三年级电气专业课题实习报告2.docVIP

《电气工程及其自动化课题》 实习报告 题目：基于虚拟仪器系统的晶体管的输出特性测量 专业：电气工程及其自动化 姓名：李玉武 学号 2016年8月 一、研究目的及意义 在电子产品中，和电阻、电容、电感一样，一般用于信号的放大、转换等作用半导体有源器件也是电路中基础的组成部分之一。随着现代科技的迅猛发展，半导体有源器件逐渐大规模集成化、复杂化，其形式和用途更加广泛。从人们日常生活中的手机、个人电脑和电视，到专业实验室仪器、工业化生产以及国防设备等，都离不开半导体有源器件。晶体管、MOS管、场效应管作为半导体器件中重要组成部分，它们的精确使用是科研人员重视的问题。面对种类繁多，功能各异的晶体管、MOS管，科研人员为了满足需求，需要用到专用仪器设备检测其特性参数，根据检测结果筛选使用。 由于传统概念的测量中，所采用的仪器大多是实物，它们自成体系，具有刻度盘、旋钮、开关等固定的用户面板，缺乏相应的计算机接口，因而配合数据采集与数据处理十分困难。而且传统仪器的体积庞大，对多种数据进行测量时，常常感到很困难，更无法满足快速发展的今天。 面对高额的测试成本，庞杂测试系统的实际情况下，传统仪器的测量显得力不从心。在研究、开发阶段，技术责任单位不仅需要用高性能的测试设备来检查其设计是否达到技术规格书上的要求，而且还要确定设计的安全裕量是否足够；在生产阶段，对测试系统的主要要求是易于使用和测试快捷。这可能使用户的测试投资难于得到有效的回报。因此我们需要对测量的传统概念进行创新。 基于虚拟系统的半导体有源器件特性测量有别于传统测量方法，能实现高度集成化，对半导体有源器件一站式解决。它不仅能实现对不同的晶体管、MOS、场效应管的特性测量，还能直接通过虚拟系统的分析以特性曲线的方式直观的显示。它将大大简化测量的繁琐性。 二、任务内容及要求 第一周任务 理解所测器件（二极管、三极管、场效应管）原理及基于其工作原理列出系统应该具备的功能 ●理解二极管的正向导通性即正反向偏执伏安特性及掌握其测试方法； ●理解晶体管的工作原理，掌握测试其输出特性曲线及放大倍的测量方法 ●列出系统在运行时所需显示的相对应的特性曲线及参数 第二周任务： 软件单元设计：集极阶梯波发生器 ●基极阶梯波形设计：阶梯电压范围及转化成相应电路所需阶梯电流的范围及阶梯数和发射频率的设定 第三周任务 硬件：测试平台、外围测试电路 ●外围电路设计：合理设计被测二极管或晶体管的外围连接线路保证器件能够正常安全运行，并且满足被测所需的参数配置要求 第四周任务 调通：使整个系统模块完整有效的工作并优化 ●检测整个系统的可行性，确保二极管和晶体管在其额定范围内正常工作 ●系统具有完备的测试功能，能够精确测试出被测器件的特性 第五周任务 成技术文档、研究报告 ●设计实验指导书：晶体管 实现过程 1、晶体管特性图示仪软件部分： 、阶梯波的设计； 、集电极扫描电压的设计； 、图示仪面板的设计； 在编程中需要注意频率和幅值的设定，制作图示仪过程中需要注意通道的设定； (1)集电极扫描电压,其波形是正弦半波波形,幅值可以调节, 用于形成水平扫描线. (2)基极阶梯电流信号,其阶梯的高度可以调节,用于形成多条曲线簇. (3)同步脉冲,使扫描发生器和阶梯发生器的信号严格保护同步. 2、C9018三极管主要参数： 集电极-基极反向击穿电压BVCBO=30V 集电极-发射极反向击穿电压BVEBO=15V 发射极-基极反向击穿电压BVEBO=5V 最大集电极电流ICM=50mA 最大耗散功率PCM=400mW 最高结温TJ=150℃ 贮存温度范围TSTG=-55~150℃ 直流放大倍数HFE=28~200 3、硬件部分 阶梯电压在接入晶体管的共基极端时，要在基极前面加一个电阻，一方面可以将阶梯电压转换为电流，另一方面可以保护晶体管防止晶体管被击穿；通过信号发生器把阶梯电压和集电极扫描电压两个信号同时发给晶体管，然后将数据采集卡的采集以后得到集电极电流的数据传输到PC端与集电极电压合成显示出晶体管的特性曲线。 四、测试分析与结论 虚拟仪器技术是以计算机为核心测试测量仪器各种参数特性的技术，以计算机为硬件搭建平台，模块化功能硬件和高效的软件软硬完美结合的测试系统，完成对各种电子器件的测试测量。 电子测量技术是指对电子技术中各种参量进行测量的技术，主要包括能量测量，电路参数测量，信号特性测量，电子设备性能的测量以及电路特性曲线的测量等。传统的方法就是通过各种仪器仪表测量，而以采用虚拟仪器技术方案设计的电子测量仪器更适合如今高效的科学时代。虚拟电子测量仪器多种多样，如模拟信号发生器，虚拟示波器，虚拟频谱分析仪，虚拟电路测试仪等.本文着重介绍了以