简易晶体管图示仪设计与实现 _大学论文.doc

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1、简易晶体管图示仪的设计与实现实验报告专业：班级：姓名：学号：指导老师：一、摘要：本报告主要介绍了简易晶体管特性图示仪的制作原理，内部结构并给出了其设计框图及仿真电路图；展示了简易晶体管图示仪的实现过程和各部分得到的实现结果；最后分析了实验中遇到的问题，简单阐述了解决方法和原理，并对本次实验加以总结。二、关键词：方波三角波阶梯波转移特性曲线三、设计任务要求1、基本要求：、设计一个阶梯波发生器，Vopp≥3V，阶数N=6；。、设计一个三角波发生器，三角波Vopp≥2V；、设计保护电路，实现对三极管输出特性的测试；2、提

2、高要求：、可以识别NPN，PNP管，并正确测试不同性质三极管；、设计阶数可调的阶梯波发生器。四、设计思路本试验要求用示波器稳定显示晶体管输入输出特性曲线及值得显示及测量。首先利用555时基振荡器产生的方波；方波一方面输入到LF353，LF353用作积分器产生锯齿波输入到三极管的集电极作为扫描电压；方波另一方面作为时钟信号输入16进制计数器74LS169，74LS169是模16的同步二进制计数器，取其三位输出作为地址输入给CD4051；CD4051在本实验中为数据选择器，对其获得的地址进行选择性的输出，以获得阶梯波；

3、然后把阶梯波作为基极输入输入到三极管的基极；最后采用示波器的X-Y模式对晶体管的转移特性曲线进行测量。总体设计框图如图1：方波电路三角波电路阶梯波电路示波器YX图1总体设计框图一、分块电路和总体电路的设计5.1方波发生器电路通过555振荡器产生时钟信号，所需电压为±5V。Multisim仿真及各元件参数见图2，产生的方波如图3。图2Multisim仿真的方波发生器图3Multisim仿真的方波5.2三角波发生器电路将5.1中产生的方波输入双运算放大器FM353中，利用其第一个运放作为放大器产生三角波，使三角波Vop

4、p达到要求；利用第二级运放作为减法器，使三角波直流分量减小，产生符合要求的三角波。Multisim仿真如图4，仿真结果如图5。图4Multisim仿真的三角波发生器图5三角波Multisim仿真结果5.3阶梯波先利用74LS169四位二进制数据选择器接受方波，统计时钟沿个数，将其三位输出作为地址输入到CD4051中，CD4051作为地址译码器产生8阶阶梯波。图6为其Mulitism仿真,仿真结果如图7。由于Multisim的库中没有CD4051，仿真时以ADG528代替其功能。图6阶梯波发生器的Multisim仿真

5、图7阶梯波Multisim仿真结果5.4晶体管特性曲线的显示将产生的三角波输入到三极管8050的集电极用作扫描，将产生的阶梯波输入到三极管的基极。在三级管各引脚前，串联一个定值电阻，通过测量RE两端的电压大小间接测量流入集电极的电流大小。示波器的两路一路接晶体管集电极，另一路接晶体管发射极测量，并选择X-Y模式得到晶体管的转移特性曲线。图8为整个电路的Mulitisim仿真电路（三极管8050由2N222A替代），图9为晶体管输出特性曲线Multisim仿真图。图8整个电路的Multisim仿真图9输出特性曲线Mu

6、tisim仿真图一、实现功能说明6.1基本功能的实现①、方波发生器f=1.01054kHz；图10为实际产生的方波在示波器上显示的图样。图10实际实验中的方波②、阶梯波发生器f=126.369Hz，Uopp=5.04V，阶数N=6；图11为实际产生的阶梯波在示波器上显示的图样。图11实际实验中的阶梯波③、三角波发生器三角波f=1.00308kHz,Vopp=5.52V；图12为实际产生的三角波在示波器上显示的图样。图12实际实验中的三角波④、晶体管输出特性曲线族输出特性曲线是测量集电极与发射极之间的电压Uce与集电

7、极电流Ic之间的关系曲线。用三角波扫描集电极，X轴测量三极管的射极电压，以表示Uce的值；Y轴测量Ue的电压，通过电压值来以表示Ic的值。这样在示波器的X-Y模式下就可以得到一条输入特性曲线。Uce发生改变，即可得到新的输出特性曲线。把阶梯波做为三极管基极电压，即可得到NPN的输出特性曲线。图13为实验中得到的输出特性曲线族（图为第一次试验所得，没有出来6条输出特性曲线，后经过电阻调节，验收时已得到了6条输出特性曲线的波形图）。图13实际实验中的输出特性曲线6.2实现的提高要求：①、显示PNP管特性曲线将CD405

8、1处产生阶梯波的分压电路电源反接再接到三极管8550基极即可（注意CD4051的驱动电源不能反接）。图14为实际实验中得到的PNP管输出特性曲线。②、阶梯波的4-8阶连续可调在CD4051与VC1之间不接电阻，而连接一个电位计，通过改变电位计阻值大小，改变CD4051的输出电压的范围，改变了进入晶体管截止区的输出特性曲线的条数，获得了连续可调的阶梯波和晶体管