三极管β值测量电子技术课程设计
三极管β值数显式测量电路设计.
××××大学课程设计2010年 7 月 11 日××××课程设计任务书课程电子技术课程设计题目三极管β值数显式测量电路设计专业自动化姓名学号主要内容:根据设计要求,运用所学的电子技术及电路基础等知识,自行设计一个三极管β值数显式测量电路,用数码管和发光二极管显示出被测三极管的β值,从而读数直观,误差较小。
基本要求:1可测NPN硅三极管的直流电流放大系数β值(设β小于200),测试条件如下:(1) Ig=10μΑ,误差为±2%(2)V CE为14到16V,且对于不同β值的三极管,V CE的值基本不变。
2用二只LED数码管和一只发光二极管构成数字显示器。
发光二极管显示最高位,它的亮状态和暗状态代表“1”和“0”,两只数码管显示拾位个位,即可显示0到199的正整数。
3在温度不变(20℃)时,本测量电路误差的绝对值不超过“0.05*数字显示器读数+1”。
4数字显示器所显示的数字应当清晰,稳定、可靠主要参考资料:[1]童诗白.模拟电子技术基础 [M].北京:高等教育出版社,2006.[2]张凤言.电子电路基础[M].北京:高等教育出版社,1995.[3]电子电路百科全书编辑组. 电子电路百科全书[M].北京:科学出版社.1988.[4]彭介华.电子技术课程设计指导[M].高等教育出版社,1997.[5]李哲英等.实用电子电路设计[M].北京:电子工业出版社,1997.[6]陈永甫.新编555集成电路应用800例.电子工业出版社,2000..完成期限2010.7.5-7.11指导教师专业负责人2010年 7 月 4日目录1 任务和要求 (1)2 总体方案设计与选择 (1)2.1任务分析 (1)2.2设计思路 (1)2.3系统概述 (1)3 电路总原理框图设计 (2)4 单元电路设计 (3)4.1转换电路 (3)4.2优频转换电路 (4)4.3控制计时电路 (5)4.4计数电路 (5)4.5译码与显示电路 (6)5 单元电路的级联设计 (7)6 设计总结 (7)参考文献 (8)附录 (1)1 任务和要求(1)任务:设计一个三极管β值数显式测量电路,用数码管和发光二极管显示出被测三极管的β值。
半导体三极管β值及范围测量仪设计报告
半导体三极管β值及范围测量仪设计报告方案设计优点:成本低,不需要人工接电路,通过MULTSM,就可以直接仿真出来,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multsm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范围,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MULTSM 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。
半导体三极管β值测量仪
课程设计名称:电子技术课程设计
题目:半导体三极管β值测量仪
专业:
班级:
姓名:
学号:
课程设计成绩评定表
课程设计任务书
一、设计题目
半导体三极管β值测量仪
二、设计任务
1.对被测NPN型三极管值分三档,80-120,120-160,160--200三档,
并分别编号为1、2、3;
2.用四个发光二极管显示编号,处于待测时全部灭,超过200显示四个
全部亮。
三、设计计划
电子技术课程设计共1周。
第1天:选题,查资料;
第2天:方案分析比较,确定设计方案;
第3~4天:电路原理设计与电路仿真;
第5天:编写整理设计说明书。
四、设计要求
1. 画出整体电路图。
2. 对所设计的电路全部或部分进行仿真,使之达到设计任务要求。
3. 写出设计说明书。
指导教师:回立川
时间:2012年6月12日。
晶体管放大倍数β检测电路的设计
晶体管β值数显测量电路实验报告宁波大学科技学院理工分院课题五晶体管β值数显测量电路一、实验目的1、设计任务设计一个低频小功率NPN型硅三极管共射极电流放大倍数β值测量电路。
2、基本要求(1)β值的测量范围为50 ~ 250。
(2)接入晶体管后自动显示被测晶体管的β值,当没有接入晶体管时数码管显示为零。
(3)当接入晶体管的β值不在测量范围时,用发光二极管指示。
(4)测量精度为±5%。
(5)测量响应时间t<1S。
3、扩展要求(1)分档指示功能,当β值为50~100,100~180,180~250时,分别用发光二极管指示。
(2)能测量PNP管的β值。
二、实验原理由设计要求可知只要将被测晶体管的β值转换为对应的电压值,对β值的测量转变为对电压的测量。
