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1、J2461 型晶体管特性图示仪J2461 型晶体管特性图示仪，是根据教育部JY678号技术标准的规定和要求而设计的。它是 J2458 型教学示波器的辅助装置，主要供中等学校实验室测量晶体管使用。其标准定型样机的面板，如图 461 所示。技术指标 电压极性正、负电压峰值050V电流峰值200mA扫描频率10DHZS功耗限制电阻0、5、10、50、100、500、1K、5K、10K、50K、100K。十一档误差10阶梯电流技术指标 阶梯极性正、负阶梯级数固定七级A级、50A级、01mA级、02mA级、05mA级、1mA级、2mA级、5mA级。电流范围5A级、10A级、20十档误差10阶梯频率100
2、HZS阶梯零点连续可调集电极电流、电压技术指标集电极电流005mA格、01mA格、02mA格、05mA格、1mA格、2mA格、5mA格、10mA格、20mA格。九档误差10集电极电压01V格、02V格、05V格、1V格、2V格、5V格。10V格。七档误差10其他技术指标输出校准电压：Y 轴500mVPP5X 轴500mVpp5外接示波器要求：Y 轴输入灵敏度100mV格输入电阻 1MX 轴输入灵敏度100mV格输入电阻 1M使用条件：温度1040相对湿度85（30）使用电源 220V1050HZ2工作时间连续 8 小时其他：功率消耗 20VA（满载时）重量 3Kg外形尺寸 250155110（
3、mm）3晶体管的特性曲线可以用逐点测试数据进行描绘 例如，测试三极管的输出特性曲线，测试线路如图 462。调节 RB 电阻，确定 IBIB1，变化电位器 W，使 Uc从零逐点变化到 Ec，记下对应的 IC 值，可画出 IB1 时 UC、Ic 曲线。再调节 RB 电阻，确定 IBIB2，逐点测试 UC、IC 值，可画出在 IB2 下的 UC、IC 曲线。如此重复，就可画出三极管在不同 IB 值时的输出特性曲线簇。显然，这种测试方法速度太慢，而且在测量极限参数时还易损坏晶体管。如果 EC值随时间连续变化，那么 Uc 与 IC 也将按特性随时间变化。把变化的 UC 和 IC 通过一定线路分别加到示波
4、器水平和垂直输入端，即可在荧光屏上显示出一条输出特性曲线。如果在 Ec 随时间每变化一次后，IB 自动变化一个数值，则可显示出一簇输出特性曲线。这样能瞬间将三极管的输出特性曲线簇显示出来。测试数值在接近极限参数时是瞬时作用的，不会损坏晶体管。J2461 型晶体管特性图示仪工作原理晶体管特性图示仪就是能自动显示晶体管特性曲线的仪器。J2461 型晶体管特性图示仪测试三极管的原理方框图如图 463 所示。阶梯波发生器产生固定七阶的阶梯波电流，每一阶梯代表一定的基极电流值 IB。扫描发生器产生 100 赫正弦半波式脉动变化电压 EC，在一个阶梯时间内变化一次，两者对应关系如图 464。这样，每个阶梯
5、电流时，三极管的集电极电压 UC 和集电极电流 IC 将按其特性随时间变化，由集电极电压取样电阻及电流取样电阻取出，送到示波器 X 及 Y 输入端，示波器荧光屏上就可显示出三极管的输出特性曲线簇。当示波器的垂直系统和水平系统灵敏度被校准后，就可根据被显示的特性曲线读取被测晶体管的参数。图 463 中除示波器外。其他各部分组成 J2461 型晶体管特性图示仪。集电极扫描电压发生器电路主要可分为集电极扫描电压发生器、基极阶梯波发生器、电源等三部分。集电极扫描电压直接采用 50 赫市电、经全波整流后得到 100 赫半波正弦脉动电压，线路比较简单。电源变压器 B1，将 220 伏、60 赫市电降压后，
