4.13三极管输入输出特性曲线的测试(new)

用示波器演示三极管输出特性曲线-设计应用一、系统框图及测量原理三极管输出特性曲线描述的是在基极电流IB不变情况下，UCE与lC之间的关系曲线。

由于示波器是一种电压测量仪器，集电极电流只有转化为电压才能由示波器显示。

CH2通道测量采样电阻上的压降作为示波器的Y轴输入（IC），CHl通道测量集电极电压作为X 轴输入（UCE），示波器工作在X-Y模式可测得三极管的特性曲线。

当基极电流IB为某一恒流时（本设计将实现步进电流源为：25、50、75、100、125、150、175、200uA共八个步进值），在集电极施加同步的锯齿波，即可观测到晶体管的输出特性曲线。

图1为系统框图，主要由同步信号、步进电流源电路、锯齿波电路等组成；图2为用示波器扩展为晶体管特性图示仪的原理示意图。

图1系统框图图2晶体管特性图示仪二、系统电路原理图1.同步信号产生电路图3中的ICl（555）及外围器件组成多谐振荡电路。

设RWl 及R10的等效电阻为R10.则ICl的Q输出端高电平时间为t1=0.7R10×C1（因为此时的充电回路是：+5V→RWl→R10→D1→C1→GND）。

其宽度约为几十微秒，Q 输出端低电平时间为t2=0.7R11×C1≈1mS（因为此时的放电回路是：C1→R11→D2→555的7脚内部三极管→GND）。

该多谐振荡电路作为步进电流源电路和锯齿波电路的同步信号。

图3系统电路原理图2.锯齿波电路的设计图3中的T1、T2、T3、ICl及外围器件组成锯齿波电路。

设RW2及R17的等效电阻为R17,流过T1发射极电流i1=0.7V,R17是一恒电流，当T2截止时，这一恒电流对电容C1充电，使得电容两端的电压线性增加。

通过同步信号产生电路输出同步脉冲控制三极管T2的开关状态，当三极管T2截止时。

恒流源对电容C1充电；当T2导通时，电容C1对三极管T2快速放电；从而产生线性锯齿波。

为了提高电路的带载能力。

实验目的•测试三极管的输入和输出特性并绘制特性曲线小灯泡的伏安特性测试电路图集电极基极b发射极思考探究...1.R1和R2有什么作用2.电流表电压表如何选取？uAv mA实验电路图Kmv实验器材1.万用表2.直流稳压电源 6.直流微安表7.直流毫安表5.直流毫伏表 3.滑动变阻器4.电阻箱v BE i B o 实验方法：控制变量法，描点法v CEi c o 以输出口电压v CE 为参变量，反映i B 和v BE 的函数关系()|CE B BE v Ci f v ==以输入口电压v BE 为参变量，反映i C 和v CE 的函数关系()B C CE Ii f v ==常数实验总结v BEi Bv ON v BE I I B2V CE =0V V CE =3V V CE =1V 1.共射输入特性曲线门坎电压当Vbe 一定时，随着Vce 的增大，Ib 减小2. 输出特性I B 20μA 40μA 60μA 80μA 100μA I C (mA )U CE (V)9O 放大区解惑：晶体管放大的过程，实际上是指小信号控制大信号的过程。

而不是小信号独自生成大信号的过程。

所被控制放大信号的能量是由电源提供的。

而且晶体管本身也有能量的损耗。

（1）三极管具有电流放大能力，通过一定的电路还可形成电压放大能力。

换言之，三极管具有功率放大能力，这是否违背能量守恒定律？为什么？（2）测量输出特性的实验中，为什么当Uce接近零时，ib会有明显变化？（3）麦克风，音响，那么他们的放大功能对应输出曲线上的哪一区域？？？。

三极管输出特性曲线测试1、实验目的(1) 理解三极管输入特性曲线与输出特性曲线的物理意义。

(2) 使用逐点法测量出三极管的输入特性曲线与输出特性曲线。

2、实验原理三极管外部各极电压和电流的关系曲线，称为三极管的特性曲线，又称伏安特性曲线。

它不仅能反映三极管的质量与特性，还能用来定量地估算出三极管的某些参数，是分析和设计三极管电路的重要依据。

对于三极管的不同连接方式，有着不同的特性曲线。

应用最广泛的是共发射极电路，可以采用传统的逐点法测量，其基本测试连线电路如图-1所示。

图-1 三极管输入、输出特性曲线测量连线图(1)输入特性曲线在三极管共射极连接的情况下，当集电极与发射极之间的电压ce U 维持固定值时，be U 和b I 之间的一簇关系曲线，称为共射极输入特性曲线，如图-2所示。

