KΩ 5KΩ 6KΩ 7KΩ 8KΩ 9KΩ 10KΩ ∞ IL（mA） 四、实验报告：

按实验要求，完成实验内容并写出实验报告。