三极管特性曲线测量
CA4810A晶体管特性图示仪原理及测量三极管输出特性曲线的步骤
Ｃ Ａ ４ ８ １ ０ Ａ晶体管特性图示仪原理及 测量三极管输出特性曲线的步骤
◆于彭波 杨 培 双
摘 要 主要 介 绍测 量 三极 管 输 出特性 曲线 的意 义 ，Ｃ Ａ ４ ８ １ ０晶 体 管特 性 图示仪 的原 理 ，测量 输 出特 性 曲线的 步骤 ，以及 测量 过
Ｙｕ Ｐｅ ｎ ｇ ｂｏ ， Ｙａ ｎ ｇ Ｐｅ ｉ ｓ ｈｕ ａ ｎ ｇ
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔｈｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｍａ ｉ ￣ｙ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏｆ ｔ ｈｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｓ — ｔ ｏｒ ｏｕ ｔ ｐｕ ｔ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｉｃ ｔ ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ａ ｎ ｉ ｎ ｇ ，ｓ ｈｏ ｕ ｌ ｄ ｐａ ｙ ａ ｔ ｔ ｅ ｎｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｐ ｉｎ ｒ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ，ｍｅ ￣ｕ ｉｎ ｔ ｇ ｔ ｈｅ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｃ ｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉ ｒ ｓ ｉ ｔ ｃ ｃ ｕ ｖｅ ｒ ｏ ｆ ＣＡ４ ８ １ ０ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｓ ｔ ｏ ｒ ｃ ｕ ｖｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｃ ｅ ｒ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｓ ｔ ｅ ｐ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｓ ｓ ｕｅ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｐｒ ｏｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ． Ｋ ｅｙ ｗ ｏｒ ｄ ｓ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ ｃ ｕｒ ｖｅ ；ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｓ ｔ ｏｒ ｃ ｕｒ ｖｅ ｔ ｒ ａ ｃ ｅ ｒ ；ｅ ｘ ｐ ｅ ｉｍ ｅ ｒ ｎ ｔ
SMU数字源表如何测试三极管IV特性曲线
件。
三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区。
设计电路中常常会关注的参数有电流放大系数β、极间反向电流ICBO、ICEO、集电极最大允许电流ICM、反向击穿电压VEBO、VCBO、VCEO以及三极管的输入输出特性曲线等参数。
1.输入/输出特性三极管特性曲线是反映三极管各电极电压和电流之间相互关系的曲线，是用来描述三极管工作特性曲线，常用的特性曲线有输入特性曲线和输出特性曲线：输入特性曲线表示当E极与C极之间的电压VCE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VBE）之间的关系曲线；当VCE=0时，相当于集电极与发射极短路，即发射结与集电结并联。
因此，输入特性曲线与PN结的伏安特性类似，呈指数关系。
当VCE增大时，曲线将右移。
对于小功率晶体管，VCE大于1V的一条输入特性曲线可以近似VCE大于1V的所有输入特性曲线。
三极管输入特性曲线输出特性曲线表示基极电流IB一定时，三极管输出电压VCE与输出电流IC之间的关系曲线。
根据输出特性曲线，三极管的工作状态分为三个区域。
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VCE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VCE的数值很小，VBE〉VCE 集电极电流IC随VCE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。
VCE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VEC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VCE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。
