简易三极管特性曲线测试电路

天津职业技术师范大学 课程设计报告 课程题目：简易三极管特性曲线测试电路 设计成员：王昕 徐盼盼 梁佳欣 邓裕明 指导教师：谷金清 孔维敬 1.题目 简易三极管特性曲线测试电路 2.主要技术指标 利用示波器 X-Y 图示功能设计电路用示波器显示三极管 的至少 4 条不同的 ib 的输出特性曲线 3.方案论证及选择 三极管的特性输出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 Vce 之间所对应的关系曲线。没 取一个 ib,ic 与 Uce 就对应一条关系曲线，因此，输出特性 曲线是由若干条曲线构成的。 首先，要显示一条输出特性曲线，就必须给基极提供一 个固定不变的电流（可转变成电压），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（即示波器的 X 输入） ，由于三极管的基极电流非常小，所以集电极电流可 近似为发射极电流，而从发射极电阻得到的发射极电位与发 射机电流的变化规律是相同的。因此再将发射极的电位送至 示波器的 Y 输入，三极管的一条特性曲线就会在示波器上显 示出来。 最后，要显示出一组特性输出曲线，就要在显示一条线 的基础上，按照一点的时间间隔给三极管的基极提供相同的 基极电流（即阶梯信号） ，而且基极电流与 c,e 之间的电压 变化必须同步，另外，要想连续的显示输出特性曲线，基极 电流与 c,e 之间的扫描电压就必须是周期相同且相位同步的 信号。再有，周期的选取应考虑人视觉的短暂性，确保输出 特性曲线的显示不闪烁。 4.电路仿真 5.系统组成框图 6.单元电路设计 （a）方波 ---三角波产生电路设计 （b）可编程放大器的设计 （c）八进制时序计数器的设计 （d）梯形基极电流产生电路和集电极电流变换电路 7.总体电路图 8.调试过程及测试结果 在调试中出现了几个问题：1、只出现锯齿波波形，没有阶 梯波波形，而且锯齿波的波形效果不理想，上升的过程中， 波形略有幅度，并非直线上升。 2、显示的阶梯波不成形， 每个阶梯的高度不一样，而且在应该平直的地方出现陡变 （也非线性变化）3、在最终波形的叠加中，得到的特性曲 线较正确的曲线来说按原点对称了。后来进过反复的测试终 于得到了完整的波形。 9.主要元件清单 电阻： 10kΩ、9 个 400Ω、一个 25kΩ、1 个 1kΩ、2 个 100kΩ、一个 300kΩ、一个 滑动变阻器 2 个 运算放大器：LM324、三个 CC4022、一个 CC4066、一个 电容： 1 微法 一个 三极管 2N2222一个 稳压二极管 D 10V 2 个 7.总结 电 1302 34 王昕：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。虽然经过了仿真，可当电路板做出 来时，并没有如设计的要求实现它的功能，发光二极管并没 有亮，经检测是芯片的 16 管脚并没有电压到达，经过检查 VCC 的线路，发现所有需要输入电压的管脚的 VCC 线路并没 有形成一个闭合回路，发现问题后重新做出来的电路板基本 上能调试出来，但秒脉冲相对较快，经过调节电位器R2，秒 脉冲便恢复正常。在为期几天的时间里，通过作者与同组人 的共同合作及在指导老师的帮助下，借助图书馆，互联网等 各种信息平台收集资料，经过汇总，提炼，不断提高自己的 动手能力最终成功完成设计。 电 1302 39 徐盼盼：在这次课程设计中，设计小组获得 了很深的感触。虽然理论知识都已经熟悉掌握，但是运用起 来却十分困难。这就要求学习者要经常参加实践课程，重视 每一次任课老师安排好的实验，认真对待每一次的实验，端 正态度。每一次试验后要认真总结，在脑海中思考如何将本 章所学理论知识运用到本次试验中。要学会注重检验自己， 反思问题。数字电子技术是一门大学生必修的重要课程，该 课程就是注重加强学生将理论知识与时间相结合的能力。通 过本次课程设计，设计小组的设计思路有所提高，排查电路 故障和调试的能力都得到了一个很好的提升。在课程设计之 前，必须做好相关准备工作，如到图书室借阅资料，网上查 找重要信息，了解设计任务的发展背景以及发展前途，关注 当前社会的电子技术产品应用情况和社会的电子需求。更重 要的是，明白设计任务的重要意义，通过本次设计课题，自 己需要提高什么，要善于寻找自己的弱点和错误，不断提高 自己的设计水平。最后一点，就是在做课设之前必须先将相 关知识弄懂，不能迷糊的去做实验。认真了解每一个逻辑元 件的功能和使用方法，以免在设计中带来麻烦和错误。 电 1302 18 梁佳欣：一个课程设计就能反映一个学习者 的理论知识是否学的扎实。因此，设计小组强烈建议进行电 子技术设计的学生一定要注意平时学好数字逻辑与数字系 统的课程知识在选好课程设计的题目后，和同组人一起去查 资料然后分析讨论，最终确定了实验电路。有了实验电路后 列写元件清单然后申请元件之后根据电路图及电路板的大 小对整体进行了布局。之后进行焊接在两个人的配合之下顺 利的将电路焊好，紧接着接上电源进行验证但结果让人伤 心，什么现象都没有。我们只好耐着性子对着电路图检查所 焊的电路板看是否焊接时除了错误，在两人的认真检查下发 现是忘了联几根比降短的线，将焊接中存在的问题都改正后 再拿去验证发现基本达到了要求，我们通过查资料以及向老 师和同学请教终于确定了电路图，我们照着电路图将电路焊 好，和基本模块一起拿去测试，发现达到了要求。但由于时 间的问题定时部分任存在点问题，但总体上已经完成了任务 要求。 电 1302 04 邓裕明：课程设计是对学生能力的一项综合性考 察，根据课程设计的任务与要求将不同章节、不同科目的知 识联系在一起，综合应用。通过这两个星期的课设，我收获 了许多。首先，对电路原理有了更深的理解。通过设计三极 管输出特性曲线的测试电路，对三极管的工作原理、运算放 大器的使用、方波——三角波产生电路以及芯片CC4066、 CC4022 的功能与使用有了更深的了解。通过自己的设计，组 友之间得互相商量、探索知道各个单元电路中各个元器件的 最佳取值、功能及作用。其次，我深刻的领会到理论与实际 之间的差距。原理知识的充沛并不能使我们在实践中游刃有 余，仍需要我们不断的修改，而且通过计算理论上可以实现 所需要的功能，但仿真时却得不到想要的图形。重新设置了 参数，不断的调试，才能得到想象中的输出特性曲线了。最 后，此次课设激发了我学习的积极性。通过课设，将课本上 的知识加以应用，使学习变得生动有趣，同时加深了对课本 知识的理解和掌握。在课设过程中，有自己独立的思考和独 到的见解，有同学的互相切磋，出谋划策，使我们由被动变 为主动，当调试成功后，很有成就感。 8.主要参考文献 《电子技术基础》 、 《数字电子技术基础》 《电子技术动手实践》