南邮实验 简易晶体管特性曲线图示仪

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1、南邮简易晶体管特性曲线图示仪摘要本文主要介绍了简易晶体管特性图示仪的制作原理，内部结构，工作方式。同时在制作的过程中介绍了晶体管的输出特性曲线，555、74LS161、74LS00、LM324集成块的内部管脚排列图，它们所能实现的功能，以及它们在电路中所起的作用。设计中锯齿波是利用555构成的振荡电路来产生的；阶梯波是通过74LS161产生一个计数器来实现的。555产生一个矩形脉冲来控制161的计数，每当555产生的矩形波处于上升沿的时候就能触发161产生一次计数，161产生的数字信号再经过一个74LS00的反向处理进入到数模转换开关当中，从而控制不同电压的

2、相互叠加，最终来实现8个不同幅值的阶越信号，这就是阶梯波。把产生的锯齿波和阶梯波接入被测三极管，从被测三极管的发射极与集电极接出两路信号分别接入示波器，再利用李沙育图形就能观测到晶体管的输出特性曲线。关键词：锯齿波阶梯波55574LS161目录一引言1二晶体管图示仪的测试原理2三晶体管的输出特性曲线3四锯齿波和阶梯波的产生44.1555的内部结构与工作原理44.1.1电路组成44.1.2基本功能54.274LS161的内部结构与工作原理54.374LS00的内部结构图64.4LM324的内部结构与功能64.5锯齿波的产生方法74.5.1电路组成74.5.2工

3、作原理84.6阶梯波的产生方法94.1.174LS161的计数原理94.1.2数模转换开关104.1.3电压叠加产生阶梯信号114.1.474LS00对信号的反向处理124.1.5阶梯波的形成与输出波形13五李沙育图形观测法14六三极管的接入与测试15七晶体管特性图试仪的调试16谢辞17参考文献18附录19一引言21世纪是信息的时代，作为信息技术的核心部分，电子科学与技术的发展功不可没，随着国内外电子科学与技术的飞速发展，电子市场已经表现出巨大的潜力，一些公司也越来越多的进入该领域投资，基于这些，如何来生产出电子相关产品抓住市场需求就变的至关重要，晶体管作为

4、该领域的重要器件，对它进行更深的了解也势在必行，晶体管特性曲线图示仪作为研究晶体管输入与输出特性的仪器也越来越体现出它的价值。晶体管特性图示仪是一种专用示波器,它能直接观察各种晶体管特性曲线及曲性簇。例如:晶体管共射、共基和共集三种接法的输入、输出特性及反馈特性;二极管的正向、反向特性;稳压管的稳压或齐纳特性;它可以测量晶体管的击穿电压、饱和电流、自或a参数。本设计中所做的晶体管特性曲线图示仪是最简单的，能够显示晶体管输出特性曲线的仪器，但在原理上没有本质的区别。在下面的设计中会一一介绍简易晶体管特性曲线图示仪的内部结构、工作原理和它的制作、调试方法。17二

5、晶体管图示仪的测试原理晶体管特性图示仪的原理如下：阶梯电压图2-1晶体管图示仪的内部原理图描述晶体管特性，要有两种电压，一是加在B极上的阶梯波，用于产生不同的Ib，二是C极上的锯齿波，其周期与阶梯波相对应，以描绘出Ic-Uce特性曲线。用合适的阶梯电压加至晶体管的基极，在晶体管的基极产生若干级大小不等的基流，晶体管在每级基流作用下，其Uce自小到大扫描一次，并将此电压加到示波的X轴，同时，将晶体管的输出电流信号Ic加到示波管的Y端，从而得到该晶体管的Ic-Uce特性。利用普通示波器作为显示器件设计一个简易晶体管特性图试仪基本要求：该晶体管图示仪能稳定地显示晶

6、体管的如下特性:小功率NPN晶体管的Ic——Uce特性（共发射极组态）X轴——UceY轴——Ic显示特性簇共8条曲线，每条曲线对应的基极电流Ib步进0.28mA功耗电阻1KΩ17三晶体管的输出特性曲线晶体管的输出特性曲线图如下：图3-1晶体管的输出特性曲线输出特性曲线描述基极电流Ib一常量时，集电极电流Ic与管压降Uce之间的函数关系，即：Ic=f(Uce)︱IB=常数对于每一个确定的Ib，都有一条曲线，所以输出特性是一族曲线，如图上面的图所示，对于某一条曲线，当Uce从零逐渐增大时，集电结电场随之增强，收集基区非平衡少子的能力逐渐增强因而Ic也就逐渐增大。

7、而当Uce增大到一定数值时，集电结电场足以将基区非平衡少子的绝大部分收集到集电区来，Uce再增大，收集能力已不能明显提高，表现为曲线几乎平行与横轴，即Ic几乎仅仅决定于Ib。从输出特性曲线可以看出，晶体管有三个工作区域（见上图中所标注）：（1）截止区：其特征是发射结电压小于开启电压Uon且集电结反向偏置，即对于共射电路Ube≤Uon且Uce＞Ube。此时Ib=0，而Ic≤Iceo。小功率硅管的Iceo在1uA以下，锗管的Iceo小于几十微安。因此在近似分析中可以认为晶体管截止时的Ic≈0。（2）放大区：其特征是发射结正向偏置（Ube大于发射结开启电压Uon）

8、且集电结反向偏置，即对于共射电路Ube＞Uon且Uc