CN203084152U - 一种晶体三极管特性参数测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶体三极管特性参数测试系统，包括微控制器模块、与微控制器模块相接的串口通信电路模块和与串口通信电路模块相接的上位计算机，以及电源模块、受控电压源和阶梯波恒流源；微控制器模块的输入端接有A/D转换电路模块和键盘电路模块，A/D转换电路模块的输入端接有基极电压检测电路模块和集电极电压检测电路模块，微控制器模块的输出端接有D/A转换电路模块、液晶显示电路模块、电压切换继电器电路模块和检测切换继电器电路模块，受控电压源和阶梯波恒流源均与D/A转换电路模块相接。本实用新型结构简单，设计合理，体积小，便于携带和使用，测试效率高，测试精度高，工作可靠性高，实现成本低，便于大众普及使用。

Description

一种晶体三极管特性参数测试系统

技术领域

本实用新型涉及智能检测技术领域，尤其是涉及一种晶体三极管特性参数测试系统。

背景技术

在模拟电子线路测试或电子产品维修时，需要对晶体三极管的放大系数、反向击穿电压和反向饱和电流，以及晶体三极管的输入输出特性曲线等多种参数进行测量。目前，传统的晶体三极管特性参数、放大倍数等的测试主要采用晶体管特性图示仪或万用表。晶体管特性图示仪可以显示三极管的输入、输出特性曲线，估读直流、交流放大倍数等，但价格昂贵且不便携带，性价比不高，不便于普及使用；而简单的万用表，只能测量晶体三极管的直流放大倍数，并且误差较大，不能显示晶体三极管的特性曲线。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种晶体三极管特性参数测试系统，其结构简单，设计合理，体积小，便于携带和使用，测试效率高，测试精度高，工作可靠性高，实现成本低，便于大众普及使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种晶体三极管特性参数测试系统，其特征在于：包括微控制器模块、与所述微控制器模块相接的串口通信电路模块和与所述串口通信电路模块相接的上位计算机，以及用于为系统中各用电模块供电的电源模块、用于为被测试晶体三极管提供集电极电压的受控电压源和用于为被测试晶体三极管提供基极电流的阶梯波恒流源；所述微控制器模块的输入端接有A/D转换电路模块和用于输入控制参数的键盘电路模块，所述A/D转换电路模块的输入端接有用于对被测试晶体三极管的基极电压进行检测的基极电压检测电路模块和用于对被测试晶体三极管的集电极电压进行检测的集电极电压检测电路模块，所述微控制器模块的输出端接有D/A转换电路模块、液晶显示电路模块、用于实现受控电压源输出电压正负切换的电压切换继电器电路模块和用于实现NPN型晶体三极管与PNP型晶体三极管基极电压检测切换的检测切换继电器电路模块，所述受控电压源和阶梯波恒流源均与所述D/A转换电路模块的输出端相接，所述电压切换继电器电路模块和检测切换继电器电路模块均与所述微控制器模块的输出端相接，所述受控电压源与所述电压切换继电器电路模块相接，所述基极电压检测电路模块与所述检测切换继电器电路模块相接。

上述的一种晶体三极管特性参数测试系统，其特征在于：所述受控电压源与被测试晶体三极管之间接有过压保护电路模块，所述阶梯波恒流源与被测试晶体三极管之间接有过流保护电路模块。

上述的一种晶体三极管特性参数测试系统，其特征在于：所述微控制器模块为单片机MSP430F155，所述A/D转换电路模块和D/A转换电路模块均集成在所述单片机MSP430F155内部。

