【正文】 在 IB=0、 10μ A、 20μ A、 30μ A時描繪出基極電流 IC隨集電極電壓 UC變化的曲線圖（由于發(fā)射極接地，所以 UCE≈UC）。在實際電路中，若晶體管的 UBE增大時， iB隨之增大，但iC增大的不多或基本不變，則說明晶體管進入飽和區(qū)。對于共射電路， UBEUon 且 UCEUBE 。在理想情況下，當(dāng) IB按等差變化時，輸出特性是一簇橫軸的等距離平行線。對于共射電路，UBEUon 且 UCE≧ UBE 。因此在近似分析中可以認(rèn)為晶體管截止時的 iC≈ 0 。此時 IB=0，而 iC≦ ICEO 。 從輸出特性曲線可以看出，晶體管有三個工作區(qū)域： 截止區(qū)：其特征是發(fā)射結(jié)電壓小于開啟電壓且集電結(jié)反向偏置。 圖 3 輸出特性曲線 對于每一個確定的 IB，都有一條曲線，所以輸出特性是一簇曲線，如圖所示。單片機 將采集到的各組數(shù)據(jù)處理后，將各組數(shù)據(jù)用坐標(biāo)形式確定其位置，在 LCD 上顯示出曲線的形狀。 輸入特性曲線如下圖所示： 由圖 2可知，當(dāng)電壓 UCE 增大時，曲線右移了。當(dāng) UCE大于 1V 時，曲線基本不變了。 當(dāng) UCE=0時，即集電極與發(fā)射極之間的電壓值為零，相當(dāng)于集電極與發(fā)射極 短路，等效為發(fā)射結(jié)與集電結(jié)之間處于并聯(lián)狀態(tài)。 三極管共發(fā)射極輸入、輸出特性曲線測量的方案 測量輸入特性曲線： ①輸入特性曲線：輸入特性曲線描述的是三極管的基極電流隨發(fā)射結(jié)壓降變化關(guān)系的曲線。不妨使用阻值為 1MΩ的大電阻。 反向飽和電流測量電路 在測量反向飽和電流時，因為三極管的反向飽和電流很小，所以在測量時 會導(dǎo)致較大的測量誤差。且采用的倍壓電路具有輸出電流小的特點，這樣使得即使實驗中出現(xiàn)操作不當(dāng)?shù)男袨橐膊灰讓﹄娐吩斐蓳p壞。根據(jù)加壓倍數(shù)（與倍壓電路有關(guān)，幾倍壓就放大幾倍）即可得到 Uceo。 (2)使用 D/A芯片 DAC0832，將其輸出經(jīng)倍壓電路（由 COMS和與非門組成）后得到可調(diào)高壓。 經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，顯然方案三的電 路結(jié)構(gòu)較簡單，測量精度較高，故設(shè)計采用方案（ 3） 反向擊穿電壓測量電路 反向擊穿電壓測量電路的關(guān)鍵主要是獲得可調(diào)電壓源，從而實現(xiàn) 0 ~100V電壓的連續(xù)輸出，該電路有兩種設(shè)計思路： （ 1）可調(diào)電壓源主要由變壓器、三端穩(wěn)壓器等組成的電路提供，其功能是實現(xiàn) 0 ~ 100V電壓的連續(xù)輸出。而對集電極電阻兩端的電壓進行采樣時，使用 INA126 進行放大處理。若所測量的三極管為 NPN型，則設(shè)計方案采用經(jīng)過普通運放組成的同向比例放大電路使基極電壓進行放大。 （ 3）分別對三極管的基極電壓和集電極電阻兩端電壓進行采樣。 （ 2）直接測量基極和集電極電阻兩端電壓。這種方案有其優(yōu)點，即由于電阻兩端對地電壓較低，所以便于對其進行放大檢測。最后，單片機將采集到的數(shù)據(jù)處理后送到 LCD液晶中顯示 出來。通過對繼電器的工作狀態(tài)的改變來改變采樣電路的采集數(shù)據(jù)的工作狀態(tài)。將待測三極管連接到采樣電路中，采樣電路將采集到的三極管的基極、集電極數(shù)據(jù)（模擬量）送到 ADC0809采樣電路 ADC0809 單片機 LCD 顯示 三極管 DAC0832 數(shù)控電源 I/O 電平控制 5 中， ADC0809 將收集到的模擬量轉(zhuǎn)為數(shù)字量送入到單片機中處理，單片機在 C 程序的驅(qū)動下控制 DAC0832輸出的電壓值，為待測三極管供電，即起到數(shù)控 電壓源和數(shù)控電流源的作用。 （ 5）具有三極管管腳插錯、損壞指示報警功能。 （ 3）在 | UCE|=10V的條件下，測量三極管的集電 極 — 發(fā)射極反向飽和電流 ICEO=1mA，用數(shù)字顯示，測量范圍 A~100μ A，測量誤差≤ 10%。 （ 2）在 |IB|≈ 10μ A,| UCE|≈ 10V 條件下，能測出三極管的直流電流放大系數(shù)β，并用數(shù)字顯示。 系統(tǒng)功能 本系統(tǒng)能測試出小功率晶體三極管 （ BJT）的一些特性參數(shù)，包括輸入輸出特性曲線、交直流放大系數(shù)、反向擊穿電壓和反向飽和電流。