CA4810A晶体管特性图示仪测量晶体三极管输出特性曲线要点(改)
CA4810A 晶体管特性图示仪测量晶体三极管输出特性曲线要点第一步 调出扫描点1．打开晶体管特性图示仪电源，预热15分钟； 2．将峰值电压旋钮调至零；3. 调节“辉度”、“聚焦”、 “辅助聚焦”、“X 轴位移”、 “Y 轴位移”、“电流/度”、“伏/度”旋钮在荧光屏中间显示一个亮点，该亮点的亮度要适中，面积最小；第二步 调节有关旋钮（以NPN 型9013晶体管为例）1．调节 “X 轴位移”、 “Y 轴位移”,将光点移至荧光屏左下角,作为坐标零点。
2部件 置位 部件 置位峰值电压% 0～20V X 轴集电极电压（伏/度） 1V/度集电极电源极性 + Y 轴集电极电流（电流/度） 1mA/度集电极电源 DC 阶梯信号 重复功耗电阻 250Ω 阶梯极性 +串联电阻 1K Ω 电压-电流/级 10μA第三步 测量1.将管脚插座插到测试台的左或右插座上，将三极管C2073的脚插到对应的插孔中，按下测试台的“左”或“右”按键。
C2073的管脚排列如图1所示2.逐渐加大峰值电压%，观察荧光屏上显示的波形，观察荧光屏上所显示的曲线，此时看到的是一簇特性曲线；第四步 画图根据荧光屏上显示的波形，画出晶体三极管的输出特性曲线类似图2所示。
第五步 测量结果1．读出X 轴集电极电压V U CE 10=,A I B μ40=的一条曲线C I 值，可得：==BC I I FE h ___________ 2.把“X 轴选择开关”放在基极电流或基极源电压位置将得到电流放大特性曲线，由特性曲线读出任意两点C B I I 、的可得：==∆∆BC I I β____________ 第六步 测量完毕测量完毕，断开电源，拆下被测晶体管，将峰值电压旋钮调至零。
三极管3DG12输出特性曲线
三极管的输入输出的特性曲线
描述任何电学器件的时候，看数据手册都会给出一些相关特性曲线图和相关的电器性能等，三极管有三个脚，组成了输入和输出的两个端，所以三极管有输入和输出两个特性曲线图。
输入特性曲线图是指三极管的基极输入电流ib和发射结电压ube之间的关系
实验是将uce电压设置为5V，改变ube的电压，测量ib的电流与ube的关系得到如下图所示的ib与ube的关系曲线图；图中还测试了uce电压是否对ib与ube的的关系特性曲线是否有关从测试的图中可以看出除了uce=0V的曲线比较特殊之外，其余的曲线基本重合，这些曲线重合的就是三极管的输入伏安特性曲线图，它与uce的电压无关，因为大多数的三极管都是工作电压uce>0的情况下；所以根据图中曲线可以得出如下的表达式：
其中ut 被称为热电压，是一个与温度成正比的值，在27℃时约为26mv。
Is称为反向饱和电流，每个三极管的值都不一样，但是很小。
在表达式中，当ube趋于无穷小的时候ib趋向于—Is；所以当ube>ut的时候表达式才近似成为一个指数表达式；基本情况下当ube>0.7V的时候，三极管的电流ib才呈现较为明显的电流。
输出伏安特性曲线：是指ib电流一定时，集电极电流ic与uce 之间的关系；测试的电路、理想输出伏安特性曲线图与实际的输出特性曲线图。
用示波器演示三极管输出特性曲线-设计应用
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。
三极管的特性曲线
集电极电流IC与集电结电压UCE之间的关系
曲线。实验测得三极管的输出特性曲线如
下图所示。
输出特性
IC(mA )
此区域中UCEUBE， 4 集电结正偏，IB>IC ， UCE0.3V称为饱和区。
ห้องสมุดไป่ตู้
当UCE大于一定的数 值时，IC只与IB有关， IC=IB ，且 IC = 100A IB 。此区域称为线 性放大区。
3
2
此区域中 : IB=0， IC=ICEO ，UBE< 死区电压，称为截 止区。
80A
60A
40A 20A IB=0 12 UCE(V)
1 3
6 9
例1.1：判断三极管的工作状态
测量得到三极管三个电极对地电位如图所示，试判断三 极管的工作状态。
放大
截止
饱和
实验线路(共发射极接法)
（1）输入特性曲线IB=f (UBE)
它是指一定集电极和发射极电压UCE下，
三极管的基极电流IB与发射结电压UBE之间
的关系曲线。实验测得三极管的输入特性
曲线如下图所示。
vCE = 0V
vCE 1V
（2）输出特性曲线IC=f (UCE)
它是指一定基极电流IB下，三极管的
三极管的特性曲线
1、特性曲线
三极管的特性 曲线是指三极 管的各电极电 压与电流之间 的关系曲线， 它反映出三极 管的特性。 它可以用专用 以NPN型硅三极 管为例，其常 用的特性曲线 有以下两种。
的图示仪进行
显示，也可通 过实验测量得 到。
三极管在电路中的连接方式
共发射极连接 共基极连接 共集电极连接
三极管的特性曲线实验
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？？？。
晶体三极管特性曲线测试仪设计
晶体三极管特性曲线测试仪设计摘要晶体管特性曲线测试仪广泛用于科研，实验教学和工业中，论文选题具有实际意义。