上述的一种晶体三极管特性参数测试系统，其特征在于：所述基极电压检测电路模块由第一芯片OP07-1和第二芯片OP07-2，以及电阻R1、R2、R3和R4构成；所述检测切换继电器电路模块由继电器SRD-S-112D和三极管Q7构成；所述第一芯片OP07-1的引脚5与所述被测试晶体三极管的基极b相接，所述第一芯片OP07-1的引脚4和引脚12以及电阻R1的一端和电阻R2的一端均与所述电源模块的+15V电压输出端相接，所述电阻R1的另一端接地，所述第一芯片OP07-1的引脚2、电阻R2的另一端和电阻R3的一端均与所述继电器SRD-S-112D的引脚5相接，所述第二芯片OP07-2的引脚5和电阻R4的一端均与所述电阻R3的另一端相接，所述第二芯片OP07-2的引脚4接地，所述第二芯片OP07-2的引脚12与所述电源模块的+15V电压输出端相接，所述第一芯片OP07-1的引脚3和第二芯片OP07-2的引脚3均与所述电源模块的-15V电压输出端相接，所述第二芯片OP07-2的引脚2和电阻R4的另一端均与所述继电器SRD-S-112D的引脚4相接，所述继电器SRD-S-112D的引脚2与所述A/D转换电路模块的输入端相接，所述继电器SRD-S-112D的引脚1与所述电源模块的+12V电压输出端相接，所述继电器SRD-S-112D的引脚3与所述三极管Q7的集电极相接，所述三极管Q7的基极与所述微控制器模块的输出端相接，所述三极管Q7的发射极接地。

上述的一种晶体三极管特性参数测试系统，其特征在于：所述液晶显示电路模块主要由OCMJ4X8C中文图形两用液晶显示模块构成。

上述的一种晶体三极管特性参数测试系统，其特征在于：所述过压保护电路模块由第一芯片OP27-1和第二芯片OP27-2，整流二极管D1和D2，以及电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11构成；所述电阻R5的一端和电阻R8的一端均与所述受控电压源的输出端相接，所述第一芯片OP27-1的引脚2与所述电阻R5的另一端、电阻R7的一端和整流二极管D1的负极相接，所述第一芯片OP27-1的引脚3通过电阻R6接地，所述第一芯片OP27-1的引脚6与所述整流二极管D1的正极和整流二极管D2的负极相接，所述电阻R7的另一端与所述整流二极管D2的正极和电阻R9的一端相接，所述电阻R8的另一端、电阻R9的另一端和电阻R11的一端均与所述第二芯片OP27-2的引脚2相接，所述第二芯片OP27-2的引脚6和电阻R11的另一端均与所述被测试晶体三极管的集电极c相接，所述第二芯片OP27-2的引脚3通过电阻R10接地。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型中微控制器模块采用单片机MSP430F155来实现，且A/D转换电路模块和D/A转换电路模块均集成在所述单片机MSP430F155内部，电路结构简单，设计合理，体积小，便于携带和使用。

2、本实用新型测试安全性能好，工作可靠性高，在受控电压源与被测试晶体三极管之间接有过压保护电路模块，所述阶梯波恒流源与被测试晶体三极管之间接有过流保护电路模块，能够有效地防止短路或者测试人员误操作带来的意外事故的发生。

3、本实用新型数据处理既可以由微控制器模块完成，也可以由内存更大、数据存储处理功能更强的上位计算机完成，测试效率高，测试精度高。

4、本实用新型的实现成本低，三极管特性参数测试方便，便于大众普及使用。

综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，体积小，便于携带和使用，测试效率高，测试精度高，工作可靠性高，实现成本低，便于大众普及使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型基极电压检测电路模块和检测切换继电器电路模块的电路原理图。

图3为本实用新型过压保护电路模块的电路原理图。

附图标记说明:

