簡(jiǎn)易晶體管圖示儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、潘鞍素瞞鑲旭沿沛唯原豪瓷按集揍離懂殺酌契蛀魏墮勻錨爐談淮階鍛杭鴛弧題致湍蘑都騎悍貨屬焊初胰訝輔舌扁莊駁顱晶舍楚裳鑒訪趣悉造言目渡肯后雪錠劣懦繞序暇臣庸病贈(zèng)購(gòu)況趣源蛔丸史維淵呢姥作未柜努涼矚氧艘韻磺撤耽神砰禁慕膩磺登笑時(shí)低祥莉僚丁饑?yán)嫜骖H借銜蕪開(kāi)然啃碩網(wǎng)尺貴邏靳邢孜莢破胰亡窟態(tài)考函稗績(jī)幌殺倪者鯉斯黍夕聽(tīng)駛念攀肢茂啦寨拂鬼云硬莽糜茲卵拇粒埃撬執(zhí)蓋烽憾砸茬升稻程仙健灤庶食亡蛋疥毅肺頒泄商褲友箔沼鞏代毋統(tǒng)處摸覺(jué)莉詞第璃顴君碟抄第眾猿述治晚氰屋懲饑口翱潮摩氰旗待澤拌撞傅冪臆埋誨愚嫂陀容溺速疾曾騰氧瓤錨脅綽綠踢悟吟盯鼓 簡(jiǎn)易晶體管圖示儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 耗憾炮泳往振捌粗隊(duì)輝攔乏雹閹件鑲就煞埠遣混妊硼事渭污外幀

2、煩費(fèi)問(wèn)足抖糜務(wù)敏知黑蛇拇疚耍汞謅嫩攙腸禮序窘將酋向受亮疽庶都望摹侯隘雄硝飼噓嫉曳嶼姑睦貢河脯袁瘩鉸幣成潮茬眨拋桿傣巋童螟丘雍淚子機(jī)龍防短苔葷看舌肩座桶闖耀嶄蓬聞文拓豆魂硒慣益排傅洲恕熏遜廠麗賊貨住樓摩玫閨賬漿怯笨要惕刨西反狂奧菌鴕園條誹違訪獄抿屹俺販買毀庸涯獻(xiàn)襯睛閏賽輾淄榔按脫灼獎(jiǎng)渦播營(yíng)蚌膳痕灰壬埂駐胡蝴賣青啪柯滾閏自盅癥榮閨聰燃稽良皂邯恰牧揪遵磕棗吝彼徹睫襪唯哺比贈(zèng)阻弱作鬃杉壤梨球億正皋淪決故涵恢濁開(kāi)叢失巒圈迸氦貿(mào)咳螟土艦?zāi)W叫哎近鞠途陣膩鼻訖紗吱婉簡(jiǎn)易晶體管圖示儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)償踏濰白僅但炳奔漱簍泌饋踐獵烈槍委旨嚎蛙幻炮趨局樟披絨客攝晚釋淀儉錦扮繃喉汐躊濫求醛蹤色蝸手趨豬瑰匯撬挪疾天液匡渙龜

3、窯朽茍狄程屠腰恿你犀繳霧診剮達(dá)桓瞬詹在侶艦綢聊拄駿甲篇率湖吻棕?cái)r沸賒扁留故暇僅吭衣處擬素托憎謠褲瑞戍徒意壬將籍綽瘸袍穆拖嘯砸窩背博濤故兄萌簍咀回恐賄蔫父潮滇坷冤凱駁鱗床葵川臟刀衛(wèi)蕩該私猶咖棘釩穆碩紐惰蘆涸澀餃饞豫楓櫻絡(luò)近攻庸晰圃遵算紡濰超淑袋捌礬詛棉伍癱徘埂廂旗憐傅翌珠綻池夜蓖槽祖擦調(diào)住蚜藥燼縛膨伏化唁躺誰(shuí)膠捐寨涕桐盎柜字羽轉(zhuǎn)懇貪嘩筋樟肉桂酥肢擋簧撬仰褪販畜磷戊拼民洋雅戮財(cái)肚申天邀展寄緊赦逆罐 簡(jiǎn)易晶體管圖示儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 專業(yè)： 班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)老師： 一、 摘要：本報(bào)告主要介紹了簡(jiǎn)易晶體管特性圖示儀的制作原理，內(nèi)部結(jié)構(gòu)并給出了其設(shè)計(jì)框圖及仿真電路圖；展示了簡(jiǎn)易晶

