数字电路实验 晶体管
9-1数字电路的特点及分析方法9-2晶体管的开关特性
题新课端，VD导通，它呈现的正向压降很小，相当于开关的接通状态。
端，VD截止，它呈现的反向电阻很大，相当于开关的断开状态。
当二极管的正向电阻和反相电阻有很大差别时，二极管即可作为开关使用。
二极管开关的应用限幅电路又称削波电路。
削波就是指将输入波形中不需要的部分去掉。
）串联型上限幅电路电路及限幅波形如图所示。
② 工作过程1v ≥G V →VD 截止→I O v v = 1v < G V →VD 导通→G O V v =它是限幅电平为G V 的下限幅度电路，又因二极管与负载电阻并联，所以电路全称为“限幅电平为G V 的并联型下限幅电路”。
（3）结论串联型限幅电路是利用二极管截止起限幅作用；而并联限幅电路是利用二极管导通起限幅作用。
2．钳位电路 （1）电路组成把输入信号的底部或顶部钳制在规定电平上的电路称为钳位电路。
顶部电位在零电平的钳位电路如图所示。
（1）三极管的饱和条件条件：基极电流足够大，即BS B I I >>。
BS I 为临界饱和基极电流。
也可表示为：B I ≥cCCBS R V I β=（2）特点三极管处于饱和导通状态相当于开关的接通状态。
2．截止条件及其特点 （1）三极管的截止条件为输入为低电位时，即V 0I =v 时，三极管V 截止，输出为高电位，输入为高电位时，即V 3I =v 时，三极管V 饱和导通，输出为低电位，1R 的两端并联一个适量的电容器S C ，就可达到提高开关速度的V新课 当决定一件事情的几个条件完全具备之后，这件事情才能发生，否则不发生。
能实现与逻辑功能的电路称为与门电路。
两输入端均为高电平时，二极管1VD 、2VD 导通，两输入端均为低电平，或有一个输入端为低电平时，与低电平相连接的二0 V ）。
出1 出0Y = A ·B当决定一件事情的几个条件中，只要有一个条件得到满足，这件事情就会发生。
两输入端均为低电平时，二极管1VD 、2VD 截止，两输入端有一个输入端为高电平，或全为高电平时，与高电平相连接的二就高电平（3 V ）。
北邮电子电路简易晶体管图示仪报告
电子电路综合实验报告课题名称：简易晶体管图示仪的设计与实现专业：信息工程班级：学号：姓名：班内序号：指导老师：张君毅课题名称：简易晶体管图示仪的设计与实现一、摘要本报告主要介绍了通过主要通过数字器件实现的简易晶体管图示仪的设计方法与实现过程。
并且分模块给出了仿真框图以及仿真的结果。
给出了示波器上的一些实验数据，并且总结了在实验过程中遇到的问题以及解决的方法。
二、关键词方波，三角波，阶梯波，输出特性曲线三、设计任务要求1、基本要求：①设计一个阶梯波发生器， f≥500Hz ，Uopp≥3V ，阶数 N=6；。
②设计一个三角波发生器，三角波Vopp≥2V；③设计保护电路，实现对三极管输出特性的测试；2、提高要求：①可以识别NPN，PNP 管，并正确测试不同性质三极管；②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出特性曲线。
我的设计思路是先用NE555时基振荡器产生符合条件的方波。
然后将产生的方波一方面作为计数器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。
另一方面将方波输入双运放LF353，第一级运放作为积分器产生三角波，第二级运放作为放大器产生符合条件的三角波，最后将符合要求的三角波作为集电极输入到三极管集电极，通过示波器如图连接即可观察到输出特性曲线五、分块电路和总体设计5.1：通过NE555产生方波，电路图如下：仿真阶梯波效果图：5.2：阶梯波的产生利用74LS169N和CD4051实现阶梯波的产生。
将产生的方波输入74LS169N中，让其统计时钟沿个数，作为地址输入到CD4051，然后作为译码器产生阶梯波电路图如下，因为multisim没有CD4051所以用ADG508来代替阶梯波波形：5.3：方波的产生将产生的方波输入双运算放大器LF353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：电路图：波形图：5.4：晶体管输出特性曲线的显示晶体管的输出特性曲线指在基级输入电流Ib一定的时候，Ic和Uce的关系。