1—微控制器模块；       2—串口通信电路模块；    3—上位计算机；

4—电源模块；           5—被测试晶体三极管；    6—受控电压源；

7—阶梯波恒流源；       8—A/D转换电路模块；     9—键盘电路模块；

10—基极电压检测电路模块；            11—集电极电压检测电路模块；

12—D/A转换电路模块；                 13—液晶显示电路模块；

14—电压切换继电器电路模块；          15—检测切换继电器电路模块；

16-过压保护电路模块；                 17-过流保护电路模块。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括微控制器模块1、与所述微控制器模块1相接的串口通信电路模块2和与所述串口通信电路模块2相接的上位计算机3，以及用于为系统中各用电模块供电的电源模块4、用于为被测试晶体三极管5提供集电极电压的受控电压源6和用于为被测试晶体三极管5提供基极电流的阶梯波恒流源7；所述微控制器模块1的输入端接有A/D转换电路模块8和用于输入控制参数的键盘电路模块9，所述A/D转换电路模块8的输入端接有用于对被测试晶体三极管5的基极电压进行检测的基极电压检测电路模块10和用于对被测试晶体三极管5的集电极电压进行检测的集电极电压检测电路模块11，所述微控制器模块1的输出端接有D/A转换电路模块12、液晶显示电路模块13、用于实现受控电压源6输出电压正负切换的电压切换继电器电路模块14和用于实现NPN型晶体三极管与PNP型晶体三极管基极电压检测切换的检测切换继电器电路模块15，所述受控电压源6和阶梯波恒流源7均与所述D/A转换电路模块12的输出端相接，所述电压切换继电器电路模块14和检测切换继电器电路模块15均与所述微控制器模块1的输出端相接，所述受控电压源6与所述电压切换继电器电路模块14相接，所述基极电压检测电路模块10与所述检测切换继电器电路模块15相接。

本实施例中，所述受控电压源6与被测试晶体三极管5之间接有过压保护电路模块16，所述阶梯波恒流源7与被测试晶体三极管5之间接有过流保护电路模块17；能够防止短路或者测试人员误操作带来的意外事故的发生。所述微控制器模块1为单片机MSP430F155，所述A/D转换电路模块8和D/A转换电路模块12均集成在所述单片机MSP430F155内部。单片机MSP430F155为16位超低功耗单片机，数据处理能力强，内部集成的A/D转换电路模块8为12位A/D转换器，内部集成的D/A转换电路模块12为12位D/A转换器。

结合图2，本实施例中，所述基极电压检测电路模块10由第一芯片OP07-1和第二芯片OP07-2，以及电阻R1、R2、R3和R4构成；所述检测切换继电器电路模块15由继电器SRD-S-112D和三极管Q7构成；所述第一芯片OP07-1的引脚5与所述被测试晶体三极管5的基极b相接，所述第一芯片OP07-1的引脚4和引脚12以及电阻R1的一端和电阻R2的一端均与所述电源模块4的+15V电压输出端相接，所述电阻R1的另一端接地，所述第一芯片OP07-1的引脚2、电阻R2的另一端和电阻R3的一端均与所述继电器SRD-S-112D的引脚5相接，所述第二芯片OP07-2的引脚5和电阻R4的一端均与所述电阻R3的另一端相接，所述第二芯片OP07-2的引脚4接地，所述第二芯片OP07-2的引脚12与所述电源模块4的+15V电压输出端相接，所述第一芯片OP07-1的引脚3和第二芯片OP07-2的引脚3均与所述电源模块4的-15V电压输出端相接，所述第二芯片OP07-2的引脚2和电阻R4的另一端均与所述继电器SRD-S-112D的引脚4相接，所述继电器SRD-S-112D的引脚2与所述A/D转换电路模块8的输入端相接，所述继电器SRD-S-112D的引脚1与所述电源模块4的+12V电压输出端相接，所述继电器SRD-S-112D的引脚3与所述三极管Q7的集电极相接，所述三极管Q7的基极与所述微控制器模块1的输出端相接，所述三极管Q7的发射极接地。工作时，当被测试晶体三极管5为NPN型三极管时，微控制器模块1控制继电器SRD-S-112D接通第一芯片OP07-1，当被测试晶体三极管5为PNP型三极管时，微控制器模块1控制继电器SRD-S-112D接通第二芯片OP07-2，这样就完成了NPN型晶体三极管与PNP型晶体三极管基极电压检测的切换。所述基极电压检测电路模块10的电路实现简单，而且控制方便，只要占用单片机MSP430F155的一个IO端口进行控制。

本实施例中，所述液晶显示电路模块13主要由OCMJ4X8C中文图形两用液晶显示模块构成。

结合图3，本实施例中，所述过压保护电路模块16由第一芯片OP27-1和第二芯片OP27-2，整流二极管D1和D2，以及电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11构成；所述电阻R5的一端和电阻R8的一端均与所述受控电压源6的输出端相接，所述第一芯片OP27-1的引脚2与所述电阻R5的另一端、电阻R7的一端和整流二极管D1的负极相接，所述第一芯片OP27-1的引脚3通过电阻R6接地，所述第一芯片OP27-1的引脚6与所述整流二极管D1的正极和整流二极管D2的负极相接，所述电阻R7的另一端与所述整流二极管D2的正极和电阻R9的一端相接，所述电阻R8的另一端、电阻R9的另一端和电阻R11的一端均与所述第二芯片OP27-2的引脚2相接，所述第二芯片OP27-2的引脚6和电阻R11的另一端均与所述被测试晶体三极管5的集电极c相接，所述第二芯片OP27-2的引脚3通过电阻R10接地。

