晶体管开关电路设计报告
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。
SGK10型声光控延时开关课设报告
2SGK10型声光控延时开关电路计2.1电路工作原理声光控延时开关的电路原理图如图2-1所示。
电路中的主要元器件是使用了数字集成电路CD4011，其内部含有4个独立的与非门D1～D4，使电路结构简单，工作可靠性高。
图2-1 声光控延时开关控制电路原理图声音信号被驻极体话筒BM接收并转换成电信号，经C1耦合到VT的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门(VD1)的2脚，R4、R7是VT的偏置电阻，C2是电源滤波电容。
为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻RG等元件组成光控电路，R5和RG组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，RG两端的电压高，即为高电平期间t=2πR8C3，改变R8或C3的值，可改变延时时间，满足不同目的。
D3和D4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。
当C3充电到一定电平时，信号经与非门D3、D4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合；C3充满电后只向R8放电，当放电到一定电平时，经与非门D3、D4输出为低电平，使单向可控硅截止，电子开关断开，完成一次完整的电子开关由开到关的过程。
二极管VD1～VD4将220V交流进行桥式整流，变成脉动直流电，又经R1降压，C2滤波后即为电路的直流电源，为BM、VT、IC芯片等供电。
2.2声光控制结构声光控延时开关，顾名思义，就是用声音来控制开关的“开启"，经过若干秒后延时开关“自动关闭"。
因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。
明确了电路的信号流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元，由此可画出如图2-2所示的方框图。
图2-2 声光控延时开关控制电路方框图3各部电路及原理分析3.1整流电路单向桥式整流电路是由电源变压器，4只整流二极管VD1～VD4和负载R L 组成。
电路图如3-1图所示。
图3-1 桥式整流电路原理图工作原理：利用4个二极管接成电桥使在U2的正负半周的电压经过两只二极管交替导通，即在负载上形成了单方向的全波脉冲电压。
功率场效应晶体管(MOSFET)特性与驱动电路研究
功率场效应晶体管(MOSFET)特性与驱动电路研究一．实验目的：1．熟悉MOSFET主要参数的测量方法2．掌握MOSEET对驱动电路的要求3．掌握一个实用驱动电路的工作原理与调试方法二．实验内容1．MOSFET主要参数：开启阀值电压V GS(th),跨导g FS,导通电阻R ds输出特性I D=f（Vsd）等的测试2．驱动电路的输入,输出延时时间测试.3．电阻与电阻、电感性质载时，MOSFET开关特性测试4．有与没有反偏压时的开关过程比较5．栅-源漏电流测试三．实验设备和仪器1．MCL-07电力电子实验箱中的MOSFET与PWM波形发生器部分2．双踪示波器3．毫安表4．电流表5．电压表四、实验线路见图2—2五．实验方法1．MOSFET主要参数测试（1）开启阀值电压V GS(th)测试开启阀值电压简称开启电压，是指器件流过一定量的漏极电流时（通常取漏极电流I D=1mA)的最小栅源电压。
在主回路的“1”端与MOS 管的“25”端之间串入毫安表，测量漏极电流I D，将主回路的“3”与“4”端分别与MOS 管的“24”与“23”相连，再在“24”与“23”端间接入电压表, 测量MOS 管的栅源电压Vgs ，并将主回路电位器RP 左旋到底，使Vgs=0。