数字集成电路设计实验报告
哈尔滨理工大学数字集成电路设计实验报告学院：应用科学学院专业班级：电科12 - 1班学号：1207010132姓名：周龙指导教师：刘倩2015年5月20日实验一、反相器版图设计1.实验目的1）、熟悉mos晶体管版图结构及绘制步骤；2）、熟悉反相器版图结构及版图仿真；2. 实验内容1）绘制PMOS布局图；2）绘制NMOS布局图；3）绘制反相器布局图并仿真；3. 实验步骤1、绘制PMOS布局图：(1) 绘制N Well图层；(2) 绘制Active图层； (3) 绘制P Select图层；(4) 绘制Poly图层； (5) 绘制Active Contact图层；(6) 绘制Metal1图层；(7) 设计规则检查；(8) 检查错误； (9) 修改错误； (10)截面观察；2、绘制NMOS布局图：(1) 新增NMOS组件；(2) 编辑NMOS组件；(3) 设计导览；3、绘制反相器布局图：(1) 取代设定；(2) 编辑组件；(3) 坐标设定；(4) 复制组件；(5) 引用nmos组件；(6) 引用pmos组件；(7) 设计规则检查；(8) 新增PMOS基板节点组件；(9) 编辑PMOS基板节点组件；(10) 新增NMOS基板接触点； (11) 编辑NMOS基板节点组件；(12) 引用Basecontactp组件；(13) 引用Basecontactn 组件；(14) 连接闸极Poly；(15) 连接汲极；(16) 绘制电源线；(17) 标出Vdd 与GND节点；(18) 连接电源与接触点；(19) 加入输入端口；(20) 加入输出端口；(21) 更改组件名称；(22) 将布局图转化成T-Spice文件；(23) T-Spice 模拟；4. 实验结果4.1 nmos版图4.2 pmos版图4.3反相器的版图4.4反相器的spice文件4.5反相器的仿真曲线5.实验结论通过对仿真曲线的分析，当输入为高电平时，输出为低电平；当输入为低电平时，输出为高电平。
《模拟电子线路实验》实验二 晶体管共射极单管放大器
模拟电子线路实验实验二晶体管共射极单管放大器【实验名称】晶体管共射极单管放大器【实验目的】1.学习单管放大器静态工作点的测量方法。
2.学习单管放大电路交流放大倍数的测量方法。
3.了解放大电路的静态工作点对动态特性的影响。
4.熟悉常用电子仪器及电子技术实验台的使用。
【预习要点】1.复习课件中有关单管放大电路工作点稳定问题的内容。
2.放大电路输出信号波形在哪些情况下可能产生失真？应如何消除失真？【实验仪器设备】【实验原理】实验电路图如图2-1所示。
温度的变化会导致三极管的性能发生变化，致使放大器的工作点发生变化，R和射极电阻影响放大器的正常工作。
图2-1所示电路中通过增加下偏置电阻B2R来改善直流工作点的稳定性，其工作原理如下：E图2-1 分压偏置共射极放大电路①利用B1R 和B2R 的分压作用固定基极电压V B 。
当B1R 、B2R 选择适当，满足I B1>> I B 时，有B2B CC B1B2R V V R R =+式中B1R 、B2R 和CC V 都是固定的，不随温度变化，所以基极电位V B 基本上为一定值。
②通过E R 的负反馈作用，限制C I 的改变，使工作点保持稳定。
具体稳定过程如下：CT ︒I电容C 1、C 2有隔直通交的作用，C 1滤除输入信号的直流成份，C 2滤除输出信号的直流成份。
射极电容C E 在静态时稳定工作点；动态时短路R E ，增大放大倍数。
当流过偏置电阻B1R (b1R 和电位器W R 的阻值和)的电流I B1远大于晶体管的基极电流B I (一般5～10倍)，基极电压V B 远大于V BE 时，它的静态工作点可用下式估算B1B CC B1B2R V V R R =+B BEC E E=V V I I R ≈－ CE CC C C E =(+)V V I R R －当放大器的输入端加交流输入信号i v 后，基极回路便有交流输入b i 产生，经过放大在集电极回路产生β倍的c i ，同时在负载输出o c L 'v i R =，从而实现了电压放大。
普通化学实验b 门电路
普通化学实验b 门电路
普通化学实验b 门电路是一种常见的逻辑门电路，用于控制数字信号的流动。
