新型晶體管特性圖示儀掃描信號(hào)發(fā)生器電路設(shè)計(jì)

1、新型晶體管特性圖示儀掃描信號(hào)發(fā)生器電路設(shè)計(jì)張廷鋒馬楚儀(華南理工大學(xué)電子與信息學(xué)院廣州510640)引言晶體管特性圖示儀是電子測(cè)量常用儀器之一，日前通用的晶體管特性圖示儀的掃描信號(hào)和階梯信號(hào)由50Hz工頻市電變換而來(lái)，掃描頻率低，顯示的特性曲線閃爍嚴(yán)重，穩(wěn)定性差；X軸掃描為正弦脈沖，線性度差，在顯示晶體管特性曲線時(shí)亮度不均勻(前亮后暗)，而且波形變換電路復(fù)雜。本文介紹一種基于555定時(shí)器的晶體管特性圖示儀掃描信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)方法。通過(guò)55

2、5定時(shí)器產(chǎn)生同步的X軸掃描鋸齒波和Y軸掃描階梯波，其掃描頻率不受工頻市電限制，掃描信號(hào)同步性能好，顯示波形穩(wěn)定。1掃描信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)掃描信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)1.1晶體管特性測(cè)量原理晶體管特性測(cè)量原理圖1為晶體管輸出特性測(cè)量原理，需測(cè)量的2個(gè)物理量是晶體管的集電極電流Ic和集電極電壓Uce。待測(cè)管的集電極和基極分別接入鋸齒波和階梯波掃描信號(hào)。集電極輸出接示波管X軸輸入，發(fā)射極輸出接示波管Y軸輸入，Rc為集電極功耗限制電阻，Re為集電極電流取樣電

3、阻。1.2鋸齒波產(chǎn)生電路鋸齒波產(chǎn)生電路圖1中由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器同時(shí)產(chǎn)生鋸齒波和階梯波的觸發(fā)脈沖，以保證鋸齒波和階梯波的同步。圖1中由電阻R1、R2構(gòu)成電容C1的充電回路，其中R2略大于2R1，由555定時(shí)器內(nèi)置的放電三極管構(gòu)成電容的放電回路。接通電源時(shí)，電源通過(guò)R1、R2對(duì)電容C1充電，電容C1兩端電壓線性上升，當(dāng)充電至555定時(shí)器2、6腳的電壓大于2／3Vcc時(shí)，555定時(shí)器3腳由“1”躍變?yōu)椤?”，同時(shí)555定時(shí)器內(nèi)置的

4、放電三極管導(dǎo)通，電容通過(guò)三極管迅速放電至0V。由于R2略大于2R1，此時(shí)555定時(shí)器2、6腳的電壓略小于1／3Vcc，555定時(shí)器3腳由“0”躍變?yōu)椤?”，同時(shí)555定時(shí)器內(nèi)置的放電三極管截止，電容C1進(jìn)入下一個(gè)充、放電周期，555定時(shí)器7腳獲得鋸齒波，3腳獲得占空比接近1的同步方波。鋸齒波的幅值由式(1)計(jì)算，得：則其頻率可由式(2)計(jì)算，得：2實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析圖2為掃描信號(hào)發(fā)生器的階梯波和鋸齒波，鋸齒波上升沿近乎直線，線

5、性度良好。鋸齒波下降沿與階梯波上升嚴(yán)格同步。基于圖1電路原理，以數(shù)字示波器為顯示終端測(cè)試NPN晶體管的輸出特性曲線，如圖3所示，波形顯示穩(wěn)定。作為參照，以CRT示波器為顯示終端顯示波形，與通用晶體管特性圖示儀(SAKOHZ4832型晶體管特性圖示儀)比較，具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)波形顯示亮度均勻：這是由于該電路的水平掃描電壓為線性度良好的鋸齒波；(2)波形沒(méi)有閃爍現(xiàn)象：由于該電路的水平掃描頻率達(dá)到1700Hz，而對(duì)照的通用晶體管特性圖示儀的