本实用新型的工作原理及工作过程是：首先，通过操作键盘电路模块9或上位计算机3输入控制参数，例如选择需要测量及显示的晶体三极管特性；接着，系统进入自动测试过程，微控制器模块1通过D/A转换电路模块12控制受控电压源6和阶梯波恒流源7，受控电压源6为被测试晶体三极管5提供集电极电压，阶梯波恒流源7为被测试晶体三极管5提供基极电流；系统首先将被测试晶体三极管5定义为NPN型，基极电压检测电路模块10对被测试晶体三极管5的基极电压进行检测并将检测到的信号输出给A/D转换电路模块8，集电极电压检测电路模块11对被测试晶体三极管5的集电极电压进行检测并将检测到的信号输出给A/D转换电路模块8，A/D转换电路模块8将其接收到的模拟电压量转换为数字量后输出给微控制器模块1，微控制器模块1根据被测试晶体三极管5的基极电压V_b和集电极电压V_c的值判断出被测试晶体三极管5的类型，当判断为NPN型时，微控制器模块1就通过控制检测切换继电器电路模块15，控制基极电压检测电路模块10保持选取NPN型晶体三级管的采样端口，并通过控制电压切换继电器电路模块14，控制受控电压源6输出正电压，然后，微控制器模块1对其接收到的数据进行分析处理，根据通过操作键盘电路模块9或上位计算机3输入的控制参数，将被测晶体三极管5的基极电压测量值、集电极电压测量值、直流放大倍数、交流放大倍数、输入特性曲线或输出特性曲线显示直接显示在液晶显示电路模块13上，或者通过串口通信电路模块2传输给上位计算机3进行显示；当判断为PNP型时，微控制器模块1就通过控制检测切换继电器电路模块15，控制基极电压检测电路模块10切换到PNP型晶体三级管的采样端口上，并通过控制电压切换继电器电路模块14，控制受控电压源6输出负电压，然后，微控制器模块1再对其接收到的数据进行分析处理，根据通过操作键盘电路模块9或上位计算机3输入的控制参数，将被测晶体三极管5的基极电压测量值、集电极电压测量值、直流放大倍数、交流放大倍数、输入特性曲线或输出特性曲线显示直接显示在液晶显示电路模块13上，或者通过串口通信电路模块2传输给上位计算机3进行显示。

另外，以上工作过程中，微控制器模块1也可以只分析处理得到被测晶体三极管5的基极电压测量值和集电极电压测量值，而将其余的数据处理任务交给内存更大、数据存储处理功能更强的上位计算机3，上位计算机3根据被测晶体三极管5的基极电压测量值和集电极电压测量值分析处理得到被测晶体三极管5的直流放大倍数、交流放大倍数、输入特性曲线和输出特性曲线，进行存储，直接显示在上位计算机3上，或通过串口通信电路模块2传输给微控制器模块1，微控制器模块1控制液晶显示电路模块13对测试参数进行显示。由于上位计算机3内存大，数据存储处理功能强，因此测试数据很容易被转化成直观的图表和数据等形式，并可以保存起来以便将来使用。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种晶体三极管特性参数测试系统，其特征在于：包括微控制器模块（1）、与所述微控制器模块（1）相接的串口通信电路模块（2）和与所述串口通信电路模块（2）相接的上位计算机（3），以及用于为系统中各用电模块供电的电源模块（4）、用于为被测试晶体三极管（5）提供集电极电压的受控电压源（6）和用于为被测试晶体三极管（5）提供基极电流的阶梯波恒流源（7）；所述微控制器模块（1）的输入端接有A/D转换电路模块（8）和用于输入控制参数的键盘电路模块（9），所述A/D转换电路模块（8）的输入端接有用于对被测试晶体三极管（5）的基极电压进行检测的基极电压检测电路模块（10）和用于对被测试晶体三极管（5）的集电极电压进行检测的集电极电压检测电路模块（11），所述微控制器模块（1）的输出端接有D/A转换电路模块（12）、液晶显示电路模块（13）、用于实现受控电压源（6）输出电压正负切换的电压切换继电器电路模块（14）和用于实现NPN型晶体三极管与PNP型晶体三极管基极电压检测切换的检测切换继电器电路模块（15），所述受控电压源（6）和阶梯波恒流源（7）均与所述D/A转换电路模块（12）的输出端相接，所述电压切换继电器电路模块（14）和检测切换继电器电路模块（15）均与所述微控制器模块（1）的输出端相接，所述受控电压源（6）与所述电压切换继电器电路模块（14）相接，所述基极电压检测电路模块（10）与所述检测切换继电器电路模块（15）相接。

