自动化工程学院课程设计——半导体三极管β值测量仪

电子设计报告学校名称青岛大学学院名称自动化工程学院专业班级学号姓名2目录设计项目半导体三极管值测量仪一、设计任务书3二、仪器与器件4三、电路模块方案设计5四、系统安装调试方法与步骤15五、实验心得16六、参考文献17七、附录183一、设计任务书设计制作一个自动测量NPN型硅三极管值测量仪一、基本要求1、对被测NPN型三极管值分三档；2、值的范围分别为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、用数码管显示值的档次；设计一个半导体三极管值测量仪，将待测三极管按照共射的方式接入电路，给基极一个恒定的电流。利用三极管将电流放大，再利用运放将放大的电流进行采G7691G17767G1998电G2399值，G3324G13475过G8616G17751电路分档，G13475过数码管显示值档次。二、G2469G6393G18108分1、用三个数码管显示的大G4579，分别显示个G1313、G2325G1313G2656G11346G1313。显示范围为0G161G28G28。2、G2721应时G19400G993超过2G12198，显示器显示G16847数G9177G7236。设计G2399G6523G6403G14645器将采G19610的电G2399量G17728G2282G6116与G1055G6116G8616G1375的G20069G10587，G2524G10714设定参数G1363再一定时G19400G1881G17902过的G14045G1926个数极为被测三极管的值。计数器G11013555定时器设计；74G47G54G280G7512G6116G2325进制G2164法器，用G1122G6228G7427G14045G1926个数；G1101374G47G541G284G7512G6116G19157G4396电路；G7380G2530G17902过G38G394511G16805码，用共G19464极数码管显示数值。4二、仪器与器件1、仪器1G709G11464流G12295G2399电G93161G25002G709示G8886器1G25003G709G987用G159321G25004G709模G6323实验装G136341G25005G709数G4395实验G126771G25002、器件G47G48324、G47G48311、NG40555、G173G36741、G38G394532、74G47G5474、74G47G5447、74G47G54G280、74G47G5414、G38G394511，74G47G54138G12573；NPN、PNP三极管G28013、G28014、G28015；5G57G12295G2399管；二极管；G5132用G3822G3292电G1313器；G5132用定值电G19471；G5132用电G4493；共G19146七G8585数码显示管。5三、电路模块的设计G1863G19202一将G2476G2282的值G17728G2282为与G1055G6116G8503G8616G2476G2282的电G2399G6122电流量，再G2474G7691进行G8616G17751、分档。G990G17860G17728G6454过G12255G2499G11013G1209G991方案实G10628G7693G6466三极管电流G44G38G32G44G37的G1863系，G5415G44G37为G3278定值时，G44G38G2465G7156G1114的G2476G2282，电G19471G53G38G990的电G2399G57G53G38G2460G2465G7156G1114G44G38的G2476G2282，对G57G53G38G2474G7691G2164入G2530G13435进行分档G8616G17751。G1863G19202二将G2474G7691G1461号G2528时G2164G2052G1867G7389G993G2528基G1946电G2399的G8616G17751电路G17767入G12483进行G8616G17751，对应G7588一定值，G2494G7389G11468应的一个G8616G17751电路G17767G1998为G20652电G5191，G2029G1866G1325G8616G17751器G17767G1998为G1314电G5191。对G8616G17751器G17767G1998的G20652电G5191进行二进制编码，再G13475显示G16805码器G16805码，驱动数码管显示G1998G11468应的档次代号。基本要求G18108分的系统框图6单位元电路设计1、电源模块电路设计方案方案一制作G1363用开G1863电G9316。开G1863电G9316G1867G7389体积G4579，重量轻，功耗G4579，效G10587G20652，G7389G17751G12295的G17767G1998电G2399G12573优点。方案二制作线性电G9316。采用大G4493量电G4493滤G8886G2530用G12295G2399管G12295G2399G17767G1998要求的5G57。因为如果自己制作开G1863电G9316制作工艺复杂，所G1209我们选择方案二来制作电G9316模块。2、信号源电路设计方案方案一利用三极管G7512G6116共射电路，G17902过放大，G3324三极管的G19610电极G12483产生放大的电流。方案二利用三极管G7512G6116微电流G9316，产生恒定的电流，然G2530G13475过三极管放大产生电流。如G990图Q1、Q2、G531、G532G7512G6116电流元G532为待测三极管基极的G2474G7691电G19471，G534为待测三极管G19610电极的G2474G7691电G19471。方案二中能更精确地将G1461号电流G12295定再一定范围，能更好地减少误差，此实验对电流的G12295定性要求G17751G20652，所G1209选择方案二。3、信号采集电路设计7此模块G11013差分放大电路组G6116吧与三极管值G6116G8616G1375的G19610电极电G2399G2474G1998来再把电G2399采G7691放大，为G991一G13435电G2399G8616G17751电路提供采G7691电G2399，G2528时起隔离作用，防止对前面的电路造G6116影G2721。