简易晶体管特性曲线测试仪的设计

iC f (uCE ) iB常数
要设计一个简易的晶体管输出特性曲线测试仪，需
要产生一个等幅变化的阶梯波作为基极电流iB的驱动， 同时要产生一个与之同步的锯齿波作为uCE的扫描电压， 测试时需要使用示波器的X-Y模式，X轴信号以uCE作为 扫描电压，以iC作为Y轴测量量。
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2 教学目的
• 分析电路的能力 • 设计电路的能力 • 构建电路的能力 • 测试电路的能力
实践能力
素质
• 创新素质 • 工程素质 • 综合素质
理论知识
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课程之间
• 电路
有机联系
• 电子技术基础
• 模拟电子技术基础
及实验
6 教学效果
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1 课程背景
《电子技术综合实验》是我校工科学生在学习电 子技术课程（模拟电子技术基础及实验、数字电子技术基础 及实验、电子技术基础）之后集中进行的实践类的必修课 程，是培养学生电子系统设计能力和综合工程素质的 重要实践教学环节。
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4 教学实施进程
2 实验方案
方案一
理论基础
大二（下）
模拟电子技术基础 （56学时）
模电实验（20学时）
大三（上）
数字电子技术基础 （48学时）
数电实验（20学时）
电气 能动 （15） （12）
电网 （3）
综合 实验
核电 核安
通信 信息
建环 （1）
理论基础
大二（下） 电子技术基础 （64学时）
大三（上） 电子技术基础 （64学时）
简易晶体管特性曲线测试仪的设计
参赛教师：赵东 孙淑艳 华北电力大学电工电子示范中心
2017.5.6 天津
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目录
CONTENTS
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1 课程背景
2 教学目的
3 项目设计思想
4 教学实施进程
5 考核内容与方式
• 晶体管特性曲线测试仪是一种能对晶体管的特性参数进行 测试的仪器，是用来测量晶体管输入、输出特性曲线的仪 器。
T
IB 1A
XIV1
UCE 12V
Q1
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3 项目设计思想
2 设计题目
设计一种简易的晶体管输出特性测试仪，并 观察一组输出特性曲线 。系统框图如下图所示。
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3 项目设计思想
1 项目背景wk.baidu.com
晶体管，被认为是现代历史中最伟大的发明之一， 具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。
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3 项目设计思想
1 项目背景
• 晶体管的输入和输出特性曲线是描述晶体管电极电流与极 间电压关系的曲线，又称为晶体管的伏安特性曲线。
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3 项目设计思想
（1）基本要求（70分）：
1）设计一个频率和占空比可调的矩形波发生器，占空比 可调范围（50%～95%）,频率调整范围为（500Hz～2kHz）， 峰峰值U1≥5V。
2）设计一个与矩形波同步的锯齿波发生器，要求峰峰 值U2≥5V，低电平尽量低，电压上升时间占空比≥90%。
• 数字电子技术基础
及实验
学习 工程
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3 项目设计思想
简易晶体管特性曲线测试仪的设计
涵盖知识点
应同时涵盖 模拟电子技 术和数字电 子技术的内 容。
题目应用背景
题目背景与实 际工程应用相 结合，适当提 高系统的实用 性、趣味性和 可观赏性，以 提高学生的学 习热情，调动 学生的积极性 。
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3 项目设计思想
1 项目背景
晶体管的问世，是20世纪的一项重大发明，是微电子革 命的先声。晶体管出现后，人们就能用一个小巧的、消耗功 率低的电子器件，来代替体积大、功率消耗大的电子管了。 晶体管的发明又为后来集成电路的诞生吹响了号角。
搭接实物电路 ，用示波器进 行测试，要求 学生了解示波 器的X-Y模式
完成综合 实验报告 ，并进行 答辩
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4 教学实施进程
1 实验原理
晶体管的输出特性曲线，是以基极电流iB为参变量， 反映集电极电流iC与管压降uCE的函数关系曲线，即
区分度
题目分基本 要求（70% ）和发挥要 求（30%） ，各项难度 要有阶梯性 。
工作量
保证大部 分学生能 在一周内 完成作品 及报告。
可测试性
题目中的各 项要求应该 方便量化考 查，需要制 作详细的评 分表，同时 应避免复杂 的测试方法 。
制作成本
尽量使用通 用器件，不 采用单价较 高的芯片和 传感器，器 件由实验中 心提供，可 以使用面包 板或者通用 板制作。
1947年12月，美国贝尔实验 室的肖克利、巴丁和布拉顿组成 的研究小组，研制出一种点接触 型的锗晶体管。
1950年，威廉·邵克雷开发 出双极晶体管（Bipolar Junction 第一枚晶体管模型Transistor）， 这是现在通行的标准的晶体管。
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4 教学实施进程
根据设计题目查 找相关参考资料 ，对设计要求进 行分解和刨析
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利 用 Multism 软件进行仿真 ，并分模块进 行调试
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按照评分表进 行测试，记录 测试结果，并 对结果进行分 析和总结
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发布设计题目 ，提出设计任 务要求
结合课程知识 ，讲解几种解 决方案，引导 学生分析并确 定设计方案
3）设计一个阶梯波发生器，阶梯数n可设置（5≤n≤10）， 相邻阶梯幅度差ΔV=0.5V。
（2）发挥要求（30分）：
1）用以上电路所产生的同步阶梯波和锯齿波，设计一个 晶体管特性曲线测试仪，调整阶梯波阶梯数，使示波器显示 曲线数m≥6。
2）其他。
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