简易晶体管图示仪
简易晶体管图示仪
简易晶体管图示仪之高陈檩檀创作实验陈述专业：通信工程班级：姓名：学号：指导老师：一、课题名称：简易晶体管图示仪二、摘要：本陈述主要论述了简易晶体管图示仪的设计原理与实现方法，通过阶梯波改变基极电位以及三角波在集电极扫描得出转移特性曲线，陈述中了实验的仿真电路与实际搭接情况以及各部分电路测试情况，分析了实验中出现的问题并说明了解决的方法。
三、关键词：方波三角波阶梯波晶体管转移特性曲线四、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)设计呵护电路，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，并正确测试分歧性质三极管；2)设计阶数可调的阶梯波发生器。
五、设计思路及总体结构框图1.设计思路晶体管特性图示仪是一种能对晶体管的特性参数进行测试的仪器。
该仪器用可调节的阶梯波和三角波对晶体管进行周期性扫描，并将结果以图示的方式显示在屏幕上。
首先利用555时基振荡器发生方波。
一方面方波输入到双运算放大器LF353，LF353的一个运放作为积分器发生锯齿波，另一个运放构成反相放大电路得到合适幅值的三角波输入到三极管的集电极作为扫描电压。
另一方面方波作为时钟信号输入四位同步二进制计数器74LS169，取其低三位输出作为地址输入到CD4051的地址端，通过分压在CD4051的数据输入端输入等间隔的电位值，CD4051作为数据选择器，根据输入的地址对数据进行选择性输出，从而获得阶梯波；然后把阶梯波作为基极电位输入到三极管的基极；通过示波器两通道分别接集电极和射极，以X-Y模式显示晶体管的转移特六、分块电路和总体电路的设计1.方波发生器电路通过555振荡器发生时钟信号，所需电压为±5V。
间接反馈型无稳电路T1=0.693（RA+RB）*C;T2=0.693*RB*C;f=1.433/(RA+2*RB)*C;占空比：(RA+RB)/(RA+2*RB)想要发生占空比为50%左右的方波，RB要远大于RA方波发生器Multisim设计电路2.三角波发生电路将NE555发生的方波输入双运算放大器LF353中，利用其第一个运放构成反向积分电路发生三角波，利用第二级运放构成反向加法放大电路，发生符合要求的三角波。
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。
模电--简易晶体管图示仪--实验报告
创作编号：GB8878185555334563BT9125XW创作者：凤呜大王*电子测量与电子电路综合实验实验报告课题名称：简易晶体管图示仪专业：电子信息科学与技术班级：2013211202学号：姓名：班内序号：指导老师：一．报告摘要1）实验目的2）实验要求3）背景知识及实验设计4）分块设计及各元件管脚图5）实验步骤6）实验结果分析7）实验总结二．实验目的1）通过实验进一步掌握集成运放的使用方法。
2）进一步提高工程设计和实践动手能力。
三．实验要求1.基本要求：⑴设计一个阶梯波发生器，f500Hz,阶数N=6;⑵设计一个三角波发生器，三角波;⑶设计保护电路，实现对三极管输出特性的测试。
2. 提高要求⑴可以识别NPN,PNP管，并正确测试不同性质三极管;⑵设计阶数可调的阶梯波发生器。
四．背景知识及实验设计1.创作编号：GB8878185555334563BT9125XW创作者：凤呜大王*2. 三极管输出特性曲线： 输出特性曲线是指在基极电流一定时，集电极与发射极和集电极电流的关系曲线，每取一个，就有一条输出特性曲线与之对应。
3. 设计思路：晶体管图示仪是一种能对晶体管的特性参数进行测试的仪器，该仪器用可调节的阶梯波和三角波对晶体管进行周期性扫描，用Y 轴表示测得的电压可以表示的大小，用X 轴测得的电压可以表示的大小。
改变基极电流 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，得到一条输出特性曲线。