图-2 三极管的输入特性曲线三极管输出特性曲线是指以三极管的基极电流b I 维持固定值时，测量集电极、发射极之间电压ce U 与三极管集电极电流c I 的关系曲线。

曲线如图-3所示。

图-3 三极管的输出特性曲线3、实验步骤图-4 逐点测量法电路利用Multisim 软件进行逐点法测量三极管输入、输出特性曲线时的步骤如下：(1) 按原理图连线，将两个可调电位器的增量设为0.3%。

(2) 开启仿真开关simulate ，将电位器R3的百分比调为0%，此时U4显示0.900µV （按实际情况略有差异），即表示ce U ≈0；然后调节电位器R2，使得当电流表U1显示的b I 数值为下表对应各值的时候，测量对应的U3的be U 数值填入下表。

按上述步骤，开启仿真开关simulate ，适当调节电位器R3的，使得U4显示4V ，即表示ce U ≈4V ；然后调节电位器R2，使得当电流表U1显示的b I 数值为下表对应各值的时候，测量对应的U3的be U 数值填入下表。

(3) 开启仿真开关，调节电位器R2，使得当电流表U1显示的b I 数值为0µA ，然后将电位器R3的百分比调为0%，此时U4显示0.900µV ，即表示ce U ≈0，读出此时电流表U2显示的电流c I ，填入下表。

晶体三极管的输入、输出特性曲线三极管的特性曲线是指三极管各极上的电压和电流之间的关系曲线，是三极管内部性能的外部表现。

从使用三极管的角度来说，了解它的特性曲线是重要的。

由于三极管有两个PN结，因此它的特性曲线不像二极管那样简单。

最常用的有输入特性和输出特性曲线两种，在实际应用中，通常利用晶体管特性图示仪直接观察，也可用图1的电路开展测试逐点描绘。

（一）输入特性曲线输入特性是指，当三极管的集电极与发射极之间电压UCE保持为某一固定值时，加在三极管基极与发射极之间的电压UBE与基极电流IB之间的关系。

以3DG130C为例，按图1实验电路测试。

当UCE分别固定在O和1伏两种情况下，调整RPl测得的IB和UBE的值，列于表1。

它的输入特性曲线，如图2所示。

为了说明输入特性，图中画出两种曲线，表示UCE不同的两种情况。

但两条线不会同时存在。

图1晶体三极管输入、输出特性实验电路图2晶体三极管输入特性曲线表1三极管输入特性数据1.当UCE = O伏时，也就是将三极管的集电极与发射极短接，如图3所示，相当于正向接法的两个并联二极管。

图2中曲线A的形状跟二极管的正向伏安特性曲线非常相似，IB和UBE 也是非线性关系。

2.当UCE=I伏时，集电结反偏，产生集电极电流IC, 在一样的UBE条件下，基极电流IB就要减小。

（图2中a点降到b 点），因此曲线B相对曲线A右移一段距离。

可见，UCE 对IB有一定影响。

当UCE>1伏以后，IB与UCE几乎无关，其特性曲线和UCE = I优那条曲线非常接近，通常按UCE = I 伏的输出特性曲线分析。

图3 UCE=O时的等效电路图4 3AX52B的输入特性曲线图4是3AX52B错三极管的输入特性，注意横坐标是一UBE,这是指PNP型错管的基极电位低于发射极电位。