在这篇文章中，我们将详细介绍普通化学实验b 门电路的工作原理、组成部分和应用场景。
首先，让我们了解一下普通化学实验b 门电路的工作原理。
B 门电路是一种基本的逻辑门电路，其主要功能是根据输入信号的逻辑状态来产生输出信号。
B 门电路有两个输入端和一个输出端，当两个输入端的信号都为高电平时，输出端才会产生高电平信号；否则，输出端产生低电平信号。
这种逻辑关系可以用布尔代数的方式来描述，即输出信号等于输入信号的逻辑与运算。
普通化学实验b 门电路的组成部分主要包括晶体管、电阻和电容等元件。
晶体管是电路中的核心部件，其作用是放大和控制电流的流动。
电阻用来限制电流的大小，电容则用来存储电荷和平滑电流信号。
这些元件共同协作，实现了B 门电路的逻辑功能。
普通化学实验b 门电路在数字电路中有着广泛的应用。
它可以用来实现逻辑运算、信号选择、数据存储等功能。
在计算机系统中，B 门电路是构建逻辑电路的基础，通过连接多个B 门电路可以实现复杂的逻辑功能，从而实现计算和控制的目的。
此外，B 门电路还可以用来设计时序电路、触发器和计数器等电路，为数字系统的设计提供了重要的支持。
总的来说，普通化学实验b 门电路是一种基本的逻辑门电路，具有重要的意义和广泛的应用。
通过深入了解其工作原理和组成部分，我们可以更好地理解数字电路的工作原理，为电子技术的发展和应用提供支持。
希望本文的介绍能够帮助读者更好地理解普通化学实验b 门电路的相关知识，进一步拓展电子技术领域的应用和发展。
实验一 三极管直流特性测试1
实验一 三极管直流特性测试
一、实验目的
1. 理解晶体管参数和特性曲线的物理意义
2. 掌握测试晶体管直流参数的方法 二、实验仪器
1、数字电路实验箱
2、数字万用表 三、实验内容
晶体三极管是电子电路中最常见的器件之一，其性能参数可以从特性曲线上加以判断。
本次实验通过对晶体管特性测试与描绘，加深对晶体管特性的理解。
1. 输入特性曲线测试
图1 输入特性曲线 图2 测试电路
保持CE U 为定值(5V)，调节BB V 使BE U 其按下表示数变化，并分别测出对应的Rb U 的值，计算出B I 的值，在坐标纸上描绘对应的输入特性曲线。
2. 输出特性曲线测试
图1 输出特性曲线 图2 测试电路
保持B I 为定值(=V 1/104mA=V 1/10μA)，逐点改变CE U (V 2←V CC )，测出对应的C I =V 3/3×103mA ，根据测量数据描绘一条输出特性曲线。
改变B I 的值，重复以上步骤，即可得到一组输出特性曲线。
根据测量数据在坐标纸上绘出输出特性曲线。
表2：1V 对应值与C I 的各值
3. 根据测量结果计算出该三极管的电流放大倍数。
常数=∆∆=
CE B
C
U I I β 四、实验报告
整理实验数据，绘出晶体管的特性曲线，并计算出实验用三极管的电流放大倍数。
ttl逻辑门实验报告
ttl逻辑门实验报告TTL逻辑门实验报告引言：逻辑门是数字电路中最基础的组成部分，它们通过处理和操作逻辑信号来实现各种逻辑功能。
TTL（Transistor-Transistor Logic）逻辑门是一种常见的数字逻辑门家族，它由晶体管和电阻器等离散元件组成。
本文将介绍TTL逻辑门的原理、实验过程和结果，以及对实验结果的分析和讨论。
一、实验目的本次实验的目的是通过搭建TTL逻辑门电路，观察和分析逻辑门的输入输出关系，验证逻辑门的功能和特性。
二、实验材料和设备1. 电源：提供适当的电压和电流给电路。
2. 逻辑门芯片：使用74LS00、74LS02、74LS04等常见的TTL逻辑门芯片。
3. 连接线：用于连接电路中的各个元件和芯片。
4. 电阻器：用于限制电流和调整电压。
5. 开关：用于控制逻辑门的输入信号。
三、实验步骤1. 准备工作：将所需的逻辑门芯片、电源、电阻器、开关等准备好，并确认它们的工作状态良好。
2. 搭建电路：根据实验要求，按照逻辑门的真值表和电路图，将逻辑门芯片、电源、电阻器、开关等连接起来。
3. 测试输入输出：将逻辑门的输入信号设置为不同的状态，观察和记录逻辑门的输出信号。
4. 分析和记录：根据实验结果，整理和分析逻辑门的输入输出关系，记录实验数据和观察现象。
5. 实验总结：根据实验结果和分析，总结逻辑门的功能和特性，思考实验中可能存在的问题和改进方法。