将此电压进行比例调整后,进行A/D转换,然后进行译码显示即可。
其原理框图如图2-5-1所示。
三、单元电路设计参考1、β/V转换电路基本思路为:对被测晶体管输入一固定值的基极电流,则其集电极电流Ic=βIb,然后将集电极电流转换为电压即可。
基极电流的设置可以采用如下两种方式。
其一、如图2-5-2所示,选择恰当的基极偏置电阻Rb实现基极电流设置。
其二,利用恒流源实现基极电流的设置,如图2-5-3所示。
这种方式的优点是可以对锗管设置基极电流而不需要改变电路结构或元件参数。
由于要提供很小的基极电流,恒流源可以用如图2-5-4所示的微电流源实现。
微电流源的参考电流与输出电流之间的函数关系为:2、 比例调整电路比例调整电路的主要作用是将β/V 转换电路的输出电压作适当的调整提供给A/D 转换电路,以期得到一个适当的二进制数值,便于译码器显示对应的β值。
常用的比例电路有反相比例电路,同相比例电路,差动放大电路等。
在此介绍一下常用的三运放差动放大电路,电压如图2-5-6所示。
CSC S C b C R I U I I I I ===β10AR I U CC C μβ*==))(21(1220I I PU U R RU -+=6.19)21(255512510)21()21(28322=+=-==⨯+=+-PP C P R R LSB R R U R R 得:由:LM324N芯片引脚图3、A/D转换电路A/D转换电路将模拟量转换为数字量。
青岛大学课程设计——三极管β值测量仪
电子技术课程设计报告设计名称:半导体三极管β值测量仪学校名称:青岛大学学院名称:自动化工程学院专业班级:13级通信工程1班学号:*************名:**指导老师:2015年9月22日目录一、课题名称 (3)二、内容摘要 (3)三、设计内容及要求 (3)3.1基础部分 (3)3.2发挥部分 (4)四、比较和选定设计的系统方案,画出系统框图 (4)4.1基础部分 (4)4.1.1 设计方案 (4)4.1.2模块结构与流程图 (4)4.1.3 基本设计原理 (5)4.2发挥部分 (5)4.2.1设计方案 (5)4.2.2系统框图 (6)4.2.3基本设计原理 (6)五、单元电路设计、参数和元器件选择说明 (7)基础部分 (7)5.1微电流源 (7)5.2共射放大电路 (8)5.3采样电路 (8)5.4采样电路、比较电路、基准电压 (10)5.5优先编码、显示译码、显示电路 (12)5.5.1编码电路 (12)5.5.2显示译码电路 (12)5.5.3显示电路 (13)5.6单稳态触发器 (14)5.7流控振荡器 (16)5.8计数电路、显示电路 (18)六、画出完整电路图,并说明电路的工作原理 (21)6.1基础部分 (21)6.1.1基础部分Multisim仿真图 (21)6.1.2基础部分电路的工作原理 (21)6.2发挥部分 (23)6.2.1发挥部分完整电路图 (23)6.2.2发挥部分的基本原理 (23)6.3总电路图 (24)七、仿真结果 (24)八、电路优缺点及改进方向 (25)九、器件清单 (25)十、实验心得 (26)十一、参考文献 (27)一、课题名称半导体三极管β值测量仪二、内容摘要本次课程设计制作一个测量NPN型半导体三极管β值的显示测试仪,分为基础部分和发挥部分。
基础部分:通过β-U的转换电路,将变化的β值转化成与之成正比例的电压即取样电压,对其进行比较、分档。
然后将取样信号同时加到四个具有不同基准电压的电压比较器中进行比较,对于某一定值,每个电压比较器输出端输出相应的高电平或者低电平,从而驱动优先编码器对高位进行二进制编码,再经过显示译码器驱动数码管显示出相应的档位。
放大电路测试三极管β值
一、设计任务1.1 设计目的:(1)、掌握设计放大电路测试三极管β值的方法,以及组装与调试方法。
(2)、进一步熟悉模拟,数字集成电路的使用方法。
1.2 设计内容及要求1、设计制作一个自动测量三极管电流放大系数β值范围的装置,将被测NPN型三极管β值分三档;β值的范围分别为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。
2、用数码管显示β值的档次及三极管的β值;3、组装、调试三极管β值测试仪。
4、画出完整的电路图,写出设计报告。
二、设计方案2.1 设计思路设计电路测量三极管的β值,将三极管β值转换为其他可用仪器测量的物理量来进行测量(如电压,根据三极管电流IC=βIB的关系,当IB为固定值时,IC反映了β的变化,电阻RC上的电压VRC又反映了IC的变化)。
