北郵大二下電子電路實(shí)驗(yàn)-簡(jiǎn)易晶體管的設(shè)計(jì)

1、電子電路綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告 課題名稱：簡(jiǎn)易晶體管圖示儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)院： 信息與通信工程 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 班內(nèi)序號(hào) ： 一、 摘要： 本報(bào)告主要介紹簡(jiǎn)易晶體管的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法，以及實(shí)驗(yàn)中會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法。給出了其中給出了各個(gè)分塊電路的電路圖和設(shè)計(jì)說(shuō)明，功能說(shuō)明，還有總電路的框圖，電路圖，給出實(shí)驗(yàn)中示波器上的波形和其他一些重要的數(shù)據(jù)。在最后提到了在實(shí)際操作過(guò)程中遇到的困難和解決方法，還有本次實(shí)驗(yàn)的結(jié)論與總結(jié)。二、 關(guān)鍵詞：方波、鋸齒波、階梯波、特征曲線。三、 設(shè)計(jì)任務(wù)要求：1. 基本要求：設(shè)計(jì)一個(gè)階梯波發(fā)生器，f500Hz,Uopp3V,階數(shù)N=6;設(shè)計(jì)一個(gè)三角波發(fā)生器，三角波V

2、opp2V;設(shè)計(jì)保護(hù)電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)三極管輸出特性的測(cè)試。2. 提高要求 可以識(shí)別NPN,PNP管，并正確測(cè)試不同性質(zhì)三極管;設(shè)計(jì)階數(shù)可調(diào)的階梯波發(fā)生器。四、設(shè)計(jì)思路：本試驗(yàn)要求用示波器穩(wěn)定顯示晶體管輸入輸出特性曲線。我的設(shè)計(jì)思路是先用NE555時(shí)基振蕩器產(chǎn)生的方波和帶直流的鋸齒波。然后將產(chǎn)生的方波作為16進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS169的時(shí)鐘信號(hào)，74LS169是模16的同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可以通過(guò)四位二進(jìn)制輸出來(lái)計(jì)時(shí)鐘沿的個(gè)數(shù)，實(shí)驗(yàn)中利用它的三位輸出為多路開(kāi)關(guān)CD4051提供地址。CD4051是一個(gè)數(shù)據(jù)選擇器，根據(jù)16進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS169給出的地址進(jìn)行選擇性的輸出，來(lái)輸出階梯波，接入基極。由雙運(yùn)放L

3、F353對(duì)NE555產(chǎn)生的鋸齒波進(jìn)行處理，產(chǎn)生符合要求的鋸齒波作為集電極輸入到三極管集電極。最后掃描得到NPN的輸出特性曲線?？傮w結(jié)構(gòu)框圖放大和減法電路鋸齒波 Rc示波器 Y X方波產(chǎn)生方波和帶直流鋸齒波電路階梯波電路 階梯波 Rb Re 總的電路圖：五、分塊電路和總體電路的設(shè)計(jì)：用NE555產(chǎn)生方波及鋸齒波，電路連接如下。 這個(gè)設(shè)計(jì)中555定時(shí)器3口產(chǎn)生方波，2口產(chǎn)生三角波。方波的震蕩周期為T(mén)=0.693R1+R2C1，占空比D=R1+R2/(R1+2R2),為使階梯波頻率足夠大，選C1=0.01uF，同時(shí)要產(chǎn)生三角波，R2應(yīng)遠(yuǎn)大于R1，方波的占空比應(yīng)接近0.5，選R1為20k，R2為100

4、K。階梯波電路： 用NE555時(shí)基振蕩器產(chǎn)生的方波作為16進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS169的時(shí)鐘信號(hào)，74LS169是模16的同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可以通過(guò)四位二進(jìn)制輸出來(lái)計(jì)時(shí)鐘沿得個(gè)數(shù)，實(shí)驗(yàn)中利用它的三位輸出為多路開(kāi)關(guān)CD4051的輸入Qa、Qb、Qc提供地址。直流通路是由5個(gè)100的電阻組成的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)以產(chǎn)生6個(gè)不同的電壓值，根據(jù)16進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS169給出的地址進(jìn)行選擇性的輸出，而它的管腳按照一定的順序接入6個(gè)等值電阻然后在第一個(gè)電阻接入5V的電壓，將2個(gè)管腳短接，即可產(chǎn)生6階，這里選擇了2，5接地，使輸出為6階階梯波，以滿足基本要求中的階梯波幅度大于3V的要求。另一路信號(hào)通道的輸入則接被顯示

5、的信號(hào)；通過(guò)地址信號(hào)Qa、Qb、Qc對(duì)兩回路信號(hào)同步進(jìn)行選通。這樣，用示波器觀察便可得到有6階的階梯波。仿真時(shí)在Multisim上沒(méi)有元件CD4051，這里選擇了與它功能相近的8通道模擬多路復(fù)用器ADG528F代替。它是根據(jù)A1、A2、A3口的輸入來(lái)選擇輸出S1-S8中各路電壓值。三角波電路：把NE555時(shí)基振蕩器2口產(chǎn)生的鋸齒波作為基本的三角波，但是這時(shí)產(chǎn)生的鋸齒波的幅度不滿足要求。所以用雙運(yùn)算放大器LF353的一個(gè)運(yùn)放做成一個(gè)同相放大電路對(duì)這個(gè)鋸齒波進(jìn)行放大，使它的幅值盡可能大，以達(dá)到要求的峰峰值大于2V,這樣后面晶體管的輸出特性曲線比較完整清晰。 這里調(diào)整電路時(shí)調(diào)R14時(shí)，會(huì)改變?nèi)遣ǖ?/p>