本文在学习和查阅相关文件的基础上，介绍了实现一个简易晶体管伏安特性曲线测试仪基本原理和实现方案。
在系统硬件设计中，以MCS-51单片机最小系统为核心，扩展了人机对话接口、A/D转换接口；采用555振荡器实现了方波和三角波的输出信号，利用计数器74161和DAC0832产生梯形波，通过比较器LM311构成识别晶体管类型的判断。
系统的软件设计是在Keil51的平台上，使用C语言与汇编语言混合编程编写了系统应用软件；包括主程序模块、显示模块、数据采集模块和数据处理模块。
关键词：晶体管图示仪；伏安特性；单片机Crystal three transistor characteristic cure tester ABSTRACT：Transistor curve tracers used in research, teaching and industrial experiments, the practical significance of topics. In this paper, learning and access to relevant documents, based on the realization of a simple transistor introduced voltammetric curve tracers basic theory and programs.In the system hardware design to MCS-51 microcomputer as the core, extending the man-machine dialogue interfaces, A / D conversion interface; Achieved by 555 square wave oscillator and triangle wave output signal, generated using counters 74161 and DAC0832 trapezoidal wave, Constitute recognition by the comparator LM311 transistor type judgments.The software design is the platform Keil51 using C language and assembly language programming prepared hybrid system application software; Including the main program module, display module, data acquisition module and data processing module KEY WORDS: Transistor Tracer , V olt-ampere characteristics, Single slice of machine目录第1章前言 (1)1.1 设计的背景及意义 (1)1.2 晶体管及晶体管特性曲线测试仪历史及研究现状 (1)第2章晶体管特性曲线测试仪的系统设计 (3)2.1 晶体三极管原理及工作状态分析 (3)2.2 系统整体框图设计 (4)2.3 各模块方案设计与选择 (5)2.3.1 555振荡器方波和阶梯波发生模块 (5)2.3.2 晶体管放大倍数的显示模块 (5)2.3.3 电源供电模块 (6)第3章系统的硬件设计 (7)3.1 MCS-51单片机最小系统 (7)3.2 电源电路的设计 (8)3.3 AD采样电路设计 (9)3.3.1 ADC0809的内部逻辑结构 (9)3.3.2 ADC0809引脚结构 (9)3.3.3 ADC0809应用说明 (10)3.3.4 A/D电路的设计原理 (11)3.4 波形电路的设计 (11)3.4.1阶梯波与三角波产生电路 (11)3.4.2 555振荡器的管脚功能 (12)3.5 显示电路设计 (13)第4章系统的软件设计 (17)4.1 系统的软件结构图 (17)4.2数据采集电路的软件设计 (17)4.3显示电路的软件设计 (19)第5章系统的调试与测试 (21)5.1调试和测试仪器 (21)5.2 系统的调试 (21)5.3测试结果与分析 (23)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (28)附录 (29)第1章前言1.1 设计的背景及意义晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。
三极管的特性曲线
三极管的特性曲线
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，其基本测试电路如图Z0118所示，共发射极特性曲线可以用描点法绘出，也可以由晶体管特性图示仪直接显示出来。
一、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UBE 维持不同的定值时，
UBE和IB之间的一簇关系曲线，称为共射极输入特性曲线，如图Z0119所示。
输入特性曲线的数学表达式为：
IB＝f（UBE）| UBE = 常数 GS0120
由图Z0119 可以看出这簇曲线，有下面几个特点：。
三极管输出特性曲线测试电路.
