《晶體管特性圖示儀》的制作之01：前言

ID:97023 · 發(fā)表于 2020-12-3 22:16

本帖最后由 ztzp 于 2020-12-3 22:20 編輯

　　我從1970年上初中起，認(rèn)識晶體管已有幾十年了，以前由于條件所限，只能通過萬用表再附加一些簡單的電路，測試晶體管的諸如“擊穿電壓：VCE0”、“穿透電流：ICE0”、“放大倍數(shù)：β”等關(guān)鍵的參數(shù)，其它參數(shù)就無能為力了。
　　而《晶體管特性圖示儀》是屬于高大上的東西，以前見不到、摸不著，也買不起，連想都不敢想。
　　這是我收集的成品圖示儀的部分圖片，平時(shí)就靠看這些圖片過過眼癮：
TYPE 576.png

　　現(xiàn)在電子工業(yè)發(fā)展日新月異，電子元件價(jià)格低廉，自己的技術(shù)水平也逐年提高，為自己制作《晶體管特性圖示儀》創(chuàng)造了可能。
　　成品《晶體管特性圖示儀》一般都包含顯示部分，而自制的就把這部分省略了，而用示波器來代替，這樣業(yè)余制作就簡單多了。
　　在其它論壇，發(fā)現(xiàn)一位老師（網(wǎng)名：HQPOS）設(shè)計(jì)的可供業(yè)余制作的《晶體管特性圖示儀》，很有參考價(jià)值，電路原理圖如下：
電路圖.jpg

　　看到電路原理圖，覺得不復(fù)雜，就動了自己制作的心思�；藥滋鞎r(shí)間，逐步地熟悉了它的原理，再加上正在學(xué)習(xí)“Multisim 14”，我不能空對空的學(xué)習(xí)吧？我就以這個(gè)項(xiàng)目為契機(jī)，展開了“Multisim 14”的學(xué)習(xí)實(shí)踐，所有關(guān)鍵電路都仿真成功后，自然而然地要實(shí)際制作了。
　　這幾年，電子制作我都喜歡用“洞洞板”，甚至迷上了洞洞板，買了很多各種規(guī)格的洞洞板放在家里用，《晶體管特性圖示儀》我也是采用洞洞板來制作的。
洞洞板.jpg

　　在實(shí)踐中體會到，要用好洞洞板也不是件容易的事情，我是用“LochMaster 4.0”來進(jìn)行洞洞板布線設(shè)計(jì)的。
　　電路焊接完成后，你總得為它制作一個(gè)機(jī)箱吧？就算買成品機(jī)箱，你也要設(shè)計(jì)面板吧，我一般都是用“CorelDRAW 12”來進(jìn)行機(jī)箱和面板的平面設(shè)計(jì)的。
　　因此，《晶體管特性圖示儀》的制作，我一共用了三個(gè)軟件來輔助設(shè)計(jì)：
　　1、Multisim 14，原理圖繪制與仿真；
　　2、LochMaster 4.0，洞洞板電路布線設(shè)計(jì)；
　　3、CorelDRAW 12，機(jī)箱和面板布局設(shè)計(jì)。
　　計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在各行各業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)有幾十年的歷史了，我在使用計(jì)算機(jī)的這二十多年中，不管做什么事，也是盡可能地使用計(jì)算機(jī)來輔助設(shè)計(jì)，雖然開始有點(diǎn)麻煩，而一旦掌握這些軟件，真的是如虎添翼，正所謂磨刀不誤砍材工。以下是我在制作《晶體管特性圖示儀》過程中設(shè)計(jì)的部分圖紙，供大家欣賞。

　　《晶體管特性圖示儀》從2016-10動工，到2017-12完工，歷時(shí)一年多，這中間各種原因?qū)е?0個(gè)月有余處于停工狀態(tài)，個(gè)中原因在后面詳敘。
　　《晶體管特性圖示儀》雖然在3年前就制作完成了，但都沒時(shí)間整理資料，當(dāng)時(shí)只是拍了些照片，由于制作過程繁瑣，有些地方都已記不得了，只好一邊看圖片一邊回憶，逐步地寫出整個(gè)制作過程。所以，我不可能一篇文章就把整個(gè)過程表述完成。
　　退休在家?guī)啄�，看似沒有事情，其實(shí)很忙，每天得鍛煉一下身體，還得輔助媳婦做做家務(wù)，還得在女兒忙不過來的時(shí)候幫她接孩子放學(xué)，所以只有晚上的時(shí)間才真正屬于我。
　　整理這些制作資料，我也會抓緊時(shí)間進(jìn)行，我準(zhǔn)備整理好一篇就發(fā)一篇，今天先發(fā)第一篇，就叫前言吧。

ID:332444 · 發(fā)表于 2020-12-4 08:51

按先賢中醫(yī)養(yǎng)生之道作息,11-5點(diǎn)休息自然起得早身體好中醫(yī)養(yǎng)生之道另一個(gè)就是常欲微勞,就是做點(diǎn)家務(wù)比如洗碗養(yǎng)花清潔掃除等,莫以為那都是女人干的活,男人坐著看電視,所以,女人大多長壽.

