模擬電子課程設計--半導體三極管β值測量儀

1、<p>　　模擬電子技術課程設計報告書</p><p>　　設計題目：半導體三極管β值測量儀 </p><p>　　專業(yè)：電氣信息及其自動化 </p><p>　　班級： </p><p>　　姓名： </p><p>　　半

2、導體三極管β值測量儀</p><p><b>　　一、設計任務書</b></p><p>　　目的：設計制作一個自動測量NPN型硅三極管β值的顯示測量儀。</p><p><b>　　基本要求</b></p><p>　　對被測NPN型三極管的β值分三檔。</p><p>　

3、　β值的范圍分別為80-120,120-160,160-200，對應的分檔編號分別為1,2,3；待測三極管為空時顯示0，超過200顯示4。</p><p>　　用數(shù)碼管顯示β值的檔次。</p><p><b>　　發(fā)揮部分</b></p><p>　　用三個數(shù)碼管顯示β值的大小，分別顯示個位，十位，百位。顯示范圍為0-199。</p>

4、;<p>　　響應時間不超過2秒，顯示器顯示讀數(shù)清晰。</p><p><b>　　儀器與器件</b></p><p><b>　　儀器</b></p><p><b>　　、直流穩(wěn)壓電源一臺</b></p><p><b>　　、示波器一臺</b

5、></p><p><b>　　、萬用表一臺</b></p><p><b>　　、面包板一個</b></p><p><b>　　器件</b></p><p>　　LM324、NE555、CD4532、74LS90、CD4511，74S08N等；</p>

6、<p>　　NPN、PNP三極管9013、9014、9015；二極管；導線若干；</p><p>　　常用多圈電位器；常用定值電阻；常用電容；</p><p>　　共陰七段數(shù)碼顯示管。</p><p><b>　　設計思路</b></p><p>　　（一）、基本要求部分</p><p>

7、;　　1、基本要求部分的系統(tǒng)框圖</p><p><b>　　關鍵一：</b></p><p>　　將變化的β值轉化為與之成正比變化的電壓或電流量，再取樣進行比較、分檔。上述轉換過程可由以下方案實現(xiàn)：</p><p>　　根據(jù)三極管電流IC=βIB的關系，當IB為固定值時，IC反映了β的變化，電阻RC上的電壓VRC又反映了IC的變化，對VRC取

8、樣加入后級進行分檔比較。</p><p><b>　　關鍵二：</b></p><p>　　將取樣信號同時加到具有不同基準電壓的比較電路輸入端進行比較，對應某一定值，只有相應的比較電路輸出為高電平，則其余比較器輸出為低電平。對比較器輸出的高電平進行二進制編碼，再經(jīng)顯示譯碼器譯碼，驅動數(shù)碼管顯示出相應的檔次代號。</p><p><b>

9、;　　單元電路設計思路</b></p><p>　　、微電流源部分及放大電路部分</p><p>　　通過此微電流源生成恒定電流，經(jīng)后續(xù)放大電路放大電流，進而測量放大電路NPN型三極管β值。</p><p><b>　　、比較電路部分</b></p><p>　　由此比較電路得出被測三極管β值的范圍，0-80

10、時無燈亮；80-120只有LED4燈亮；120-160時LED3和LED4燈亮；160-200時LED2、LED3、LED4燈亮；大于200時四個燈全亮。</p><p>　?。?）、編碼器及譯碼顯示部分</p><p>　　利用編碼器CD4532，將比較器的輸出結果轉換為BCD碼</p><p>　　利用顯示器CD4511和七段數(shù)碼管，將BCD碼轉換顯示。<

11、/p><p>　　、完整電路（仿真圖）</p><p><b>　　、發(fā)揮部分</b></p><p><b>　　發(fā)揮部分的系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　2、單元電路設計思路</p><p>　　（1）、微電流源部分及放大電路部分</p><p>

12、;<b>　　、采樣電路部分</b></p><p>　　被測三極管通過β-V轉換電路把三極管的β值轉換成對應的電壓，然后再通過壓控振蕩器把電壓轉換成頻率，若計數(shù)時間及電路參數(shù)選擇合適，在計數(shù)時間內通過的脈沖個數(shù)即為被測三極管的β值。</p><p><b>　　、計數(shù)電路部分</b></p><p>　　在計數(shù)時間內記錄

13、脈沖個數(shù)即為被測三極管的β值</p><p>　　、譯碼及顯示電路部分</p><p>　　利用編碼器CD4532，將比較器的輸出結果轉換為BCD碼</p><p>　　利用顯示器CD4511和七段數(shù)碼管，將BCD碼轉換顯示。</p><p><b>　　（5）、完整電路</b></p><p>

14、<b>　　四、組裝調試的內容</b></p><p>　　1、使用的主要儀器和儀表</p><p>　　用到萬用表，示波器。</p><p>　　調試電路的方法和技巧</p><p>　　在確保仿真電路正確的情況下，按照仿真電路圖在面包板上組裝電路，先分別組裝各個單元環(huán)節(jié)的電路，用萬用表和示波器分別測量各個單元環(huán)節(jié)的示

15、數(shù)及波形，如輸出正確，再將各個環(huán)節(jié)連接在一起構成完整電路。</p><p>　　調試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法</p><p>　　故障：微電流源輸出電流過大；二極管燈常亮或不亮；數(shù)碼管總顯示8；</p><p>　　原因：電阻調試不當；電位器接入電阻過小或過大；顯示譯碼器未工作；</p><p>　　排除方法：將微電流源電路中電阻調大；調

16、節(jié)比較電路中電位器；為顯示譯碼器接電及接地；</p><p><b>　　調試過程</b></p><p>　　（1）先按順序調整好三極管放大電路和取樣電路；</p><p>　　（2）連接并調整好比較電路及參數(shù)；</p><p>　?。?）調好編碼電路；</p><p>　?。?）調整譯碼顯示電

17、路。</p><p>　?。?）在模擬部分和數(shù)字部分均調試完畢，將兩部分之間的連接 好，系統(tǒng)就可以按照設計要正常工作。</p><p><b>　　5、認識面包板</b></p><p><b>　　6、組裝好的電路</b></p><p>　　五、總結設計電路和方案的優(yōu)缺點，

18、指出課題的核心及實用價值，提出改進意見和展望。</p><p>　　基本電路部分電路簡單，能基本測量出NPN型三極管β值的范圍，但不能得出β值的具體值；發(fā)揮部分能大概測出β值的大小，但誤差較大。</p><p>　　該課題旨在鍛煉我們的動手能力及對元件工作原理的了解，通過本課題培養(yǎng)了我們的耐性，需要我們認真仔細地面對每一個問題，通過對電路的檢查，找出問題所在并解決。 </p>

19、<p>　　設計的電路對β值的測量有較大誤差，還需要我們通過精調各個電位器的阻值來達到對β值的精確測量。</p><p><b>　　還需注意的問題：</b></p><p>　?、?、IB的選擇應在30μA～40μA之間為宜。 </p><p>　　②、VCE的選擇應不小于1V,以使三極管工作在放大的狀態(tài)。</p>

20、<p><b>　　收獲、體會</b></p><p>　　通過本次課程設計實踐，加深了對各元件工作原理的了解，鍛煉了動手能力，為今后工作提供了幫助。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　“模擬電子技術基礎”清華大學 童詩白主編</p><