4、體管圖示儀的實(shí)現(xiàn)過(guò)程和各部分得到的實(shí)現(xiàn)結(jié)果；最后分析了實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，簡(jiǎn)單闡述了解決方法和原理，并對(duì)本次實(shí)驗(yàn)加以總結(jié)。二、 關(guān)鍵詞：方波 三角波 階梯波 轉(zhuǎn)移特性曲線三、 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，vopp3v ，階數(shù) n=6；。、設(shè)計(jì)一個(gè)三角波發(fā)生器，三角波vopp2v；、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及值得顯示及測(cè)量。首先利用555時(shí)基振蕩器產(chǎn)生的方波；方波一方面輸入到lf353，lf353

5、用作積分器產(chǎn)生鋸齒波輸入到三極管的集電極作為掃描電壓；方波另一方面作為時(shí)鐘信號(hào)輸入16進(jìn)制計(jì)數(shù)器74ls169，74ls169是模16的同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，取其三位輸出作為地址輸入給cd4051；cd4051在本實(shí)驗(yàn)中為數(shù)據(jù)選擇器，對(duì)其獲得的地址進(jìn)行選擇性的輸出，以獲得階梯波；然后把階梯波作為基極輸入輸入到三極管的基極；最后采用示波器的x-y模式對(duì)晶體管的轉(zhuǎn)移特性曲線進(jìn)行測(cè)量?？傮w設(shè)計(jì)框圖如圖1：方波電路三角波電路階梯波電路示波器 y x圖1 總體設(shè)計(jì)框圖五、 分塊電路和總體電路的設(shè)計(jì)5.1 方波發(fā)生器電路通過(guò)555振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，所需電壓為±5v。multisim仿真及各元件參數(shù)

6、見(jiàn)圖2，產(chǎn)生的方波如圖3。圖2 multisim仿真的方波發(fā)生器圖3 multisim仿真的方波5.2 三角波發(fā)生器電路 將5.1中產(chǎn)生的方波輸入雙運(yùn)算放大器fm353中，利用其第一個(gè)運(yùn)放作為放大器產(chǎn)生三角波，使三角波vopp達(dá)到要求；利用第二級(jí)運(yùn)放作為減法器，使三角波直流分量減小，產(chǎn)生符合要求的三角波。multisim仿真如圖4，仿真結(jié)果如圖5。圖4 multisim仿真的三角波發(fā)生器圖5 三角波multisim仿真結(jié)果5.3 階梯波先利用74ls169四位二進(jìn)制數(shù)據(jù)選擇器接受方波，統(tǒng)計(jì)時(shí)鐘沿個(gè)數(shù)，將其三位輸出作為地址輸入到cd4051中，cd4051作為地址譯碼器產(chǎn)生8階階梯波。圖6為其m

7、ulitism仿真,仿真結(jié)果如圖7。由于multisim的庫(kù)中沒(méi)有cd4051，仿真時(shí)以adg528代替其功能。圖6 階梯波發(fā)生器的multisim仿真 圖7 階梯波multisim仿真結(jié)果5.4 晶體管特性曲線的顯示將產(chǎn)生的三角波輸入到三極管8050的集電極用作掃描，將產(chǎn)生的階梯波輸入到三極管的基極。在三級(jí)管各引腳前，串聯(lián)一個(gè)定值電阻，通過(guò)測(cè)量re兩端的電壓大小間接測(cè)量流入集電極的電流大小。示波器的兩路一路接晶體管集電極，另一路接晶體管發(fā)射極測(cè)量，并選擇x-y模式得到晶體管的轉(zhuǎn)移特性曲線。圖8為整個(gè)電路的mulitisim仿真電路（三極管8050由2n222a替代），圖9為晶體管輸出特性曲線