每扫描一次完整的阶梯波，得到一组稳定的输出特性曲线。
4. 设计关键：三角波发生器，阶梯波发生器，配套的调节和保护电路。
5.五． 分块设计1. 方波振荡电路设计 所用原件 NE555 3.3nF 电容 100nF 电容 100Ω电阻 20k Ω电阻 电源 个数1个1个1个1个一个5v2） NE555管脚图及功能方波振荡电路 三角波发生电路阶梯波发生电路 Rb Rc Re示波器 y xNE555管脚功能介绍：1脚为地。
简易晶体管输出特性图示仪的设计_朱向庆
ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｏｆ ＡＴ８９Ｃ５１， ｕｓｅｓ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ， ｄｉｇｉｔａｌ－ｔｏ－ａｎａｌｏｇ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ， ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－
ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ａｎｄ ＬＥＤｓ ｅｔｃ．． Ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｄｉｓｐｌａｙ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＮＰＮ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ｂｙ ｕｓｉｎｇ
图示法测量三极管输出特性的电路原理如图二所示，它
以 Ａｔｍｅｌ 公司的 ＡＴ８９Ｃ５１ 单片机系统为核心，辅以集成运放、
Ｄ／Ａ 转换器、Ａ／Ｄ 转换器、数码管等。图中 Ｔ 是待测的 ＮＰＮ 三
极管，在其集电极加锯齿波扫描电压，基极加阶梯电流源。
将基极电流 ｉ 、集电极电流 ｉ 分别由基极电阻 Ｒ 、集电极电
４ 结束语 本系统与通用示波器配合，可作为普通 ＮＰＮ 三极管输出
特性图示仪使用，且其β值可显示。 如果将阶梯电流源及锯齿波的极性反向，再经过模拟多
路开关加到三极管的基极或集电极，在Ｐ１口添加一个选择开 关，修改程序后，即可由使用者选择测量 ＮＰＮ 或 ＰＮＰ 型三极 管。
增加一个差分放大器，将待测三极管发射结的电压取 出，加至示波器 Ｘ 轴，在集电极加阶梯波，基极加锯齿波，将 Ｒ 两端的电压加至 Ｙ 轴，即可显示晶体管的输入特性曲线。
摘 要： 提出简易晶体管图示仪的设计方案：以 ＡＴ８９Ｃ５１ 单片机系统为核心，利用集成运放、Ｄ／Ａ 转换器、Ａ／Ｄ 转换
器、数码管等，实现用普通示波器观察 ＮＰＮ 晶体管的输出特性曲线，并用数码管等组成的显示电路输出三极管的电流放大系
数β。本系统成本低，使用简单、方便，显示图像直观，β值计算准确。
简易晶体管特性图示仪制作
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ＴｅｍｐＤａｔａ＝Ｏ： ＴｅｍｐＤａｔａ＝ＬＣＭ １ ２８６４一
Ｒｅａｄ １ Ｂｙｔｅ—Ｘ—Ｙ（ｘ．７一Ｄ×）： ＴｅｍｐＤａｔａ Ｉ＝（１＜＜（７二．Ｂ×））： ＬＣＭｌ ２８６４～Ｗ ｒｉｔｅｌ Ｂｙｔｅ—Ｘ—Ｙ（ｘ，７一
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二、系统组成
本系统由硬件和软件两部分组成。系统的总 体硬件结构如图１所示。以Ｃ８０５１Ｆ０２０单片机 为核心。构成基极电流阶梯波发生电路、集电极 阶梯波发生电路。辅以ＶＩＩ转换电路、键盘控制 单元和ＬＣＤ显示电路等。软件部分主要完成信号 的检测及处理，设备的控制和驱动等功能。
１．基极阶梯电流产生电路
９
ＤＢ５
Ｈ／Ｌ
数据线５
３．调理电路
１０
调理电路接在负载 １１
电阻ＲＣ两端，由极性 １２
转换部分和幅度
信号进行调理，使之满 １５