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。
三极管特性曲线
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32
3、特征频率fT fT是反映晶体管中两个PN结电容的影响的
参数
当输入信号的频率增高到一定值后，结电 容将起到明显的作用，使β下降，因此， fT是 指使β下降到1时输入信号的频率。
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集-射极反向截止电流ICEO
集电结反 偏有ICBO
B
ICBO进入N 区，形成 I 。 BE 2021/10/10
4
IC(mA
) 此区域中UC1E00UBAE,
集电结正偏，
3
IB>IC，UCE800.3VA 称为饱和区。
60A
2
40A
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
9
IC(mA ) 4 3
2
100此A区域中 :
IB=0,IC=ICEO 80,AUBE< 死区 60电 截A 压止，区。称为 40A
UBE > 0.7V, UBC < 0，此时特性曲线表现为 近似水平的部分，而且变化均匀，它有两个 特点：
① Ic的大小受IB的控制；ΔIc>>ΔIB； ② 随着UCE的增加，曲线有些上翘。 此时 : ΔIc>>ΔIB，管子在放大区具有很强的 电流放大作用。
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结论：
在放大区，UBE> 0.7V，UBC< 0，Je正偏， Jc反偏，Ic随IB变化而变化，但与UCE的大小 基本无关。
RB
V UBE
IC mA
EC V UCE
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EB
实验线路
5
一、输入特性
UCE=0V
80
三极管伏安特性测量实验报告
三极管伏安特性测量实验报告实验报告课程名称：__电路与模拟电子技术实验_______指导老师：_____干于_______成绩：__________________ 实验名称：_______三极管伏安特性测量______实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得一、实验目的1． 深入理解三极管直流偏置电路的结构和工作原理2． 深入理解和掌握三极管输入、输出伏安特性二、实验原理三极管的伏安特性曲线可全面反映各电极的电压和电流之间的关系，这些特性曲线实际上就是ＰＮ结性能的外部表现。
从使用的角度来看，可把三极管当做一个非线性电阻来研究它的伏安特性，而不必涉及它的内部结构。
其中最常用的是输入输出特性。
１）输入特性曲线输入特性曲线是指在输入回路中，Ｕce 为不同常数专业：____________ 姓名：___值时的Ｉb～Ｕbe曲线。
分两种情形来讨论。
（１）从图（ａ）来看，Ｕce＝０，即ｃ、ｅ间短路。
此时Ｉb与Ｕbe间的关系就是两个正向二极管并联的伏安特性。
每改变一次Ｕbe，就可读到一组数据（Ｕbe，Ｉb），用所得数据在坐标纸上作图，就得到图（ｂ）中Ｕce＝０时的输入特性曲线。
２）输出特性曲线输出特性曲线是指在Ｉb为不同常量时输出回路中的Ｉc～Ｕce曲线。
测试时，先固定一个Ｉb，改变Ｕce，测得相应的Ｉc值，从而可在Ｉc～Ｕce直角坐标系中画出一条曲线。
Ｉb取不同常量值时，即可测得一系列Ｉc～Ｕce曲线，形成曲线族，如图所示。
三、实验仪器三极管，HY3003D-3型可调式直流稳压电源，万用表、不同的Vcc，测量Vce和V Rc，间接测量出i c。
将所得的数据写入表格并画出图线。
五、数据记录与处理1.