簡(jiǎn)易晶體管圖示儀

1、簡(jiǎn)略單純晶體管圖示儀 之五兆芳芳創(chuàng)作實(shí)驗(yàn)陳述專業(yè)：通信工程班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：一、課題名稱： 簡(jiǎn)略單純晶體管圖示儀二、摘要：本陳述主要論述了簡(jiǎn)略單純晶體管圖示儀的設(shè)計(jì)原理與 實(shí)現(xiàn)辦法，通過(guò)階梯波改動(dòng)基極電位以及三角波在集電極掃 描得出轉(zhuǎn)移特性曲線，陳述中了實(shí)驗(yàn)的仿真電路與實(shí)際搭接 情況以及各部分電路測(cè)試情況，闡發(fā)了實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題并 說(shuō)明了解決的辦法.三、關(guān)頭詞：方波 三角波 階梯波 晶體管轉(zhuǎn)移特性曲線四、設(shè)計(jì)任務(wù)要求1 .根本要求：1）設(shè)計(jì)一個(gè)階梯波產(chǎn)生器，f > 500Hz , Uopp> 3V,階數(shù)N=6;.2）設(shè)計(jì)一個(gè)三角波產(chǎn)生器，三角波 Vopp>2V;3）

2、設(shè)計(jì)庇護(hù)電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)三極管輸出特性的測(cè)試;2 .提高要求：1）可以識(shí)別NPN PNP管，弁正確測(cè)試不合性質(zhì)三極管；2）設(shè)計(jì)階數(shù)可調(diào)的階梯波產(chǎn)生器.五、設(shè)計(jì)思路及總體結(jié)構(gòu)框圖1.設(shè)計(jì)思路晶體管特性圖示儀是一種能對(duì)晶體管的特性參數(shù)進(jìn)行測(cè) 試的儀器.該儀器用可調(diào)節(jié)的階梯波和三角波對(duì)晶體管進(jìn)行 周期性掃描，弁將結(jié)果以圖示的方法顯示在屏幕上 .首先利用555時(shí)基振蕩器產(chǎn)生方波.一方面方波輸入到雙 運(yùn)算縮小器LF353, LF353的一個(gè)運(yùn)放作為積分器產(chǎn)生鋸齒波， 另一個(gè)運(yùn)放組成反相縮小電路得到適合幅值的三角波輸入到 三極管的集電極作為掃描電壓.另一方面方波作為時(shí)鐘信號(hào) 輸入四位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74LS

3、169,取其低三位輸出作為地 址輸入到CD4051的地址端，通過(guò)度壓在 CD4051的數(shù)據(jù)輸入 端輸入等距離的電位值，CD4051作為數(shù)據(jù)選擇器，按照輸入 的地址對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇性輸出，從而取得階梯波；然后把階 梯波作為基極電位輸入到三極管的基極；通過(guò)示波器兩通道 辨別接集電極和射極，以 X-Y模式顯示晶體管的轉(zhuǎn)移特性曲六、分塊電路和總體電路的設(shè)計(jì)1 .方波產(chǎn)生器電路通過(guò)555振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，所需電壓為土 5V.直接反應(yīng)型無(wú)穩(wěn)電路T_一T2=0.693*RB*C;占空比：(RA+RB)/(RA+2*RB)VCCV 二二C2什RST .工口IET：IT . - hi ： 訕：，一心2ri :*

4、1加力F |- - - - 5S5.'JR2：3 81 4 5 5 7 62T1=0.693 (RA+RB *C;f=1.433/(RA+2*RB)*C;想要產(chǎn)生占空比為50炕右的方波，RB要遠(yuǎn)大于RA方波產(chǎn)生器Multisim設(shè)計(jì)電路2 .三角波產(chǎn)生電路將NE555產(chǎn)生的方波輸入雙運(yùn)算縮小器 LF353中，利用其第一個(gè) 運(yùn)放組成反向積分電路產(chǎn)生三角波，利用第二級(jí)運(yùn)放組成反向加法縮小電路，產(chǎn)生適合要求的三角波.三角波產(chǎn)生器Multisim仿真電路3 .階梯波產(chǎn)生器電路方波作為時(shí)鐘信號(hào)輸入 74LS169, 74LS169作為同步四位 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，統(tǒng)計(jì)時(shí)鐘沿個(gè)數(shù)，將其低三位輸出作為地址