将电位器RP 逐渐向右旋转，边旋转边监视毫安表的读数，当漏极电流I D =1mA 时的栅源电压值即为开启阀值电压V GS （th ）。
读取6—7组I D 、Vgs ，其中I D =1mA 必测，填入表2—6。
（2）跨导g FS 测试双极型晶体管（GTR ）通常用h FE （β）表示其增益，功率MOSFET 器件以跨导g FS 表示其增益。
跨导的定义为漏极电流的小变化与相应的栅源电压小变化量之比，即g FS =△I D /△V GS 。
典型的跨导额定值是在1/2额定漏极电流和V DS =15V 下测得，受条件限制，实验中只能测到1/5额定漏极电流值。
根据表2—6的测量数值，计算g FS 。
开关管特性实验报告
开关管特性实验报告1. 了解开关管的基本原理和特性。
2. 掌握开关管的触发方法和工作状态。
3. 理解开关管的电流和电压特性。
实验仪器和材料：1. 开关管（MOSFET或IGBT）。
2. 直流电源。
3. 示波器。
4. 电阻、电容、电感等元件。
实验原理：开关管是一种具有开关功能的半导体器件，通常用于控制高功率电流的开关操作。
常见的开关管有MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）和IGBT（绝缘栅双极型晶体管）。
MOSFET是一种三电极器件，包括源极、栅极和漏极。
它的工作原理是通过改变栅极与源极之间的电势差，控制漏极-源极间的电流。
当栅极与源极之间的电势差小于临界电压时，MOSFET处于截止状态，没有漏极-源极间的导电；当电势差大于临界电压时，MOSFET处于导通状态，有漏极-源极间的导电。
IGBT是一种双极型晶体管，结合了MOSFET的控制特性和双极型晶体管的导通特性。
它的工作原理是通过控制栅极-集电极间的电势差，控制集电极-发射极间的电流。
当栅极-集电极间的电势差小于临界电压时，IGBT处于截止状态，没有集电极-发射极间的导电；当电势差大于临界电压时，IGBT处于导通状态，有集电极-发射极间的导电。
实验步骤：1. 将开关管连接到直流电源，接通电源。
2. 调节电源的输出电压为适当的数值。
3. 在开关管的源极和漏极之间串联一个负载，如电阻、电容或电感。
4. 使用示波器测量开关管的输入端和输出端的电压波形。
5. 改变直流电源的输出电压，记录开关管的导通和截止状态。
6. 改变负载的数值，记录开关管的电流和电压特性。
实验结果与分析：实验中，根据不同类型的开关管（MOSFET或IGBT）和不同的电路设置，可以获得不同的实验结果。
在正常情况下，开关管处于导通状态时，输出端的电压接近于零；而在截止状态下，输出端的电压接近于输入端的电压。
在改变直流电源的输出电压时，可以观察到开关管的导通和截止状态的变化。
当电源输出电压低于开关管的临界电压时，开关管处于截止状态，没有导通电流；当电源输出电压高于开关管的临界电压时，开关管处于导通状态，有导通电流。
模电晶体管2N2218实验报告
模电晶体管2N2218实验报告模电晶体管2N2218实验报告一、目的通过使用 LM356/ LM348芯片组装晶体管，学习和掌握模拟集成电路工艺。
二、方法1.通过串联和并联两种方式构成了四个功能级，即将6个6bit 的集成电路分别串联起来，形成6×4=24bit 的结果；然后再将这些多出的16bit 的电路全部并联起来，便可以获得24×8=192bit 的电路。
在24bit 的系统中，一共有384个晶体管。
由于每一次采样，都会产生32个晶体管同时导通或关断，因此最终就需要至少192*32=8242个晶体管参与驱动。
在4×16bit 的系统中，总共只有256个晶体管参与运算。
如下图所示：图2.1四个功能级的连接示意图（1）电源部分：通过三极管提供电压，为各个电路单元提供电流。
三、原理图图4.3-3所示为本设计所采用的芯片结构图。
图4.3-4是一个四层的反相器，其中下面两层采用两个同型号的晶体管，并排放置，从而形成两个互补输入端，同时连接到基准电压上。
其余两层则分别连接两个输出端，作为控制端，也称为同步端。
图4.3-5是图4.3-4的输入端和输出端。
同样地，一共还有20个反相器单元，依次与图4.3-4对应。
图4.3-7则是图4.3-5的另外两个输入端和输出端。
其中，由于本反相器的输出端不含控制功能，故其不受晶体管的控制，而且，它仅仅只向上走一层的输入端。
若干个晶体管依次接收输入端传递过来的数据信息，进行解码之后，再根据其状态改变自身的状态。
四、步骤在2N2218的基础上扩展实现模拟信号输出，包括与时钟同步和加电保护功能，首先，将时钟线圈连接到反相器 A1的输入端，另一端接地。
将模拟输出脚（ GND）与一个门电路连接。
门电路的状态转换开关（ LDW）接地。
再利用 RC 达林顿逻辑电路做驱动，让时钟振荡器发出时钟脉冲，经由三极管 D1的发射极、基极和集电极依次穿过同步开关与图4.3-5的 IA 引脚和图4.3-5的R1引脚相连。
mosfet的实验报告
mosfet的实验报告MOSFET的实验报告引言：MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管) 是一种重要的电子器件，具有广泛的应用领域。
本篇实验报告将介绍MOSFET的基本原理、实验装置、实验步骤、实验结果以及对实验结果的分析和讨论。
一、MOSFET的基本原理MOSFET是一种三端器件，由金属氧化物半导体结构组成。
它的主要特点是在输入电压较低的情况下，能够控制较大的输出电流。
MOSFET有两种类型：N沟道型和P沟道型，根据实验要求，我们选择了N沟道型MOSFET。
二、实验装置本次实验所需的装置包括：MOSFET芯片、直流电源、电阻、示波器、万用表、电容、电感等。
三、实验步骤1. 将MOSFET芯片正确连接到实验电路中，并确保连接正确无误。
2. 将直流电源连接到电路中，设置合适的电压和电流值。
3. 使用示波器测量输入和输出信号的波形，并记录下来。
4. 使用万用表测量电路中的电流和电压值，并记录下来。
5. 对实验进行多次重复，确保实验结果的准确性。
四、实验结果在实验过程中，我们观察到了以下结果：1. 输入电压的变化对输出电流和电压有明显的影响。
2. MOSFET的工作在某一特定电压范围内更为稳定。
3. 输出电流和电压随着输入电压的增加而增加，但增长速度逐渐减缓。
五、实验结果分析和讨论根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. MOSFET在特定电压范围内具有较好的线性特性，适合用作放大器。
2. MOSFET的输出电流和电压与输入电压之间存在一定的关系，可以通过合适的电路设计实现不同的功能。
3. MOSFET的工作在某一特定电压范围内更为稳定，超出该范围可能导致器件损坏。
六、实验的应用前景MOSFET作为一种重要的电子器件，在现代电子技术中具有广泛的应用前景。
它可以用于放大电路、开关电路、模拟电路等领域。
随着科技的不断进步，MOSFET的性能也在不断提高，未来它将在更多领域发挥重要作用。
结论：通过本次实验，我们对MOSFET的基本原理和特性有了更深入的了解。
开关元件实习报告
一、实习目的通过本次实习，使学生掌握开关元件的基本原理、分类、性能参数和实际应用，提高学生的实际操作能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实习时间与地点实习时间：2021年X月X日至X月X日实习地点：XX学院电气工程系实验室三、实习内容1. 开关元件的基本原理开关元件是电路中常用的控制元件，具有控制电路通断的功能。
根据开关元件的工作原理，可分为机械开关、半导体开关和电磁开关等。
2. 开关元件的分类（1）机械开关：包括按钮开关、波段开关、转换开关等。
（2）半导体开关：包括晶体管开关、MOSFET开关、IGBT开关等。
（3）电磁开关：包括继电器、接触器、电磁阀等。
3. 开关元件的性能参数（1）额定电压：指开关元件能够承受的最大电压。
（2）额定电流：指开关元件能够承受的最大电流。
（3）寿命：指开关元件在规定条件下，能正常工作的次数。
（4）接触电阻：指开关元件在闭合状态下，导通回路中的电阻。