可见，错管和硅管它们的输入特性曲线都是非线性的，都有“死区”, 错管和硅管相比，错管在较小的UBE值下，就可使发射结正偏导通。

实验报告课程名称： 电路与电子实验Ⅱ 指导老师： yyy 成绩：__________________ 实验名称： 三极管特性曲线测量 实验类型： 模电 同组学生姓名： 一、实验目的 二、实验原理 三、实验接线图 四、实验设备 五、实验步骤 六、实验数据记录 七、实验数据分析 八、实验结果或结论一、实验目的1.理解二极管的单向导通性2.理解三极管直流偏置电路的结构和工作原理3.理解三极管的输入、输出伏安特性4.学习三极管伏安特性的手工测试方法5.了解二极管、三极管特性的自动测量6.通过整流电路的实验，加深理解二极管单向导电特性,学习二极管在整流电路中的工作特性二、实验内容1．测量二极管的伏安特性 2. 测量三极管的输入伏安特性 3．测量三极管的输出伏安特性 4. 二极管三极管特性的自动化测量5.全波整流电路，输出分别接电阻、电容以及电阻电容并联时，测量输入输出；验证滤波效果。

三、实验原理1. 二极管伏安特性：(1) 单向导电性（2）伏安特性受温度影响 二极管重要参数：(1) 最大整流电流IF(2)反向击穿电压V(BR) (2) 反向电流IR二极管PN 结特性决定了二极管的单向导电性 2. 三极管伏安特性：E 、B 、C---发射极，基极，集电极● 共射极输入特性：()|CE B BE v C i f v == ● 共射极输出特性: ()|B C CE i C i f v ==饱和区、放大区、截止区A.输入特性曲线输入特性曲线是指在三极管共射极连接的情况下，当集电极与发射极之间的电压CE v 维持固定值时，基极、发射极之间的电压BE v 和基极电流B i 之间的关系曲线。

当CE v =0V 时，类似于发射结的正向伏安特性曲线。

随着CE v 增大，特性曲线右移。

B.输出特性曲线输出特性曲线是指在三极管共射极连接的情况下，当三极管的基极电流B i 维持固定值时，集电极、发射极之间的电压CE v 和集电极电流C i 之间的关系曲线。

三极管输入输出特性姓名：班级：学号：指导老师：1.实验背景输入特性曲线（共射极）i=f(v BE) v CE=const.B(1)当v CE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。

(2)当v CE≥1V时，v CB= v CE - v BE>0，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减少，同样的v BE下i B减小，特性曲线右移。

图1输出特性曲线（共射极）iC=f(vCE) iB=const.饱和区：vCE很小，iC iB，三极管如同工作于短接状态，一般vCE vBE，此管压降称为饱和压降。

此时，发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。

截止区：iB=0，iC＝ iCEO0，三极管如同工作于断开状态，此时， vBE小于死区电压。

放大区： vBE >Vth，vCE反电压大于饱和压降，此时，发射结正偏，集电结反偏。

图22.实验目标1.掌握不同连接时的三极管的伏安特性曲线2.掌握利用PSpice A/D仿真功能中提供直流扫描分析（DC Sweep）以及参数分析(Parametric Analysis)3.实验方法1> 电路图中的参数用花括号括起，如下图中的{VCE}等2> 图中的PARAMETERS: place→part→add library后，添加special.olb3> 双击PARAMETERS:出现property editor，选择New column, name 中写入相应的参数名，例如下图中的VCE，初始值VCE=0V，IB=10uA，IE=1mA4> 仿真过程，需要先进行DC Sweep 设定，然后options中选择parametric sweep, 在sweep varaible栏中选择GLOBAL PARAMETER，在parameter name中将相应的参数名写入。

在sweep type栏中分别写入参数的变化，包括该参数的初始值、终值以及增量值。

三极管输⼊输出特性曲线讲解⽂章⽬录输⼊特性曲线该曲线表⽰当e极与c极之间的电压Uec保持不变时，输⼊电流（即基极电流Ib）和输⼊电压（即基极与发射极间电压Ueb）之间的关系曲线，如右图所⽰：从曲线中可看到，当Uec=0时，晶体三极管的输⼊特性曲线与⼆极管的正向伏安特性相同，这是因为此时发射结和极电结都正向偏置，三极管相当于两个PN结的同向并列。

