Электротехника и электроника. Раздел: электроника

Москва 2025
МИНИС ТЕРСТВО Н АУКИ И ВЫСШЕГО ОБР А ЗОВА Н И Я  Р Ф
УНИВЕРСИТЕТ НАУКИ И ТЕХНОЛОГИЙ МИСИС
ИНСТИТУТ КОМПЬЮТЕРНЫХ НАУК
Кафедра инфокоммуникационных технологий
М. С. Анисимова
И. С. Попова
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА 
И ЭЛЕКТРОНИКА
Раздел: Электроника
Лабораторный практикум
Рекомендовано редакционно-издательским  
советом университета
№ 4666

УДК  621.3 
А67
Р е ц е н з е н т 
канд. техн. наук, доц. М.В. Колистратов
А67	 	
Электротехника и электроника. Раздел: электроника : лаб. практикум / М.С. Анисимова, И.С. Попова. – Москва : Издательский Дом НИТУ МИСИС, 
2025. – 110 с.
В лабораторный практикум включены описания лабораторных 
работ, выполняемых в компьютерном классе с применением интерактивных программ моделирования и анализа электрических 
схем.
Описания лабораторных работ содержат краткое изложение вопросов теории, методику проведения экспериментов, обработки полученных данных и контрольные вопросы. В практикум включены 
работы по исследованию характеристик полупроводниковых приборов, их использованию в аналоговой и цифровой технике.
Предназначен для студентов, обучающихся по направлениям 
21.05.04 «Горное дело», профили: «Маркшейдерское дело»; «Обогащение полезных ископаемых»; «Подземное строительство»; 
«Геотехнологии освоения недр»; «Промышленная и экологическая 
безопасность»; «Геотехнологии освоения недр», при выполнении 
лабораторных работ по курсу «Электротехника и электроника».
УДК 621.3
Анисимова М. С.,  
Попова И. С., 2025
НИТУ МИСИС, 2025

СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие . .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Правила работы в компьютерном классе . .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . 6
Правила выполнения лабораторных работ. .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . 7
Содержание отчета о лабораторной работе. .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . 8
Лабораторная работа 1. Диоды, иссдедование схем 
с нелинейными элементами. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.1.  Цель работы. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.2. Теоретическое введение. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3. Подготовка к работе. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.4. Порядок выполнения работы . .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . 13
1.5. Содержание отчета. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.6. Контрольные вопросы. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . 20
Лабораторная работа 2. Стабилитроны и тринисторы. .  . . . . 22
2.1. Цель работы. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.2. Теоретическое введение. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . 22
2.3. Подготовка к работе. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.4. Порядок выполнения работы . .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . 27
2.5. Содержание отчета. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.6. Контрольные вопросы. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . 33
Лабораторная работа 3. Источники вторичного 
электропитания. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.1. Цель работы. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.2. Теоретическое введение. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . 35
3.3. Подготовка к работе. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.4. Порядок выполнения работы . .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . 41
3.5. Обработка результатов эксперимента . .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . 45
3.6. Содержание отчета. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.7. Контрольные вопросы. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . 46
Лабораторная работа 4. Биполярные транзисторы. 
Параметры и характеристики. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . 47
4.1. Цель работы. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.2. Теоретическое введение. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . 47
4.3. Подготовка к работе. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . 51

4.4. Порядок выполнения работы . .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . 51
4.5. Содержание отчета. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.6. Контрольные вопросы. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . 55
Лабораторная работа 5. Усилители на биполярных 
транзисторах. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.1. Цель работы. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.2. Теоретическое введение. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . 56
5.3. Подготовка к работе. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . 59
5.4. Порядок выполнения работы . .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . 59
5.5. Содержание отчета. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . 62
5.6. Контрольные вопросы. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . 63
Лабораторная работа 6. Усилительные схемы 
на операционных усилителях . .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . 65
6.1. Цель работы. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
6.2. Теоретическое введение. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . 65
6.3. Подготовка к работе. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . 73
6.4. Порядок выполнения работы . .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . 73
6.5. Содержание отчета. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . 80
6.6. Контрольные вопросы. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . 80
Лабораторная работа 7. Генераторы сигналов 
на операционных усилителях . .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . 82
7.1. Цель работы. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
7.2. Теоретическое введение. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . 82
7.3. Подготовка к работе. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . 89
7.4. Порядок выполнения работы . .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . 89
7.5. Содержание отчета. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . 93
7.6. Контрольные вопросы. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . 93
Лабораторная работа 8. Триггеры. .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . 95
8.1. Цель работы. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
8.2. Теоретическое введение. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . 95
8.3. Подготовка к работе. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . 101
8.4. Порядок выполнения работы . .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . 102
8.5. Содержание отчета. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . 107
8.6. Контрольные вопросы. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . 107
Заключение. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Библиографический список. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . . . . . . . . . . 109

ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящий лабораторный практикум включает описание 
лабораторных работ по аналоговой электронике и цифровой 
электронике, разработанных для выполнения в компьютерном классе с применением интерактивных программ моделирования и анализа электрических схем. В части по аналоговой электронике представлены материалы по принципу 
работы дискретных полупроводниковых приборов – диодов, 
биполярных транзисторов, тринисторов, стабилитронов – их 
применению в схемах усиления и преобразования электрических сигналов.
В части по цифровой электронике представлены материалы по свойствам полупроводниковых устройств, позволяющих производить действия с дискретными электрическими 
сигналами, арифметические и логические действия с числами. Показаны возможности применения цифровых электронных приборов для управления различными устройствами и контроля их режимов работы.
В ходе выполнения работ студенты получают дополнительно информацию по правилам составления электронных 
схем, обозначениям приборов, методам измерения.

