半导体三极管β值及范围测量仪设计报告

-.z.课程设计课题名称：半导体三极管β值及围测量仪完成人：班级：**：时间：〔一〕设计容及要求1.设计容：制作一个自动测量NPN型硅三极管β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〕β值的围分别为80～120及120～160，160～200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β值的档次4〕发挥局部：用三个数码管显示β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，注意防止出现"叠加现象〞。〔二〕电路设计电路设计整体框图使用被测三使用被测三极管构成放大电路取样电路+比拟器电路编码器译码电路数码管显示压控振荡器计数译码显示555产生秒脉冲发挥局部根本局部〔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〕：构成微电流源电路,为待测三级管,微电流源提供基极电流,R8提供输出电压。调节滑动变阻器的阻值可以改变微电流源的输出电流,的选择应在之间为宜,且的选择应不小于,以使三极管工作在适宜的状态。取待测管的值为，即，根据公式：得出：，，最终输出电压为图一微电流源2)电压比拟器〔图2〕：将取样信号同时加到具有不同基准电压的比拟电路输入端进展比拟，对应*一定值，只有相应的一个比拟电路输出为高电平，则其余比拟器输出为低电平。由于被测量的物理量要分五档〔即值分别为<80、80～120、120～160、160～200及>200，对应的分档编号分别是0、1、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拟电路，将取样信号同时加到具有不同基准电压的比拟电路输入端进展比拟，对应*一定值，相应的一个比拟电路输出为高电平，其余比拟器输出为低电平。从上而下分别为：4档、3档、2档、1档。图二电压比拟器3〕编码译码编码译码显示CD4532引脚图CD4511引脚图数码管CD4532真值表CD4511真值表编码译码显示图图4〔五〕完整电路图及工作原理1〕根底局部：1.将变化的值转化为与之成正比变化的电压，再取样进展比拟、分档。根据三极管电流的关系，当为固定值时，反映了的变化，电阻上的电压又反映了的变化，对取样参加后级进展分档比拟。2.将取样信号同时加到具有不同基准电压的比拟电路输入端进展比拟，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，比照拟器输出的高电平进展二进制编码，再经显示译码器译码，驱动数码管显示出相应的档次代号。根本局部完整电路图2〕发挥局部工作原理：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完毕，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。发挥局部整体电路图〔六〕总结1.方案设计优点：本钱低，不需要人工接电路，通过MULTISIM，就可以直接仿真出来，方便调试。根本局部可以得到很准确的结果，发挥局部应用了很多知识，虽然结果有误差，但是思路正确。2.方案设计缺点：发挥局部显示结果不准确，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，改良及展望该电路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，才能到达我们预期的要求。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根底。改良和展望：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根底知识，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准确度和测量围，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，开场将各局部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，不只是停留在理论根底上。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根本方法和根本步骤，实际解决设计中出现的问题，增强了寻找问题，解决问题的能力。这不仅帮助我更好地掌握书本知识，尤其重要的是增强了自