6、从 3、4、5 端引出 45 伏交流电压，用全波整流得到 100 赫脉动电压，然后通过大功率三极管 BG33 组成的射极跟随器输出。W3 电位器用来调节输出电压幅度。当电位器向减值方向转时，基极接地，射极跟随器输出为零。当电位器向上调时，输出脉动电压幅度增加。电压极性由 K1 开关换转。扫描电压经开关 K4 接入功耗限制电阻，再经测试转换开关 K7加到管座 A 或管座 B 上。同时从分压电阻 R82R88 上取得一定的电压输送到外接示波器 X 放大器，用作扫描电压显示。基极阶梯波发生器 电路主要可分为集电极扫描电压发生器、基极阶梯波发生器、电源等三部分。阶梯波发生器由触发器，阶梯波形成器及阶梯
7、波放大器三部分组成。其方框图如图 466 所示、触发器将 50 赫正弦电压转换成为 100 赫正极性窄脉冲。主要由 BG3脉冲形成管，BG6 倒相放大管组成。来自变压器 B1、B12、B13 端 36 伏 50 赫市电正弦波电压加到 BG1、BG2 组成的悬浮式全波整流电路，经全波整流得到 100 赫脉动信号，送到脉冲形成管的基极。只有当脉动信号过零点附近时 BG3 才通导，其余时间均截止，于是在集电极上可获得 100 赫正向窄脉冲信号，经 C1 电容微分后可得到上升时间更快的 100 赫正负脉冲信号。其正脉冲经 BG4 削波而消除，负脉冲经 BG5 放大倒相成为整齐的 100 赫正脉冲，作为
8、阶梯波形成的触发信号。阶梯放大器阶梯波放大器由两级互补的晶体管差动放大器和三级发射极跟随器构成，这一深负反馈放大器的电压增益为 1，它能保证输出阶梯波电流从 5 微安级到 5 毫安级变化时，输出阶梯波电压不变，即保持每一阶梯为一伏。从 W1 米的阶梯波信号送到第一级差动放大器（BG24，BG25）。而第一级差动放大器的集电极信号又直接送到作为和它互补的第二差动放大器（BG26、BG27）的基极，其中 BG26 集电极输出信号经过三级射极跟随器 BG28、BG29、BG30 进行电流放大后，就可以输出足够大的阶梯波电流信号。为了使输出阶梯电压保持每一级为恒定的 1 伏，因而将输出端信号反馈至第一
9、差动放大级的另一输入端 BG25 的基极，进行深度负反馈。调节电位器 W2 可以改变差动放大器的工作点，使得在零阶梯时输出为零电位。阶梯放大器输出的每级 1 伏阶梯信号，经过极性转换开关 K3 可改变输出阶梯波的正负极性。再输送到 K6 开关，改变不同的串联电阻，可以得到 5 微安级5 毫安级不同的阶梯电流，输送到被测管基极。阶梯波的形成波形成电路由三级双稳态电路和各自的电流形成管以及公共的电流叠加管组成。来自触发器的正脉冲信号加到 BG6、BG7 组成的第一级双稳态电路。使电路在每一脉冲来到时翻转一次。因而从 BG6 集电极可得到 50 赫方波电压。经由 C11、R30 耦合到电流形成管 B
10、G13 基极，而在其集电极上得到一反向电流方波。BG6 集电极输出的电压又经 C5 耦合到 BG8、BG9 组成的第二级双稳态电路，这级双稳态电路输出 25 赫的方波电压，通过 C12、R33 耦合到电流形成管 BG19，在其集电极上可得到 25 赫方波电流。BG8 集电极输出电压又经 C8 耦合到 BG10、BG11 组成第三级双稳态电路，这级双稳态电路输出 125 赫方波电压，经由 C13、R36 耦合到电流形成管 BG20。在其集电极上可得到 125 赫方波电流，精确选择 R38 为 R35 的 12，R35 为 R32 的 12，可使三个电流方波幅值为 1、2、4 倍数，而方波的宽度也
11、为 1、2、4 倍数。这三个电流方波在电流叠加管 BG21 汇合后就可得到线性良好的七个阶梯波。其具体叠加情况如图 467 所示。电流叠加管 BG21 形成的阶梯波，经 BG22 射级跟随器输出。BG23 稳压管是将直流电位转换到阶梯波放大器需要的数值，而对阶梯波本身不产生压降。W1为阶梯幅度校准电位器。调节 W1 可使输出的阶梯波电压达到每一阶梯为 1 伏，然后送到阶梯波放大器进行放大。电源 电路主要可分为集电极扫描电压发生器、基极阶梯波发生器、电源等三部分。电源变压器次级有 6 个绕组，输出电压分别为45 伏、18 伏、20 伏、30伏、63 伏。其中45 伏、30 伏两级电压用途前已叙述