G2524G10714设G13634参数G1363放大倍数为1，运放采用5G57单电G9316供电。Q3RCVCCIIUOG11013G1122基极电流G44I约为30G173G36，因此选择采G7691电G19471G53A1G32330，这G7691，若三G13435管放大倍数为，G2029采G7691获得的电G2399UA2G323010A3A4330G32/1004、比较电路被测值须分为三档即值分为80120,120160及160200。对应档的编号分别为1、2、3，G2528时规定200时显示为4G709。G2499用一个串联电G19471网略产生四个G993G2528的基G1946电G2399，再用四个运算放大器组G6116的G8616G17751电路，基G1946电G2399G993G2528基G1946值分别接入运放的G2465G11468G17767入G12483，G2474G7691电G2399G2528时G2164G2052G1867G7389G993G2528基G1946电G2399的G8616G17751电路的G2528G11468G17767入G12483进行G8616G17751，对应G7588一采G7691电G2399U1，G20652G1122G11468应基G1946的G8616G17751电路G17767G1998为G20652电G5191，G1314G1122基G1946值的G8616G17751器G17767G1998为G1314电G5191。5、编码电路该电路将电G2399G8616G17751电路的G8616G17751结果（G20652G1314电G5191G709进行二进制编码，G1363G1055G17728G2282为二进制数。编码功能主要G11013G19610G6116芯片8G1313优先编码器G38G394532完G6116。6、译码电路该电路把编码电路编G6116的二进制数G16805码G6116G2325进制数，G1209便G1122人机交流（即要显示的树为人来易懂的G2325进制数1、2、3G709G2656数码管显示。该电路功能主要G11013继承芯片G38G394511完G6116。7、显示电路该电路功能是用共G19464七G8585数码显示被测量的NPN型三极管值的档次，注意接保护电G19471，防止因电流过大而烧坏数码管。8发挥部分此G18108分的G17767入G1461号来自基本G18108分中采G7691电路的G17767G1998电G2399，包括G2399G6523G6403G14645器、定时G6523制电路、计数器、G19157G4396器、G16805码及显示电路六个模块。原理方框图如下1、压控振荡电路如G990图所示，G19610G6116运放U7G36、G381、G5317、G5318G12573组G6116积分电路，U88、G5322、G5323组G6116滞回G8616G17751器，G57G38G38G17902过分G2399为滞回G8616G17751器提供参考电G2399，G17902过计算G2524G10714设定参数从而实G10628G1114将与值G6116G8616G1375的电G2399G17728G2282G6116与值G6116G8616G1375的G20069G10587，G1209便为设定时G19400提供依G6466。2、定时控制电路9此电路基G1122555定时器与电G19471、电G4493组G6116的G3822谢G6403G14645器作为定时G6523制电路，G7693G6466值与G20069G10587的G8616G1375G1863系G2524G10714设定G53、G38的值，是G3324G7389效定时时G19400G1881G17902过的G14045G1926数G12573G1122待测三极管的值，电路原G10714图如G9913、计数电路该G18108分G7389二五G2325进制计数器74G47G54G280G7512G6116，首先将芯片连G6116G2325进制，为精确显示G6228G7427共需用三片，分别显示个G1313、G2325G1313G2656G11346G1313，G1314G1313计数器的11号引脚Q3作为进G1313G1461号接G2052G20652G1313计数器的时钟G1461号G12483，G18108分电路图如G9914、锁存电路用3个74G47G541G284G7512G6116三G1313G19157G4396器分别对计数器个G1313、G2325G1313G2656G11346G1313G990的数进行G19157G4396，再定时G6523制G1461号的作用G991定时结束时将G19157G4396的数值G17877G14279G16805码器，一驱动数码管显示，G18108分电路如G991105、译码、显示电路该G18108分G110133片G16805码器G38G394511G26563个共G19464七G8585数码管组G6116，G1866连接方式与基本G18108分中的G16805码显示电路G11468G2528，功能是将计数值G17728G2282G6116G2325进制G5194G17902过数码管显示G1998来。电路图如G991参数计算基本部分1G709微电流G931611如G990图所示，再该G18108分中G1016个三极管Q1、Q2G3355为PNP型G1000性能参数G12573G18129完G1852G11468G2528，采用5G57供电，G11013G20076意G11705，待测三极管的基极G17767入电流G332430G88G3640G88G36G1055G19400为G4464，G2499G3278定G1866G1866G17767入电流恒定为30G88G36，即电流G9316的G17767G1998为30G88G36。