6、幅度，同時(shí)也會(huì)調(diào)整三角波的直流分量，當(dāng)調(diào)試過(guò)程中，調(diào)R13的效果不理想時(shí)，可以調(diào)R14會(huì)影響最后的特性曲線，調(diào)節(jié)R14是可以調(diào)節(jié)特性曲線的左右分量。同時(shí)，三角波的最低點(diǎn)電壓值最好為0V，這樣掃描出的NPN輸出特性曲線0點(diǎn)部分才會(huì)清晰，同時(shí)三角波的幅度不夠大時(shí)，可能會(huì)影響到輸出特性曲線的條數(shù)。通過(guò)與R13并聯(lián)一個(gè)電容可以減少特性曲線中出現(xiàn)的毛刺，使得到的圖像更完美。 六、實(shí)現(xiàn)功能說(shuō)明： （1）基本功能NPN輸出特性曲線功能說(shuō)明： 輸出特性曲線是指在基極電流不變的情況下，輸出電壓Uce和輸出電流Ic的關(guān)系曲線，用Y軸表示測(cè)得的電壓Ue可以表示Ic的大小，用X軸測(cè)得的電壓Uc可以表示Uce的大小。當(dāng)

7、電壓Uce反復(fù)掃描時(shí)，示波器顯示Uce和Ic的關(guān)系，就會(huì)呈現(xiàn)一條穩(wěn)定不動(dòng)的輸出特性曲線。改變基極電流Ib 值，再重復(fù)掃描一個(gè)周期，就可以得到另一條輸出特性曲線。因?yàn)橐竽軌蛲瑫r(shí)顯示出一簇輸出特性曲線，所以用一個(gè)階梯電壓作為基極電壓的輸入。每掃描階梯波的一階，得到一條輸出特性曲線。每掃描一次完整的階梯波，得到一組穩(wěn)定的輸出特性曲線。（2）主要測(cè)試數(shù)據(jù) 三角波的幅度2.2V,頻率為667Hz,階梯波共6階，幅度3.8V。主要波形如下：（4）測(cè)試方法這里需要說(shuō)明的是，這里調(diào)整電路時(shí)調(diào)R14時(shí)，會(huì)改變?nèi)遣ǖ姆龋瑫r(shí)也會(huì)調(diào)整三角波的直流分量。調(diào)R9可以改變特性曲線的間距。三角波的最低點(diǎn)電壓值最好為0

8、V，這樣掃描出的NPN輸出特性曲線0點(diǎn)部分才會(huì)清晰，同時(shí)鋸齒波的幅度不夠大時(shí)，可能會(huì)影響到輸出特性曲線的條數(shù)。最后得到的特性曲線可能會(huì)不太理想，這時(shí)候應(yīng)該把集電極的R16換較小的電阻，把發(fā)射極的R15換較大的電阻。七、故障及問(wèn)題分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的故障和問(wèn)題：1.設(shè)計(jì)的參數(shù)值不能得到正確的波形2.電源短路分析：1. 出現(xiàn)設(shè)計(jì)值不能得到正確波形的問(wèn)題，所用滑變電阻器的調(diào)節(jié)范圍大，后將滑動(dòng)變阻器的阻值先調(diào)到一個(gè)較小的范圍值內(nèi)，然后在這個(gè)范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，波形變化就很明顯。有時(shí)候還需要改變某些電阻的值以得到更好的圖像。2. 由于電阻較多，比較容易出現(xiàn)電阻直接管腳接觸造成短路等問(wèn)題，需要仔細(xì)檢查電路，有時(shí)候元件

9、燒壞或者得不到正確的圖像都是因?yàn)檫@個(gè)。八、總結(jié)和結(jié)論結(jié)論：輸出特性曲線:描述以基極電流Ib為參量,集電極電流Ic與三極管C.E極之間的管壓降Uce之間的關(guān)系.對(duì)于每一個(gè)確定Ib都有一條曲線.對(duì)于某一條曲線,當(dāng)Uce從零逐漸增大時(shí), Ic逐漸增大，當(dāng)Uce增大到一定數(shù)值時(shí)，Ic基本不變,表現(xiàn)為曲線幾乎平行與橫軸,即Ic大小幾乎僅僅取決于Ib?？偨Y(jié)：通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，對(duì)555定時(shí)器的工作原理有了一個(gè)大致的了解，基本應(yīng)用得到了初步的掌握，以及對(duì)74169計(jì)數(shù)器和CD4051和運(yùn)算放大器有了進(jìn)一步了解。最大的收獲是提高了自我獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力，以及在實(shí)際中的問(wèn)題解決能力，還有與他人的協(xié)作溝通交流能力。本次試驗(yàn)通過(guò)自己對(duì)相關(guān)資料的查詢，以及向其他同學(xué)的請(qǐng)教、相互間的討論，基本順利地完成了實(shí)驗(yàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)易晶體管圖示儀。而且發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中戒驕戒躁，實(shí)驗(yàn)調(diào)試過(guò)程失敗是很正常的事，插電路板時(shí)一定要仔細(xì)認(rèn)真，必要時(shí)可請(qǐng)別人檢查電路。電路仿真跟實(shí)際電路搭建有區(qū)別，所以直接用仿真的參數(shù)搭建實(shí)際電路時(shí)不一定能出正確的結(jié)果，得耐心調(diào)試。對(duì)一個(gè)大電路的調(diào)試，可以分塊調(diào)試，然后合起來(lái)調(diào)試，增強(qiáng)系統(tǒng)