足Ａ／Ｄ转换器对信号要 １６
求。两路调理电路完全 １７
相同，图４为其中一路。
简易晶体管图示仪的设计与实现
简易晶体管图示仪的设计与实现实验报告专业：班级：姓名：学号：指导老师：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：方波三角波阶梯波转移特性曲线三、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入输出特性曲线及值得显示及测量。
首先利用555时基振荡器产生的方波；方波一方面输入到LF353，LF353用作积分器产生锯齿波输入到三极管的集电极作为扫描电压；方波另一方面作为时钟信号输入16进制计数器74LS169，74LS169是模16的同步二进制计数器，取其三位输出作为地址输入给CD4051；CD4051在本实验中为数据选择器，对其获得的地址进行选择性的输出，以获得阶梯波；然后把阶梯波作为基极输入输入到三极管的基极；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1：五、分块电路和总体电路的设计5.1 方波发生器电路通过555振荡器产生时钟信号，所需电压为±5V。
Multisim仿真及各元件参数见图2，产生的方波如图3。
图2 Multisim仿真的方波发生器图3 Multisim仿真的方波5.2 三角波发生器电路将5.1中产生的方波输入双运算放大器FM353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。
晶体管图示仪的测试原理
晶体管图示仪的测试原理晶体管图示仪是一种用于测试和分析晶体管性能的仪器。
它通过对晶体管进行电流-电压（I-V）特性曲线的测量，来评估晶体管的工作状态和性能。
晶体管图示仪的测试原理主要包括以下几个方面：1. 电流-电压特性测量：晶体管图示仪通过在晶体管的基极、发射极和集电极之间施加不同的电压，测量晶体管的电流-电压特性曲线。
这些特性曲线可以显示晶体管的工作区域、饱和区、截止区等工作状态，以及晶体管的放大倍数、输入电阻、输出电阻等性能参数。
2. 输入输出特性测量：晶体管图示仪还可以测量晶体管的输入输出特性。
输入特性是指在给定的集电极电压下，测量晶体管的基极电流与基极电压之间的关系；输出特性是指在给定的基极电流下，测量晶体管的集电极电压与集电极电流之间的关系。
通过测量输入输出特性，可以评估晶体管的放大倍数、输入电阻、输出电阻等性能参数。
3. 频率响应测量：晶体管图示仪还可以测量晶体管的频率响应特性。
频率响应是指晶体管在不同频率下的放大倍数和相位差。
通过测量频率响应，可以评估晶体管的截止频率、增益带宽等性能参数。
4. 功率测量：晶体管图示仪还可以测量晶体管的功率特性。
功率特性是指晶体管在不同电压和电流下的功率输出。
通过测量功率特性，可以评估晶体管的最大功率输出、效率等性能参数。
晶体管图示仪的测试原理基于电子学和半导体物理学的基本原理。
晶体管是一种半导体器件，其工作原理基于PN结和场效应晶体管的原理。
晶体管图示仪通过施加不同的电压和电流，可以改变晶体管的工作状态，从而测量和分析晶体管的性能。
总之，晶体管图示仪通过测量晶体管的电流-电压特性、输入输出特性、频率响应特性和功率特性，来评估晶体管的工作状态和性能。
它是一种重要的测试仪器，用于研究和开发半导体器件、电子电路和通信系统等领域。
晶体管特性图示仪使用详解
② “峰值电压 %”调节旋钮。 作用：使集电极电源在确定的峰值电压范围内连续变 化。 ③ “+、-”极性按键开关。 作用：按下时集电极电源极性为负，弹出时为正。
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• ④ “电容平衡”与“辅助电容平衡”旋钮。 • 作用：使在高电流灵敏度测量时容性电流最小，
减小测量误差 • ⑤ “功耗限制电阻 ”选择开关。 • 作用：改变串联在被测管集电极回路中的电阻以
