晶体管输出特性曲线实验报告

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三、数据记录
������1 = 108kΩ,������2 =5.4kΩ,������3 =10kΩ, ������4 = 10kΩ,������5 =1.5kΩ,������6 = 10kΩ,������7 = 9.1kΩ, ������8 = 9.1kΩ,������9 =125kΩ,������10 =100Ω,������11 = 7.3kΩ,������12 =4.9kΩ,������13 = 330kΩ, ������14 = 2kΩ
������1=0.01μF, ������2=0.001μF, ������3=0.001μF, ������4=0.01μF
当矩形波发生电路不与其他任何电路相连时, f=761Hz,占空比 5.3%,Vopp=16V.
当与阶梯波和锯齿波发生电路相连时,
f=910Hz,占空比 9%, Vopp=11.6V.
图6
图7
以上都说明电路的各个部分是会相互影响的,若把电路分成多个部分分别进行设计和研究,将其组 合以后势必会偏离设计值。要提高电路的精度,除了要保证各元件数值的精确性以外,还必须进行 总体设计,综合考虑各部分的相互影响。
3
2. 未将 Vce 反相时的特性曲线分别如图 8 和 9(突显回扫线)所示
图8
回零的时刻应与阶梯波跳变的时刻严格一致,否则得不到右图所示
曲线族。
②电容
C1
的充电时间为
T1=
������1������2 ������1+������2
������1ln(1
+
2������3),放电时间
������4
T2=������1������1ln(1
+
2������3),矩形波周期
������4
图9
3.利用如图 10 所示的电路(R15=200kΩ)将 Vce 反相后,得到如图 11 所示特性曲线,但是在 Ib 较小 时,Vce 绝对值较大的部分无法显示出来,特性曲线下面的横线缺少右边的部分。
图 10
4
图 11
造成该现象的原因是运放所能输出的最大电压有限,即使调大运放电源的电压,也不能从根本上解决这 个问题。
阶梯波:E0=8.32V,ΔV=8.392������ = 0.93������ 锯齿波:Vopp=7.28V,起始值-240mV 万用表测得 β=160,另一台仪器测得 β=197,本实验电路测得 β= 1������/2������������ =179
0.92������/330������������
相对错动的距离会减小,通过不断调整
R10

R2(实际上是调整������������190

������2),提高矩形波的占空比,减慢
������1
锯齿波的下降速度,可望时回扫线与特性曲线重合,从而达到消除的目的。
6.如果要测量 PNP 型三极管,需要使 R13、R14 上的电流反向,即阶梯波和锯齿波都得变为负值(比 ground 的电势低),可通过在阶梯波和锯齿波的输出端分别加装反相电压跟随器来实现。
在锯齿波发生电路与电阻 R14 之间,波形为较理想的锯齿波,如图 4,但经过电阻 R14 之后,波形似 乎是两个频率之比近似为 9 的锯齿波相乘的结果,如图 5.
图4
图5
阶梯波发生电路的运放输出端不与电阻 R13 相连时,也能得到较理想的阶梯波。与电阻 R13 以及被测 三极管相连时,在运放输出端与 R13 之间的测得的阶梯波已有畸变。在较高的台阶处,本应水平的部 分向下倾斜了一定的角度,即电容 C3 通过电阻 R13 和被测三极管的 B-E 极进行缓慢放电,如图 6.而 在 R13 与被测三极管之间,阶梯波已经完全消失,如图 7.
T=T1+T2=(���������1���1+���������2���2
+
������1)������1ln(1
+
2������3),
������4
占空比为 ������1 = 1
������1+������2 20
,即������1 = ������2 = 1
������2 ������1+������2 19
,������1
������2
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=18,考虑到二极管
D1 的
正向导通电阻不为 0,故实际搭建电路时������1应大于 18.
������2
③阶梯波每级高度
ΔV=
������5 ������6

������2 ������3
������0
电路图
1
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5
7.在三极管的特性曲线的放大区中,Ic—Vce 曲线本身就不是严格地等距且相互平行,β原本就不是常数,
且会随温度变化而变化,所以万用表、专业仪器以及本实验电路分别得到了 160、197、179 三个有较大差异的 值。
6
2
1. 矩形波的设计频率为 800Hz(设计过程中,并未忽略 D1 导通时 R1 的分流作用),由于电阻、电容等 器件的不精确性,以及实际二极管的正向电阻并不为零,当矩形波发生电路不与其他任何电路相连 时,其频率 f=761Hz,占空比为 5.3%,Vopp=16V.当与阶梯波和锯齿波发生电路相连时,频率 f=910Hz,占空比变为 9%,Vopp=11.6V.
一、实验目的 ①加深对三极管电流控制作用的理解,观察当集电极电流 Ic 较大时,放大倍数β下降的现象。 ②掌握利用运放产生矩形波、阶梯波、锯齿波的电路。 ③进一步熟悉如何在面包板上搭建电路。
二、实验原理
①晶体管输出特性曲线是以 Ib 为参变量,反映集电极电流 Ic 与 Vce
的关系曲线,如右图,其中每一条曲线表示 Ib 不变时 Ic 随 Vce 如 何变化。为了在示波器上显示这一族曲线,可以让 Ib 为按某一固定 步长逐级增加的阶梯波,让 Vce 为从 0 开始的锯齿波。而且锯齿波
4.为避免上述现象,改用如图 12 所示的减法电路(R16=200kΩ),运放对 ground(也是直流电源的 com 端)的输出电压值就是 R14 两端的电压差,并得到图 13 所示的按通常习惯显示的特性曲线。
图 12
图 13
5.图 13 中的回扫线与特性曲线的形状完全不同,回扫线很像一族抛物线或是指数曲线。关于如何消除
回扫线,本人尝试过将 R10 变为 0(短路)以及同时加大 R10 和 R2 两种方案。这两种方案所得回扫线的形
状与特性曲线十分相似,在屏幕上的位置相当于特性曲线向下平移了一定的距离。将 R10 变为 0 得到的
回扫线会变淡变稀,但回扫线与特性曲线相对错动的距离较大;同时加大 R10 和 R2,回扫线与特性曲线
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