ID:332444 · 發(fā)表于 2020-12-4 09:00

不錯,期待下文

ID:97554 · 發(fā)表于 2020-12-4 11:31

對下文很是期待，樓主加油！看似不常用的儀器，實(shí)際的價(jià)值很高。

ID:155507 · 發(fā)表于 2020-12-5 22:04

我制作這個(gè)簡單但有效的晶體管特性圖示儀。

該晶體管特性圖示儀僅使用6個(gè)晶體管，并在X-Y模式下在示波器上產(chǎn)生漂亮的曲線顯示。而且，甚至使用哪個(gè)晶體管來構(gòu)建它都沒有關(guān)系！我首先將其構(gòu)建在面包板上，并且效果很好！與某些曲線追蹤器不同，被測試的組件不會變熱。這個(gè)小電路的簡單性和有效性給我留下了深刻的印象，并且由于我沒有在這里看到它，所以我想與你們分享。

這是電路：
Transistor Curve Tracer - circuit.jpg

該電路可以處理各種組件，NPN晶體管（雙極結(jié)型晶體管），二極管等。但是，它不適用于FET晶體管，例如Jfet，P或N溝道MOSFET等。你可以構(gòu)建此電路的PNP版本。有關(guān)說明，請參見本文的底部。如你所見，非常簡單的設(shè)計(jì)。如果愿意，你可以將T1和T2形成的方波發(fā)生器替換為NE555方波發(fā)生器（如果要小心輸入電壓，則不要炸毀555并確保其占空比）。方波為50％）。我已經(jīng)嘗試過使用555，但是在數(shù)字示波器上，這些線比基于晶體管的方波發(fā)生器要粗一些。該芯片似乎更嘈雜。（但是，如果使用模擬示波器，你將不會遇到此問題。）但是，優(yōu)點(diǎn)是你可以使用555輕松調(diào)整頻率。這使你可以更好地控制走線的外觀。請注意，我只在試驗(yàn)板上進(jìn)行了測試，因此，如果為它構(gòu)建PCB，則可能會產(chǎn)生更好的結(jié)果。跡線從右到左顯示，這是正常圖形顯示的錯誤方式，但是你可以通過反轉(zhuǎn)示波器上的X通道來更改它。但是，大多數(shù)模擬示波器都不允許你反轉(zhuǎn)X通道，通常只能反轉(zhuǎn)Y通道，因此你只需要習(xí)慣一下即可。這樣的簡單設(shè)計(jì)就是你所得到的。（PNP版本的圖形要求你反轉(zhuǎn)示波器上的Y通道（通道2），因此在幾乎所有示波器上看起來都是正常的。）

TUT是被測晶體管，TUN代表通用晶體管NPN，TUP代表通用晶體管PNP，DUG代表通用鍺二極管。我為二極管使用了AA119，但是如果你沒有鍺，也可以使用肖特基二極管。我用1N5819嘗試過，效果也一樣。對于NPN，我用的是2N3904（我也嘗試過BC547，它也同樣適用），對于TUP，我用了BC559。我把它們?nèi)糠旁诿姘迳�，它就像一個(gè)魅力。

電路圖建議電源電壓為6伏，但我將其與10伏一起使用，我覺得效果更好。你可以毫無問題地將電壓調(diào)高到15伏。我沒有嘗試過高于15V的電壓，但我認(rèn)為電壓僅受電路中使用的晶體管的限制，較高的電源電壓會為你提供有關(guān)被測晶體管的更多數(shù)據(jù)。關(guān)于功耗：它幾乎不使用任何電源。在6伏時(shí)，它消耗4.8 mAmps 的電流，而在15伏時(shí)，則消耗11.8 mAmps 的電流。相當(dāng)于0.177瓦。