4. 开关元件的实际应用（1）机械开关：广泛应用于家用电器、电子设备、控制电路等。
（2）半导体开关：广泛应用于电力电子、电机控制、通信设备等领域。
（3）电磁开关：广泛应用于工业自动化、建筑智能化、家电等领域。
四、实习过程1. 实习准备（1）了解开关元件的基本原理、分类、性能参数和实际应用。
（2）熟悉实验室的安全操作规程。
2. 实习步骤（1）观察和了解实验室内的开关元件，包括机械开关、半导体开关和电磁开关。
（2）学习开关元件的安装、调试和测试方法。
（3）根据实习指导书，完成以下实验：①机械开关的安装与调试；②半导体开关的安装与调试；③电磁开关的安装与调试。
（4）记录实验数据，分析实验结果。
3. 实习总结通过本次实习，我对开关元件有了更深入的了解，掌握了开关元件的基本原理、分类、性能参数和实际应用。
以下是我对本次实习的总结：（1）开关元件在电路中起着至关重要的作用，掌握开关元件的性能参数和实际应用对于电路设计和维护具有重要意义。
波控电路实验报告
一、实验目的1. 理解波控电路的基本原理和功能。
2. 掌握波控电路的设计方法，包括电路元件的选择和连接。
3. 通过实验验证波控电路的性能，分析其工作特性。
4. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理波控电路是一种利用波控元件（如晶体管、二极管等）实现对信号控制的电路。
其主要功能是对输入信号进行放大、整形、调制、解调等处理，以满足各种应用需求。
本实验主要研究晶体管波控电路，其基本原理如下：1. 放大电路：利用晶体管的放大作用，将输入信号放大到所需幅度。
2. 整形电路：利用二极管的单向导电特性，将输入信号整形为方波或矩形波。
3. 调制电路：利用晶体管的开关特性，将输入信号调制到高频载波上。
4. 解调电路：利用二极管的整流作用，将调制信号解调为原信号。
三、实验仪器与设备1. 晶体管实验板2. 晶体管3. 二极管4. 电阻5. 电容6. 信号发生器7. 示波器8. 万用表9. 电源四、实验步骤1. 搭建放大电路：按照电路图连接晶体管、电阻、电容等元件，搭建放大电路。
2. 测试放大电路：使用信号发生器产生正弦波信号，通过示波器观察放大电路的输出波形，分析放大倍数。
3. 搭建整形电路：按照电路图连接二极管、电阻、电容等元件，搭建整形电路。
4. 测试整形电路：使用信号发生器产生正弦波信号，通过示波器观察整形电路的输出波形，分析整形效果。
5. 搭建调制电路：按照电路图连接晶体管、电阻、电容等元件，搭建调制电路。
6. 测试调制电路：使用信号发生器产生正弦波信号，通过示波器观察调制电路的输出波形，分析调制效果。
7. 搭建解调电路：按照电路图连接二极管、电阻、电容等元件，搭建解调电路。
8. 测试解调电路：使用调制信号作为输入，通过示波器观察解调电路的输出波形，分析解调效果。
五、实验数据与分析1. 放大电路：通过实验，放大电路的放大倍数为20倍，输出波形为正弦波。
2. 整形电路：通过实验，整形电路的输出波形为方波，基本消除了正弦波中的谐波成分。
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xxx大学
开放性实验报告
（A类）
项目名称：三极管开关电路设计实验室名称：创新实验室
学生姓名：xxxxxxxx
创新实验项目报告书 实验名称
三极管开关电路设计 日期 xxx 姓名 xxx 专业 xxx
一、实验目的（详细指明输入输出）
1.最大开关频率≥10KHz（不加输出负载）；
2.其输出用以控制继电器的通断（输入信号1Hz）；
3.有效输入控制电压Vin≤0.7V 或Vin≥
4.3V；
4.设计两种开关电路：高电平饱和导通、低电平饱和导通。
二、实验原理（详细写出理论计算、理论电路分析过程）(不超过1页)
晶体管开关电路可以有两种，分别是共射开关电路，共集电极开关电路。
共射开关电路的NPN 型晶体管电路如下图所示：
当V IN >V ON 时，晶体管基极-发射极导通，有电流流过集电极，又晶体管发射