设电流G9316的参考电流为1G80G36，G7693G6466G1856式RVVIBECCR1G2499得RBECCIVVR11G5062G11705G57A0A5A6G320G177G89，G57A7A7G325G89得G53A8G324G173G78G5062G11705G57G85G3226G80G57，G44G82G3230G88G36,G44A9G321G80G36,G2499G16311得G53G72A10G323G78A11A12A13A14A15A16A17G53A18A19A20G78A112G709采G7691电路G53A21A22A23A24A25A26A27A28A29A30A31A23A24A27A32A33A34A35A36A37A38A39A29A40A41A42A31A43A44A29A45A21A46A47A44A48A49A50A51A29A52A53A25A45A21A35A21A37A54A55A45A56A57A58A27A24A25A26A27A28A29A25A26A27A59A60A61A62A63A64A65444RIRIUBCRA66A67A68A57A69A70A71A72A73A5780A74200A29A75A76A57A77VCE的选择G993G4579G11221V，三极管工作G3324G2524G17878的G10378G5589，VCE的选择应G993G4579G11221V，G5415值为200时，G2447G9448电G2399G7380大，G19610电极与G2469射G19610G1055G19400的G8595G4443UCEG7380G4579，为G1363UCEVCC07UR41V,G2499G2474R5R6R7850K,差分放大电路的G17767G1998电G2399为IBR4。3G709分G2399G8616G17751电路12G8616G17751电路G11013G19610G6116运放LM324组G6116，采用单电G9316供电，再G8821G7389G17139G2465G20316的G5785G1929G991，运放工作G3324G19762线性G2318，G5415G2528G11468G17767入G20652G1122G2465G11468G17767入G12483电G2399时G17767G1998为G20652电G5191，G2465G1055为G1314电G5191，从而实G10628G1114电G2399G8616G17751的目的。采G7691G6493路的G17767G1998电G2399V0G17902过LM324分别与积极电G2399U0、U1、U2、U3、U4进行G8616G17751，G5194G17767G1998G11468应的G20652电G5191G6122G1314电G5191。G8616G17751器的G2528G11468G17767入G12483G2656采G7691电路的G17767G1998电G2399V0G11468接，而G2465G11468G17767入G12483G2029分别接分G2399电路的基G1946电G2399，将这G1016个电G2399进行G8616G17751，从而G3324G17767G1998G12483得G2052G20652G1314电G5191，进而将模G6323量G17728G2282为数G4395量。4G709编码电路为将电G2399G8616G17751得G2052的G20652G1314电G5191G17728G2282为二进制代码G1209便显示，须对结果进行编码G1209G16805码，G3324此采用G19610G6116芯片8G1313优先编码器CD4532，G1866引脚G2656电路图135G709G16805码显示电路G16805码器选用4片G38G394511，G11464接驱动4个共G19464极数码管。G38G394511是一个用G1122驱动共G19464极G47G40G39（数码管G709显示器的G37G38G39码七G8585码G16805码器。G38G394511引脚图及G2520引脚功能如G991图共G19464极数码管管脚如图模块G1235G11507电路如图2G1614所示5VVDDU13SEVEN_SEG_DISPLAYABCDEFGU15SEVEN_SEG_DISPLAYABCDEFGU16SEVEN_SEG_DISPLAYABCDEFGU124511BD_5VDA7DB1DC2DD6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14EL5BI4LT3U144511BD_5VDA7DB1DC2DD6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14EL5BI4LT3U184511BD_5VDA7DB1DC2DD6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14EL5BI4LT372717069068676665646362615958575655453525150494847464544342414039VDD6G709G19157G4396电路用74G47G54G280接G6116G2325进制计数器。74G47G54G280为中规模G55G55G47G19610G6116计数器，G2499实G10628二分G20069、五分G20069G2656G2325分G20069G12573功能，G7380G20652计数G20069G10587为40G48G43G93，G4439G11013一个二进制计数器G2656一14个五进制计数器G7512G6116。G1866引脚G6502G2027图如G991所示A78A79A80A81A82A83A84A85A86A87A88A89A78A79A80A81A82A83A84A85A86A90A91A92G3324基G1946G1461号的G6523制G991，对待测G1461号进行计数，G993过若将计数器G17767G1998G11464接接G16805码显示，G2029显示器G990的数G4395G4613G1262G19555计数器的G10378G5589G993G1584的G2476G2282，G2494G7389G3324计数器G1584止计数时，显示器G990的显示数G4395G6177能G12295定显示G7380G13468测量结果，所G1209需要G3324计数G2656G16805码电路G1055G19400设G13634G19157G4396电路。G19157G4396器选用4片4G1313G19157G4396器74G47G541G284，G1866工作G10378G5589G1075G11013基G1946G1461号G6523制。