半导体三极管β值及范围测量仪设计资料报告材料

1、课程设计课题名称：半导体三极管B值及围测量仪 完成人：班级：学号：时 间：_（一）设计容及要求1. 设计容：制作一个自动测量NPh型 硅三极管B值的显示测试仪。2. 设计要求：1）对被测NPN型三极管值分三档2）B值的围分别为80120及120160, 160200对应的分档编号分 别是1、2、3;待测三极管为空时显示0,超过200显示4。3）用数码管 显示B值的档次4）发挥部分：用三个数码管 显示B的大小，分别显示个位、十位和百 位。显示围为0-199 ;响应时间不超过2秒，显示器显示读数清晰，注 意避免出现“叠加现象”。（二）电路设计 电路设计整体框图基本部分发挥部分使用被测三 极管构成放

2、大电路f3r取样电路编译+比较器码码电路器电丿L 路数 码 管 显 示555产生秒脉冲L.J1 计数1译码压控振荡器”_ 1显示（三）实验器件 示波器 1台 万用表 1台 直流稳压电源 1台 模拟实验装置 1台 数字试验箱 1台四运放LM324555定时器三极管二极管、稳压管电位器、电阻器、电容器CD4532、CD4511数码管（四）参数计算及元器件选择1）微电流源（图1）: Q1、Q2、R1构成微电流源电路，Q3为待测三级管,微电流源提供基极电流lb,R8提供输出电压。调节滑动变阻器 R1的阻值可以改变微电流源的输出电流I b, I b的选择应在30 40之间为宜，且VCE的选择应不小于1V

3、 ,以使三极管工作在合适的状态。取待测管的lb值为40 ，即IR 40 ，根据公式：|r 经 士E!得出:RRR1V CC V BE 1I RVcc15V,VBei0.7V, I R 40，得：R1 357.5K ，最终输出电压为 VoI bR80. 04 lbJb1SOOkQ Key-D/NJy图一微电流源2）电压比较器（图2）：将取样信号同时加到具有不同基准电压的比较电路输入端进行比较，对应 某一定值，只有相应的一个比较电路输出为高电平，则其余比较器输出为低电平。 由于被测量的物理量要分五档 （即 值分别为80、80120、120160、160200 及200,对应的分档编号分别是0、1、

4、2、3、4）。需要四个基准电压，于是有四 个滑动变阻器产生四个不同的基准电压，再用四个运算放大器组成的比较电路， 将取样信号同时加到具有不同基准电压的比较电路输入端进行比较，对应某一定值，相应的一个比较电路输出为高电平，其余比较器输出为低电平。从上而下分别为：4档、3档、2档、1档。32.2LEi1QkOU1C1lDkn1M山、比较器lOkf? Key=A药1 %1QKGKey =A10KQ Key=DH7-Wu_Ii.Oka _LI M3? J ADL哑喝口电压比较器3）编码译码编码12II10一恤GS01 DZ-D【 W00L_ LEDJL朗紀R10 AAr1 OhQ译码IS2l& 114

5、 一4a一512 *fl11T*0 vt)tTOP 丫医醫(15PVIEW)CD4532引脚图CD4511显示CD45f1B 弓引脚图数码管FIGURE 1. CD45BMS LOGIC DIAGRAMTOTHTABLEINPUTWTPUTE1D7w0604ca02010GS02Q100E00XXXXXXXXC000CI0000c00D00DD1II1XXXXXXX11110101XXXXXX111001001XXXXX11a1010001XXXX11aD0100001XXX10i101000001XX10iD010000001X103101a0000G010DD0X-DcntCjeLojc1

6、 = HiLogkO = LowCD4532真值表Znpuit sOupuifHo EL Bt Lr bC&A| b-cdet-111I-1X3100000111111101!t01L000e1111iL1001011100001111111011Q11LQ00X1011QQQQ31a111001111c1101310111001i11111a01 -111 七I- r -m 9h * N410111010e1D110aI1|51011L010i1L0110I1h10工1k011e10fiJ111071011L011i1L1100001-11e1a丄11!60c111I111191011L10

