三极管输出特性曲线测试电路

1、北华航天工业学院电子技术课程设计报告报告题目：三极管输出特性测试电路作者所在系部：电子工程系作者所在专业：自动化作者所在班级：作者姓名：作者学号：指导教师姓名：完成时间：课程设计任务书课题名称三极管输出特性曲线测试电路完成时间201/6/2指导教师职称学生姓名班级总体设计要求和技术要点设计一个三极管输出特性曲线测试电路，要求如下：1 .三极管输出特性曲线可用示波器显示。2 .可显示八条特性曲线。3 .相邻特性曲线的间隔相同。4 .特性曲线的显示自卜而上，且连续，无闪烁。5 .可控制显示特性曲线的起始部分。工作内容及时间进度安排第15周:周1-周3 :立题、论证力某设计周4-周5 :预答辩第16

2、周:周1-周3 :仿真实验周4-周5 :验收答辩课程设计成果1 .与设计内容对应的软件程序2 .课程设计总结报告内容三极管的输出特性曲线是指在基极电流i b 一定的情况下，集电极电流ic与电压uce之间所对应的关系曲线。每取一个ib, ic与uce就对应一条关 系曲线，因此，输出特性曲线是有若干条曲线构成的。给基极提供一个固定不变的电流（可转换为电压） ，再给三极管的集电极和发射极之间提供一个连续可变的扫描电压（即示波器x 输入） 。集电极电流可近似为发射极电流，电位变化规律相同。再将发射极电位送至示波器 y 输入，示波器就会显示出一条特性曲线。要显示一组输出特性曲线，就要在显示一条曲线的基础

3、上，按照一定的时间间隔给三极管的基极提供增量相同的基极电流（即阶梯信号） ，且基极电流与c 、 e 之间电压变化必须同步。要连续地显示输出特性曲线，基极电流和 c 、 e 之间的扫描电压必须同周期同相位，此外，选取周期要考虑到人视觉的暂留特性。关键字：三极管特性曲线 基极 集电极 发射极 扫描电压周期一、概 述 1二、方案设计与论证 1三、单元电路设计与分析 21 .方波三角波产生电路 22 .可编程放大器 33 .八进制时序计数器 44 .梯形基极电流产生电路和集电极电流变换电路 5四、总原理图及元器件清单6五、结论 8六、心得体会 8七、参考文献 9一、概述三极管输出特性曲线是通过时钟信号

4、产生电路产生时钟信号分别三角波产生电路和八进制基础器。三角波产生电路产生三角波提供c、 e 扫描电压至被测三极管和示波器x 轴输入端。八进制计数器逐位产生高电平控制可编程放大器模拟开关， 使可编程放大器输出梯形波到被测三极管基极， 集电极电流输入至示波器 y 轴输入端。示波器x 、 y 轴叠加形成八条输出波形。二、方案设计与论证三极管输出特性曲线测试电路以三角波提供扫描电压， 并叠加梯形波， 从而 显示完整的输出特性曲线。起扫描作用的三角波， 其起始的扫描电压应从零开始， 这样才能显示完整的输出特性曲线， 另外， 还需给三角波叠加一个直流电位， 并通过这个直流电位来控制输出特性曲线的显示。如果

5、叠加的直流电位为正，则加在三极管c 、 e 之间的最低扫描电压会高于零，那么示波器上所显示的输出特性曲线就缺少起始部分。因此，为显示起始部分，可调低所叠加的直流电位，使三极管c、 e 之间的最低扫描电压为零。为显示 8 条输出特性曲线，给三角波叠加的直流电位应该是8 个间隔相同的电位即梯形波， 这可以通过可编程放大器得到。 可编程放大器由八个模拟开关控制增益， 再输入电压不变的情况下， 增益的变化引起输出电压的变化， 进而的到梯形波。模拟开关则由 cc4022 构成的八进制时序计数器控制。原理图如下：三、单元电路设计与分析1 .方波三角波产生电路三角波产生电路可由lm324运算放大器构成，采用

6、 12v双电源供电。具体电 路如下：2 .可编程放大器可编程放大器主要由集成运算放大器 lm324和两片cc4066双向模拟开关构成。双向模拟开关cc4066包括开关和控制两个部分，当控制端s为高电平时，其控制段s为高电平时，其控制的开关导通；s为低电平时，开关断开。由上可知，可编程放大器的输出电压 u3与输入电压uf之间的关系为:u3=k*u f（k=1、2.、3、4、5、6、7、8）电路如下：r5r6f?8r9r103 .八进制时序计数器cc4022是4位johnson计数器，具有8位译码输出，功能表如下:cc4022构成的八进制时序计数器如下图:u1方波时钟信号14 c7 -1, 113

7、 匚q0q1q2q304q5q6q7coout2 至s1 4_ 5一至s812输入输出co状态cpinhcry0 y7计数脉冲大于4co=l计数脉冲等于4co=l计数脉冲小于4co=hxxhy0tll计数hllxl保持xhlxlxl4022text二4 .梯形基极电流产生电路和集电极电流变换电路通过基极电阻和发射极电阻可以将可编程放大器的输出的电压转换成基极电流。集电极电流变换电路也是通过发射极电阻将集电极电流变换成发射极电位。具体电路图如下：四、总原理图及元器件清单1.总原理图r50r7s7s5s2田r3!r9r6r102.元器件清单元件序号qty part-refsvalueresisto

8、rs1r190k9r2-r1010k1r1151k2r12,r1318k1r141k1r15100k1r16300rcapacitors1 c10.1uintegrated circuits1 u14022transistors1 q12n3054miscellaneousa1-a3lm324rp100ks1-s84066五：结论在仿真软件中画出总勺电路图，调节 rp至3.7左右，然后进行仿真，得到 下图显示的波形：8条间隔相同且连续的输出特性曲线（调节 rp可控制显示曲 线的起始部分），符合设计要求。六：心得体会在本次电子技术课程设计中，尽管在设计电路时遇到了 一系列的问题， 但我 们还是通过努力，查找相关书籍，解决了各个问题。在解决问题的过程中，也掌 握所遇到的相关知识，拓宽了视野，提高了实践能力，自学能力，包括团队的合 作精神。我想此次课设