半導體三極管β值及范圍測量儀設計報告

1、課程設計課題名稱：半導體三極管值及范圍測量儀完成人： 班級： 學號：時 間： （一）設計內容及要求1. 設計內容：制作一個自動測量NPN型 硅三極管值的顯示測試儀。2. 設計要求：1）對被測NPN型三極管值 分三檔2）值的范圍分別為80120及120160，160200對應的分檔編號分別是1、2、3；待測三極管為空時顯示0，超過200顯示4。3）用數碼管 顯示值的檔次4）發(fā)揮部分：用三個數碼管 顯示的大小，分別顯示個位、十位和百位。顯示范圍為0-199；響應時間不超過2秒，顯示器顯示讀數清楚，留意避開消滅“疊加現象”。（二）電路設計電路設計整體框圖 使用被測三極管構成放大電路取樣電路+比較器電

2、路編碼器譯碼電路數碼管顯示壓控振蕩器計數 譯碼 顯示555產生秒脈沖發(fā)揮部分基本部分（三）試驗器件示波器 1臺萬用表 1臺直流穩(wěn)壓電源 1臺模擬試驗裝置 1臺數字試驗箱 1臺四運放LM324555定時器三極管二極管、穩(wěn)壓管電位器、電阻器、電容器CD4532、CD4511數碼管（四）參數計算及元器件選擇1)微電流源（圖1）：構成微電流源電路,為待測三級管,微電流源供應基極電流,R8供應輸出電壓。調整滑動變阻器的阻值可以轉變微電流源的輸出電流,的選擇應在之間為宜,且的選擇應不小于,以使三極管工作在合適的狀態(tài)。取待測管的值為，即，依據公式：得出：，最終輸出電壓為圖一 微電流源2)電壓比較器（圖2）：

3、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，對應某肯定值，只有相應的一個比較電路輸出為高電平，則其余比較器輸出為低電平。 由于被測量的物理量要分五檔（即 值分別為<80、80120、120160、160200 及>200，對應的分檔編號分別是0、1、2、3、4）。需要四個基準電壓，于是有四個滑動變阻器產生四個不同的基準電壓，再用四個運算放大器組成的比較電路，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，對應某肯定值，相應的一個比較電路輸出為高電平，其余比較器輸出為低電平。從上而下分別為：4檔、3檔、2檔、1檔。圖二 電壓比較器3）編碼譯碼 編碼 譯碼

4、顯示CD4532引腳圖 CD4511引腳圖 數碼管CD4532真值表CD4511真值表 編碼譯碼顯示圖圖4（五）完整電路圖及工作原理1）基礎部分：1.將變化的值轉化為與之成正比變化的電壓，再取樣進行比較、分檔。依據三極管電流的關系，當為固定值時，反映了的變化，電阻上的電壓又反映了的變化，對取樣加入后級進行分檔比較。2.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，當同相輸入端電壓值大于反相輸入端電壓值時，運算放大器輸出端為正，發(fā)光二級管點亮，否則不亮。分別調整4個電位器的阻值，以轉變基準電壓，使其分別能在值四個檔的臨界值時點亮二極管。同時，對比較器輸出的高電平進行二進制編碼，再經

5、顯示譯碼器譯碼，驅動數碼管 顯示出相應的檔次代號。 基本部分完整電路圖2）發(fā)揮部分工作原理：微電流源為待測三級管 供應恒定電流，確保待測三極管輸出電流不因其更換而轉變，然后通過壓控振蕩器，將采集的電壓量轉化成與之成正比變化的頻率。合理設定參數使在肯定時間內通過的脈沖個數即為被測三極管的值。由555定時器構成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產生計數時間把握信號，該信號只有一個正脈沖，從電路連通到計數時間結束，保證不會重復計數，將兩個脈沖信號同過與門送到74LS90構成十進制加法計數器，用于計數脈沖的個數，再經CD4511譯碼，數碼管 顯示計數的值。通過調整R2、R3的阻值，來縮小顯示數字與真實數值的差距，減小誤差，

6、但誤差是不行消退的，所以只是減小了，卻并沒有消退，因此，顯示數據與真實數據還是有差距的。 發(fā)揮部分整體電路圖（六）總結1.方案設計優(yōu)點：成本低，不需要人工接電路，通過MULTISIM，就可以直接仿真出來，便利調試?；静糠挚梢缘玫胶芫_的結果，發(fā)揮部分應用了很多學問，雖然結果有誤差，但是思路正確。2.方案設計缺點： 發(fā)揮部分顯示結果不精確，存在誤差，需要調試的時間較長，且顯示結果等待時間較久。課題的核心及使用價值，改進及展望該電路3.核心及有用價值：該課程設計將理論與實際相聯系在一起，使我們深刻生疏到課本中的理論學問很多都是建立在抱負條件下的，在現實中很多狀況下是不能拿來就用的，要依據實際狀況

7、經過不斷地測試和調整，才能達到我們預期的要求。而且深化了所學理論學問，使我們了解到更多的實際問題及解決方法。這一過程，培育了我們綜合運用學問的力量，增加了我們獨立分析與解決問題的力量，訓練培育了嚴峻認真的工作作風和科學態(tài)度，為以后從事電子電路設計和研制電子產品打下初步基礎。改進和展望：課程設計性試驗涉及到了我們所學各科學問，包括數字電子電路、模擬電子電路、電路及電子線路試驗及multisim軟件的應用，綜合性較強，我們只有結合所學學問才能設計出滿足特定要求的電路；設計性試驗對于我們運用所學的學問要求較高，因此在預備試驗的過程中要全面復習所需的基礎學問，重點把握相關的章節(jié)，預先依據要求確定所用電

8、路和器件，生疏把握各種典型電路的設計、功能和各種元器件的原理、功能等等；然后依據需要組裝連接各功能電路，留意連接過程中元件的排布和布線，盡量使之均勻、美觀；最終計算參數，確定參數是要多方面考慮每一個參數的轉變所造成的影響，要有整體把握、綜合考慮的眼光；用仿真軟件轉變參數以提高精確度和測量范圍，削減干擾；合理布線，便于排錯和檢查，且便利他人檢查和參考。（七）心得體會從本次電子課程設計中，收獲很多，首先生疏了MULTISIM的工作原理及環(huán)境，其次，開頭將各部分學問綜合到了一切運用，為專業(yè)學習供應了好的實例，然后，還學會了學問的實踐化，不只是停留在理論基礎上。反復的調試電路，更是熬煉了我的急躁和做事細致程度，把握了設計一個數字電路的基本方法和基本步驟，實際解決設計中消滅的問題，增加了查找問題，解決問題的力量。這不僅掛念我更好地把握書本學問，尤其重要的是增加了自信念，培育了獨立思考的力量！（