四、实验结果与分析在实验中，我们搭建了几个常见的TTL逻辑门电路，包括与门、或门和非门。
通过设置不同的输入信号，我们观察到了逻辑门的输出信号变化。
实验结果表明，逻辑门能够根据输入信号的逻辑关系产生相应的输出信号。
以与门为例，当输入信号A和B同时为高电平（逻辑1）时，与门的输出信号为高电平（逻辑1）；而当输入信号A和B中任意一个或两个同时为低电平（逻辑0）时，与门的输出信号为低电平（逻辑0）。
这符合与门的逻辑功能定义，即只有当所有输入信号都为高电平时，与门的输出才为高电平。
实验三-MOS管参数仿真及Spice学习
实验三-MOS管参数仿真及Spice学习一、实验介绍本次实验的主要内容是对MOS管参数进行仿真，并通过Spice软件进行电路模拟，掌握MOS管参数和Spice软件的使用方法。
本实验主要包括以下内容：1.MOS管参数的基本概念和理论知识2.PSpice软件的使用方法3.MOS管参数的仿真实验二、MOS管参数的基本概念和理论知识MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）是一种常用的半导体器件，广泛应用于数字电路、模拟电路和功率电子器件等领域。
MOS管中最常用的参数有场效应迁移率，漏极电阻，漏极导纳，截止电压等。
下面分别介绍这些参数的定义和作用。
1.1 场效应迁移率场效应迁移率是描述MOS管输出特性的重要参数，通常用符号μ表示，单位为cm2/Vs，是指电子在沟道中移动的速度与电场强度之比。
MOS管的场效应迁移率与沟道电阻、沟道长度、衬底材料等因素有关，一般情况下，迁移率越高，MOS管的性能越好，但也需要考虑其他因素的影响。
1.2 漏极电阻漏极电阻是指当MOS管工作在 saturation 区时，漏极电压变化时引起的漏极电流变化的比值，通常用符号rds表示，单位为欧姆。
MOS管的漏极电阻直接影响其输出电压的变化范围，漏极电阻越大，输出信号的电压变化范围就越小，反之亦然。
1.3 漏极导纳漏极导纳是指MOS管漏极电阻的导纳值，通常用符号Gds表示，单位为S （西门子）。
MOS管的漏极导纳与漏极电阻成反比，漏极电阻越小，漏极导纳越大，输出信号的电压变化范围也就越大。
1.4 截止电压截止电压是指当MOS管工作在截止区时，栅源电压达到的最大值，超过这个值后MOS管就会进入饱和状态，通常用符号VGS(off)表示，单位为伏特。
MOS管的截止电压与其工作状态有关，在设计电路时需要合理选择MOS管的截止电压，以确保电路的正常工作。
以上是MOS管常用的几个参数，这些参数的选择和设计对电路的性能和稳定性都有很大的影响，需要仔细考虑。
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实验一晶体管开关特性、限幅器与钳位器
一、实验目的
1、观察晶体二极管的开关特性，了解外电路参数变化对晶体管开关特性的影响。
2、掌握限幅器和箝位器的基本工作原理。
二、实验原理
1、晶体二极管的开关特性
由于晶体二极管具有单向导电性，故
其开夫特性表现在正向导通与反向截止
两种不同状态的转换过程。
如图l电路，输人端施加一方波激励
信号Vi，由于二极管结电容的存在，因而
有充电、放电和存贮电荷的建立与消散的
过程。
因此当加在二极管上的电压突然由
正向偏置+V1变为反向偏置-V2,二极管并
不立即截止，而是出现一个较大的反向电
流- V2/R，并维持一段时问ts（称为存贮
时间））后，电流才开始减小，再经tr（称
为下降时间）后，反向电流才等于静态特
性上的反向电流I0，将 trr＝ts + tr称
反向恢复时间，trr与二极管的结构有关，
PN结面积小，结电容小，存贮电荷就少，
ts就短。
2、晶体三极管的开关特性
晶体三极管的开关特性是指它从截
止到饱和导通，或从饱和导通到截止的转
换过程特性，而且这种转换都需要一定的时间才能完成。
如图2电路的输入端，施加一个足够幅度（在-V2和+V1之间变化）的矩形脉冲电压Vi激励信号。
就能使晶体管从截止状态进入饱和导通，再从饱和进入截止。