级接地，晶体管工作在饱和区，流过集电极电流很大，V CE 很小，相当于把集电
极-发射极的一个“开关”闭合了一样，从而形成开关动作；
共集电极开关电路的NPN 型晶体管电路如下图所示：
当V BE >V ON 时，晶体管基极-发射极导通，有电流流过集电极和发射极，此时
将信号从发射极电阻取出，可以得到总比基极电压小0.7V 的电压值，于是，当基极输入标准的TTL 电平的时候，NPN 共集电极开关电路从集电极可以得到0.7V 和5V 的电压。
还有一点，由于共集电极晶体管电路输出电压同输入电压同向，可以消除米勒效应的影响，因此共集电极开关电路的开关频率大大优于共射极
开关电路。
综上，我们本次试验选择共集电极开关电路作为实验电路。
三、实验过程（记录实验流程，提炼关键步骤）（尽可能详细）
a)确定元件型号，查找相关资料，设计最初的设计原理图。
由于手头上只有8050和8550型晶体管，而此次开关电路设计要求对晶体管并不苛刻，因此直接拿8050和8550作为本次试验所用的晶体管。
原理图如下图所示：
b)在仿真软件上进行仿真。
按照原理图搭建仿真电路，仿真结果如下图所示：
仿真结果中，输入5V正弦波给予2.5V偏置以便观察共集开关电路的特性。
在仿真结果中可以看到，当输入电压大于4.4V时，管子基极-发射极关断，从射极电阻取出的电压直接为V
——在这里为5V。
CC
c)按照电路原理图焊接电路板。
首先对元器件布局，而后粗略加锡使元件固定在板子上，而后补锡进一步焊牢元件，而后按照原理图走锡完成对电路的焊接。
d)对电路板进行调试，并进行改进。
的方波信号作为信号输入，分别对高电 我们取输入频率为100KHz，5V
PP
平饱和导通，低电平饱和导通开关电路进行测试。
测试波形如下图所示：
低电平饱和导通：
高电平饱和导通：
可以看到，共集电极开关电路即使在100KHz的频率下依旧表现的很好。
四、实验结果（详细列出实验数据、结论分析）
首先我们继续探求共集电极开关电路的开关频率，看一看这个实验电路的开关极限频率是多少。
下图黄色波形的是输入信号为函数信号发生器显示5V PP-100KHz方波的输出信号波形，可以看到，此时开关电路表现先较好，基本可以满足使用需要；
下图黄色波形的是输入信号为函数信号发生器显示5V PP-200KHz方波的输出信号波形，可以看到，此时开关电路在下降沿后出现了波形震荡，但此时也基
本可以满足使用要求。
下图黄色波形的是输入信号为函数信号发生器显示5V PP-600KHz方波的输出信号波形，可以看到，此时开关电路在下降沿处的震荡进一步加剧，此时输出的
方波已无法满足实用要求了。
下面我们测试开关电路的有效输入控制电压。
鉴于使用方波测试开关电路的有效输入控制电压使用方波作为输入波形其实不太明了。
而使用正弦波来测试开关电路的有效输入控制电压则明了很多。
因此我们用输入正弦波的方法来测量开关电路有效输入控制电压
下图的正弦输入信号加了2.5V的直流偏置，用于直观地观察开关电路的有效控制电压。
可以看到，在V IN>4.560V时，输出电压便被拉至V CC，此时三极管是截止状态，即有效控制电压为4.56V。
下图的正弦输入信号加了2.5V的直流偏置，用于直观地观察开关电路的有效控制电压。
可以看到，在V IN<0.560V时，输出电压被拉至零电位，此时三极管是截止状态，即有效控制电压为0.56V
五、实验总结（实验中遇到的已解决和未解决的问题）
共集电极开关电路拥有频率特性好，搭建电路所需元件少等优点。
相较于共射极开关电路，共集电极开关电路开关频率能超过共射极开关电路一个数量级。
而且共射极开关电路需要加速电容、肖特基二极管等额外原件加速器开关速率，增加了电路的复杂性，共集电极开关电路相较于它来说可靠性更好。
在实验中我发现，当开关频率高了之后，在输出方波下降沿后会出现较为严重的震荡，如下图所示。
我没有弄清楚他的原因，日后学习过程中会对其额外留意。
注意：
1、实验报告正文内容需达到3页以上；
2、可以添加加附录；
3、实验报告应加强对实验过程的说明。