本課題設(shè)計的三極管特性參數(shù)測試系統(tǒng)制作相對比較簡單方便且實用，主要用一些集成芯片組成，本測試系統(tǒng)的設(shè)計 以 AT89S52 單片機為整個設(shè)計模塊的基礎(chǔ)，同時還使用了 ADC0809 和其他的一些重要集成芯片組成各功能模塊 ,這些模塊是本系統(tǒng)設(shè)計的必要組成部分，它們結(jié)合在一起構(gòu)成的系統(tǒng)能對三極管的各項特性參數(shù)進行較為準(zhǔn)確的測量，能基本滿足設(shè)計要求。目前有很多方法測試晶體三極管，同時用于測量晶體三極管的各種圖示儀有很多，它們大多用于測量或者觀察三極管的各種輸入、輸出等特性，這些圖示儀有良好的性能和較高的精度，但是這些儀器的性價比和實用性不強，主要原因是因為這些儀器的電路制作比較麻煩，性價比不高。本系統(tǒng)具有許多優(yōu)點，它在抗干擾能力、性價比和功耗等方面相比于其他一些系統(tǒng)有一定的優(yōu)勢。 畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 題 目 基于 51 單片機的 三極管特性參數(shù)測試系統(tǒng) 學(xué)生姓名 李青 學(xué) 號 20202005071 院 系 電子與信息工 程學(xué)院 專 業(yè) 電子信息工程 指導(dǎo)教師 張宏群 二 ○ 一二 年 五 月 三十 日 1 目 錄 引言 ............................................................. 3 .................................. 3 系統(tǒng)功能 .................................................... 3 1． 2 設(shè)計要求 ................................................... 4 ............................................. 4 .................................................... 4 本測試系統(tǒng)的工作原理 ........................................ 4 ................................................. 5 電壓采樣電路設(shè)計方案的選擇 .................................. 5 反向擊穿電壓測量電路 ........................................ 5 反向飽和電流測量電路 ........................................ 6 三極管共發(fā)射極輸入、輸出特性曲線測量的方案 ................... 6 測量輸入特性曲線： ...................................... 6 測量輸出特性曲線： ...................................... 7 測量結(jié)果顯示放案 ............................................ 8 選取 .................... 8 .............................................. 8 電壓采樣電路的設(shè)計及放大系數(shù)的計算 ......................... 10 基極、集電極采樣電路 ................................... 10 2 測三極管的的放大系數(shù) .................................... 12 A/D 轉(zhuǎn)換輸出電路： .......................................... 13 ADC0809 在實驗系統(tǒng)中的電路 .............................. 13 與 ADC0809 相連的電路 .................................... 16 ....................................... 17 DA 雙極性 電壓輸出電路 ....................................... 19 液晶顯示 ................................................... 21 5 結(jié)束語 ........................................................ 23 參考文獻： ...................................................... 23 附錄 1：元件清單 ................................................. 