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1、2012-07-P13ro#te#u#s#实#现#晶#体#管#2输01入2-输07出-1特3#性#曲#线#的#20仿12真-0测7-1试3#邢鹏康，王慧（河南工业职业技术学院 ，河南 南阳 473009）摘 要：给出了利用电路仿真软件Proteus对晶体管输入输 出特性进行测试的方法和步骤 ，并 借 助 于Proteus的 图 表 分 析 法 对仿真结果进行了分析 。关键词：输 入 特 性 ；输 出 特 性 ；ProteusProteus realize Transistor Input&Output Characteristic Curves of Simulation TestXING P
2、eng- kang WANG Hui（HeNan Polytechnic Institute Department of Electrical Engineering ,NanYang 473009，HeNan）Abstract：Shows the characteristics of the transistor input and output test methods and procedures using circuit simulation softwareProteus, and the help of Proteus chart analysis on the simulati
3、on results are analyzed. Key Words: Input characteristics; Output Characteristics；Proteus doi:10.3969/j.issn.1006- 8554.2011.06.013引言晶体管输入输出特性曲线是全面描述晶体管各极电压和0电流之间的关系曲线，它直接反映了晶体管的各个性能参数，是分析和设计放大电路的重要依据，因此测量晶体管的输入输 出特性曲线显得尤为重要。在没有专门的晶体管测量仪器（如 晶体管特性参数测试仪） 时通常只能采用逐点测量法来测量， 但这种方法太繁琐，需要测出很多组数据后才能画出其特性曲 线。
4、如果采用Proteus仿真软件，则可以快捷方便地测出晶体管 的输入输出特性曲线1。本文以NPN型硅管为例，详细介绍在 Proteus中如何测试晶体管的输入输出特性曲线。1 输入特性曲线测试晶体管的输入特性指的是，当集射电压VCE固定时，输入 回路中基极电流IB与基射电压UBE之间的函数关系。即iB=f(UBE)UCE固定。对于每一个确定的UCE，都有一条曲线，所以晶体管的输入 输出特性曲线理论上应是一组曲线2。下面介绍如何利用Pro- teus分析晶体管输入特性曲线。图1 直流源UCE 图2 直流源UBE1.3 放 置 测 量 探 针图3 电流探针IB点击Current Probe（电流探针）
5、图标，在晶体管基极放置电流探针测试基极电流。双击电流探针，打开Edit Current Probe（编辑电流探针）对话框，将其命名为IB，如图3所示。1.4 放置转移特性分析图表 转移特性分析是一种非线性分析，用于分析在给定激励信 号的情况下电路的时域响应3。点击Simulation Graph（仿真图表）图标，选择“TRANSFER（转移特性）”仿真图表。在编辑区窗口合适位置放置图表。选中电路中IB电流探针，按下鼠标左键拖动到图表中，如 图5所示。设置转移特性分析表。双击图表打开Edit Transfer Func- tion Graph（编辑转移特性图表）对话框，将Graph title命
6、名为“晶 体管输入特性曲线”；Source1（横轴仿真源）设置为“UBE”，Start value（起始值）和Stop value（结束值）分别设置为0和1，默认单位V；Source2（激励源）设置为“UCE”，Start value（起始值）和Stop value（结束值）分别设置为0和2。如图4所示。1.5 仿 真 分 析1.1放 置 晶 体 管首先启动Proteus ISIS，在原理图编辑区左侧点击Compo-nen（t 元件）图标，点选“P”按钮，在Transisto（r 晶体管）库中选择2N222（本文以2N222三极管为例），将晶体管添加到对象选择 器后关闭对话框。接着选中对象选择