12、。两组18 伏一组20伏经桥式整流后输出15 伏、15 伏直流电压及10 伏、10 伏、20 伏经稳压管稳压的直流电压，作为阶梯波发生器的直流供电电源。63 伏电压供指示灯用，并经 BG50 双向限幅稳压管限幅后得到近似梯形的电压波。其幅度不受外电压波动影响，保持为 12 伏峰峰值，经 R98、W4 分压取出 500 毫伏电压送到 K2、K5 开关后输出。图示仪结构 J2461 型晶体管特性图示仪的机箱宽 25 厘米，高 155 厘米，深 11 厘米，总重量约 3 公斤，是一台便携式仪器，正视图见图 461 左视图见图 468。左视图部分剖开，可以看到机内结构。机架 机架是一个四方形的结构，架
13、上安装仪器电路全部元器件及连接扎线。它由型框、左右支架、上下撑条等零件组成。型框用 XC7121 型铝型材弯成，并经过光亮电氧化处理。其前面固定面板、后面固定左右支架。左右支架构成机架左右两个面，用 1 毫米厚优质薄钢板制成，并经镀锌钝化。右支架上可固定电源变压器。上下撑条也用薄钢板制成；镀锌钝化，它们固定在左右支架上，构成机架后面。上下撑条上固定印制电路板。面板 面板上安装了晶体管特性图示仪全部控制旋钮，可分四个部分。右边线框外为指示灯、电源开关，保险丝座及电源插座。上面线框中为测试部分控制旋钮。左边为集电极电流显示开关 K2，采用 2 刀 11 位 KCZ 型资质开关，电流取样电阻R537
14、1 装在此开关上。右边为集电极电压显示开关 K5，是 1 刀 8 位 KCZ 型瓷质开关，电压取样电阻 R3288 装在此开关上。中间为晶体管测试选择开关 K7，是 2 刀 3 位KCZ 型瓷质开关。在它的两边是两只晶体管插座 CZ4、CZ5，被测晶体管由此插入。三个输出信号接线柱 CZ1、CZ2、CZ3，可将显示信号分别接到示波器 Y、X 及地接线柱。下面左边线框内为基极阶梯信号部分控制旋钮，没有阶梯极性开关 K3，是 2 刀 2 位KSZ2 型船形开关阶梯电流控制开关 K6，是 1 刀 11 位带接线片的 KCZ 型瓷质开关，阶梯电流调节电阻 R5161 装在开关片和接线片间；阶梯调零和核
15、准电位器 W1、W2调节孔。下面右边线框内为集电极扫描信号部分控制旋钮，设有扫描信号极性开关K1，是 2 刀 2 位 KSZ2 型船形开关，功耗限制电阻调节开关 K4，是 1 刀 11 位 KCZ 型瓷质开关，功耗限制电阻 R7281 装在此开关上，扫描电压调节电位器 W2 旋钮。 面板用 2 毫米厚铝板照相腐蚀制板，外表面喷无光灰漆，字符涂无光黑漆。面板固定在机架的型框上。机箱 仪器机箱用 08 毫米优质薄钢板做成，底部与围框间用点焊焊接。围框上面装有仪器提手，下面装有四只胶木支脚。为了便于仪器能在面板朝上放置时进行测试，底部还有四个支脚。由于仪器功耗较低，整个机箱设有散热孔，采用封闭形式。机箱外表面喷灰色锤纹漆。将它会在机架上后，用螺钉固定于机架型框上。印制电路板印制电路板用一块长 170 毫米，宽 120 毫米单面复铜板经照相腐蚀制成。仪器主要电路部分元件都装配在这块印制电路板上。图 469 为 J2461 型仪器的印制电路板图。图中元件在正面，印制线路在反面。扫描电压调整管 BG33 从散热要求来看可装在机架右支架上，但这样安装管子与地形成的分布电容很大，影响小电流测试。因而设计时将它装在印制电路板上，同时加了一块铝板做的 U 形散热器。电路板四角用螺钉固定在机架上下撑条上。电路板用扎线和面板上控制元件及电源变压器相