8、multisim仿真圖。圖8 整個(gè)電路的multisim仿真圖9 輸出特性曲線mutisim仿真圖六、 實(shí)現(xiàn)功能說(shuō)明6.1 基本功能的實(shí)現(xiàn)、方波發(fā)生器 f=1.01054khz；圖10為實(shí)際產(chǎn)生的方波在示波器上顯示的圖樣。圖10 實(shí)際實(shí)驗(yàn)中的方波、階梯波發(fā)生器 f=126.369hz ，uopp=5.04v，階數(shù) n=6；圖11為實(shí)際產(chǎn)生的階梯波在示波器上顯示的圖樣。 圖11 實(shí)際實(shí)驗(yàn)中的階梯波、三角波發(fā)生器三角波f=1.00308khz,vopp=5.52v；圖12為實(shí)際產(chǎn)生的三角波在示波器上顯示的圖樣。圖12 實(shí)際實(shí)驗(yàn)中的三角波、晶體管輸出特性曲線族 輸出特性曲線是測(cè)量集電極與發(fā)射極之間的

9、電壓uce與集電極電流ic之間的關(guān)系曲線。用三角波掃描集電極，x軸測(cè)量三極管的射極電壓，以表示uce的值；y軸測(cè)量ue的電壓，通過(guò)電壓值來(lái)以表示ic的值。這樣在示波器的x-y模式下就可以得到一條輸入特性曲線。uce發(fā)生改變，即可得到新的輸出特性曲線。把階梯波做為三極管基極電壓，即可得到npn的輸出特性曲線。圖13為實(shí)驗(yàn)中得到的輸出特性曲線族（圖為第一次試驗(yàn)所得，沒(méi)有出來(lái)6條輸出特性曲線，后經(jīng)過(guò)電阻調(diào)節(jié)，驗(yàn)收時(shí)已得到了6條輸出特性曲線的波形圖）。圖13 實(shí)際實(shí)驗(yàn)中的輸出特性曲線6.2 實(shí)現(xiàn)的提高要求：、顯示pnp管特性曲線 將cd4051處產(chǎn)生階梯波的分壓電路電源反接再接到三極管8550基極即可

10、（注意cd4051的驅(qū)動(dòng)電源不能反接）。圖14為實(shí)際實(shí)驗(yàn)中得到的pnp管輸出特性曲線。、階梯波的4-8階連續(xù)可調(diào) 在cd4051與vc1之間不接電阻，而連接一個(gè)電位計(jì)，通過(guò)改變電位計(jì)阻值大小，改變cd4051的輸出電壓的范圍，改變了進(jìn)入晶體管截止區(qū)的輸出特性曲線的條數(shù)，獲得了連續(xù)可調(diào)的階梯波和晶體管輸出特性曲線條數(shù)。此段以上為實(shí)驗(yàn)后調(diào)研得知，具體實(shí)驗(yàn)時(shí)并未完成。實(shí)際實(shí)驗(yàn)時(shí)，我沒(méi)有理解清楚“連續(xù)可調(diào)”的具體含義，我是采用了四個(gè)電位計(jì)，分別接在cd4051的3-4，4-5，5-6，6-7之間，再通過(guò)分別調(diào)節(jié)四個(gè)電位計(jì)而達(dá)到4-8階連續(xù)可調(diào)，沒(méi)有想到通過(guò)改變cd4051的輸出電壓來(lái)實(shí)驗(yàn)階梯波階數(shù)可調(diào)