5、 輸入到CD4051中（低三位輸出組成模為 8的計(jì)數(shù)器，從000 到111）,采取8個(gè)等值的電阻分壓產(chǎn)生等距離的電位值，輸 入到CD4051的數(shù)據(jù)端，CD4051作為數(shù)據(jù)選擇器，在收到不合 的地址時(shí)輸出不合的電位，從而產(chǎn)生8階階梯波.階梯波產(chǎn)生器Multisim仿真電路4 .晶體管特性曲線的顯示將產(chǎn)生的三角波輸入到三極管 S8050（Multisim仿真中用 2N2222代替）的集電極用作掃描，將產(chǎn)生的階梯波輸入到三極 管的基極改動(dòng)基極電位.晶體管轉(zhuǎn)移特性曲線是Ic和Vce的 關(guān)系，在三角波射極接電阻 Re,通過(guò)丈量Re兩端的電壓大小 直接丈量流入集電極的電流大小.示波器的兩路一路丈量 Re

6、兩端的電壓，另一路在晶體管的集電極丈量Vc大小，弁選擇X-Y模式得到晶體管的轉(zhuǎn)移特性曲線.七、實(shí)現(xiàn)功效說(shuō)明1 .根本功效的實(shí)現(xiàn)1）方波產(chǎn)生器，f=1.548kHz , Uopp=3.63V;2）階梯波產(chǎn)生器，f=196.85Hz , Uopp=5V 階數(shù) N=6;3）三角波產(chǎn)生器，三角波 Vopp=11.2V, f=1.54kHz;4）晶體管特性曲線可取得6條晶體管輸出特性曲線組.輸出特性曲線是丈量所得 Uce與Ic的轉(zhuǎn)移關(guān)系曲線. 用三角波掃描集電極，X軸丈量三極管的集電極電壓，以 暗示Uce的值；Y軸丈量Re上的電壓，通過(guò)電壓值來(lái)以暗 示Ic的值.這樣在示波器的X-Y模式下就可以得到一條輸

7、 入特性曲線.基極電位產(chǎn)生改動(dòng)，便可得到新的輸出特性 曲線.把階梯波做為三極管基極電壓輸入，便可得到NPN的輸出特性曲線.2 .提高要求1）顯示NPNT特性曲線簇測(cè)試辦法：在原電路的根本上進(jìn)行改裝.首先要將要將品 體管的CE&換，將E接鋸齒波（高電位）；其次示波器的CH1 CH2勺接法也要相應(yīng)修改2）實(shí)現(xiàn)曲線簇4-8階可調(diào)通過(guò)在三角波產(chǎn)生電路中加滑動(dòng)變阻器改動(dòng)三角波的 直流電位從而實(shí)現(xiàn)晶體管特性曲線的數(shù)目變更3 .實(shí)際電路搭接八、毛病及問(wèn)題闡發(fā)1 . Multisim仿真時(shí)三角波產(chǎn)生電路無(wú)法輸出正確波形.LF353雙運(yùn)放將方波變成三角波， 仿真時(shí)發(fā)明第一級(jí)積分 電路可以產(chǎn)生幅度很小的三

8、角波而第二級(jí)縮小電路輸出呈直 流，沒(méi)有三角波輸出.仔細(xì)不雅察第一級(jí)產(chǎn)生波形后發(fā)明第一 級(jí)產(chǎn)生的三角波有一個(gè)很大的直流偏置，如果直接對(duì)波形進(jìn) 行縮小，不但三角波幅值被縮小，直流偏置也會(huì)被縮小.通過(guò)在第二級(jí)縮小電路的同相端加比較電壓從而解決了問(wèn)題.使第二級(jí)縮小電路同時(shí)具有加法電路功效 .2 . Multisim仿真時(shí)輸出特性曲線條數(shù)過(guò)少仿真時(shí)轉(zhuǎn)移特性曲線只能輸出兩階，在調(diào)試各部分電路 時(shí)發(fā)明造成這種現(xiàn)象的原因是三角波幅值太小，導(dǎo)致階梯波 的高階無(wú)法掃描到.三角波幅值太小，由于反應(yīng)電阻阻值選擇 不當(dāng).但是單純?cè)龃蠓磻?yīng)電阻組織又會(huì)使其直流偏置改動(dòng).通過(guò)MMultisim 中LF353所需的幾個(gè)電阻都改

9、成滑動(dòng)變阻器，找到適合的阻值后，再在電路中替換，從而得到適合的三角波.弁且在這個(gè)進(jìn)程中，發(fā)明改動(dòng)積分電路的庇護(hù)電阻可以改動(dòng) 最終三角波的偏置從而改動(dòng)輸出特性曲線條數(shù)，為前面的提 高要求提供了一種實(shí)現(xiàn)辦法.（前面測(cè)試中發(fā)明，改動(dòng)射極電 阻對(duì)這一問(wèn)題也能有效解決）3 .實(shí)際搭接電路時(shí)階梯波無(wú)法正確輸出由于仿真的器件ADG40的CD405位實(shí)不完全相同，造成了 輸出的凌亂，對(duì)CD405的管腳圖和功效表進(jìn)行研究后重新搭 接了電路.4 .由于分壓造成的波形凌亂電路中用到|±5V及±12,的電壓源，而實(shí)驗(yàn)室提供只能輸出兩 路直流穩(wěn)壓，低電壓從高電壓分壓取得 .在從12份5咖，由 于電路