当Uec不等于0时，在同⼀Ueb下，Ib随Uec值增加⽽减⼩，这是因为有了Uec作⽤之后，原来的发射极流⼊基极的电流有⼀部分留到集电极去了。

当Uec增加到1伏以后再继续增加，因发射极电流绝⼤部分已经流进集电极，Ib就不再减⼩了，所以图中的②和③曲线基本上重合，通常Uec〉1伏时只⽤⼀根线来表⽰。

从图中可以看出，三极管在正常⼯作时，Ueb是很⼩的，仅有零点⼏伏。

如果Ueb太⼤了会使Ib 剧烈增加⽽损坏三极管，⼀般情况下，硅管发射结电压Ube在0.7伏左右，锗管发射结电压Ueb 在0.3伏左右。

输出特性曲线截⽌区：它包括Ib=0及Ib〈0（即Ib与原⽅向相反）的⼀组⼯作曲线。

当Ib=0，Ic=Iceo（称为穿透电流），在常温下此值很⼩。

在此区域中，三极管的两个PN结均为反向偏置，即使Uec电压较⾼，管⼦中的电流Ic却很⼩，此时的管⼦相当于⼀个开关的开路状态。

饱和区：该区域中的电压Uec的数值很⼩，Ube〉Uec集电极电流Ic随Uec的增加⽽很快的增⼤。

此时三极管的两个PN结均处于正向偏置，集电结失去了收集某区电⼦的能⼒，Ic不再受Ib 控制。

Uec对Ic控制作⽤很⼤，管⼦相当于⼀个开关的接通状态。

放⼤区：此区域中三极管的发射结正向偏置，⽽集电极反向偏置。

当Uec超过某⼀电压后曲线基本上是平直的，这是因为当集电结电压增⼤后，原来流⼊基极的电流绝⼤部分被集电极拉⾛，所以Uec再继续增⼤时，电流Ic变化很⼩，另外，当Ib变化时，Ic即按⽐例的变化，也就是说，Ic 受Ib的控制，并且Ic变化⽐Ib的变化⼤很多，△Ic和△Ib成正⽐，两者之间具有线性关系，因此此区域⼜称为线性区。

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：课程设计任务书内容摘要三极管的输出特性曲线是指在基极电流i B一定的情况下，集电极电流i c与电压u CE之间所对应的关系曲线。

每取一个i B，i C与u CE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目录一、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。

三极管放大电路输入输出阻抗的测量一、实验目的在学习了三极管放大电路后，通过实验进一步熟悉放大器电路的内部结构及放大原理，实验中测量放大电路输入输出阻，以及影响输入输出阻抗的因素二、实验原理单级阻容耦合放大器的电路如图1所示图1其主要性能指标有电压放大倍数A V，输入电阻R i，输出电阻R o及通频带B W，本实验主要内容是输入阻抗R i 和输出阻抗R o的测量。

对于任一个四端网络，在信号输入端输入电压与输入电流之比，称为输入阻抗，在输出端，输出电压与输出电流之比为输出阻抗（理想放大器的输出阻抗应为0）.1、输入阻抗的测量放大器的输入阻抗定义为：实验测量输入阻抗的电路如图2所示图2在放大器的输入端串联一只阻值已知的电阻Rs，输入信号的幅度到达放大器的输入端会被减小。

用电表分别测出Rs两端的对地电压Us和Ui，两者差值即Rs上的电压降Us-Ui，则流过输入端的电流：所以输入阻抗2、输出阻抗的测量测量输出阻抗的电路如图3所示图3放大器的输出端可视作有源二端网络，把它看做一个交流信号的电源，输出阻抗也就是其内阻，所以测量原理与测量电源内阻类似用电压表分别测出不接负载R L时的空载电压U0和外接负载R L后的输出电压U0’，则输出阻抗R0的表达式为：三、实验内容1、实验器材放大器模拟实验箱、DA-16型晶体管毫伏表、示波器、信号源、导线等2、实验步骤1、如图连接电路。

Rs恒定，改变Ic，分别测量Us和Ui，计算输入阻抗2、Ic恒定，改变Rc，分别测量U0与U0’，计算输出阻抗3、分析影响输入阻抗和输出阻抗的因素四、实验结果及分析1、输入阻抗的测量：Rs恒定，改变Ic（电路参数：R=100kΩ, V b恒定5mV, f u=1kHz正弦波）分析：可发现输入阻抗Ri2、输出阻抗的测量Ic恒定，改变Rc（电路参数： I c=1mA或2mA,R=100kΩ, U0恒定6.2V,f u=1kHz正弦波,负载R L=1kΩ）分析：可发现输出阻抗Ro会随Rc、Rc、Rc的变化对于Ro的影响更大。

