文档介绍：《电子电路与系统基础实验》实验十晶体管输出特性曲线测试电路的设计实验题目:晶体管输出特性曲线测试电路的设计姓名:林霁澜学号:2014011144日期:&《电子电路与系统基础实验》实验十晶体管输出特性曲线测试电路的设计一、实验目的(1)了解测量双极型晶体管输出特性曲线的原理与方法。(2)熟悉脉冲波形的产生和波形变换的原理和方法。(3)熟悉各单元电路的设计方法。(4)了解进行小型电子系统设计的一般思路和过程。二、实验电路图及其说明晶体管共发射极输出特性曲线:晶体管共发射极输出特性曲线如图所示。它以基极电流𝑖𝐵为参考变量,集电极电流𝑖𝐶与集电极和发射极之间的电压𝑣𝐶𝐸的关系曲线。因此,输出特性曲线既反映了基极电流𝑖𝐵对集电极电流𝑖𝐶的控制作用,同时也反映出集电极和发射极之间的电压𝑣𝐶𝐸对集电极电流𝑖𝐶的影响。实验参考电路框图:第2页《电子电路与系统基础实验》实验十晶体管输出特性曲线测试电路的设计如图:矩形波振荡电路产生矩形波脉冲输出电压𝑣𝑜1。该电压一方面经过锯齿波形成电路变换成锯齿波𝑣𝑜2,作为晶体管集电极的扫描电压;另一方面经过阶梯波形成电路及电压电流转换电路变换成阶梯电流,通过隔离电阻送至晶体管的基极,作为基极驱动电流。电阻𝑅𝐶将集电极电流𝑖𝐶取样,经电压变换电路转换成与电流𝑖𝐶成正比的对地电压𝑣𝑜3,加至示波器Y输入端,将晶体管的𝑣𝐶𝐸加至示波器的X输入端,则示波器屏幕上会显示出晶体管的输出特性曲线。为了测量并且在示波器上显示晶体管输出特性曲线:1、将集电极电流𝑖𝐶转换为电压信号后加至示波器的Y轴输入端,集电极与发射极之间的电压𝑣𝐶𝐸应为扫描信号(锯齿波),加至X轴输入端,示波器工作在XY模式。2、要显示基极电流𝑖𝐵为不同值时的一簇曲线,则𝑖𝐵应为逐级增加的阶梯电流。3、为了使显示稳定,必须保证𝑣𝐶𝐸与𝑖𝐵严格同步,即对应𝑖𝐵波形的每一级台阶,示波器X轴都要完成一次扫描,因此有n级阶梯电流,就会显示n条输出特性曲线。4、为了使波形不闪烁,还需满足每一簇完整的输出特性曲线显示频率不低于50Hz。(1)矩形波振荡电路设计参考要求:频率在1kHz以上,占空比小于10%(在输出幅度50%处测量),矩形波电压幅度为𝑉𝑝𝑝≈20V(由运放产生)或𝑉𝑝𝑝≈5V(由555产生)。记录矩形波频率和占空比。注意事项:若采用运放产生矩形波,设计时电阻阻值最好不低于10kΩ。(2)锯齿波形成电路第3页《电子电路与系统基础实验》实验十晶体管输出特性曲线测试电路的设计设计参考要求:锯齿波的起始值为0V(),幅度不低于4V。记录锯齿波幅度。注意事项:𝑅2阻值远小于𝑅1。(3)阶梯波形成电路设计参考要求:产生阶梯波16级,每级阶梯之间的电压差ΔV=±20%。记录阶梯波级数和ΔV。注意事项:计数器采用74HC161,为5V,产生的阶梯波级数为16级。(4)电平匹配电路说明:由于74HC161的𝑉𝐶𝐶为5V,因此输入74HC161的矩形波的低电平必须约为0V,高电平不得大于5V,所以如果采用运放产生的矩形波,其为幅度为-12~+12V,则必须插入电平匹配电路。(5)电压电流转换电路设计参考要求:∆𝑖𝐵起始值为0(µA),每一级阶梯的电流增量∆𝑖𝐵=1µA±20%。记录∆𝑖𝐵。注意事项:1、当R1=R2=R3=R4=R时,流过负载电阻RL中的电流为:iL=vI/R2、调试:RL=100k,测得RL两端的每一级阶梯电压100mV即每一级阶梯电流增量为1µA第4页《电子电路与系统基础实验》实验十晶体管输出特性曲线测试电路的设计(6)加装电路测量输入输出特性曲线设计参考要求:增加集电极负载电阻RC和电压相减电路。示波器用XY模式,记录晶体管输出特性曲线。注意事项:1、当R1=R2=R3=RF时,输出电压vo为:vo=vI1-vI22、为了测量的晶体管输出特性曲线的条数足够多,RC不可过大,建议以1kΩ为宜。3、由于晶体管的输出电阻rce很大,为了最大限度地减小测试电路对所测特性曲线的影响,应尽量加大电压相减电路的输入电阻。(7)加装电路,使阶梯波的级数可调,从而使晶体管输出特性曲线的条数可调说明:在阶梯波后增加电压比较电路,并反馈至74HC161的清零端。当输出阶梯波电压大于Vref,电压比较器跳变,74HC161清零并重新计数,以此改变阶梯波级数。Vref由电位器与恒压源组成,调节电位器即可调节Vref。第5页《电子电路与系统基础实验》实验十晶体管输出特性曲线测试电路的设计三、预****报告(1)矩形波振荡电路设计要求:频率在1kHz以上,占空比小于10%(在输