晶體管特性圖示儀掃描信號發(fā)生器電路設計

　　引 言

　　晶體管特性圖示儀是電子測量常用儀器之一，日前通用的晶體管特性圖示儀的掃描信號和階梯信號由50 Hz工頻市電變換而來(lái)，掃描頻率低，顯示的特性曲線(xiàn)閃爍嚴重，穩定性差;X軸掃描為正弦脈沖，線(xiàn)性度差，在顯示晶體管特性曲線(xiàn)時(shí)亮度不均勻(前亮后暗)，而且波形變換電路復雜。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發(fā)生器設計方法。通過(guò)555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，掃描信號同步性能好，顯示波形穩定。

　　1 掃描信號發(fā)生器設計

　　1.1 晶體管特性測量原理

　　圖1為晶體管輸出特性測量原理，需測量的2個(gè)物理量是晶體管的集電極電流Ic和集電極電壓Uce。待測管的集電極和基極分別接入鋸齒波和階梯波掃描信號。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阻。

　　1.2 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構成電容C1的充電回路，其中R2略大于2R1，由

555定時(shí)器內置的放電三極管構成電容的放電回路。接通電源時(shí)，電源通過(guò)R1、R2對電容C1充電，電容C1兩端電壓線(xiàn)性上升，當充電至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)器內置的放電三極管導通，電容通過(guò)三極管迅速放電至0 V。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)計算，得：

　　則其頻率可由式(2)計算，得：

　　可見(jiàn)該鋸齒波的輸出電壓幅值為1/2cc，大于一般555多諧振蕩器的1/3Vcc，且波形線(xiàn)性度優(yōu)于一般555多諧振蕩器，電容從0 V開(kāi)始充電至1/2Vcc，起始掃描電壓滿(mǎn)足掃描信號的要求。該鋸齒波通過(guò)電壓跟隨器U1輸入到同相比例運算放大器U2進(jìn)行電壓放大，調節Rp3可以改變鋸齒波幅度，通過(guò)后置功率放大后輸入到待測晶體管集電極。同時(shí)，該信號作為X軸掃描信號輸入到示波管的X軸偏轉系統。