74G47G541G284管脚图如G991图所示A93A94A95A96A97A98A94A99A100A101模块G1235G11507电路如图所示155VVCCU874LS90NQA12QB9QD11QC8INB1R916R927R012INA14R023U974LS90NQA12QB9QD11QC8INB1R916R927R012INA14R023U1074LS90NQA12QB9QD11QC8INB1R916R927R012INA14R023U1974LS194NA3B4C5D6SL7QA15QB14QC13QD12SR2CLR1S09S110CLK11U2074LS194NA3B4C5D6SL7QA15QB14QC13QD12SR2CLR1S09S110CLK11U2174LS194NA3B4C5D6SL7QA15QB14QC13QD12SR2CLR1S09S110CLK113433320VCC30292827262524232131A102A103A104A105A106A107A104A105A108A109A110A111A112A113A114A115A116A117四、系统安装调试方法与步骤测试方法先将自制电G9316接入220V交流电，然G2530将5VG2656G8503G1713912V连入面包G7507，将待测三极管接入电路中的测量G1313G13634，即G2499G16772录三个数码管显示的数G6466。测试仪器数G4395G4396G1660式示G8886器1G2500G2001数G2469生器1G2500数G4395式G987用G159321G2500G11464流G12295G2399电G93161G2500测试结果如下16误差分G7524G13475测量结果G2656G10714G16782值G3324一定误差G1813G16780G1881G11468G12538，系统能G8503G5132工作，对结果G17751G9397意。G1306是试验中用的三极管管G2399G19489，G17836G7389电G19471G19471值G993与G10714G16782值完G1852一G14280，导G14280G1998G10628误差，G3324实验中应G1946确测量数G6466，减少误差。五、实验心得1、G3324面包G7507G990G6657电路时一定要G1192G13466，注意G1235G11507图中的连线，防止连接G11713路，G3324G6657电路时一定G993要把线G6657的G3838G1093，G993要G3324器件G990方过线，从而影G2721器件的G6454用。2、G6657电路时按照模块来G6657，G6657一个模块测一个模块，确保G8611一步的电路是G8503确的，然G2530G3324G13435联起来。G6657完一个模块时，测试G991数G6466G17767G1998，G11487是G2554G17331G10714G16782值G11468G12538G2524，然G2530再进行G991一步。3、G5415电路G1998G10628G19181误时G993要G11540G5625，一步一步的测量电G2399值，因为G7389G5468大G2499能是器件坏G1114，测量G991G8611个器件的G17767G1998是G993是G10714G16782G17767G1998，G993是的G16817G5468G2499能G4613是器件坏G1114，G6454个试试再测。显示数G6466时G7389的G993对的G2499能是数码管坏G1114，因为数码管G5468G4493易17被烧G6493，所G1209G5468G3822显示的数G6466G2499能G4613G993对。我G7378G13475用过好G1972个坏的G47G48324，因为测量G47G48324前面的G17767G1998结果G5468G8503确，G1306G17767G1998结果G13475过示G8886器G16278测G2530G993G8503确，所G1209这个G47G48324是坏G1114的。G5468G3822G2528G4410接数码管时G8821G7389接G990G6301电G19471，所G1209数码管G1119一个G5468G4493易坏的器件。4、这次G16850G12255设计G16765我G11705G17959G1114G10714G16782值G2656实测值的差G17329，G7389的电路G10714G16782G990G5468G8503确G1306是G6657G6116电路G4613G993G1998G8503确结果。G16850本G990G4410的G11705G16794大G18108分是G10714G5831G10378G5589G991的，G2494G7389我们自己G1158自动G6175G1582G991G6177能G11705G17959应该注意G1172G1052，G2750G1135地方G1262G7389误差。G3324面对G3268G19602时，G5194G993是G993G6966G2447G1582，而是G5831G4625方法的G2447G16311G1927G3268G19602，而G1000G16765我更G2164G10099G5725G1114G48G88G79G87IG86IG80G1235G11507G17731件的G1363用。G5415结果G3324面包G7507G990显示时，心G18336G5875G2475G2052G1114G10714G16782与实G19481G11468结G2524的G6116G4613G5875。18六、参考文献1G709G256模G6323电G4388G6228G7427基G11796G257G9177G2338大G4410G12473G16811G11345主编2G709G256数G4395电G4388G6228G7427基G11796G257G9177G2338大G4410G19391G11719主编3G709G256电G4388G6228G7427基G11796G257G5259G2338光主编4G709G256G10628代电G4388线路G2656G6228G7427实验简明教G12255孙肖G4388主编19七、附录基础部分仿真电路图VCC15VVCCR11MKEYA502VCC