26 附錄 2：源程序 ................................................... 26 3 基于 51 單片機的三極管特性參數(shù)測試系統(tǒng)的設(shè)計 李青 南京信息工程大學(xué)電子信息工程系，南京 210044 摘要： 本文介紹一種三極管特性參數(shù)測試系統(tǒng)的簡單方法，該系統(tǒng)是基于 51 單片機的，該測試系統(tǒng)能測試幾種數(shù)據(jù)，整個系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，能較精確的對晶體管交直流放大特性參數(shù)、輸入／輸出特性曲線、反向擊穿電壓和反向飽和電流進行測量。由于應(yīng)用本系統(tǒng)可以較精確的測量出晶體管（三極管）的特性，所以對于三極管的特性參數(shù)的研究有一定的理論支持和實際意義。 關(guān)鍵字 ：三極管；單片機；模塊化；優(yōu)點 引言 三極管是一種很常見的電子元器件，它雖然體積較小，結(jié)構(gòu)簡單，但是往往在電子線路中起到很大的作用，三極管的好壞和特性 參數(shù)能對電路產(chǎn)生很大的影響，甚至直接影響電路的功能。而另外一些采用數(shù)字電路制作晶體管特性圖示儀，由于測量精度較低，且一般只能測量輸出特性，所以其應(yīng)用也不是很廣。本系統(tǒng)對三極管的特性參數(shù)數(shù)據(jù)的顯示是通過 LCD顯示出來的，這些參數(shù)是由單片機最小系統(tǒng)、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、 D/A 轉(zhuǎn)換電路和采樣電路等模塊綜合實現(xiàn)得來的，然后由單片機處理后送到顯示電路顯示。 4 1． 2 設(shè)計要求 （ 1） 在 IB≈ 0， 10μ A， 20μ A， 30μ A， UCE= 0~12V條件下，顯示出三極管共射極接法輸出特性曲線。測量范圍 50~300；當(dāng) |IB|由 10μ A 變化到 20μ A， | UCE|保持不變，能測出三極管的交流放大系數(shù)β，并用數(shù)字顯示。 （ 4）測量三極管的集電極 — 發(fā)射極間的反向擊穿電壓 CEOBRV )( ，并用數(shù)字顯示；測試條件 IC=1mA，測量范圍 20V~60V，測量誤差≤ 5%。 系統(tǒng)框圖 圖 1 本設(shè)計的系統(tǒng)框圖 本測試系統(tǒng)的工作原理 本系統(tǒng)在測量 三極管的特性參數(shù)時需要得到的測量數(shù)據(jù)是三極管的基極、集電極上的數(shù)據(jù)（即電壓電流數(shù)據(jù)），本測試系統(tǒng)的核心部分是單片機最小系統(tǒng)，它 在設(shè)計中起到了中樞的作用，它連接了 A/D、 D/A轉(zhuǎn)換電路等重要的功能模塊，協(xié)調(diào)各功能模塊的工作，有效的實現(xiàn)了發(fā)送數(shù)據(jù)控制電路和接受處理數(shù)據(jù)。單片機通過 P3 口的電平控制采樣電路中的 BJT的基極電流的產(chǎn)生與斷開，從而控制與集電極相連的繼電器，當(dāng) P3口輸出高電平時，由于 BJT的發(fā)射極與地相連，所以有基極電流產(chǎn)生，繼電器中也有電流通過，此時繼電器由常開觸點切換到常閉觸點；若單片機輸出的是低電平，則沒有基極電流產(chǎn)生，繼電器中沒有電流，繼電器保持在常開觸點上。同時，采集電路中還通過開關(guān)的開合來改變采樣電路的工作狀態(tài)。 電壓采樣電路設(shè)計方案的選擇 電壓采樣電路 主要有以下三種方案： （ 1）在發(fā)射極串電阻，直接測量發(fā)射極電流 Ice。但這種方法也有一定的缺點和不足，即由于發(fā)射極串接的電阻導(dǎo)致基極電位的確定比較困難，所以很難選擇合適的基極電阻，同時造成 Uce的確定也會帶來一定的困難。該方法有比較簡易的優(yōu)點，但是該方法也有其缺點，即使用該方法的電路較為復(fù)雜，往往需要在電路中使用多個運算 放大器，而且使用該方法測量的精確度不高，所以在需要得到比較精確的測量數(shù)據(jù)時不宜使用這種方法。所使用的電路為兩路數(shù)據(jù)采集電路。然后將采集的數(shù)據(jù)送到 A/D 轉(zhuǎn)換器中處理。 若所測三極管為 PNP型管，采樣時將電壓經(jīng)過反向比例電路轉(zhuǎn)換成正電壓 以滿足 ADC0809采樣的需要。采用這種方案輸出電壓雖然比較簡單可操作性強，但是這種方法很難檢測出產(chǎn)生高壓的情況，所以容易使產(chǎn)生的大電流對電路造成損壞，考慮以上情況的存在，這種方法不宜使用。通過 DA控制逐步增大加在三極管集電極的電壓，同時對集電極電流實時檢測，當(dāng)檢測到電流發(fā)生突變時，