因为题目要求分三档显示三极管的β值(即 值的范围分别为80~120、120~160及160~200,对应的分档编号分别是1、2、3),所以对转换后的物理量进行采样,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,相应的一个比较电路输出高电平,其余比较器输出为低电平,实现AD转换。
比较后再进行分档显示。
要实现分档显示,则必须对比较器输出的高电平进行二进制编码和显示译码在发挥部分,器测量的物理量来进行测量,如电压,根据三极管电流IC=βIB的关系,当IB 为固定值时,IC反映了β的变化,电阻RC上的电压VRC又反映了IC的变化,对VRC进行伏频转换,转换后的频率f就反映了β值的大小,然后再用计数器对f的信号进行一定时间的计数,最后通过计数器的保持输出经译码电路就可以显示β值。
关键一:将变化的β值转化为与之成正比变化的电压或电流量,再取样进行比较、分档。
上述转换过程可由以下方案实现:根据三极管电流IC=βIB 的关系,当IB 为固定值时,IC 反映了β的变化,电阻RC 上的电压VRC 又反映了IC 的变化,对VRC 取样加入后级进行分档比较。
三极管β值自动测量分选仪
实用文档模拟电子技术基础课程设计(论文)题目:三极管β值自动测量分选仪院(系):电子与信息工程学院专业班级:学号:学生姓名:指导教师:(签字)起止时间: 2014.6.30-2014.7.11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% 以百分制计算摘要随着现代科技的迅速发展,三极管被广泛应用在各种领域,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β值,所以三极管β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β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β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β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:三极管;比较电路;自动分选仪;β值目录第1章三极管β值自动测量分选仪设计方案论证 (1)1.1三极管β值自动测量分选仪的应用意义 (1)1.2三极管β值自动测量分选仪的设计要求及技术指标 (1)1.3设计方案论证 (2)1.4总体设计方案框图及分析 (2)第2章三极管β值自动测量分选仪各单元电路设计 (3)2.1直流稳压电源电路设计 (3)2.2被测三极管电路设计 (4)2.3电压比较器电路设计 (4)2.4二极管显示电路设计 (5)第3章三极管β值自动测量分选仪整体电路设计 (6)3.1整体电路图及工作原理 (6)3.2电路参数计算 (7)3.3仿真的性能分析 (8)第4章设计总结 (9)参考文献 (10)附录Ⅰ元器件清单 (11)第1章三极管β值自动测量分选仪设计方案论证1.1三极管β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。
电子技术课程设计β值测量仪
电子技术课程设计——半导体三极管β值测量仪齐齐哈尔大学通信与电子工程学院通信xxx xxx指导教师:XXX2010年6月23日半导体三极管β值测量仪的设计一、选题依据在现代电子技术中,半导体电子元器件被广泛应用。
而半导体三极管通常被用在各种放大电路当中。
因而半导体三极管的放大倍数,即β值则成为一个经常使用的参数。
在学生实验以及各种电路设计过程当中如果我们能像测量电压、电流、电阻一样用仪器测三极管的β值,那么这将会为我们的实验和设计带来极大地便利。
因此,设计一个三极管β值测量仪则具有很大的实用价值和必要。
设计电路测量三极管的β值,将三极管β值转换为其他可用仪器测量的物理量来进行测量(如电压,根据三极管电流I C=βI B的关系,当I B为固定值时,I C反映了β的变化,电阻R C上的电压V R C又反映了I C的变化)。
二、设计要求及技术指标1.设计要求:设计制作一个自动测量三极管直流放大系数β值范围的装置。
2.技术指标:(1)、对被测NPN型三极管β值分三档;(2)、β值的范围分别为50~80、80~120及120~180,对应的分档编号分别是1、2、3;(3)、用数码管显示β值的档次;(4)、电路采用5V或正负5V电源供电。
