实验一晶体管输出特性

《实验一晶体管输出特性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、晶体管输出特性曲线测试电路的设计无29刘晨2002011563一、实验任务设计一个测量NPN型晶体管特性曲线的电路。测量电路设置标有e、b、c引脚的插孔。当被测晶体管插入插孔通电后，示波器屏幕上便显示出被测晶体管的输出特性曲线。二、实验目的1．了解测量双极型晶体管输出特性曲线的原理和方法。2．熟悉脉冲波形的产生和波形变换的原理和方法。3．熟悉各单元电路的设计方法。三、实验原理图1晶体管输出特性曲线VCEVCC0IsIB=0IB=5μAIB=10μA10987654321Ic/mA晶体管共发射极输出特性曲线如图1所示，它是由函数i

2、c=f(vCE)

3、iB=常数表示的一簇曲线。它既反映了基极电流iB对集电极电流iC的控制作用，同时也反映出集电极和发射极之间的电压vCE对集电极电流iC的影响。如使示波器显示图1那样的曲线，则应降集电极电流iC取样，加至示波器的Y轴输入端，将电压vCE加至示波器的X轴输入端。若要显示iB为不同值时的一簇曲线，积极电流应为逐级增加的阶梯波形。通常晶体管的集电极电压是从零开始增加，达到某一数值后又回到零值的扫描波形，本次试验采用锯齿波。测量晶体管输出特性曲线的一种参考电路框图如图2所示。矩形波震荡电路产生矩形脉冲输出电压vO1。该电

4、路一方面经锯齿波形成电路变换成锯齿波vO2，作为晶体管集电极的扫描电压；另一方面经阶梯波形成电路，通过隔离电阻送至晶体管的基极，作为积极驱动电流iB，波形见图3（下页）的第三个图。Y轴Vout=VCC-VCE即间接显示IC锯齿波产生电路矩形波产生电路阶梯波产生电路电压变换电路VCEVCC—VCERCRBYXX轴VCECH2CH1图2晶体管输出特性曲线测试电路原理框图ViBtttV时钟源锯齿波发生器阶梯波发生器图3输出特性曲线测试电路工作波形电阻RC将集电极电流取样，经电压变换电路转换成与电流iC成正比的对地电压VO3,加至示波器

5、的Y轴输入端，则示波器的屏幕上便会显示出晶体管输出特性曲线。需要注意，锯齿波的周期与基极阶梯波每一级的时间要完全同步（用同一矩形脉冲产生的锯齿波和阶梯波可以很好的满足这个条件）。阶梯波有多少级就会显示出多少条输出特性曲线。另外，每一整幅图形的显示频率不能太低，否则波形会闪烁。四、主要设计指标及要求1、矩形波f频率不作要求，占空比为4%～6%(在输出幅度50%处测量)，（输出电压幅度为Vp-p=20V）。2、电平阶梯波级数10级，ΔV=1V误差±10%。或ΔV=0.5V误差±10%。不作统一要求五、电路设计及仿真结果：1、电路基本

6、组成：电路由5个基本部分组成，包括矩形波产生电路、锯齿波产生电路、阶梯波产生电路、电压变换电路和由以上4个电路组成的晶体管测试电路。1、矩形波产生电路：用来产生窄的矩形脉冲，要求占空比为4％～6％，所用电路为一个由LM741组成的施密特触发器，用来产生矩形窄脉冲，由于二极管D3的单向导通功能，使得充放电时的回路电阻不同，结果时间常数不同，从而矩形脉冲的占空比可以远小于50％。电路图以及仿真结果如下，矩形脉冲的峰峰值幅度大约为21V。矩形脉冲产生电路图矩形波曲线1、锯齿波产生电路：锯齿波产生电路是以矩形波为输入，通过运放LM741

7、组成的指数阶电路，形成积分器，经过C3的充放电形成近似的锯齿波。锯齿波峰峰值幅度大约是10V。锯齿波产生电路图锯齿波曲线4、阶梯波产生电路：阶梯波产生电路是以矩形脉冲波为输入信号，每输入一次矩形脉冲，就给电路充一次电，但是，由于给电容充电时，二极管导通，电流流过。充电结束，电流反向，二极管截止，电荷不能释放掉，电压不变，随着下一次充电的到来，电压叠加在原来电压之上，成为阶梯波，直到达到矩形波的电压，这是二极管导通，电容放电，电压又回到0，一个周期结束，然后重新进行下一次的阶梯波产生。阶梯波产生电路阶梯波曲线4、电压变换电路以及总

8、电路：电压变换电路是以锯齿波和晶体管集电极电压为输入，把集电极的输出电流转化为电压输出，以方便示波器读出电流的值，进而显示出输出特性曲线。电压变换电路及全电路晶体管测试电路输出曲线六、实验数据及实验结果：a)矩形脉冲波：频率f＝543Hz周期T＝1.842ms矩形脉宽τ＝0.110ms占空比D＝τ/T＝5.97％峰峰值幅度Vpp＝21.2Vb)锯齿波：幅度Vpp＝11.55V周期T＝1.835msc)阶梯波：阶梯数10阶梯间隔0.309Vd)β值的测量：曲线间距0.47Vβ＝（0.47/0.5k）/（0.309/100k）＝33

9、1七、思考题1．在图2所示的电路中，被测晶体管发射结的压降不同对测量结果会不会有影响？如果要求测量以发射结电压VBE为参变量的输出特性曲线，电路应如何修改？答：被测晶体管发射结的压降不同对测量结果不会有影响。只要VBE＞VBE（TH）晶体管导通后VBE就基本不变