7、i11110a11xa1a11L101c1aa01iDA吧Iii10111101110o11a01 N-11I- V21011111041Q10$1】 A131011L11011Lfl1a11 D141a111111町1a00111 I151a11X111100da4411111Di001DEPENDSOMPREV.STATECD4511真值表IICFEETI1A1怕oraI.W/ucHHcm g-l：Ler-日 *0?C C|4511BD 5VVCC1 W编码译码显示图图4（五）完整电路图及工作原理1）基础部分：1. 将变化的 值转化为与之成正比变化的电压，再取样进行比较、分档。根据三极管电

8、流IcIb的关系，当Ib为固定值时，Ic反映了 的变化，电阻R6 上的电压Vr6又反映了 Ic的变化，对Vr6取样加入后级进行分档比较。2. 将取样信号同时加到具有不同基准电压的比较电路输入端进行比较， 当同 相输入端电压值大于反相输入端电压值时，运算放大器输出端为正，发光二级管 点亮，否则不亮。分别调节4个电位器的阻值，以改变基准电压，使其分别能在值四个档的临界值时点亮二极管。同时，对比较器输出的高电平进行二进制编 码，再经显示译码器译码，驱动数码管 显示出相应的档次代号。WCC基本部分完整电路图2）发挥部分工作原理：微电流源为待测三级管 提供恒定电流，确保待测三极管输出电流不因其更 换而改

9、变，然后通过压控振荡器，将采集的电压量转化成与之成正比变化的频率。合理设定参数使在一定时间通过的脉冲个数即为被测三极管的值。由555定时器构成单稳态触发器产生计数时间控制信号，该信号只有一个正脉冲，从电路连 通到计数时间结束，保证不会重复计数，将两个脉冲信号同过与门送到74LS90构成十进制加法计数器，用于计数脉冲的个数，再经CD4511译码，数码管 显示 计数的值。通过调节R2、R3的阻值，来缩小显示数字与真实数值的差距，减小 误差，但误差是不可消除的，所以只是减小了，却并没有消除，因此，显示数据 与真实数据还是有差距的。1. 方案设计优点：成本低，不需要人工接电路，通过MULTISIM就可

10、以直接仿真出来，方便调 试。基本部分可以得到很准确的结果， 发挥部分应用了很多知识，虽然结果有误 差，但是思路正确。2. 方案设计缺点：发挥部分显示结果不精确，存在误差，需要调试的时间较长，且显示结果等 待时间较久。课题的核心及使用价值，改进及展望该电路3. 核心及实用价值：该课程设计将理论与实际相联系在一起， 使我们深刻认识到课本中的理论 知识很多都是建立在理想条件下的， 在现实中很多情况下是不能拿来就用的， 要根据实际情况经过不断地测试和调整，才能达到我们预期的要求。而且深 化了所学理论知识，使我们了解到更多的实际问题及解决方法。这一过程， 培养了我们综合运用知识的能力，增强了我们独立分析

11、与解决问题的能力，训练培养了严肃认真的工作作风和科学态度，为以后从事电子电路设计和研制电子产品打下初步基础。改进和展望：课程设计性实验涉及到了我们所学各科知识， 包括数字电 子电路、模拟电子电路、电路及电子线路实验及 multisim软件的应用，综合 性较强，我们只有结合所学知识才能设计出满足特定要求的电路；设计性实 验对于我们运用所学的知识要求较高，因此在准备实验的过程中要全面复习所需的基础知识，重点掌握相关的章节，预先根据要求确定所用电路和器件，熟悉掌握各种典型电路的设计、功能和各种元器件的原理、功能等等；然后根据需要组装连接各功能电路，注意连接过程中元件的排布和布线，尽量使之匀称、美观；最后计算参数，确定参数是要多方面考虑每一个参数的改变所造成的影响，要有整体把握、综合考虑的眼光；用仿真软件改变参数以提高精确度和测量围，减少干扰；合理布线，便于排错和检查，且方便他人检查和参考。（七）心得体会从本次电子课程设计中，收获很多，首先熟悉了MULTISIM的工作原理及环境，其次，开始将各部分知识综合到了一切运用，为专业学习提供了好的实例， 然后，还学会了知识的实践化，不只是停留在理论基础上。反复的调试电路，更 是锻炼了我的耐心和做事细致程度，掌握了设计一个数字电路的基本方法和基本 步骤，实际