可见晶体管T的集电极电流ic和输出电压V0的波形己不是一个理想的矩形波，其起始部分和平顶部分都延迟了一段时间，其上升沿和下降沿都变得缓慢了，如图1—2波形所示，从Vi开始跃升所对应的ic上升到0.1I CS需时间定义为延迟时间td，ic从0．1I CS增长到0．9I CS的时间为上升时间tr，从Vi开始下降所对应的ic从I CS下降到0．9I CS的时间为存贮时间 ts， ic从0．9I CS下降到0．1I CS的时间为下降时间tf．通常称ton=td + tr为三极管开关的“接通时间”，toff＝ts + tf称为“断开时间”，形成上述开关特性的主要原因是晶体管结电容之故。
改善晶体三极管开关特性的方法是采用
加速电容Cb和在晶体管的集电极加二管D箝
位，如图3所示。
Cb是一个近百PF的小电
容，当vi正跃变期间，由于Cb的存在，Rb1
相当于被短路，vi几乎全部加到基极上，使T
迅速进入饱和，td和tr大大缩短。
当Vi负
跃变时，Rb1再次被短路，使T迅速截止，也
大大缩短了ts和tf，可见Cb仅在瞬态过程
中才起作用，稳态时相当于开路，对电路没有
影响。
Cb既加速了晶体管的接通过程又加速了断开过程，故称之为加速电容，这是一种经济有效的方法，在脉冲电路中得到广泛应用。
箝位二极管D的作用是当T由饱和进入截止时，随着电源对分布电容和负载电容的充电，V0逐渐上升。
因为Vcc
＞Ec ，当V 0超过Ec 后，二极管D 导通，使V 0的最高值被箝位在Ec ，从而缩短V 0波形的上升边沿，而且上升边的起始部分也比较陡，所以大大缩短了输出波形的上升时间tr 。
3、利用二极管与三极管的非线性特性，可构成限幅器和箝位器。
它们均是一种波形变换电路，有广泛的应用。
二极管限幅器是利用二极管导通时和截止时呈现的阻抗不同来实现限幅，其限幅电平由外接偏压决定。
三极管则利用其截止和饱和特性实现限幅。
箝位的目的是将脉冲波形的顶部或底部箝位在一定的电平上。
三、实验设备与器件
正负3V 可调、正15V 直流电源；双踪示波器；方波和正弦信号源；直流数字电压表； IN4007、2AK2（或1N4148）各1个；电阻1K 、 300欧、10K 各 1个；电容0.1微法1个。
四、实验内容（斜体字为参考实验数据）。
先预置示波器：按下示波器的以下按键：CH1、CH2、自动、常态、“触发源”的CH1，其余按键要全在抬起位置。
l 、二极管开关特性
按图 4接线，E 为偏置电压（0～2V 可调 ）
(1）输入信号Vi 为频率 f ＝100KHz 、峰峰值V PP = 3V 的方波信号，E 调至最低（0.16V 左右）。
将示波器的SEC/DIV 的中心细调顺时针拧到头，粗调拧到1µS(表示每大格对应横向扫描时间为1微秒)，用双踪示波器观察和记录输入信号Vi 和输出V 0的波形，并读出存储时间t s 和下降时间t r 对应的大格的值。
将数据记入下表中：
(2）改变偏置电压 E 为
0.3、0.5V,观察输出波形V 0
的 ts 和 tr 的变化规律，记
录结果与右表并分析规律。
(3）改变偏置电压 E 为
0.16--0.6V,定性观察输出波形V 0的 t s 和t r 的变化规律，记录结果于右表并分析规律。
(4）减小方波信号源的电压幅度从3V 缓慢地变到1V ，定性地看ts 及tr 的减小情况。
2、二极管限幅器
按图 6接线，输入V i 为 f ＝10KH Z ，Vpp ＝5V 的正弦波信号，令 E ＝2V ， 1V ，OV ，-1V （对调插接电源的两个插线头即可），观察输出波形V 0，并列表记录波形（E 越低，波形的上消顶宽度越宽，也即限幅越深；E 超过1.94V 则无消顶限幅）。
3、二极管箝位器
在图6基础上改装成图7，Vi 为10KHz 方波信 号，令E=1V 、O.2V 、一1V （把
E 电源极性反插过来就成负的了）、一3V ，观察输出波形，并记录实验现象（E 越
高，波形V 0越往上平移但形状和幅度不变；E 越低，波形V 0越往下平移）。
4、三极管限幅器(选作内容，如时间不够可不做)
按图 8接线（实际可利用仪器面板上的第一个单级放大器成品电路做该实
验，原来的电容等都可带着），Vi 为正弦波，f ＝10KHz ，Vpp 在0～5V 范围连续可
调，在逐渐增加输入信号幅度下，观察输出波形V 0的变化情况，并记录实验现象
（正负半周都出现了限幅）。
5、将实验观测到的波形画出，并对各
自进行分析和讨论。
六、问题
1、开关特性好的二极管或三极管，
在物理结构上具有何特征?。