三、电路结构及其工作原理1.电路的结构框图:图1 三极管β值测量仪框图2.电路的原理图: 1).三极管β值测量仪整体机电路图:图2 三极管β值测量仪电路原理图2.) 根据设计方案的方框图进行模块化设计: 1、转换电路其中包括 微电流源(提供恒定电流)和 差动放大电路(电压取样及隔离放大作用)。
将变化的三极管β值转化为与之成正比变化的电压量,再取样进行比较、分档。
上述转换过程可由以下方案实现:根据三极管电流I C =βI B 的关系,当I B 为固定值时,I C 反映了β的变化,电阻R C 上的电压V RC 又反映了I C 的变化,对V RC 取样加入后级进行分档比较。
为了取得固定I B ,采用微电流源电路提供恒定电流。
电子技术课程设计---导体三极管β值测量仪
电子技术课程设计---导体三极管β值测量仪一,课题名称导体三极管β值测量仪二,内容摘要能自动测量三极管直流放大系数值范围,将变化的β值转化为与之成正比变化的电压或电流量,再取样进行比较、分档。
此转换过程可由以下方案实现: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,对取样加入后级进行分档比较。
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。
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。
这样就能自动测量三极管直流放大系数值范围。
三,设计内容及要求设计一个自动测量三极管直流放大系数β值范围的装置。
技术要求:1.对被测NPN型三极管值分三档;2.β值的范围分别为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.电路采用5V或正负5V电源供电。
四,比较和选定设计的系统方案,画出系统框图1.方案一(1)根据三极管电流IC=βIB的关系,当IB为固定值时,IC反映了β的变化,所以我们可以将变化的β值转化为与之成正比变化的电流量;(2)电阻RC上的电压VRC又反映了IC的变化,故得到了取样电压VRC;(3)将取样电压量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Uo,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;(4)对比较器输出的高电平进行二进制编码;(5)经显示译码器译码;(6)驱动数码管显示出相应的档次代号。
2.方案二(1)根据电压Uo=βIB R3 的关系,当IB为固定值时,Uo反映了β的变化,所以我们可以将变化的β值转化为与之成正比变化的电压量;(2)U o即为取样电压;(3)将取样电压量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Uo,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;(4)对比较器输出的高电平进行二进制编码;(5)经显示译码器译码;(6)驱动数码管显示出相应的档次代号。
三极管β值数显式测量电路设计
R
+5V
译码电路是74LS47芯片构成,输入BCD码,输入LED中,点亮数字。
七段译码器74LS47为低电平输出有效,后接共阳极数码管。
谢 谢
riordon@
由硬件设计条件:
————显示电路 1. 二只LED数码管、一只发光二极管
显示电路
2. E、B和C三个插孔 ——————————三极管接入口
电路设计部分:
1. LED数码管规则工作需要要采用译码电路,点亮数字。
2. 译码电路的输入必须正确的β值,输入端为电压信号 变化。
译码电路
电路设计部分
被测 三极管
三极管β值数显式测量电路设计
riordon@
任务: 测量NPN硅三极管的直流电流放大系数β值(β<200)
电路参数要求:
1. ������������ = 10������������,允许误差为±2%。
2. 14������ ≤ ������������������ ≤ 16������,且对于不同β值的三极管,������������������ 的值 基本不变。
1. 运放器的反相输入端与集电极相连接,而且参数对发射极与集电极电压有要求,所三
极管的射极直接接到-15V的电源上。 2. 基极电路 ������������ = 10������������,发射极电压为-15V,所以取R1=1.5MΩ。 3. 电路中需要固定������������ ,且电压������������������ 保持不变,所以三极管中集电极,发射极没有电阻。
硬件设计要求:
1. 用二只LED数码管和一只发光二极管构成数字显示器。 “0”,二只数码管分别用来显示拾位和个位,发光二 极管用来显示最高位,它的亮状态和暗状态分别代表 “1”和即数字显示器可显示不超过199的正整数和零。 2. 测量电路应设有E、B和C三个插孔。当被测管插入插 孔后,打开电源,显示器应自动显示出被测三极管的β 值,响应时间不超过两秒钟。 3. 在温度不变(200C)的条件下,本测量电路的误差之 绝对值不超过5/100 ������+1这里的N是数字显示器的读数。 4. 数字显示器所显示的数字应当清晰,稳定、可靠。
放大电路测试三极管β值
一、设计任务1.1 设计目的:(1)、掌握设计放大电路测试三极管β值的方法,以及组装与调试方法。
(2)、进一步熟悉模拟,数字集成电路的使用方法。
1.2 设计内容及要求1、设计制作一个自动测量三极管电流放大系数β值范围的装置,将被测NPN 型三极管β值分三档;β值的范围分别为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。
2、用数码管显示β值的档次及三极管的β值;3、组装、调试三极管β值测试仪。
4、画出完整的电路图,写出设计报告。
二、设计方案2.1 设计思路设计电路测量三极管的β值,将三极管β值转换为其他可用仪器测量的物理量来进行测量(如电压,根据三极管电流IC=βIB的关系,当IB为固定值时,IC反映了β的变化,电阻RC上的电压VRC又反映了IC的变化)。
因为题目要求分三档显示三极管的β值(即 值的范围分别为80~120、120~160及160~200,对应的分档编号分别是1、2、3),所以对转换后的物理量进行采样,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,相应的一个比较电路输出高电平,其余比较器输出为低电平,实现AD转换。
比较后再进行分档显示。
要实现分档显示,则必须对比较器输出的高电平进行二进制编码和显示译码器译在发挥部分,器测量的物理量来进行测量,如电压,根据三极管电流IC=βIB的关系,当IB 为固定值时,IC反映了β的变化,电阻RC上的电压VRC又反映了IC的变化,对VRC进行伏频转换,转换后的频率f就反映了β值的大小,然后再用计数器对f的信号进行一定时间的计数,最后通过计数器的保持输出经译码电路就可以显示β值。
关键一:将变化的β值转化为与之成正比变化的电压或电流量,再取样进行比较、分档。
上述转换过程可由以下方案实现:根据三极管电流IC=βIB 的关系,当IB 为固定值时,IC 反映了β的变化,电阻RC 上的电压VRC 又反映了IC 的变化,对VRC 取样加入后级进行分档比较。
电子课程设计报告--半导体三极管β值范围测量仪设计实验
电子课程设计报告学校名称:青岛大学学院名称:2010级自动化工程学院专业班级:学号:姓名:一、设计任务二、设计要求三、电路设计3.1 设计思路3.2 参数计算及部分元器件说明四、完整电路图五、五、组装调试5.1 使用的主要仪器和仪表5.2 调试电路的方法和技巧5.3 测试的数据和波形并与计算结果比较分析5.4 调试中出现的故障、原因及排除方法六、总结七、七、系统元器件列表八、收获、体会九、九、参考文献半导体三极管β值范围测量仪设计实验一、课题名称: 半导体三极管β值及范围测量仪二、设计内容及要求:1、设计内容:设计制作一个自动测量三极管直流放大系数β值范围的装置.2、设计要求:1)对被测NPN型三极管值分三档;2)β值的范围分别为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;设计一个半导体三极管β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样输出电压值,在经过比较电路分档,经过数码管显示β值档次。
三、电路设计:1、设计思路基本部分首先,基本部分分为电流源电路、采样电路、分压电路、比较器、编码电路、译码及显示电路六个模块组成。
设计框图如下:基本部分方案方框图1)电流源电路采用威尔逊电流源作为微电流源电路部分。
如下图:2)采样电路此模块由差分放大电路组成,把与三极管 值成比例的集电极电压取出来,再把电压采样放大,为下一级电压比较电路提供采样电压,同时起隔离作用,防止对前面的电路造成影响。
合理设定参数,使放大倍数为1,运放采用+5V单电源供电。
如下图:3)比较电路被测β值须分为三档(即β值分别为80~120、120~160及160~200,对应档的编号分别是1、2、3,同时规定β<80或空测时显示为0,β值超过200时显示为4)所以必须考虑到少于80和大于200的情况,于是比较电路需要把结果分成五个层次,故需要四个基准电压。
