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、电压一电流变换器：0.001<=l1<=0.2(mA)，输出电流方向可变(每阶
0.001<=lb<=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lb 一定时
Vc与lc的关系曲线，一簇表示不同lb时Vc与lc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lb o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lc,以lc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
玻形发生器>锯齿波发生器
阶梯波发生器卜I变换器■Oy
被测管
100
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。
实验设计中使用到的元件:
数/模转换器（D/A0832）—片
稳压管两只npn
电阻若干
计数器（74ls161）
晶体管一只
电容两只导线若干
实验设计的各部分构造:
1、锯齿波产生部分：
产生锯齿波的原理：
由同相输入迟滞比较器U1和充放电时间常数不等的积分器U2两部分组成。同相输入迟滞比较器U1反相端UN1虚地，即UN1 = 0V,故比较电压为0V。UT= - UO1,而UO1=± UZ,因此U T + = UZ、U T- = -UZ。当接通电源，有UO1 = - UZ ,则-UZ 经R6向C1充电，使输出电压按线性规律增长。当U 0上升到比较器U1的门限电压U T + = UZ使UP1 = UN1= 0V时，比较器U1 输出UO1由-UZ跳到+ UZ,同时门限电压下跳到UT -。
以后U0仁+ UZ经R5和D1、R6两支路向C1反向充电,由于充电时间常数减小,U0迅速下降到负值。当U0下降到门限电压UT1使UP1 =UN1时, 比较器输出U01又由+ UZ下跳到-UZ,如此周而复始，产生振荡。由于电容C1 的正向和反向充电时间常数不相等，输出波形U0为锯齿波电压，U01为矩形波电压。
总得说来，锯齿波就是对脉冲方波的积分，通过调整脉冲的占空比而调节锯齿波的陡度。产生脉冲之后通过积分器即可得到效果较好的锯齿波。
产生锯齿波原理图如下：
集成运放（UA741四片74ls00 —片
电阻R10右边输出的波形就是脉冲万波，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）74IS161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74IS161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：
U5
LIA741CO
R1Q
1 --------WV
1k￡L
3E
1NT5
I WEE. 12V
□1 —□
DI
3￡1W5IA
74IS161的elk 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。 74IS161的四
个输出分别接DAC0832勺D0- D3,以便得到合适增益的输出。
从DAC0832勺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：
13
12
11
ENT CLK
IlJOACi
UR
7*^1 P ； T￡^ _ …
CS VCG
ILEfliYIJlYa
La N UI
DO XfER Dt2 DM □n 皿
DU
VREF 017 RFB
DUT2
GND
DUT1
U4-A ''
A
-LB
Q D 01 g
I ：.
：
17
J￡ 1€ U
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：
C3—
JltTI ! R1&
1OKQ
R14 VCC 12V
R11
□
VEE
1 OkX 》
两种波形效果