输入特性的测量Vcc=0V Vcc=5VVcc/ V V Rb/VVbe/Vi b/μA Vcc/VV Rb/VVbe/Vi b/μA0.1 0 0.005 0 0.1 0 0.008 0 0.3 0 0.169 0 0.3 0 0.195 0 0.5 0.001 0.336 10 0.4 0 0.273 0 0.6 0.008 0.454 80 0.5 0 0.370 00.8 0.114 0.521 1140 0.6 0.1 0.513 10001.0 0.186 0.545 1860 0.8 0.17 0.580 17001.5 0.723 0.570 7230 1.0 0.33 0.610 33002.0 1.118 0.583 11180 1.2 0.51 0.624 51003.0 2.09 0.599 20900 1.5 0.76 0.632 76004.0 3.03 0.608 30300 2.0 1.27 0.659 127005.0 4.04 0.616 40400 3.0 2.26 0.666 226006.0 4.98 0.622 49800 4.0 3.24 0.668 324007.0 5.93 0.626 59300 5.0 4.26 0.671 426008.0 6.89 0.631 68900 7.0 6.14 0.670 614009.0 7.88 0.634 78800 9.0 8.14 0.660 8140010.0 8.83 0.637 88300 10.0 9.11 0.656 9110011.0 9.76 0.640 97600 11.0 10.02 0.650 1002012.0 10.76 0.642 107600 14.0 12.93 0.642 129302.输出特性的测量Rb=100KΩRb=400KΩV DD/ V V CE/VV RC/VI c/mAV DD/VV CE/VV RC/VI c/mA0.1 0.009 0.007 0.015 0.3 0.024 0.198 0.4210.5 0.03 0.451 0.960 0.5 0.06 0.39 0.8301 0.046 0.902 1.919 1 0.12 0.77 1.6382 0.074 1.858 3.953 1.2 0.23 0.85 1.8093 0.11 2.84 6.043 1.6 0.65 0.86 1.8304 0.33 3.58 7.617 1.8 0.83 0.86 1.830 4.1 0.39 3.61 7.671 2 1.05 0.86 1.830 4.3 0.56 3.62 7.702 2.1 1.15 0.86 1.830 4.4 0.65 3.63 7.723 2.5 1..56 0.87 1.851 4.6 0.8 3.64 7.745 4 2.96 0.88 1.872 4.8 0.99 3.65 7.766 4.5 3.5 0.89 1.8945 1.19 3.65 7.766 6 4.97 0.9 1.9146 2.11 3.72 7.9157 5.88 0.91 1.9367 2.98 3.8 8.085 8 6.93 0.92 1.9578 3.92 3.9 8.298 10 8.82 0.93 1.979 10 5.76 4.03 8.574 12 10.73 0.95 2.021 12 7.47 4.15 8.829六、实验结果与误差分析实验得到的图形与理论大致符合：Vcc = 0的一条曲线与二极管的正向特性相似，Vcc由零开始逐渐增大时输入特性曲线右移；ib逐渐增加时，输出特性曲线上移，饱和区几乎重叠。
实验二三极管输出特性曲线的测试
三极管原来是这个样子的！
• 小信号三极管的封装
• 功率三极管的封装 • 射频三极管的封装
• 基本电压、电流关系
• 输入特性
• 输出特性
饱和区: 发射结正偏，集电结正偏
截止区： 发射结反偏，集电结反偏
或： UBE0.5V（Si) |UBE | 0.2V（Ge)
放大区: 发射结正偏，集电结反偏
预习内容
模拟电路仿真实验 实验三 三极管基本共射放大电路
实验二 三极管输出特性曲线的测试
• 实验目的
1. 学会用Multisim中的直流扫描法（DC sweep）分析三极管输出特性曲线。
2. 学习使用I-V特性分析仪。
身边的三极管
• 耳机放大器
• 功率放大器
三极管
• 三极管（transistor），是一种把输入电流进行放 大的半导体元器件。顾名思义，三极管通常具有3 个极，在外表现为3个管脚。
1. 启动Multisim12 :双击 2. 元器件选取
3. 编辑原理图
4. 仿真分析
直流扫描
• 仿真分析参数设置
• 仿真输出变量设置
• 仿真结果
• 仿电流放大系数:
虚拟仪器仪表
（1）利用I-V特性分析仪
XIV1
1 3
2 Q1
（1）利用I-V特性分析仪
• 请同学们自己完成三极管开关 电路的仿真！
• 请同学们按照实验报告的要求，完 成实验报告，并提交！
模拟电路仿真实验 实验三 三极管基本共射放大电路
1kΩ
U2
Key=A 61.4 %
5
+
-
ห้องสมุดไป่ตู้
