简易晶体管图示仪

设计一种简单的晶体管图示仪，利用实验室现有的示波器经电路设计后，以X-Y的工作方式，由CH1、CH2通道接入外接测试电路，就能在示波器上形象的显示晶体管输入、输出的特性曲线。

（1）用通用模拟或数字双踪示波器CH1、CH2通道作为X-Y输入方式。 （2）能够测量NPN、PNP型晶体管的输入输出特性曲线以及二极管的输入特性曲线。 （3）三极管输出特性曲线曲线族级为10级。

电阻：10,100,1k,10k,100k,200k,38k 电容：0.01u,0.47u,47u

4.1.1 设计原理 555定时器矩形波发生电路原理图如下图所示：

周期： 占空比： F555引脚图：

4.1.2 设计方案

4.2.1 设计原理 锯齿波的产生使用恒流源，这样线性度好，如下图所示： 4.2.2 设计方案 集电极扫描电路设计如下图所示： 7400引脚图： 反向的锯齿波需要使用TL084搭建反相器。

TL084引脚图：

示波器图像：

4.3.1 设计原理 4.3.1.1 使用4029产生数字信号。 4029电路示意图如下图所示： 4029引脚图如下图所示： （1）~Cl为进位输入端，LD为置数控制端。 （2）当~Cl和LD均为低电平时，在时钟上升沿时计数器计数。 （3）引脚~CO为进位输出端，应闲置，空接。 （4）VDD为正电源。 （5）Vss为地。 （6）D0~D3为并行数据输入端。 （7）Q0~Q3为计数数据输出端。

4029功能表如下所示：

cd4029时序图：

（1）二进制计数，其计数值由0000到1111，总共16种状态。十进制计数，其计数值由0000到1001，总共10种状态。 （2）当U/~D=1， B/~D=0时；为上数十进计数，其计数值由0000到1001，再回到0000，总共10种状态。 （3）当U/~D=0， B/~D=1时；为下数二进计数，其计数值由1111、1110往下记到0000，再回到1111；总共16种状态。 （4）当U/~D=0， B/~D=0时；为下数十进计数，其计数值由1001、1000往下记至0000，再回到1001，总共10种状态。

4.3.1.2 DAC0832数模转换电路

DAC0832引脚功能图： DAC0832结构： DAC0832引脚连接：

4.3.2 设计方案 阶梯波产生电路仿真时由于Multisim 14.0中没有DAC0832这个芯片，所以仿真时用VDAC8代替了0832，仿真电路如下图所示： 示波器图像： +5V时：

-5V时：

转换电路如下图所示： 计算分析：

（1）从理论上讲输入特性曲线的实验电路图的搭建如下图所示：

（2）仿真发现的问题： 1. 当测量NPN时，开关接通上升的锯齿波和上升的阶梯波时，锯齿波随即衰减消失变成直流信号。 思考改进：集电极扫描电路和阶梯波扫描电路两个模块电路阻抗不匹配导致波形衰减消失，增大VDAC8与被测三极管基极之间电阻R16的阻值，是得上下阻抗得以匹配。

2.当R16取值为200K以上时锯齿波才明显显现出来，但仍有明显的衰减现象，因此我取 R16为1M，但是在测量的Y端（即XSC2的B通道的接点）没有明显的信号，几乎为直流。

思考改进：是因为ic太小，而ic的在数值上等于U0，所以X端采集到的信号很小。因此将电流电压转换电路中的10k与1k互换，即U0=100·ic,信号被放大100倍，但对ic-Uce的输出特性曲线来说并不会导致曲线出现错误。 改进后如下图所示 A通道在X端采集到的信号应为一个锯齿波信号，B通道在Y端采集到的信号应为一个上升趋势的阶梯波信号，但是不是特别明显，B/A对应Y/X在示波器上拟合得出如下图结果，并不是很理想的图。

为了阻抗匹配随后增加了一个电压跟随器，那么VDAC8与被测三极管基极之间电阻R16的阻值就不需要那么大了，改进后的电路图如下图所示： 改进后此时的XSC2的图像：

按照如下仿真图开始连接电路：

在面包板上连接好的电路：

NPN：

PNP:

NPN:

PNP: