三极管输出特性曲线测试电路.docx
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三极管输出特性曲线测试电路
北华航天工业学院
《电子技术》
课程设计报告
报告题目：
三极管输出特性测试电路
作者所在系部：
电子工程系
作者所在专业：
自动化
作者所在班级：
作者姓名：
作者学号：
指导教师姓名：
完成时间：
课程设计任务书
课题名称
三极管输出特性曲线测试电路
完成时间
201/6/2
指导教师
职称
学生姓名
班级
总体设计要求和技术要点
设计一个三极管输出特性曲线测试电路，要求如下：
1．三极管输出特性曲线可用示波器显示。
2．可显示八条特性曲线。
3．相邻特性曲线的间隔相同。
4．特性曲线的显示自下而上，且连续，无闪烁。
5．可控制显示特性曲线的起始部分。
工作内容及时间进度安排
第15周：
周1---周3：
立题、论证方案设计
周4---周5：
预答辩
第16周：
周1---周3：
仿真实验
周4---周5：
验收答辩
课程设计成果
1．与设计内容对应的软件程序
2．课程设计总结报告
内容摘要
三极管的输出特性曲线是指在基极电流iB一定的情况下，集电极电流ic与电压uCE之间所对应的关系曲线。
每取一个iB，iC与uCE就对应一条关系曲线，因此，输出特性曲线是有若干条曲线构成的。
给基极提供一个固定不变的电流（可转换为电压），再给三极管的集电极和发射极之间提供一个连续可变的扫描电压（即示波器X输入）。
集电极电流可近似为发射极电流，电位变化规律相同。
再将发射极电位送至示波器Y输入，示波器就会显示出一条特性曲线。
要显示一组输出特性曲线，就要在显示一条曲线的基础上，按照一定的时间间隔给三极管的基极提供增量相同的基极电流（即阶梯信号），且基极电流与c、e之间电压变化必须同步。
要连续地显示输出特性曲线，基极电流和c、e之间的扫描电压必须同周期同相位，此外，选取周期要考虑到人视觉的暂留特性。
关键字：
三极管特性曲线基极集电极发射极扫描电压周期
一、概述………………………………………………………………1
二、方案设计与论证………………………………………………………………1
三、单元电路设计与分析…………………………………………………………2
1.方波三角波产生电路………………………………………………………2
2．可编程放大器……………………………………………………………3
3．八进制时序计数器………………………………………………………4
4．梯形基极电流产生电路和集电极电流变换电路………………………5
四、总原理图及元器件清单……………………………………………………6
五、结论…………………………………………………………………………8
六、心得体会……………………………………………………………………8
七、参考文献……………………………………………………………………9
一、概述
三极管输出特性曲线是通过时钟信号产生电路产生时钟信号分别三角波产生电路和八进制基础器。
三角波产生电路产生三角波提供c、e扫描电压至被测三极管和示波器X轴输入端。
八进制计数器逐位产生高电平控制可编程放大器模拟开关，使可编程放大器输出梯形波到被测三极管基极，集电极电流输入至示波器Y轴输入端。
示波器X、Y轴叠加形成八条输出波形。
二、方案设计与论证
三极管输出特性曲线测试电路以三角波提供扫描电压，并叠加梯形波，从而显示完整的输出特性曲线。
起扫描作用的三角波，其起始的扫描电压应从零开始，这样才能显示完整的输出特性曲线，另外，还需给三角波叠加一个直流电位，并通过这个直流电位来控制输出特性曲线的显示。
如果叠加的直流电位为正，则加在三极管c、e之间的最低扫描电压会高于零，那么示波器上所显示的输出特性曲线就缺少起始部分。
因此，为显示起始部分，可调低所叠加的直流电位，使三极管c、e之间的最低扫描电压为零。
为显示8条输出特性曲线，给三角波叠加的直流电位应该是8个间隔相同的电位即梯形波，这可以通过可编程放大器得到。
可编程放大器由八个模拟开关控制增益，再输入电压不变的情况下，增益的变化引起输出电压的变化，进而的到梯形波。
模拟开关则由CC4022构成的八进制时序计数器控制。
原理图如下：
提供c、e扫描电压
三、单元电路设计与分析
1．方波三角波产生电路
三角波产生电路可由LM324运算放大器构成，采用±12V双电源供电。
具体电路如下：
2.可编程放大器
可编程放大器主要由集成运算放大器LM324和两片CC4066双向模拟开关构成。
双向模拟开关CC4066包括开关和控制两个部分，当控制端S为高电平时，其控制段S为高电平时，其控制的开关导通；S为低电平时，开关断开。
由上可知，可编程放大器的输出电压U3与输入电压UF之间的关系为：
U3=k*UF（k=1、2.、3、4、5、6、7、8）
电路如下：
3．八进制时序计数器
CC4022是4位Johnson计数器，具有8位译码输出，功能表如下：
输入
输出
CO状态
CP
INH
CR
Y0~Y7
计数脉冲大于4
CO=L
计数脉冲等于4
CO=L
计数脉冲小于4
CO=H
×
×
H
Y0
↑
L
L
计数
H
↓
L
L
×
L
保持
×
H
L
↓
×
L
×
↑
L
CC4022构成的八进制时序计数器如下图：
4.梯形基极电流产生电路和集电极电流变换电路
通过基极电阻和发射极电阻可以将可编程放大器的输出的电压转换成基极电流。
集电极电流变换电路也是通过发射极电阻将集电极电流变换成发射极电位。
具体电路图如下：
四、总原理图及元器件清单
1．总原理图
元件序号
QTYPART-REFSVALUE
-----------------
Resistors
---------
1R190k
9R2-R1010k
1R1151k
2R12,R1318k
1R141k
1R15100k
1R16300R
Capacitors
----------
1C10.1u
IntegratedCircuits
-------------------
1U14022
Transistors
-----------
1Q12N3054
Miscellaneous
-------------
3A1-A3LM324
1RP100k
8S1-S84066
2.元器件清单
五：
结论
在仿真软件中画出总的电路图，调节Rp至3.7左右，然后进行仿真，得到下图显示的波形：
8条间隔相同且连续的输出特性曲线（调节Rp可控制显示曲线的起始部分），符合设计要求。
六：
心得体会
在本次电子技术课程设计中，尽管在设计电路时遇到了一系列的问题，但我们还是通过努力，查找相关书籍，解决了各个问题。
在解决问题的过程中，也掌握所遇到的相关知识，拓宽了视野，提高了实践能力，自学能力，包括团队的合作精神。
我想此次课设中我们所学到的，必定在将来有重要作用。
七：
参考文献
《电子电路实验及仿真》路勇主编，清华大学出版社
《电子技术基础》李国洪主编，华航出版
《电子设计》蔡明生主编，高等教育出版社
《数字电子技术》李中发主编，中国水利水电出版社
教师评语及设计成绩
评语
课程设计成绩：
指导教师：
日期：
年月日
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