三极管β值自动测量分选仪

1、 模拟电子技术基础模拟电子技术基础课程设计（论文）课程设计（论文）题目：题目：三极管三极管值自动测量分选仪值自动测量分选仪院（系）：院（系）： 电子与信息工程学院电子与信息工程学院 专业班级：专业班级： 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： （签字）起止时间：起止时间： 2014.6.30-2014.7.112014.6.30-2014.7.11本科生课程设计（论文）III课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语院（系）： 教研室： 电子信息工程注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学 号学生姓名专业班级课程设计（论文）题目三极管三极管

2、值自动测量分选仪值自动测量分选仪课程设计（论文）任务设计任务：设计任务：（1）设计并制作一台三极管 值自动测量分选仪。（2）对低频小功率三极管的直流电流放大系数 进行分档选出。（3） 值的范围分别为：5080，80120，120180，180270，270400。（4）用数码管显示不同的档次。设计要求：设计要求：1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。2 .确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。3 .设计各单元

3、电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。4 .组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。进度计划第 1 天：集中学习；第 2 天：收集资料；第 3 天：方案论证；第 4 天：选择器件进行单元电路设计；第 5 天：单元电路设计及仿真；第 6 天：整体电路设计并仿真；第 7 天：电路焊接制板；第 8 天：焊接调试；第 9 天：完善设计；第10 天：答辩。指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日本科生课程设计（论文）IV摘 要随着现代科技的迅速发展，三极管被广泛应用在各种

4、领域，使大规模使用集成电路成为可能。然而，三极管在使用过程中必须要知道器 值，所以三极管 值自动测量分选仪越来越多的被运用。本仪器可以快速的测量三极管的 值,这样三极管就可以在实际中得到广泛的应用。 本设计由直流电压源电路，电压比较电路，二极管显示电路组成。将三极管电流放大倍数 值的大小通过电压来表示,将输出电压输入电压比较电路,与基准电压相比较,若对应某一电压,电压会驱动发光二极管通过显示不同颜色的光来表示出相应的挡位，从而达到分选三极管 值的功能。本设计对各个部分电路进行了整理,对重要元器件的参数进行了计算，然后用 EWB 仿真软件进行了仿真，仿真显示能达到技术指标的相应要求。关键词：三极

5、管；比较电路；自动分选仪； 值本科生课程设计（论文）V目 录第 1 章 三极管值自动测量分选仪设计方案论证 .11.1 三极管值自动测量分选仪的应用意义 .11.2 三极管值自动测量分选仪的设计要求及技术指标 .11.3 设计方案论证 .21.4 总体设计方案框图及分析 .2第 2 章 三极管值自动测量分选仪各单元电路设计 .32.1 直流稳压电源电路设计 .32.2 被测三极管电路设计 .42.3 电压比较器电路设计 .42.4 二极管显示电路设计 .5第 3 章 三极管值自动测量分选仪整体电路设计 .63.1 整体电路图及工作原理 .63.2 电路参数计算 .73.3 仿真的性能分析 .8

6、第 4 章 设计总结 .9参考文献 .10附录 元器件清单 .11本科生课程设计（论文）1第 1 章 三极管值自动测量分选仪设计方案论证1.1 三极管值自动测量分选仪的应用意义在现代电子电路工业中，由于三极管的广泛应用，使大规模使用集成电路成为可能。然而，要想使用三极管，必须测量其 值，三极管 值自动测量分选仪在今后的科学生产和试验中的运用会越来越多，这样就可以快速得到 值，在实际的三极管应用中得到很大的方便。1.2 三极管值自动测量分选仪的设计要求及技术指标一、设计要求一、设计要求1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘

7、制结构框图。2 .确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。4 .组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。二、技术指标：二、技术指标：此仪器所需要的电压有+5V 和+12V；对低频小功率三极管的直流电流放大系数 进行分档选出； 值的范围分别为：5080，80120，120180，180270，270400；用数码管显示不同的档次，数码管由显示不同颜色的二极

8、管组成。本科生课程设计（论文）21.3 设计方案论证方案一：方案一：将三极管放大电路的静态工作模式作为电路的取样电路，取样电路中，利用基极电流和集电极电流之间的倍关系，只要测量出基极电流大小就能知道集电极电流大小，再根据集电极电流和集电极电压之间欧姆定律关系，把集电极电流量传化为电压量，再经过运算放大器进行输出，电压稳定后通入电压比较器进行比较，最后输出到发光二极管显示不同档次。方案二：方案二：电源采用直流稳压电源，输出+5V 和+12V的电压，三极管放大电路采用共射极放大电路，根据三极管电流IC = IB的关系，当IB为固定值时，IC反映了的变化，电阻RC上的电压VRC又反映了IC的变化，对

9、VRC取样，输出 Vo。将 Vo 的电压直接输入电压比较器和已经选定的基准电压进行比较,然后分档选出，再将选出的信号输入发光二极管，由不同的颜色表示不同的电流放大系数。 对比以上两种方案，因为第一种方案的电路相对比较复杂，所需元件较多，同时，产生的偏差会比较大。而第二种方案简洁明了，易于理解，所以本设计采用第二种。1.4 总体设计方案框图及分析通过放大电路，将值的大小用输出电压来表示，输出电压输入电压比较电路，与不同的基准电压相比较，对应某一定值 Vo，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。之后，通过二极管显示电路显示不同颜色的光来表示出相应的挡位。被测三级管电压比较电