5.113m A
6
3
三极管特性曲线测量
组内学生姓名
人数
2
系部
电子工程系
专业
测控技术与仪器
班级、学号
指导教师姓名
李艳苹
吴东艳
职称
讲师
讲师
从事专业
测控技术与仪器
题目名称
三极管特性曲线测量
一、课程设计的目的、意义
此课程设计的目的在于组织学生在教师的指导下，通过自主进行课题研究和探索，了解和掌握基本的科学研究方法和手段，课程设计用LabVIEW对PCI-6221数据采集卡进行编程完成对三极管特性曲线的描绘。
《虚拟仪器技术分析与应用》张毅等编著机械工业出版社，2004年
《LabVIEW 7.1编程与虚拟仪器设计》侯国屏等编著清华大学出版社，2005年
《LabVIEW 8.20程序设计从入门到精通》陈锡辉、张银鸿编著清华大学出版社，2007年
《LabVIEW 7实用教程》毕晓普（美）著电子工业出版社，2005年
《LabVIEW程序设计与应用（第二版）》杨乐平等编著电子工业出版社，2005年
六、备注
评分标准和方法：
1、设计过程40%、
2、答辩过程50%、
3、报告10%
具体执行情况参见课程设计成绩考核办法。
指导教师签字：年月日Βιβλιοθήκη 教研室主任签字：年月日
在此过程中，学生需要掌握LabVIEW的程序设计方法，包括前面板的设计，程序框图的编写，DAQmx的使用等，学会对典型虚拟仪器系统的实例进行分析，掌握虚拟仪器设计和开发步骤并完成课程设计报告。
二、课程设计的主要内容、技术要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、工作量要求等）
内容：用LabVIEW配合PCI-6221数据采集卡，完成对三极管正向伏安特性的测量。
晶体三极管的输入输出特性曲线
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。
电子技术试验：三极管输入、输出特性曲线的测试
五、下次预习要求
（P147实验4.14）
现代电子技术实验
4.13、三极管输入、输出特性曲线 的测试
现代电子技术实验
预习情况检查
1.半导体管特性图示仪的基本原理与应用。 2．晶体三极管的伏安特性曲线的特点及其主要
参数定义。
现代电子技术实验
一.实验目的
1. 进一步熟悉晶体管图示仪的面板旋钮。 2. 掌握晶体管输入输出特性的图测方法。 3. 掌握用晶体管特性曲线求参数的方法。
பைடு நூலகம்
设VCE =5V，适当选择和记录IBQ
ebc
1008：NPN型
IC
I B VCE 5V
IC
IB VCE 5V
iC
△IC IC
IB 10 A IB 8 A
IB 4 A
IB 2 A
VCE =5V
vCE
四、实验报告要求
1.写出所测参数的定义及其物理意义。 2.用坐标纸定量描绘特性曲线，正确标明相应
2.共射输出特性曲线
以输入口电流iB为参变量，反映输出口iC与vCE的函 数关系曲线。
iC f (vCE ) IB 常数
iC
iB5 iB4
iB3
iB2 iB1
O
uCE
3.三极管输出特性测试电路
图示仪面板主要包括
阶梯信号部分
晶体管输出特性的动态测量
半 导 体 特 性 图
示 集电 仪 极电 操源
作 面 板
测试台
Y轴
X轴 阶梯电
源
三、实验内容
1．晶体管输出特性的测量
（1）调节图示仪有关控制旋钮，测绘输出特性曲线。
（2）在曲线上标出饱和区、截止区和放大区。
三极管特性曲线测量
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。
实验一三极管特性曲线
表1NPN型三极管输入特性曲线测量，保持UcIN=0V
UbIN设置值（mV）
（参考值）
UbIN实测值（mV）
Ube实测值（mV）
Ib计算值（uA）
0
0
0
0
200
注意：接线时首先将电压源的参考级与测量电路的地相连接，用万用表检测输出电压极性。调节电压源使输出为正电压后再接入电路！
图5 NPN型三极管特性曲线测试电路
（2）保持UcIN=0V，将UbIN从0V增大，使用万用表测量UbIN和Ube电压值填入表1，利用采样电阻Rb计算出基极电流Ib，绘制输入特性曲线图。与测量二极管I-V特性曲线类似，在PN结导通前后应适当增加测量点数，方便作图。
672
18.0
900
901
679
22.2
【作图：NPN管的输入特性曲线Ib-Ube，分析曲线形状是否与PN结I-V曲线相类似】
UcIN=0V时，NPN管的输入特性曲线如图6所示.