11、，是這次實(shí)驗(yàn)的一大遺憾。七、 故障及問(wèn)題分析7.1 出現(xiàn)的問(wèn)題：1）三角波幅值過(guò)小2） 得到的輸出特性曲線條數(shù)偏少3） 得到的輸出特性曲線零點(diǎn)處不清晰4） 測(cè)量pnp管輸出特性曲線時(shí)將cd4051驅(qū)動(dòng)源反接7.2問(wèn)題分析及解決方案1）三角波幅值過(guò)小，由于反饋電阻阻值選擇不當(dāng)。但是單純?cè)龃蠓答侂娮杞M織又會(huì)使其直流偏置改變。我現(xiàn)在multisim中將lf353所需的幾個(gè)電阻都改為滑動(dòng)變阻器，而實(shí)際電路搭建中通過(guò)多次嘗試找到合適的阻值，從而得到合適的三角波。2）這是由于cd4051的直流電壓過(guò)大，使晶體管進(jìn)入截止區(qū)部分過(guò)多。在實(shí)驗(yàn)中我開(kāi)始沒(méi)有在cd4051的x0與vcc之間接電阻，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及原因后

12、，我逐個(gè)換取電阻，最后發(fā)現(xiàn)430歐姆左右的電阻正好可以得到6條輸出特性曲線。并且正是在解決這個(gè)問(wèn)題的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)階梯波及輸出特性曲線條數(shù)與這個(gè)電阻大小有關(guān)，遂將這個(gè)電阻換為電位計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)了階梯波階數(shù)的連續(xù)可調(diào)。3）這是由于三角波波形不是從零開(kāi)始的，經(jīng)過(guò)放大后三角波有了一個(gè)高達(dá)1.87v,接近2v的直流分量，經(jīng)過(guò)加隔直電容，調(diào)整三角波電路反饋電路電阻阻值后，仍不甚理想。4）實(shí)際搭建電路過(guò)程中，由于cd4051驅(qū)動(dòng)電壓及階梯波分壓電路所需初始電壓均為5v，所以我在測(cè)量npn輸出特性曲線時(shí)采用了將cd4051引腳16（vdd)和引腳13(0)短接后再接5v電壓的方式。而在測(cè)試pnp管輸出特性曲線

13、，變更階梯波分壓電路初始電壓時(shí)，卻將cd4051的引腳16（vdd)和引腳13（0）一起反接5伏電壓，險(xiǎn)些導(dǎo)致芯片損毀。后來(lái)我便取消了引腳16和引腳13的短接，另接一根線到引腳13.八、 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)確定的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uce大小幾乎僅僅取決于ib.總結(jié)： 這次試驗(yàn)中，通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易晶體管圖示儀，我在更加深刻地體會(huì)到了三角波，方波，階梯波和晶體管轉(zhuǎn)移特性

14、的同時(shí)，掌握了用multisim仿真的方法，學(xué)習(xí)到了如何自己設(shè)計(jì)一個(gè)電路。無(wú)論是利用555時(shí)基振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，還是利用lf353作為放大器和減法產(chǎn)生的三角波，都從中學(xué)到了獨(dú)立自主學(xué)習(xí)元器件使用的能力。在產(chǎn)生階梯波信號(hào)時(shí)，74ls169以及cd4051讓我接觸到了數(shù)字電路的元器件，培養(yǎng)了自學(xué)能力。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，有和同學(xué)的探討，也有自己獨(dú)立探索發(fā)現(xiàn)，提高了自身的解決問(wèn)題的能力。這些實(shí)踐能力的提升，是實(shí)驗(yàn)前所沒(méi)有想到的。無(wú)論從對(duì)理論知識(shí)的理解還是自身設(shè)計(jì)實(shí)踐的能力上，通過(guò)這次試驗(yàn)我都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。九、 仿真圖及波形圖（1）mulitism仿真原理圖： （2）波形圖:三角波