10、路二极管显示电路直流电压源电路本科生课程设计（论文）3图 1.4.1 分选仪原理框图本设计共由四部分组成，分别为直流电压源电路，被测三极管电路，电压比较电路和二极管显示电路构成。直流稳压源电路主要作为提供其他各部分的工作电压，以确保其他元器件都能够正常工作。 被测三极管电路是将电流转换为所需电压的电路，主要是把三极管的集电极电流IC转化为所需要的电压VRC，然后输出 Vo。 电压比较器电路可以把转换电压和样电压进行比较，从而得到比较结果，然后将信号输入二极管显示电路。 二极管显示电路则是通过不同的颜色来显示 值的不同档位。第 2 章 三极管值自动测量分选仪各单元电路设计2.1 直流稳压电源电路

11、设计图 2.1.1 中，D1，D2，D3，D4接成电桥的形式，起到整流的作用。电容C1起到滤波的作用。二极管Dz1是稳压管，二极管Dz2， R1， T1起到启动电路的作用，R3，R4，R6是取样电路，从两端输出，Vo1，Vo2分别为本设计所需要的两个电压源。本科生课程设计（论文）4图 2.1.1 直流稳压电源2.2 被测三极管电路设计如图 2.2.1 所示，T4是被测三极管，其基极电流可以由R1， R2限定，所以运算放大器的输出电压 Vo = IB R3。图 2.2.1 被测三极管电路本科生课程设计（论文）52.3 电压比较器电路设计该电路使输出电压与基准电压比较，可以分别驱动不同的挡位，实现

12、电压的比较输出。图 2.3.1 电压比较器2.4 二极管显示电路设计如图 2.4.1 所示，每条显示电路由电阻和不同颜色的发光二极管组成，其中电阻起到限流的作用，电压比较电路所发出的信号通过发光二极管发出不同颜色的光来显示三极管值的不同的挡位。本科生课程设计（论文）6图 2.4.1 二极管显示电路本科生课程设计（论文）7第 3 章 三极管值自动测量分选仪整体电路设计3.1 整体电路图及工作原理图 3.1.1 三极管值自动测量分选仪整体电路本科生课程设计（论文）8工作原理：工作原理：由图 3.1.1 知，首先第一部分直流稳压电源，由桥式整流电路，滤波电路，稳压电路组成，输出电路所需的电压+5V

13、和+12 V，输入到需要电源的电路。然后通过三极管放大电路进行取样，从而得到所需要的电压 Vo，将输出电压 Vo 输入电压比较电路，反相端输入不同的基准电压值，比较电路会输出不同的电位。最后将信号通过二极管显示电路，用不同颜色的发光二极管来表示出不同的挡位。3.2 电路参数计算直流电源参数计算：直流电源参数计算：设定初始参数如下：稳压管Dz1的稳定电压为 4V，R3 = 7 k；R4 = 4 k；R6 = 1 k。144631VzRRRRVo14642VzRRRVoVo1 = 12 V， Vo2 = 5 V 电压比较电路计算：电压比较电路计算：首先，可知 Vo = IB R3 ， R1 + R

14、2 = 4 k，VBE = 0.7 V ，由虚短和虚断知： 2312oBEVVVoRRR2312oVRRR本科生课程设计（论文）9因为Vo2 = 5 V ，所以： 当 50 80 时，0.635V Vo 1V ，当 80 120 时，1V Vo 1.5V ，当 120 180 时，1.5V Vo 2.25V ，当 180 270 时，2.25V Vo 3.375V ，当 270 400 时，3.375V Vo 5V ，3.3 仿真的性能分析 在连接好电路以后，在 EWB 中进行仿真，电压表显示数值正确，可以达到预期效果。此电路能对 50 到 400 倍的电流放大系数进行测量，推算出 值的范围。

15、本设计电路结构简单，功能单一，所以电路的性能更加稳定，适用于任何环境的三极管测量.。本科生课程设计（论文）10第 4 章 设计总结设计开始时首先对题目进行初步分析，然后大量搜集资料,去粗取精,形成初步的设计方案。然后进一步分析题目，剖析其中的要点和要求，从而进一步论证方案的可行性。之后，根据方案一步一步设计，计算，在多次失败与成功后，圆满的完成了设计题目。本次三极管 值自动测量分选仪设计分为四部分, 直流电压源电路，被测三极管电路，电压比较电路和二极管显示电路。整体结构简单，易于实现，成本低廉，可运用于多种测量三极管电流放大系数的实验或生产场合。对于此次课程设计，遇到的主要问题是无法显示电路的仿真结果，之后通过老师的帮助，完善了电路结构图，更改了部分元件的参数，最终达到了预期的要求。但是本设计还是存在提升的空间，比如精确的显示三极管的电流放大系数，通过更简洁的电路达到设计要求等等。本科生课程设计（论文）11参考文献1 康华光主编.电子技术基础（模拟部分）.第五版. 北京：高等教育出版社,2005.2 华成英主编.模拟电子技术基本教程. 北京：清华大学出版社，2009.8.3 李杰等编著.电子技术基础. 北京：清华大学出版社，200