图6 UcIN=0V时, NPN管输入特性曲线
分析：当UcIN=0V时，三极管的集电极和发射极之间短路，发射结和集电结并联，此时三极管输入特性曲线形状与PN结I-V曲线形状类似。
《电子技术实验》课程实验报告
实验一三极管特性曲线的测量
一、实验目的
1.熟练掌握三极管、场效应管的输入特性和输出特性，分析不同工作区的特点与应用，了解三极管、场效应管的关键参数及其测量方法，为后续搭建单级放大电路和负反馈放大电路提供基础。
2.学习电子电路静态工作点的确定和调节，掌握节点电压和支路电流的测量方法。
三极管的特性曲线
三极管的特性曲线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，其基本测试电路如图Z0118所示，共发射极特性曲线可以用描点法绘出，也可以由晶体管特性图示仪直接显示出来。
一、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UBE 维持不同的定值时，UBE和IB之间的一簇关系曲线，称为共射极输入特性曲线，如图Z0119所示。
输入特性曲线的数学表达式为：IB＝f（UBE）| UBE = 常数GS0120由图Z0119 可以看出这簇曲线，有下面几个特点：（1）UBE = 0的一条曲线与二极管的正向特性相似。
这是因为UCE = 0时，集电极与发射极短路，相当于两个二极管并联，这样IB与UCE 的关系就成了两个并联二极管的伏安特性。
（2）UCE由零开始逐渐增大时输入特性曲线右移，而且当UCE的数值增至较大时（如UCE＞1V），各曲线几乎重合。
这是因为UCE由零逐渐增大时，使集电结宽度逐渐增大，基区宽度相应地减小，使存贮于基区的注入载流子的数量减小，复合减小，因而IB减小。
如保持IB为定值，就必须加大UBE ，故使曲线右移。
当UCE 较大时（如UCE ＞1V），集电结所加反向电压，已足能把注入基区的非平衡载流子绝大部分都拉向集电极去，以致UCE再增加，IB 也不再明显地减小，这样，就形成了各曲线几乎重合的现象。
（3）和二极管一样，三极管也有一个门限电压Vγ，通常硅管约为0.5～0. 6V，锗管约为0.1～0.2V。
二、输出特性曲线输出特性曲线如图Z0120所示。
测试电路如图Z0117。
输出特性曲线的数学表达式为：由图还可以看出，输出特性曲线可分为三个区域：（1）截止区：指IB=0的那条特性曲线以下的区域。
简易三极管特性曲线测试电路
简易三极管特性曲线测试电路文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）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。
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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。
从曲线中可以观察到截止区、饱和区、放大区、过损耗区等三极管工作的四个区域，并可根据曲线给出三极管的主要参数。
三极管-晶体管BJT 的主要参数：
1) 电流放大系数β
2) 极间反向电流：
集电极基极间反向饱和电流CBO I 集电极发射极间的穿透电流CEO I 3) 极限参数:
集电极最大允许电流 集电极最大允许功率损耗 反向击穿电压
四、实验设备
1、模电实验箱
2、S9013晶体三极管
3、普通万用表、数字万用表和数字电流源
4、示波器
5、电子计算机及相应的程控自动测量软件
五、实验接线图
●程控自动测量
A.二极管伏安特性测量接线
B.三极管输入特性测量接线
C.三极管输出特性测量接线
●三极管特性手动测量
A.输入特性曲线
B.输出特性曲线
●全波整流电路
六、实验步骤
◆ 手动测量
● 输入特性
(1) 如图连接电路图，合上开关，图中电压表使用普通万用表。
(2) 电路接通后，分别测量BE
v 和BB
v 的值,两者相减可以得到定制电阻两端的电压，从而得
到该支路通过的电流值B
