北邮电子电路实验报告-简易晶体管图示仪.docx

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1、电子电路综合实验设计实验名称：简易晶体管图示仪学院:信息与通信工程学院专业:信息工程班级:20132***学号:****姓名:****课题名称：简易晶体管图示仪一、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三极管输出特性曲线三、设计任务要求1．基本要求：、设计一个阶梯波发生器，f≥500Hz，Uopp≥3V，阶数N=6；。、设计一个三角波发

2、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、设计思路本实验要求用示波器稳定显示晶体管输入输出特性曲线。1.首先利用NE555时基振荡器产生方波。1.1方波一方面输入到LF353，LF353用作积分器产生三角波。1.2方波另一方面作为时钟信号输入16进制计数器74LS169，取其三位输出作为地址输入给数据选择器CD4051，对其获得的地址进行选择性的输出，获得阶梯波。2把三角波输入到三极管的集电极作为扫描电压；把阶梯波

3、输入到三极管的基极。3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：三角波电路Rc示波器YX方波电路阶梯波电路RbRe五、分块电路和总体电路的设计：1.用NE555产生方波:所需电压Vcc为5V。方波的震荡周期T=0.7（R1+2*R2）C1，占空比=(R1+R2)/(R1+2*R2)。为使频率足够大，选C1=330pF。当R1远小于R2时，占空比接近0.5，选R1为18kΩ，R2为1.5MΩ。仿真电路及产生的方波如图：1.三角波电路将产生的方波输入双运算放大器LM353中，利用其第一个运放，作为积分器产生三角波；

4、利用第二级运放，作为放大器产生符合要求的三角波。仿真电路及产生的三角波如图：1.阶梯波电路用产生的方波作为74LS169四位二进制数据选择器的时钟信号，统计时钟沿个数，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7个不同的电压值，根据74LS169给出的地址进行选择性的输出。这里选择了2、4接地，使输出为7阶阶梯波。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。仿真时在Multisim上没有现成元件CD4051，这里选择

5、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。仿真电路及产生的阶梯波如图：1.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。在三角波输入三级管前，集电极串联一个定值电阻Re，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，CH1测量Re两端的电压，CH2在晶体管的发射极测量Vbe大小，并选择X-Y模式得到晶体管的转移特性曲线。整个电路的仿真电路如图：六、实现功能说明1．基本功能三极管输出特

6、性曲线是指，在基极电流Ib不变的情况下，集电极与发射极之间的输出电压Uce（管压降）和集电极电流Ic之间的关系曲线。用Y轴表示测得的电压Ue可以表示Ic的大小，用X轴测得的电压Uc可以表示Uce的大小。当电压Uce反复扫描时，示波器显示Uce和Ic的关系，就会呈现一条稳定不动的输出特性曲线。改变基极电流Ib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，即取不同的Ib的值，得到一条输出特性曲线。每扫描一次完整的阶梯波，即取互不相同的一组Ib值

7、，就可得到一组稳定的输出特性曲线。1．扩展功能晶体管输出特性曲线组4-8阶可调。我设计的电路的实现方法是，在CD4051与VCC之间连接一个电位计，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输出特性曲线条数。2．电路板搭建从左到右依次为：方波电路，三角波电路，阶梯波电路，测试电路。3．测试数据三角波波形Vopp=4.32V，频率f=1.35231kHz。阶梯波波形阶梯数=7，Vopp=3.82V，频率f=641.072Hz。晶体管（NPN管）特性曲线输出特

8、性曲线7条。m阶梯数可调4-7阶连续可调，Vopp=3.12V。实际的实验操作中,通过改变电位器阻值，阶梯数最低可调至2阶；由于阶梯波直流通路部分是由