简易晶体管图示仪实验报告材料.doc

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1、简易晶体管图示仪实验报告专业：光电信息科学与工程班级：20132112姓名：学号：20132111指导老师：黄少玲实验名称：简易晶体管图示仪一、摘要： 本报告主要介绍简易晶体管的设计实现方法，以及实验中会出现的问题及解决方法。给出了其中给出了各个分块电路的电路图和设计说明，功能说明，还有总电路的框图，电路图，给出实验中示波器上的波形和其他一些重要的数据。在最后提到了在实际操作过程中遇到的困难和解决方法，还有本次实验的结论总结与反思。二、关键词：方波、锯齿波、阶梯波、特征曲线。三、设计任务要求：1.基本要求：⑴设计一个阶梯波发生器，f

2、500Hz,阶数N=6;⑵设计一个三角波发生器，三角波;⑶设计保护电路，实现对三极管输出特性的测试。2.提高要求⑴可以识别NPN,PNP管，并正确测试不同性质三极管;⑵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。我的设计思路是先用NE555时基振荡器产生的方波和带直流的锯齿波。然后将产生的方波作为16进制计数器74LS169的时钟信号，74LS169是模16的同步二进制计数器，可以通过四位二进制输出来计时钟沿的个数，实验中利用它的三位输出为多路开关CD4051提供地址。CD4051是一

3、个数据选择器，根据16进制计数器74LS169给出的地址进行选择性的输出，来输出阶梯波，接入基极。由双运放LF353对NE555产生的锯齿波进行处理，产生符合要求的锯齿波作为集电极输入到三极管集电极。最后扫描得到NPN的输出特性曲线。总体结构框图：放大和减法电路三角波Rc方波示波器YX产生方波和带直流锯齿波电路阶梯波电路阶梯波RbRe图1.总体结构框图五、分块电路和总体电路的设计：⑴用NE555产生方波及三角波，电路连接如下。图2.方波产生电路图2.Multisim仿真结果图这个设计中555定时器3口产生方波。方波的震荡周期为，占空

4、比,为使阶梯波频率足够大，选Cf=0.01uF，同时要产生三角波波，方波的占空接近于50%，当小于时，占空比接近50%，选18k，⑵阶梯波电路：用NE555时基振荡器产生的方波作为16进制计数器74LS169的时钟信号，74LS169是模16的同步二进制计数器，可以通过四位二进制输出来计时钟沿得个数，实验中利用它的三位输出为多路开关CD4051的输入Qa、Qb、Qc提供地址。直流通路是由6个100Ω的电阻组成的电阻分压网络以产生6个不同的电压值，根据16进制计数器74LS169给出的地址进行选择性的输出，而它的管脚按照一定的顺序接入

5、5个等值电阻然后在第一个电阻接入5V的电压，原本是管脚接7个电阻可以产生8阶阶梯波，将三个管脚短接，即可产生6阶，这里选择了4，2，5接地，使输出为6阶阶梯波，以满足基本要求中的阶梯波幅度大于3V的要求。另一路信号通道的输入则接被显示的信号；通过地址信号Qa、Qb、Qc对两回路信号同步进行选通。这样，用示波器观察便可得到有6阶的阶梯波。仿真时在Multisim上没有现成元件CD4051，这里选择了与它功能相近的8通道模拟多路复用器ADG528F代替。它是根据A1、A2、A3口的输入来选择输出S1-S8中各路电压值。图3.阶梯波产生电

6、路图4.Multisim仿真结果图⑶三角波电路：将NE555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积分器产生三角波，利用第二级运放作为放大器，产生符合要求的三角波。图5.LF353作为积分和放大器的电路图图5.三角波产生电路图6.Multisim仿真结果图六、实现功能说明：（1）基本功能NPN输出特性曲线功能说明：输出特性曲线是指在基极电流不变的情况下，输出电压和输出电流的关系曲线，用Y轴表示测得的电压可以表示的大小，用X轴测得的电压可以表示的大小。当电压反复扫描时，示波器显示和的关系，就会呈现一条稳定不动的

7、输出特性曲线。改变基极电流值，再重复扫描一个周期，就可以得到另一条输出特性曲线。因为要求能够同时显示出一簇输出特性曲线，所以用一个阶梯电压作为基极电压的输入。每扫描阶梯波的一阶，得到一条输出特性曲线。每扫描一次完整的阶梯波，得到一组稳定的输出特性曲线。图7.NPN输出特性曲线测量电路图图8.Multisim仿真NPN输出特性曲线（2）扩展功能PNP输出特性曲线功能说明：原理与NPN的一致，不同之处在与用锯齿波和阶梯波扫描PNP的集电极和基极时，所用的锯齿波和阶梯波必须是负值，具体的调整方法是把阶梯波产生电路中几个分压的电阻所接的+5

8、V的电压接为-5V，这样可使阶梯波的电压为负值，然后重新调节LF353所接的滑动变阻器，使锯齿波为负值，以保证PNP可以正常工作。这样就可以得到PNP的输出特性曲线了。具体改动见下面的电路图具体因为电压为负所以示波器上显示出的输出特性