仿真实验⼆三极管输出特性曲线的测试3实验⼆三极管输出特性曲线的测试（预习报告）班级：姓名：学号：成绩：1.三极管的输⼊特性曲线描述：i Bu BE2.三极管的输出特性曲线的描述：i Cu CE3.利⽤“仿真实验⼀”所学的知识，简述三极管伏安特性曲线的测试⽅法。

（可以⽤⽂字或电路来表述）(1)直流扫描法（DC sweep）(2)I-V特性分析仪4.三极管的应⽤——三极管开关(⾃⼰从⽹上查阅资料)：请使⽤NPN性三极管为发光⼆极管设计⼀个三极管开关电路，已知发光⼆极管的正向电压V F =1.83V、⼯作电流IV=20mA，三极管开关电路的VCC=5V。

控制三极管开关闭合的电压VIN=5V。

.实验⼆三极管输出特性曲线的测试（实验过程报告）班级：姓名：学号：成绩：⼀、实验电路（实验过程中请及时保存电路及报告⾄E盘，以免跳电或电脑死机，影响实验成绩）仿真电路：注意修改电源的名称和参数、⼆极管的名称和参数、节点的名称⼆、三极管输出特性曲线仿真：1. 选⽤仿真分析⽅法：2. 所选⽤的⽅法参数设置（截取屏幕中参数设置对话框，截屏⽅法：选定要截取的对话框，然后同时按下Alt按键和PrtScn打印屏幕按键）：3. 所选⽤的⽅法输出变量设置（截取屏幕中参数设置对话框）：4.仿真结果1（复制图形）：5.仿真结果修正（1）⽅法：（2）所选⽤的⽅法参数设置（截取屏幕中参数设置对话框）：（3）三极管输出特性曲线（复制图形）：6. 根据输出特性曲线的相关数值，计算三极管的电流放⼤倍数三、利⽤虚拟仪器测试三极管的V-I特性1.所选⽤的仪器：2.实验电路3.参数设置4.伏安特性曲线。

三极管输出特性曲线测试电路要求1、三极管输出特性曲线可用示波器显示；2、可显示8条特性曲线；3、相邻特性曲线的间隔相同；4、特性曲线的显示自上而下，且连续，无闪烁；5、可控制显示特性曲线的起始部分。

内容摘要i C与电压u CE就对应一条关系曲线，每取一个i B，i C与u CE就对应一条关系曲线，因此，输出三级管的输出特性曲线是指在基极电流i B一定的情况下，集电极电流特性曲线是由若干曲线构成。

三角波产生电路的设计中，由原理图可知：A1输出的是方波，A2输出的是三角波，电位滑动器提供了三角波直流电位。

为显示输出特性曲线的起始部分，可以调节A点的直流电位。

可编程放大器的设计中，为了显示8条输出特性曲线，就应该给基极提供8个间隔相同的电压，而这种电压可以通过可编程放大器得到。

八进制时序记数器的设计中，利用MSIC（CC4022）即可构成八进制时序记数器。

梯形基极电流产生电路和集电极电流变换电路的设计比较简单，通过基极电阻和发射极电阻就可以将可编程放大器的输出电压转换成基极电流。

关键字：三极管运算放大器方波——三角波产生电路可编程放大器梯形基极电流输出特性曲线.一、概述三极管输出特性曲线的X轴为V ce，要求V ce连续并呈线性变化，用三角波输入来实现这一要求。

采用方波——三角波产生电路，方波经积分可得到三角波。

方波作为触发产生基极电流的时钟信号,以达到同步.三极管输出特性曲线的Y轴为i C，当i B很小时，i C近似等于i E,而电流不易得到，在发射极加入电阻，用V E代替i E。

采用同相比例放大电路，通过CMOS模拟开关改变R F的值，改变放大器的增益，得到一组电压值，通过基极电阻和发射极电阻转化为基极电流。

最后通过示波器显示.二、方案设计与论证三极管的输出特性曲线是指在基极电流i B一定的情况下，集电极电流i C与电压V ce之间所对应的关系曲线。

每取一个i B，i C与u CE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。