三极管β值的检测电路实验原理
简易双极性三极管放大倍数β检测电路1.设计任务:设计一个简易双极性三极管(以下简称为三极管放大倍数β判断电路。
该电路能够检测出三极管放大倍数β的挡位,同时可以通过手动实现对挡位的改变。
二.设计要求1.三极管类型判断电路:要求该电路能够检测出三极管的类型(NPN 或PNP );2.三极管电流放大倍数测量电路:要求该电路能够测出电流放大倍数β;3.三极管电流放大倍数挡位测量电路:要求该电路至少能够将三极管电流放大倍数β从0-+∞分为8个挡位,并可通过手动调节8个挡位值的具体大小;4.显示电路:要求该电路能够将不同的三极管电流放大倍数β加以区别显示;5.电源电路:要求该电路为上述各电路提供12V 直流电源。
3.主要单元电路设计(1)三极管类型判别电路(2)三极管放大倍数β测量电路当电路中接入NPN 型三极管的时候,电路中电流电压的表达式 如下:122()/B CC BE LED C CC C CC B I V V V R V V I R V I R β=--=-=-NPN 型 PNP 型通过上式可以看出电压随β的变化而变化。
这样即把β转化为电压量进行测量,而又由于可以设计R2为可变电阻,即可以手动调节的大小,这样,也就实现了手动调节放大电路的β值。
三极管放大倍数β档位测试电路的核心是由运算放大器构成的比较器。
其工作原理是通过运算放大器的同向输入端的电阻分压得到八个标准电压值,再通过由前级电路的输入进行比较,从而判断不同的档位。
规则如下:如果Vc大于标准电压值,则输出低电平;反之,则输出为高电平。
从而对不同的Vc与分压电阻上的不同电压值进行比较,输出不同的电压值,间接实现了测量不同的β值得目的。
(3)显示电路显示电路是通过发光二极管来实现的。
通过运算放大器输出的高低电平,发光二极管产生亮和灭,这样就清楚地知道β值属于哪一个档位,达到了显示的作用。
这里需要注意的是,运算放大器的输出电流要与发光二极管的驱动电流匹配,如果运算放大器的输出电流过的就要串接限流电阻;如果运算放大器的输出电流过小就要介入晶体管进行电流放大。
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课程设计名称:电子技术课程设计题目:半导体三极管β值测量仪专业:电气工程及其自动化班级:电气10-1班姓名:学号: 1005040120辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表课程设计任务书一、设计题目半导体三极管β值测量仪二、设计任务1. 对被测NPN型三极管值分三档,80-120,120-160,160--200三档,并分别编号为1、2、3;2. 用四个发光二极管显示编号,处于待测时全部灭,超过200显示四个全部亮。
三、设计计划电子技术课程设计共1周。
第1天:选题,查资料;第2天:方案分析比较,确定设计方案;第3~4天:电路原理设计与电路仿真;第5天:编写整理设计说明书。
四、设计要求1. 画出整体电路图。
2. 对所设计的电路全部或部分进行仿真,使之达到设计任务要求。
3. 写出设计说明书。
指导教师:回立川时间:2012年6月12日摘要NPN型晶体管是电子电路中最常见的一种元器件,放大倍数为其基本参数。
放大倍数的检测对于晶体管的应用具有重要意义,对于一个晶体管,在应用之前,都应检测出它的放大倍数。
为了检测出不同晶体管的放大倍数的粗略值,本实验利用集成运放,发光二极管和译码器电路,将晶体管的放大倍数分成3个档位进行测量。
利用本实验的电路,可以成功实现对晶体管放大倍数的档位范围的具体测量,并在β>200时实现四个灯全亮的报警,从而保证电路和器件的安全。
关键词:NPN型发光二极管档位报警目录第一章实验元件简介 (1)1.1三极管 (1)1.274LS138 3-8线译码器 (2)第二章电路设计总体思路····································2.1 电路的设计思路 (4)2.2 仪器设备 (4)第三章具体电路设计及其实现方法 (4)3.1 三极管工作电路 (5)3.2 三极管放大倍数及档位显示电路 (6)3.3 总体电路及其功能 (7)第四章课程设计内容 (8)4.1 实验总结及心得体会 (8)4.2 参考文献 (9)第一章,实验元件简介1.1 三极管的基本结构是两个反向连结的PN接面,如图1所示,可有pnp和npn两种组合。