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5．使用注意事项 （1）测试前应预设一些关键开关和旋钮的位置。 （2）“峰值电压范围”、“峰值电压%”、阶梯信号 “电压电流/级”及“功耗限制电阻”这几个开关甚 用。 （3）测试大功率器件（因通常测试时不能满足其散 热条件）及测试器件极限参数时，多采用“单簇”阶 梯。
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6．XJ 4810 型半导体管特性图示仪的应用 （1）同时显示二极管的正反向特性曲线 由于其集电 极扫描电压有双向扫描功能，可使二极管的正反向特 性曲线同时显示在荧光屏上。
• ⑤ “极性”开关 选择阶梯信号的极性。
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⑥ “重复-关”开关 开关弹出时，阶梯信号重复出 现，正常测试时多置于该位置；开关按下时，阶梯信 号处于待触发状态。 ⑦ “单簇”按钮 与“重复-关”开关配合使用。当 阶梯信号处于待散发状态时，按下该钮，对应指示灯 亮，阶梯信号出现一次，然后又回到待触发状态。多 用于观察被测管的极限特性，可防止被测管受损。
注意：此时 IB 和 UBE 均为阶梯波，但 IB 每级高度基本相同，而 UBE
由于输入特性的非线性而每级高度不同。集电极扫描电压的变化反映在荧 光屏上为亮点在各级水平方向的往返移动。
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（4）场效晶体管漏极特性曲线 ID = f（UDS）及 测
试原理框图如图所示。
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简易晶体管图示仪
实验报告
专业：通信工程
班级：
姓名：
学号：
指导老师：
一、课题名称：简易晶体管图示仪
二、摘要：
本报告主要阐述了简易晶体管图示仪的设计原理与实现方法，通过阶梯波改变基极电位以及三角波在集电极扫描得出转移特性曲线，报告中了实验的仿真电路与实际搭接情况以及各部分电路测试情况，分析了实验中出现的问题并说明了解决的方法。
三、关键词：
方波三角波阶梯波晶体管转移特性曲线
四、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。
五、设计思路及总体结构框图
1.设计思路
晶体管特性图示仪是一种能对晶体管的特性参数进行测试的仪器。
该仪器用可调节的阶梯波和三角波对晶体管进行周期性扫描，并将结果以图示的方式显示在屏幕上。
首先利用555时基振荡器产生方波。
一方面方波输入到双运算放大器LF353，LF353的一个运放作为积分器产生锯齿波，另一个运放构成反相放大电路得到合适幅值的三角波输入到三极管的集电极作为扫描电压。
另一方面方波作为时钟信号输入四位同步二进制计数器74LS169，取其低三位输出作为地址输入到CD4051的地址端，通过分压在CD4051的数据输入端输入等间隔的电位值，CD4051作为数据选择器，根据输入的地址对数据进行选择性
输出，从而获得阶梯波；然后把阶梯波作为基极电位输入到三极管的基极；通过示波器两通道分别接集电极和射极，以X -Y 模式显示晶体管的转移特性曲线。
2. 总体设计框图：
六、 分块电路和总体电路的设计
1. 方波发生器电路
通过555振荡器产生时钟信号，所需电压为±5V 。
间接反馈型无稳电路 T1=0.693（RA+RB ）*C;
T2=0.693*RB*C;
f=1.433/(RA+2*RB)*C;
占空比：(RA+RB)/(RA+2*RB)
想要产生占空比为50%左右的方波，RB 要远大于RA
方波电路 积分电路
阶梯波电路 示波器 Y X
2. 三角波发生电路 将NE555产生的方波输入双运算放大器LF353中，利用其第一个运放构
成反向积分电路产生三角波，利用第二级运放构成反向加法放大电路，产生符合要求的三角波。
3.