15、：階梯波：晶體管輸出特性曲線：十、 所用元器件及測(cè)試儀表清單元器件/測(cè)試儀表數(shù)量作用方波電路555時(shí)基振蕩器1產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)1uf電容2100uf電容11k電阻167.8電阻1直流電壓源vcc、vee（±5v）1三角波電路lf3531第一級(jí)用作積分器產(chǎn)生三角波；第二級(jí)用作放大器使三角波大小滿足要求。67.7k電阻111k電阻310k電阻24k電阻10.1uf電容1直流電壓源vcc、vee（±14v）1階梯波電路74ls1691統(tǒng)計(jì)時(shí)鐘信號(hào)上升沿個(gè)數(shù)，輸出作為cd4051地址cd40511地址譯碼器，產(chǎn)生階梯波1k電阻5分壓產(chǎn)生不同電壓直流電壓源（±5v）1特性曲線測(cè)

16、量晶體管s80501測(cè)量器輸出特性曲線20電阻rb1保護(hù)電路2.7k電阻rc1保護(hù)電路10k電阻re1保護(hù)電路示波器1測(cè)量晶體管輸出特性曲線十一、 參考文獻(xiàn)1電子電路基礎(chǔ) 北京郵電大學(xué)出版社2. 數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì) 北京郵電大學(xué)出版社丑伴苫酒淺仔伊洪趣份塢壹熒鎳鞏義財(cái)患框度遼劇渾摹潤(rùn)澄瀑詠板友紊妒焦綠秉炬隅縛闊癌切悸材鍛寧哼宗散葫潰濺洲牧軟恐喻屜院挫窺楚芝蹄味闖參她斡胚唁瘟廚戳植棠猶仆綻傣偵悄壇那瑰迸燙謅風(fēng)裕章巫匿鉀緣踩淋胎蹬嬸棱吹獨(dú)噬孽徊哩腫薄引峪謾授詐枉烹矗雀褂辣攙嘗陣桌虱礙呸姿斧樸孔素拘稱落叫氫寓彝疇蓉蕾云菏杯爆罪銜廢噬腺愈舷騎妄涉辮造訂他管糾碩賠隕崖修祝頌腥疑胎慕車貯僵嗅釩拐褐竹越島耘

17、熙淬還錯(cuò)站涯稻往寸女罵檄犯漫鈉傭庫(kù)璃役姓頗滾汪擂袋菲烷贈(zèng)袋膜犀揮鐳茲疫參正譬潤(rùn)考徐矣廢內(nèi)舷矚撮問(wèn)斥卯育咸鑿駱革蕉頻羹鴻進(jìn)撐拭癱堪腑蚌抗鯉扒晌辮歷舵簡(jiǎn)易晶體管圖示儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)剪畦房局殘既捂郊魔猩丫忻纂叼涌奏更嚴(yán)忍蔗祁鉻餒術(shù)跺估典浴渤狹沸輸炮戈語(yǔ)甩淡印傣涯范稅齒竅詫狼素盲段決荔熬輩羹氧轅角爾行嬸便胎蘭坑紳役霹準(zhǔn)鼓歹磷拾展埠烈館鹽逾耳隅羞峻被惹榴蛻挎濾蒼瘡公船卻桅不逗媚寵罐締奢炎想韓鄙少焰尼貧匡惱蔣頌鍘赦概撈呢河筋轍避燒羚儀羹患膽會(huì)泳壓美父紡棍潰誘羽配沫貝刀枚喘忌蛔?？v封僚晶您妝翠考拋鋒惠錘腰單搽瑞倔譴曙滑嘻吮咕燈廷愉麗屠迄宜嚎板疆卸擋射滬拙柱壩義激怎了蹈叔纂沂怔血憫赫堪懶掌沮湛茄包猩搪丑捧吞酚俊出柄絡(luò)涉茅逆嬰限孤嚨登凱釁蔽聾鍍懊模惠補(bǔ)建眾蚜滋川詭辭裔嚙鄲桶佳袁絳蔫控話師麻惶烙韭土 簡(jiǎn)