三个接出来的端点依序称为发射极、基极和集电极,名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。
图中也显示出npn与pnp三极管的电路符号,发射极特别被标出,箭号所指的极为n型半导体,和二极体的符号一致。
在没接外加偏压时,两个pn接面都会形成耗尽区,将中性的p型区和n型区隔开。
三极管的电特性和两个pn接面的偏压有关,工作区间也依偏压方式来分类,这里我们先讨论最常用的所谓”正向活性区”(forward active),在此区EB极间的pn接面维持在正向偏压,而BC极间的pn 接面则在反向偏压,通常用作放大器的三极管都以此方式偏压。
射极注入基极的空穴流大小是由EB 接面间的正向偏压大小来控制,和二极体的情形类似,在启动电压附近,微小的偏压变化,即可造成很大的注入电流变化。
更精确的说,三极管是利用VEB(或VBE)的变化来控制IC,而且提供之IB 远比IC小。
npn三极管的操作原理和pnp三极管是一样的,只是偏压方向,电流方向均相反,电子和空穴的角色互易。
pnp三极管是利用VEB控制由射极经基极,入射到集电极的空穴,而npn三极管则是利用VBE控制由射极经基极、入射到集电极的电子。
三极管在数字电路中的用途其实就是开关,利用电信号使三极管在正向活性区(或饱和区)与截止区间切换,就开关而言,对应开与关的状态,就数字电路而言则代表0与1(或1与0)两个二进位数字。
若三极管一直维持偏压在正向活性区,在射极与基极间微小的电信号(可以是电压或电流)变化,会造成射极与集电极间电流相对上很大的变化,故可用作信号放大器。
晶体三极管的电流放大作用晶体三极管具有电流放大作用,其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。
这是三极管最基本的和最重要的特性。
我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数,用符号“β”表示。
电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值,但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。
晶体三极管的三种工作状态截止状态:当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零,集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,我们称三极管处于截止状态。
放大状态:当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并处于某一恰当的值时,三极管的发射结正向偏置,集电结反向偏置,这时基极电流对集电极电流起着控制作用,使三极管具有电流放大作用,其电流放大倍数β=ΔIc/ΔIb,这时三极管处放大状态。
饱和导通状态:当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并当基极电流增大到一定程度时,集电极电流不再随着基极电流的增大而增大,而是处于某一定值附近不怎么变化,这时三极管失去电流放大作用,集电极与发射极之间的电压很小,集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。
三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。
根据三极管工作时各个电极的电位高低,就能判别三极管的工作状态,因此,电子维修人员在维修过程中,经常要拿多用电表测量三极管各脚的电压,从而判别三极管的工作情况和工作状态。
三极管最基本的作用是放大作用,它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号,当然这种转换仍然遵循能量守恒,它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。
三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。
当三极管的基极上加一个微小的电流时,在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流,即集电极电流。
集电极电流随基极电流的变化而变化,并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化,这就是三极管的放大作用。