i 。
(3)
改变可调电阻的阻值，重复测量两个电压值并记录。
(4) 整理数据，进而绘制出三极管输入特性曲线。
(5) 打开开关，重复上述步骤测量。
注：在相应变化剧烈的转折处取相对较多的点，使曲线更平滑与准确。
测量时，只有一只万用表，电路不稳定，电阻两端电压测量存在较大的误差。
● 输出特性
(1) 如图连接电路图，图中电压表使用普通万用表，电流表使用电子式万用表直接接入测量
电流，两者同时测量，从而修正上述的测量误差。
(2) 合上开关，电路接通后，同时测量C i 和
CE
v 的值。
(3)
改变10k 可调电阻的阻值，重复测量
C
i 和
CE
v 的值并记录。
(4) 整理数据，进而绘制出三极管输入特性曲线。
(6) 打开开关，重复上述步骤测量。
◆ 全波整流
● 使用示波器观测并记录经过整流后信号的波形变化，在下列五种情况下分别观测:
a.接入100k 电阻
b.接入0.1uf 电容
c.接入470uf 电解电容(注意极性)
d.接入100k 电阻,并联0.1uf 电容
e.接入100k 电阻,并联470uf 电解电容
同时注意记录波形的平均值和幅值，并与理论值相比较。
七、实验数据处理
◆ 程控测量
⏹ 二极管特性测量
⏹ 三极管输入特性曲线
三极管输出特性曲线
◆ 手动测量
⏹ 三极管输入特性曲线
5CE V V =时
0CE V V =时
⏹ 三极管输出特性曲线
100k 43uA B R =Ω≈时即i
300k 14uA B R =Ω≈时即i
注：由于取点数不够多，同时转折处取点不够密集，导致曲线没有理想中的平滑。
⏹ 全波整流电路滤波效果分析与实验
接入100k 电阻
幅值=12.66V 有效值=4.464V
接入0.1uf 电容 幅值=1.034V 有效值=262.9mV
接入470uf 电解电容(注意极性) 幅值=234.7mV 有效值=89.08V
接入100k 电阻,并联0.1uf 电容 幅值=6.390V
有效值=2.13V
接入100k 电阻,并联470uf 电解电容 幅值=374mV
有效值=127.3mV
八、实验数据分析
三极管伏安特性
实验所得数据与曲线基本与预期相符合。
在测量输入特性曲线的实验中，分别测量并绘制了当集电极与发射极之间的电压CE
v
维持固定值（0V ，5V ）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，并可以观察到随着CE
v
增大，特性曲线右移的现象。
在测量输出特性曲线的实验中，
分别测量并绘制了当三极管的基极电流B i 为固定值时，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，当三极管工作在放大区时，可以观察到随着B i 的增大，特性曲线上移的现象，同
时通过分析特性曲线可以粗略计算出β约为280左右。
全波整流
实验所得波形基本与预期相符合，验证了二极管的单向导通性与电容的滤波作用，学习并验证了整流电路的工作原理与过程。
在全波整流电路中，通过四个二极管的并联即桥式整流电路，将正弦电流转变为频率加倍的单向正弦电流，然后通过滤波电容将它转变为直流电流。
电流通过一个比较大的电容，由于电容充放电比较慢，所以得到的输出电流比正弦电流更加平缓，接近直流电流。
九、思考题
1.从伏安特性曲线中可获得哪些有关（二极管）三极管的重要参数？分别怎样获得？
答：通过输出特性曲线中放大区中B i 与C
i 的比值，可以得到三极管的放大倍数β；
通过二极管伏安特性曲线，可以得到二极管的导通电压和开启电压； 通过三极管的输入特性曲线，可以得到0.7BES
V
V 。
2.测量电路的设计和测量过程中有哪些需要注意的问题？
① 正确选择电路中的一些元件参数，例如在为了保证相应参量恒定选择相应的电阻阻值。
② 在特性曲线转折处要适量多取点，例如输入伏安特性的BE
V 在0.6-0.7的部分，以及输出
伏安特性的CE
V
在0-0.5V 的部分。
③ 根据实验要求和现有的实验器材，在保证最小实验相对误差的前提下，合理设计选择最优可行实验方案。