10、中電阻值太小，只能用 200）電阻取得5%壓，功率太 大導(dǎo)致了電路中波形不穩(wěn)，通過(guò)逐步伐試電路中的電阻值與 仿真對(duì)比從而取得一個(gè)最穩(wěn)定的波形.實(shí)驗(yàn)發(fā)明，實(shí)際電路與 仿真其實(shí)不相同，需要在實(shí)踐中查驗(yàn).5 .示波器在顯示晶體管輸出特性曲線的圖形時(shí)有何掃線回掃線是由于鋸齒波的下降段時(shí)間太長(zhǎng)導(dǎo)致的，具體說(shuō)來(lái)是由于鋸齒波產(chǎn)生電路中電容放電不敷快造成的.可以通過(guò)減小放電回路的等效電阻阻值來(lái)減小放電時(shí)間常數(shù)，從而 放慢放電，使鋸齒波的下降段時(shí)間減小，消除回掃線.九、總結(jié)和結(jié)論1 .本實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)三極管輸出特性曲線的測(cè)試.輸出特性曲線是描述以基極電流為參量，集電極電流"與三極管C、E極之 間的管壓降

11、4.之間的關(guān)系，對(duì)于每一個(gè)確定的4都有一套輸出 特性曲線與之對(duì)應(yīng).以越大，曲線位置越高.對(duì)于某一條曲線， 當(dāng)兀從零逐漸增大時(shí)，1逐漸增大，當(dāng)，口增大到一定數(shù)值時(shí)，4 根本不變,表示為曲線幾近平行與橫軸,即4:大小幾近僅僅取 決于.2 .本次實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)對(duì)電路圖的設(shè)計(jì)，加倍深刻地理解了方波 產(chǎn)生的原理，以及使用積分電路，縮小電路時(shí)的一些注意事 項(xiàng)，進(jìn)一步掌握了集成運(yùn)放的使用辦法 .同時(shí)在調(diào)測(cè)進(jìn)程中， 學(xué)會(huì)了在逐點(diǎn)檢測(cè)波形與仿真對(duì)比從而發(fā)明問(wèn)題解決問(wèn)題的 辦法，也因此懂得了做 Multisim仿真的一個(gè)意義所在.3 .實(shí)驗(yàn)中使用了數(shù)字模塊74LS169以及CD4051,與數(shù)字電路與邏 輯設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)

12、同步相對(duì)應(yīng)，理論指導(dǎo)實(shí)踐，通過(guò)實(shí)踐更好地 理解知識(shí)，相互反應(yīng)中不但讓我能夠加倍容易地理解電路原 理，做好電路設(shè)計(jì)，更促進(jìn)了數(shù)電知識(shí)的學(xué)習(xí)和穩(wěn)固.4 .本次實(shí)驗(yàn)是自主完成的一次實(shí)驗(yàn).從前期的設(shè)計(jì)電路到做仿真以及電路的實(shí)際搭接與測(cè)試，全部獨(dú)立完成.在實(shí)踐中不竭地發(fā)明問(wèn)題解決問(wèn)題，提高了自身的工程設(shè)計(jì)和實(shí)踐動(dòng)手能 力，增強(qiáng)了系統(tǒng)概念，為之后的理論和實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)掃清了部 分障礙.十、仿真圖及波形圖1 . Mulitism 仿真圖：2 .波形圖：方波三角波:階梯波晶體管輸出特性曲線所用元器件及測(cè)試儀表清單元器件/測(cè)試儀表數(shù)量作用方555時(shí)基振蕩器1產(chǎn)生方波波100nF電容1電330pF電容1路110k 電阻1直流穩(wěn)壓電源1三LF3531A級(jí)用作積分器產(chǎn)生三角波；角第二級(jí)用作縮小器使三角波大小滿足波要求.2積分電路輸入電阻、平衡電阻路1積分電路庇護(hù)電阻10k 電阻1平衡電阻13k 電阻1縮小電路輸入電阻47k 電阻1反應(yīng)電阻100nF電容1積分電容直流穩(wěn)壓電壓源1階74LS1691統(tǒng)計(jì)時(shí)鐘信號(hào)上升沿個(gè)數(shù)，輸出作為CD