ПРАВИЛА РАБОТЫ 
В КОМПЬЮТЕРНОМ КЛАССЕ
1.  Работающим в компьютерном классе не разрешается 
находиться в верхней одежде, иметь при себе продукты питания.
2.  Во время работы в компьютерном классе должна соблюдаться тишина.
3.  При работе в компьютерном классе категорически запрещается:
 
– без разрешения преподавателя включать или выключать компьютер;
 
– переключать шланги питания, соединительные кабели 
компьютера и монитора;
 
– запускать программы, не используемые при выполнении лабораторной работы;
 
– класть сумки, портфели на компьютерный стол;
 
– записывать рабочие файлы в директории на жестком 
диске и на сменные диски;
 
– перенастраивать параметры используемой программы;
 
– синтезировать электрические схемы, не входящие 
в план лабораторной работы;
 
– вводить собственный пароль входа в систему;
 
– пользоваться папкой «Панель управления»;
 
– открывать другие жесткие диски;
 
– оставлять рабочее место без предупреждения об этом 
преподавателя;
 
– загрязнять рабочее место.
4.  По окончании работы в компьютерном классе студент 
должен сдать рабочее место в порядке.
5.  При неполадках в работе компьютера студент должен 
сообщить об этом преподавателю, ведущему занятия.

ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ 
ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1.  Лабораторные работы проводятся в компьютерном 
классе с применением интерактивных программ моделирования и анализа электрических схем.
2.  Для допуска к выполнению лабораторных работ студент обязан ознакомиться с правилами работы в компьютерном классе и правилами техники безопасности.
3.  К началу лабораторной работы студенту необходимо ознакомиться с ее содержанием, изучить теоретические сведения по теме лабораторной работы, подготовить отчет для внесения экспериментальных данных и выполнения расчетов.
4.  Полученные в ходе выполнения работы результаты 
студент должен занести в отчет о лабораторной работе.
5.  При анализе результатов лабораторной работы, полученные расчетные данные и характеристики необходимо 
прокомментировать (пояснить) с позиций известных теоретических положений.
6.  Выводы по результатам лабораторной работы следует 
занести в отчет.
7.  Студент должен защитить оформленную лабораторную работу. К защите допускаются студенты, получившие 
допуск, выполнившие лабораторную работу в полном объеме 
задания и оформившие ее в соответствии с настоящими правилами.
8.  Для защиты лабораторной работы необходимо представить расчетно-графический экспериментальный результат и уметь объяснить его, а также ответить на вопросы преподавателя.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА 
О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
Лабораторная работа оформляется в виде отчета на скрепленных листах формата А4 (или в лабораторной тетради) 
с титульным листом. Схемы, графики и таблицы должны 
быть начерчены карандашом с использованием трафарета 
или линейки с соблюдением принятых стандартных условных обозначений.
Отчет по лабораторной работе должен содержать следующие пункты.
1.  Наименование лабораторной работы.
2.  Цель работы.
3.  Краткое теоретическое введение и расчетные формулы.
4.  Электрические схемы цепей с измерительными приборами.
5.  Таблицы с расчетными и экспериментальными данными.
6.  Графики, топографические, векторные и временные 
диаграммы, вольтамперные характеристики (ВАХ).
7.  Выводы по результатам лабораторной работы.

Лабораторная работа 1 
ДИОДЫ, ИССДЕДОВАНИЕ СХЕМ 
С НЕЛИНЕЙНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
1.1.  Цель работы
Изучить вольт-амперные характеристики нелинейных 
элементов, изучить их работу в электрических цепях, а так 
же анализ влияния нелинейных свойств на режимы работы 
схем.
1.2. Теоретическое введение
Элементы электрической цепи (как источник, так и приемник), параметры которых зависят от тока, протекающего 
через них, или напряжения на их зажимах, называют нелинейными элементами (НЭ), а цепи, в состав которых входит 
хотя бы один нелинейный элемент, являются нелинейными 
цепями.
Основным нелинейным элементом электрических цепей при постоянном токе является нелинейный резистор 
(рис. 1.1), параметры которого задаются вольт-амперной характеристикой (ВАХ). ВАХ нелинейного резистора – это зависимость тока, протекающего через нелинейный резистивный элемент, от приложенного к нему напряжения.
I
НЭ
U
Рис. 1.1. Нелинейный резистор
В отличие от линейных резисторов, у которых ВАХ 
представляет собой прямую линию, описываемую законом 
Ома (I = UR), для нелинейных резисторов ВАХ является не

линейной функцией, то есть зависимость между током и напряжением выражается сложной математической зависимостью.
Важным параметром ВАХ нелинейного резистора является сопротивление. В силу нелинейности характеристики 
оно меняется от точки к точке. Существуют два вида сопротивления: статическое и дифференциальное.
К нелинейным элементам электрических цепей так же 
относится диод.
Полупроводниковый диод – электронный прибор с двумя выводами от p-n-перехода анодом и катодом. Идеальный 
диод имеет сопротивление, равное нулю при «прямой» полярности напряжения (плюс на аноде, минус на катоде) 
и бесконечно большое сопротивление при обратной полярности. Условное обозначение диода и вольт-амперная характеристика (ВАХ) идеального диода приведены на рис. 1.2.
I
U
А
К
а
б
Рис. 1.2. Обозначение (а) и идеализированная вольтамперная характеристика диода (б)
Реальная вольт-амперная характеристика германиевых 
и кремниевых диодов при


=
−




T
exp
1
s
U
I
I
mU
,
где Is – обратный ток (100  нА для германиевых диодов, 
100 нА для кремниевых);
m – поправочный коэффициент (от 1 до 2);