7、器中的2N222，在编辑区 窗口放置。1.2添加直流仿真输入源 点击Generato（r 信号源）图标，选择DC（直流信号源），将直流信号源与晶体管的基极和集电极分别相连，如图1的Q1（C）和Q1（B）所示。分别双击直流源Q1（C）和Q1（B），打开属性编辑对话框，执行菜单Graph/Simulate命令，开始仿真，电路仿真结果如2012-0将7名-称1分3别#命#名为#U#2012-07-13#2012-07-13#CE和UBE，如图2所示。图5所示。点击图表表头，图表以窗口形式出现。在窗口点击鼠标左键仿真测量探针，图表下方将显示各点对应UBE和Ib的值。通过仿真可以清楚地看到晶体管的输入特
8、性曲线与PN结正向 特性曲线相似，存在一个死区电压。不同的UCE所得到曲线略有 不同，是一组曲线，但是，在UCE1V以后，各曲线几乎重叠，因 此通常我们只用一条曲线代表UCE1V以后的各条曲线。图8 输出特性曲线图从输出特性曲线可以清楚看出，晶体管有三个工作区域： 截止区：IB=0以下区域，此时iC0。 放大区：输出特性曲线近于水平部分，此时iC=IB，其中为电流放大系数。饱和区：输出特性曲线对应于uCE较小的区域，此时iC不仅 与IB有关，而且明显随UCE增大而增大，iC IB。在图表窗口点击鼠标左键，放置探针测量曲线上各点对应 的集电极电流iC、集射电压UCE和基极电流IB，如图8所示，=
9、iC/IB=5mA/50A=100，通过改变测量点，可以清楚地看到晶体管在放大区的直流电流放大系数几乎与晶体管两端电压值无关， 体现了基极电流对集电极电流的控制作用5。3 小结本文主要介绍了如何利用Proteus仿真分析晶体管的输入 输出特性曲线，该方法不仅简单易行而且方便快捷。在Proteus 库中提供了很多类型和型号的晶体管，设计者可以根据实际需 要选用不同型号的晶体管进行测试。参考文献：图4设置转移特性分析表图5输入特性曲线2 输出特性曲线测试当基极电流IB不变时，输出回路中集电极电流iC与集射 电压UCE之间的关系，即：iC=f(UCE)/IB固定。对于每一个确定的IB，都有一条曲线，
10、所以晶体管的输出 特性曲线是一组曲线。对于某一条曲线，当UCE从零逐渐增大 时，集电结电场随之增强，收集基区非平衡少子的能力逐渐增 强，因而iC也就逐渐增大；而当UCE增大到一定数值时，集电结电 场足以将基区非平衡少子的绝大部分收集到集电区来，UCE在增大，收集能力已不能明显提高，即iC几乎仅仅决定于IB 。4下面介绍如何利用Proteus分析晶体管输出特性曲线，分析方法类似于输入特性曲线。（1）放置晶体管。（2）放置直流信号源IB。在晶体管基极放置直流电流源UCE， 在集电极放置直流电压源UCE，编辑属性设置如图6所示。（3）放置电流探针。在集电极上放置电流探针iC，测试集电 极电流。（4）
11、放置转移特性分析图表。在合适位置放置转移特性分 析图表，将iC电流探针拖至图表中，设置图表Source1（横轴仿真 源）为UCE，Source2（激励源）为IB，如图7所示。（5）分析晶体管输出特性。执行菜单Graph/Simulate命令或 按快捷键【Space】，开始仿真，电路仿真结果如图8所示。1马 志 兵.基 于51单片机的简易晶体管输出特性图示仪原理 与 设 计J.电子元器件应用 ，2006，（5）:93-95.朱 华 贵.基于单片机的三极管特性参数测试系统 的 设 计 J.重庆工业高等专业学校学 报 ，2004,（12）：10-12.邢 鹏 康 ，胡 彬 .用 通 用 示波器图示晶
12、体管输出特性曲线电 路的设计与仿真 J. 安徽电子 信息职业技术学院 学 报 .2010，4（9）：33-35.陈 敏 诗 Multisim2001 实现晶体管特性曲线的仿真 测 试 J.电 子 制 作.2004,（9）:42-43.邓 玉 元 ，黄 天 禄 ，蒋 卓 勤 .基 于 Multisim 的晶体管输出特性 曲 线 测 试J.现 代 电 子 技 术 ，2003,（7）：48-49.2345作者简介：邢鹏康（1984-），男，陕西西安人，工程硕士，助教，河南工 业职业技术学院电子工程系专职教师，研究方向：电子技术应 用。王慧（1983-），女，河南南阳人，助教，河南工业职业技 术 学院电子工程系专职教师，研究方向：电子技术应用。图6 直流电流源IB和直流电压源UCE图7 设置转移特性分析图20214 2-07-13#2012-07-13#2#0#1#2#-#07-13#Your request could not be processed because of a configuration error: Could not connect to LDAP server.For assistance, contact your network support team.