2.按照权利要求1所述的一种晶体三极管特性参数测试系统，其特征在于：所述受控电压源（6）与被测试晶体三极管（5）之间接有过压保护电路模块（16），所述阶梯波恒流源（7）与被测试晶体三极管（5）之间接有过流保护电路模块（17）。

3.按照权利要求1或2所述的一种晶体三极管特性参数测试系统，其特征在于：所述微控制器模块（1）为单片机MSP430F155，所述A/D转换电路模块（8）和D/A转换电路模块（12）均集成在所述单片机MSP430F155内部。

4.按照权利要求1或2所述的一种晶体三极管特性参数测试系统，其特征在于：所述基极电压检测电路模块（10）由第一芯片OP07-1和第二芯片OP07-2，以及电阻R1、R2、R3和R4构成；所述检测切换继电器电路模块（15）由继电器SRD-S-112D和三极管Q7构成；所述第一芯片OP07-1的引脚5与所述被测试晶体三极管（5）的基极b相接，所述第一芯片OP07-1的引脚4和引脚12以及电阻R1的一端和电阻R2的一端均与所述电源模块（4）的+15V电压输出端相接，所述电阻R1的另一端接地，所述第一芯片OP07-1的引脚2、电阻R2的另一端和电阻R3的一端均与所述继电器SRD-S-112D的引脚5相接，所述第二芯片OP07-2的引脚5和电阻R4的一端均与所述电阻R3的另一端相接，所述第二芯片OP07-2的引脚4接地，所述第二芯片OP07-2的引脚12与所述电源模块（4）的+15V电压输出端相接，所述第一芯片OP07-1的引脚3和第二芯片OP07-2的引脚3均与所述电源模块（4）的-15V电压输出端相接，所述第二芯片OP07-2的引脚2和电阻R4的另一端均与所述继电器SRD-S-112D的引脚4相接，所述继电器SRD-S-112D的引脚2与所述A/D转换电路模块（8）的输入端相接，所述继电器SRD-S-112D的引脚1与所述电源模块（4）的+12V电压输出端相接，所述继电器SRD-S-112D的引脚3与所述三极管Q7的集电极相接，所述三极管Q7的基极与所述微控制器模块（1）的输出端相接，所述三极管Q7的发射极接地。

5.按照权利要求1或2所述的一种晶体三极管特性参数测试系统，其特征在于：所述液晶显示电路模块（13）主要由OCMJ4X8C中文图形两用液晶显示模块构成。

6.按照权利要求2所述的一种晶体三极管特性参数测试系统，其特征在于：所述过压保护电路模块（16）由第一芯片OP27-1和第二芯片OP27-2，整流二极管D1和D2，以及电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11构成；所述电阻R5的一端和电阻R8的一端均与所述受控电压源（6）的输出端相接，所述第一芯片OP27-1的引脚2与所述电阻R5的另一端、电阻R7的一端和整流二极管D1的负极相接，所述第一芯片OP27-1的引脚3通过电阻R6接地，所述第一芯片OP27-1的引脚6与所述整流二极管D1的正极和整流二极管D2的负极相接，所述电阻R7的另一端与所述整流二极管D2的正极和电阻R9的一端相接，所述电阻R8的另一端、电阻R9的另一端和电阻R11的一端均与所述第二芯片OP27-2的引脚2相接，所述第二芯片OP27-2的引脚6和电阻R11的另一端均与所述被测试晶体三极管（5）的集电极c相接，所述第二芯片OP27-2的引脚3通过电阻R10接地。

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