阶梯波发生器电路
方波作为时钟信号输入74LS169，74LS169作为同步四位二进制计数器，统计时钟沿个数，将其低三位输出作为地址输入到CD4051中（低三位输出方波发生器Multisim 设计电路
三角波发生器Multisim 仿真电路
构成模为8的计数器，从000到111），采用8个等值的电阻分压产生等间隔的电位值，输入到CD4051的数据端，CD4051作为数据选择器，在收到不同的地址时输出不同的电位，从而产生8阶阶梯波。
阶梯波发生器Multisim仿真电路
4.晶体管特性曲线的显示
将产生的三角波输入到三极管S8050(Multisim仿真中用2N2222代替)的集电极用作扫描，将产生的阶梯波输入到三极管的基极改变基极电位。
晶体管转移特性曲线是Ic和Vce的关系，在三角波射极接电阻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。
示波器的两路一路测量Re两端的电压，另一路在晶体管的集电极测量Vc大小，并选择X-Y模式得到晶体管的转移特性曲线。
七、实现功能说明
1.基本功能的实现
1)方波发生器，f=1.548kHz ，Uopp=3.63V；
2)阶梯波发生器，f=196.85Hz ，Uopp=5V ，阶数N=6；
3)三角波发生器，三角波Vopp=11.2V，f=1.54kHz;
4)晶体管特性曲线
可获得6条晶体管输出特性曲线组。
输出特性曲线是测量所得Uce与Ic的转移关系曲线。
用三角波扫描集电极，X轴测量三极管的集电极电压，以表示Uce的值；Y轴测量Re 上的电压，通过电压值来以表示Ic的值。
这样在示波器的X-Y模式下就可以得到一条输入特性曲线。
基极电位发生改变，即可得到新的输出特性曲线。
把阶梯波做为三极管基极电压输入，即可得到NPN的输出特性曲线。
2.提高要求
1)显示NPN管特性曲线簇
测试方法：在原电路的基础上进行改装。
首先要将要将晶体管的CE互换，
将E接锯齿波（高电位）；其次示波器的CH1、CH2的接法也要相应修改
2)实现曲线簇4-8阶可调
通过在三角波产生电路中加滑动变阻器改变三角波的直流电位从而实现晶体管特性曲线的数目变化
3.实际电路搭接
八、故障及问题分析
1.Multisim仿真时三角波产生电路无法输出正确波形。
LF353双运放将方波变为三角波，仿真时发现第一级积分电路可以产生幅度很小的三角波而第二级放大电路输出呈直流，没有三角波输出。
仔细观察第一级产生波形后发现第一级产生的三角波有一个很大的直流偏置，如果直接对波形进行放大，不仅三角波幅值被放大，直流偏置也会被放大。
通过在第二级放大电路的同相端加比较电压从而解决了问题。
使第二级放大电路同时具有加法电路功能。
2.Multisim仿真时输出特性曲线条数过少
仿真时转移特性曲线只能输出两阶，在调试各部分电路时发现造成这种现象的原因是三角波幅值太小，导致阶梯波的高阶无法扫描到。
三角波幅值过小，由于反馈电阻阻值选择不当。
但是单纯增大反馈电阻组织又会使其直流偏置改变。
通过M将ultisim中LF353所需的几个电阻都改为滑动变阻器，找到合适的阻值后，再在电路中替换，从而得到合适的三角波。
并且在这个过程中，发现改变积分电路的保护电阻可以改变最终三角波的偏置从而改变输出特性曲线条数，为后面的提高要求提供了一种实现方法。
（后面测试中发现，改变射极电阻对这一问题也能有效解决）
3.实际搭接电路时阶梯波无法正确输出
由于仿真的器件ADG408与CD4051并不完全相同，造成了输出的混乱，对CD4051的管脚图和功能表进行研究后重新搭接了电路。
4.由于分压造成的波形混乱
电路中用到±5V及±12V的电压源，而实验室提供只能输出两路直流稳压，低电压从高电压分压获得。
在从12V分5V时，由于电路中电阻值太小，只能用200Ω电阻获得5V分压，功率太大导致了电路中波形不稳，通过逐步调试电路中的电阻值与仿真对比从而获得一个最稳定的波形。
实验发现，实际电路与仿真并不相同，需要在实践中检验。
5.示波器在显示晶体管输出特性曲线的图形时有回扫线
回扫线是由于锯齿波的下降段时间过长导致的，具体说来是由于锯齿波产生电路中电容放电不够快造成的。
可以通过减小放电回路的等效电阻阻值来减小放电时间常数，从而加快放电，使锯齿波的下降段时间减小，消除回。