三极管还可以作电子开关,配合其它元件还可以构成振荡器。
半导体三极管除了构成放大器和作开关元件使用外,还能够做成一些可独立使用的两端或三端器件。
1.2 74LS138工作原理如下:当一个选通端(G1)为高电平,另两个选通端(/(G2A)和/(G2B))为低电平时,可将地址端(A、B、C)的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。
74LS138的作用:利用G1、/(G2A)和/(G2B)可级联扩展成24线译码器;若外接一个反相器还可级联扩展成32线译码器。
若将选通端中的一个作为数据输入端时,74LS138还可作数据分配器用与74HC138:74LS138为3 线-8 线译码器,共有54/74S138和54/74LS138 两种线路结构型式,其74LS138工作原理如下:当一个选通端(G1)为高电平,另两个选通端(/(G2A)和/(G2B))为低电平时,可将地址端(A、B、C)的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。
74LS138的作用:利用G1、/(G2A)和/(G2B)可级联扩展成24 线译码器;若外接一个反相器还可级联扩展成32 线译码器。
若将选通端中的一个作为数据输入端时,74LS138还可作数据分配器用与非门组成的3线-8线译码器74LS13874ls138译码器内部电路>3线-8线译码器74LS138的功能表<74ls138功能表>无论从逻辑图还是功能表我们都可以看到74LS138的八个输出管脚,任何时刻要么全为高电平1—芯片处于不工作状态,要么只有一个为低电平0,其余7个输出管脚全为高电平1。
如果出现两个输出管脚在同一个时间为0的情况,说明该芯片已经损坏。
当附加控制门的输出为高电平(S=1)时,可由逻辑图写出第二章,电路设计总体思路2.1 电路设计思路:本实验要实现对npn型三极管β的测量,我设计电路总体的思路是:①,保证三极管正常工作的电路,并且使β值可调。
②,判断三极管放大倍数即β值。
③,放大倍数档位显示电路(含报警电路)。
④,电源电路第一部分:三极管为npn型时,上端为集电极,下端为发射极当Vcc保持不变同时为基极与集电极供电时,在两个极连上合适的电阻即能实现三极管的正常工作,为实现可调可在集电极上串联一个可变电阻,通过改变Vc来控制β的变化。
第二部分:npn型三极管放大倍数的档位判断是将β值的测量转化为对三极管电流或电压的测量,同时还要对档位进行调节。
再通过一个学过的电压比较器,实现对档位的判断。
对于电压比较器,正向输入端输入的电压高于其负输入端的电压值,则其输出为高电平,反之为低电平。
利用这个特性可以实现对前一级电路的输出电压进行判断并显示。
第三部分:主要由两个3-8译码器和一些门电路及四个发光二极管组成,四个发光二极管分别代表不同的档位,当β值超过了200时,四个二极管全亮,实现报警功能。
第四部分:通过合适的电源电路给各个元件供电,以保证其正常工作。
2.2 仪器设备:2N2222型三极管 1集成运算放大器 4直流稳压电源若干电阻电容若干74LS138型译码器 2门电路若干发光二极管 4第三章电路设计及其实现方法NPN型三极管简介由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成的三极管,称为NPN型三极管. 也可以描述成,电流从发射极E流出的三极管. 三极管按结构分,可分为NPN型三极管和PNP型三极管.三极管除了有对电流放大作用外,还有开关作用(即通、断作用),当基极加上正偏压时,NPN型三极管即导通处于饱和状态及灯会亮,反之,三极管就不导通,灯不亮。
3.1.三极管正常工作电路三极管工作电路如下图所示,当晶体管接入时,将集电极接上端,发射极接下端,那么NPN型三极管能够正常导通,再通过R1与Rp使得Vcc产生合适的压降,使三极管正常工作,且当Rp在一定范围内改变是,三极管β值也跟着改变其中,Rp的作用是改变集电极电位的大小,从而实现手动对三极管β值的控制。
如图所示,这是一个减法预算电路,起其主要功能是通过Vcc减去R1,Uceq的和,从而得到Rc 上的电压Uc输出到右端进行判断,因为Uc=IcRc,所以Ic的值就已知了,通过Ic=βIb,所以能求出β的值。
3.2.三极管放大倍数的测量及档位的显示首先,这个功能通过一个元件来实现,LM358LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,在推荐的工作条件下,电源电流与源电压无关。
LM358的电路结构如右图所示。