晶体管伏安特性图示仪设计报告.doc

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1、...作品设计报告作品题目晶体管伏安特性图示仪设计组长涛（电气硕62班）组员何海龙（电气硕62班）组员东亮（电气硕62班）2009-07-24交通大学电气工程学院.......电子设计竞赛培训组作品简介作品题目晶体管伏安特性图示仪设计指导教师建国、周旺学生涛何海龙东亮作品状态设计完成、焊接调试完成、完整作品作品设计要求设计一套电路，能够显示一个待测晶体管的输出伏安特性曲线。1）一组正负12V电源供电，其余电源自行实现。2）设计一套电路，能够针对一个给定的NPN管，利用示波器的X轴和Y轴偏转输入，在示波器上显示其标准的输出伏安特性曲线。3）通过开关或者电位器设置，选择不同的增量。4

2、）通过开关或者电位器设置，选择不同的Rc。5）扩展容一：能够测试并显示β。6）扩展容二：能够对PNP管进行类似的测量。7）扩展容三：能自动识别时NPN还是PNP，能显示类型，并自动进行测量。作品完成情况简述1）本作品能够由外界提供的正负12V电源提供所需要的电源。2）本作品能够测试给定的NPN管的伏安特性曲线。3）本作品能够由电位器来选择不同的增量以及不同的Rc值。4）本作品能够测试并显示晶体管的β值。5）本作品能够自动识别NPN还是PNP，能显示类型，并自动进行测量。.......目录目录3晶体管伏安特性图示仪设计4摘要………………………………………………………4正文41、设计

3、任务42、方案论证与选择43、理论分析和计算84、硬件软件设计115、测试方法与结果146、结论21参考文献21附录22.......晶体管伏安特性图示仪设计摘要：本作品实现了一个晶体管伏安特性图示仪的功能，能够自动识别系统中的晶体管的类型并将其显示出来，能够结合示波器扫描出晶体管的伏安特性曲线，能够测量晶体管的放大倍数并显示出来。作品用555振荡器实现了方波和类三角波的发生，利用计数器74161和DAC0832实现了梯形波的发生，再用比较器LM311识别晶体管类型，用继电器实现对两种不同类型晶体管测试时的测试通道的切换，最后用51单片机、ADC0809和数码管实现对晶体管类型以

4、及晶体管放大倍数的测量和显示。正文1、设计任务设计一套电路，能够显示一个待测晶体管的输出伏安特性曲线。1）一组正负12V电源供电，其余电源自行实现。2）设计一套电路，能够针对一个给定的NPN管，利用示波器的X轴和Y轴偏转输入，在示波器上显示其标准的输出伏安特性曲线。3）通过开关或者电位器设置，选择不同的Ib增量。4）通过开关或者电位器设置，选择不同的Rc。5）扩展容一：能够测试并显示β。6）扩展容二：能够对PNP管进行类似的测量。7）扩展容三：能自动识别时NPN还是PNP，能显示类型，并自动进行测量。2、方案论证与选择1）总体方案论证电源模块本次作品的任务中已经提供了直流电源，而

5、我们要用到的电源只有和正负5V，而且考虑到稳压芯片的驱动功率问题，本次作品中选用两片LM317来对+12V实现两级降压，最终降到+5V；-5V则是直接用一片LM337将-12V转换到-5V，从而完成了所需电源的设计。晶体管伏安特性曲线测试模块所设计的电路要能够完成对晶体管伏安特性曲线的“绘制”，即必须为晶体管的基极提供阶梯波，为集电极提供三角波（或者锯齿波），这两种波形可以用单片机结合DAC的方式产生，也可以用模拟电路产生，前一种方案会使得单片机程序负担太重，本组成员目前又只会用51单片机，考虑到51单片机硬件资源上的局限性和软件上的编写、调试时间，我们采用后一种方案来产生所需要

6、的波形，对三极管的基极和集电极进行扫描，就可以得到晶体管的伏安特性曲线。晶体管放大倍数的测量和显示以及晶体管类型的显示模块.......利用单片机通过ADC0809来采集晶体管集电极电阻Rb和基极电阻Rc的电压，计算放大倍数并显示出来。另外，单片机也能够根据测试不同类型晶体管时的不同，来判断晶体管类型，并能够动态显示出来，整个过程一直在循环进行。1）具体方案电源模块的制作：整个系统由外界提供电源，用LM317、LM337来降压得到正负5V。其电路如下图1：+12V-12V-5V+5V+10V5k50k50k5k2k10kLM317LM317LM337ININOUTOUTGNDGN

7、DGNDINOUT1uF1uF0.1uF0.1uFLM317LM317LM337图1电源电路阶梯波与三角波产生电路：在本设计中需要的是阶梯波和类三角波形，我们首先想到了搭建一个方波发生电路，再利用积分电路产生三角波,或者先搭建三角波发生电路，再通过比较器产生方波信号。关于梯形波的产生，我们这里利用计数器和DAC0832来产生，具体做法是让产生的方波经过处理后作为脉冲信号送入计数器的CLK端，使计数器能够循环计数，并把计数值送入DAC0832，即可输出循环的阶梯波。但是上面这个方法