当前位置:文档之家› 晶体管特性曲线测试电路

晶体管特性曲线测试电路

近代电子学实验之晶体管特性曲线测试电路
2、锯齿波:幅度0—10V连线可调,输出极性可变。

3、阶梯波:3—10阶连线可调。

4、电压—电流变换器:0.001<=I1<=0.2(mA),输出电流方向可变(每阶0.001<=Ib<=0.02(mA))。

实验设计的基本原理:
三极管特性曲线测量电路的基本原理:
晶体三极管为电流控制器件,他们特性曲线的每一根表示当Ib一定时Vc与Ic的关系曲线,一簇表示不同Ib时Vc与Ic的关系曲线的不同关系曲线,就称为单晶体三极管的输出特性曲线,所以在晶体三极管的基级加上阶梯电流源表示不同 Ib。

在每级阶梯内测量集射极电压 Vc和集电极定值负载电阻上的电压 Vr,通过电压变换电路将 Vr换算成集电极电流 Ic, 以 Ic作为纵轴, Vc 为横轴, 在数字示波器上即可显示一条晶体管输出特性曲线。

示波器的地线与测量电路地不可相通。

即测量电路的稳压电源不能接大地。

(因为示波器外壳已接大地)
晶体三极管特性曲线测量电路原理框图如下:
框图
在本测量电路中,两种波形的准确性直接影响到了输出曲线的好坏。

故在实验中需准确调整主要电阻电容的参数。

电阻R10右边输出的波形就是脉冲方波,之后经过U6积分后,在U6的6脚即可输出锯齿波。

电路中,R5和C1的参数会直接影响到输出锯齿波的波形好坏,所以应注意参数。

2、阶梯波产生部分电路
产生阶梯波的原理:
阶梯波电路如下, 十进制同步计数器 (异步清零 ) 74ls161构成八进制计数器, 将比较器 U1 输出矩形波接至其脉冲端作为触发信号,进行计数。

八进制计数器四位输出经过八位 DAC0832进行转换成八级阶梯波电压信号, 再经过放大电路进行放大。

电路中的与非门用于调节阶梯波的阶数,从而实现输出特性曲线中的曲线条数可调。

由于74ls161的输出Q0—Q3是四个数的组合,对于该电路使用二输入端与非门作为闸门控制,那么可以得到3—10阶之间的任意数字的阶梯。

譬如:Q1、Q0组合,分别接入与非门的两端,那么就可以得到3阶的阶梯波;若Q2、Q3组合,分别接到与非门的两端,即可得到10阶的阶梯波。

该阶梯波是下降的阶梯波,对于实验的结果是不会影响的。

电路图如下:
74ls161的clk引脚接入锯齿波产生电路部分的前一个运放在受稳压管钳位之后的输出端输出的脉冲方波,使用这个方波,并且对这个方波进行计数。

由于同作为测量一只管子的特性,所以需要使用相同频率和时间周期的波形,便于分析,构造电路也简单,故使用以上电路产生的脉冲波。

74ls161的四个输出分别接DAC0832的D0—D3,以便得到合适增益的输出。

从DAC0832的11、12脚输出的都是微弱的电流信号,故需要在后级加上运放,将信号放大。

从运放U3的6脚输出的信号就是效果较好的下降的阶梯波。

3、电压电流转换部分的电路:
电压电流转换对于整个电路来说是相当重要的一个部分,因为整个测量电路最终要实现测量的是电流和电压的曲线,所以必须要得到电流的输出,之后才将两个波形进行叠加,得到最终的特性曲线。

电路中的转换部分使用一个运放,接上电阻,使通过该点的电路用等效的方法得以测量。

电路图如下:
转换电路
产生的波形效果:
因为要同时使用两种波形,所以必须将两种波形同时显示,进行观察其结果是否符合要求。

连好电路后,在同一个示波器下产生的波形的拍照效果如下:
两种波形效果
实验完整电路:
实验整体电路是由各个功能模块组合而得,各个模块在电路中都承担着重要的责任。

不仅是锯齿波、阶梯波还是转换电路,都有着重要的意义。

重要的一点就是将所有的部分联合起来,做到在同一个电路中不同功能模块的稳定工作。

由各元件构造的完整电路如下:
整体电路
图为各功能模块组成的简单图,SC3为锯齿波产生的模块,SC1为阶梯波产生的模块,SC2为电压电流转换的模块,通过外接连线脚连在一起。

将晶体管接入电路,进行测量,在示波器这边进行波形的监测。

电路具体情况:
U1
741
3
2
4
7
6
5
1
U2
741
3
2
4
7
6
5
1
R1
10kΩ
R2
10kΩ
R3
1kΩ
R4
10kΩ
R5
1.25kΩ
R6
10kΩ
R7
1kΩ
VCC
12V
VEE
-12V
D3
1N5823
C1
91nF
VEE
-12V
VCC
12V
D4
1N4735A
D5
1N4735A
U3
741
3
2
4
7
6
5
1
R8
1kΩ
R9
10kΩ
R10
10kΩ
R11
10kΩ
R12
10kΩ
VCC
12V
VEE
-12V
U4
741
3
2
4
7
6
5
1
U6
VDAC8
D
D
1
D
2
D
3
D
4
D
5
D
6
D
7
Output
Vref+
Vref-
R13
1kΩ
R14
960Ω
R15
24kΩ
VCC
12V
VEE
-12V
U7A
7400N
VDD
5V
VDD
5V
U5
74LS160D
QA14
QB13
QC12
QD11
RCO15
A
3
B
4
C
5
D
6
ENP
7
ENT
10
~LOAD
9
~CLR
1
CLK
2
R16
100kΩ
VDD
5V
Q2
2N2221
R17
100Ω
XSC1
A B
Ext T rig
+
+
_
_+_。

相关主题