屏幕上顯示的跡線數(shù)量由C5和C4之比確定，可以通過更改C4的值來改變。不要更改C5，因?yàn)槟菢訒淖冏呔€的長度。使用2N3904作為測試晶體管，使用68nF電容器，我在屏幕上得到5條跡線，而使用82nF，則得到6條跡線。如果你改變電源電壓，它也會改變。如果將電壓調(diào)高到一定值以上，則根據(jù)被測晶體管的類型，你可能會失去走線。例如，在測試AC187的情況下，如果電壓超過11.4伏，則顯示從5條跡線變?yōu)?條跡線。順便說一句，如果你要短路該東西并且它不再起作用，那么最好的選擇是替換T4和T5，它們是第一個(gè)被燒毀的。相信我，我從經(jīng)驗(yàn)中發(fā)言^ ____ ^

以下是將Rigol DS1054Z設(shè)置為X-Y模式以獲得最佳曲線顯示的一些技巧：
1.將探頭放在直流耦合上，以便可以使用示波器的光標(biāo)測量電壓。
2.將兩個(gè)探頭的帶寬限制設(shè)置為20MHz
3.反轉(zhuǎn)通道1探針。
4.將水平時(shí)間軸設(shè)置為2.00mSec / Div
5.將兩個(gè)探針都設(shè)置為1x乘法（并且不要忘記將示波器也設(shè)置為1x）
1倍會使你的線更清晰，但如果要進(jìn)行測量，最好將探頭置于10倍，以減少示波器阻抗對電路中電阻的影響。
6.將通道1（X）設(shè)置為1伏/格
7.將通道2（Y）設(shè)置為500 mVolt / Division
8.進(jìn)入“獲取”菜單，并將“內(nèi)存深度”設(shè)置為60K

這提供了一個(gè)很好的起點(diǎn)

構(gòu)建此電路的PNP版本的
你需要將NPN晶體管換成PNP，將PNP晶體管T5換成NPN的，反轉(zhuǎn)二極管（DUG）和電容器C6的極性，并且別忘了切換電源連接！然后，在示波器上，你需要反轉(zhuǎn)通道2（Y通道），僅此而已。
要是讓你的想象力插上翅膀瘋狂起來，我相信你可以構(gòu)建一個(gè)比在TB上刊登廣告的許多國產(chǎn)品都要好的測試儀。

這是PNP版本的修訂電路原理圖：
Transistor Curve Tracer - PNP circuit3.jpg

Transistor Curve Tracer - PNP circuit3.jpg

ID:97023 · 發(fā)表于 2020-12-6 19:48

angmall 發(fā)表于 2020-12-5 22:04
我制作這個(gè)簡單但有效的晶體管特性圖示儀。

該晶體管特性圖示儀僅使用6個(gè)晶體管，并在X-Y模式下在示波器 ...

謝謝提了這么多寶貴的建議。
特別是用數(shù)字示波器配合“圖示儀”，顯示晶體管的輸出特性曲線這部分，數(shù)字示波器的設(shè)置。
我也有一臺DS1054的示波器，當(dāng)時(shí)制作“圖示儀”時(shí)，在數(shù)字示波器上只顯示如下的圖形：
數(shù)字示波器測量1.png

因?yàn)橹罃?shù)字示波器是采樣來合成的圖像的，所以一度認(rèn)為是否數(shù)字示波器無法采集“輸出特性曲線”這種復(fù)雜的“非周期性”的圖形，為此，我還專門買了一臺“模擬示波器”來顯示“圖示儀”的曲線。直到看到你的回復(fù)，按照你的提示，我才重新用我的這臺數(shù)字示波器配合“圖示儀”，終于顯示出了久違的“輸出特性曲線”了。
數(shù)字示波器測量2.png

對于你提供的這個(gè)簡易的圖示儀，我會抽時(shí)間做來玩玩，還是先仿真，再制作。

ID:588772 · 發(fā)表于 2020-12-8 14:26

樓主是個(gè)有夢想的人，不把夢想帶到另一個(gè)世界。

ID:592779 · 發(fā)表于 2023-6-2 03:05

我也打算做一個(gè)了

ID:36173 · 發(fā)表于 2024-1-4 17:15

樓主真厲害，敢想、敢做、做得好！

ID:1064915 · 發(fā)表于 2024-1-8 21:13

1970年上初中，老前輩了，敬仰

ID:963310 · 發(fā)表于 2024-3-8 08:48

樓主制作成功了嗎？

ID:292281 · 發(fā)表于 2024-5-4 22:53

復(fù)雜，不過很藝術(shù)

ID:1123024 · 發(fā)表于 2024-5-30 20:26

樓主真厲害，敢想、敢做、做得好

ID:325646 · 發(fā)表于 2024-6-6 20:52

實(shí)際的價(jià)值很高

ID:970121 · 發(fā)表于 2025-4-8 17:21

學(xué)習(xí)了，正想整一個(gè)來玩玩呢！

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