半导体三极管β值测量仪设计报告1
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。
半导体三极管β值测量仪
目录目录 (2)第一部分系统设计 (3)1.1设计题目及要求 (3)1.2设计思路分析 (3)1.2.1设计思路 (3)1.2.2设计方案 (4)1.2.3方案论证与比较 (6)第二部分单元电路设计 (7)2.1被测三极管电路工作原理和功能说明 (7)2.2 β-v转换电路工作原理和功能说明 (9)2.3 LM331电路工作原理和功能说明 (9)2.4 555单稳态电路工作原理和功能说明 (12)2.5 计数、译码、显示电路及其原理和功能说明 (13)第三部分整机电路图 (15)3.1 整机电路图 (15)3.2 元件清单 (15)第四部分性能调试 (16)4.1 电路调试 (16)4.1.1 调试使用的仪器 (16)4.1.2 指标测试步骤及测量数据 (16)4.1.3故障分析及处理 (17)4.2 电路实现的功能和系统使用说明 (19)第五部分课程设计总结 (19)附件一整机电路图 (22)附件二 IC资料 (23)第一部分系统设计1.1设计题目及要求设计题目：半导体三极管β值测量仪设计任务：设计一个可测量NPN型硅三极管的β值的显示测量电路（β<200）任务要求：1用三个数码管显示β的大小，分别显示个位、十位和百位。
显示范围为0-199。
2响应时间不超过2秒,显示器显示读数清晰，注意避免出现“叠加现象”。
3电源采用5V或±5V供电。
1.2设计思路分析1.2.1设计思路将变化的β值转化为与之成正比变化的电压或电流量，再将得到的电压或者电流量转换为频率，然后计数、译码显示。
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RC上的电压V RC又反映了IC的变化，这样，被测三极管就可以通过β-V转换电路把三极管的β值转换成对应的电压，然后再通过压控振荡器把电压转换成频率，若计数时间及电路参数选择合适，在计数时间内通过的脉冲个数即为被测三极管的β值。
三极管β值测量
电路与电子技术课程设计三极管β值数显式测量电路设计学院：专业：班级：姓名：学号：指导老师：二〇一一年五月十八日目录前言 (2)1设计任务及要求 (2)1.1基本功能实现 (2)1.2扩展功能与创新 (2)1.3添加部分 (3)2方案设计与论证 (3)2.1测量方案的选择 (3)2.2芯片的选择 (3)2.3显示器件的选择 (4)2.4B I 数值的固定 (4)2.5判断管型、及好坏电路的选择 (4)3主要电路原理及相关分析计算 (6)3.1显示及主芯片电路 (6)3.2测量部分电路 (7)3.3判断管型、及好坏部分电路 (7)4总体框图 (8)5测试方法与数据 (9)5.1测试仪器 (9)5.2测试结果 (9)6误差分析 (9)[参 考 文 献] ........................................................................................... 错误!未定义书签。
三极管β值数显式测量电路设计前言：三极管系数是电子电路设计中的一组基本参数，对其测量方法有很多种，测试仪器也有很多种。
然而就目前通用的测量仪器，存在读数不直观和误差大等缺点。
操作者首先需要区分三极管是NPN 型还是PNP 型，然后判断它管脚的基极，集电极和发射极，再开始测量，操作起来比较繁琐。
本课题要求制作的三极管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，读数直观，误差较小。
1设计任务及要求1.1基本功能实现1．可测量NPN 硅三极管的直流电流放大系数β值（设β<200）。
测试条件如下： 1)B I =10μA ，允许误差为2%±。
2)CE 14V V 16V ≤≤，且对不同β值的三极管，CE V 的值基本不变。
2.该测量电路制作好后，在测试过程中不需要进行手动调节，便可自动满足上述测试条件。
3.用3只LED 数码管组成数字显示器。
青岛大学自动化课程设计报告
半导体NPN三极管β值测量仪设计报告摘要本设计由集成运放LM324比较电路、555波形产生电路、电路、译码电路等模块组合而成。
设计一个微电流源将输出的电流接到待测三极管的基极，给基极一个恒定的电流。
利用三极管将电流放大。
利用比较电路将变化的模拟量转化为高低电平用CD4532编码，CD4511译码，数码管显示。
发挥部分将三极管输出电流接到555上构成一个流控振荡器。
用另一个555搭成单稳态触发器。
两个555的输出相与之后的结果输出到十进制计数器，通过计数器计数后，进行锁存，最后经过译码器并用7段数码管显示出β值。
关键字：NPN三极管β值，流控振荡器，单稳态触发器一、设计题目及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。
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；待测三极管为空或β小于80时时显示0，超过200显示4；3、用数码管显示β值的档次；4、用数码管显示β值的数值（发挥部分）；5、响应时间不超过2秒，显示器显示读数清晰（发挥部分）。
二、方案的比较与论证根据题目要求，本测试仪由以下几大模块构成：信号发生模块、信号采集模块、信号转换模块、计数显示模块。
三极管β值测试仪框图如图1-1所示：信号发生信号采集信号转换计数显示图1-1 系统框图2.1信号发生模块方案一：利用被测三极管构成放大电路，Q2是被测三极管，其基极电流可由R1、L1限定，把三极管β值转换为电压输出：VR2＝β*IB*R2。
电路图如图1-2所示。
图1-2放大电路方案二：利用三极管构成微电流源，产生恒定的电流，然后经过三极管放大产生电流。
方案一电路简单，但是IB的精度难以调整。
方案二构成了电流源，干扰较小，所以我们采用方案二。
2.2信号采集模块利用运放LM324将三极管产生的放大电流采集出来，产生相应的高低电平。
2.3信号转换模块（发挥部分）方案一：采用压控振荡电路，利用积分电路和滞回比较电路，将电压转换成相应的频率。
模电课程设计-三极管β值数显式测量电路设计
广东石油化工学院课程设计说明书（小初号字距4磅黑体加黑居中）课程名称：模拟电子技术课程设计题目：三极管β值数显式测量电路设计学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：日期：年月日三极管β值数显式测量电路设计一、设计任务与要求⑴ 可测量NPN 硅三极管的直流电流放大系数β值（设β<200）。
测试条件如下：① ,10A I Bμ=允许误差为±2%。
② VV V CE 1614≤≤，且对于不同β值的三极管，CE V 的值基本不变。
⑵ 该测量电路制作好后，在测试过程中不需要进行手动调节，便可自动满足上述测试条件。
⑶ 用二只LED 数码管和一只发光二极管构成数字显示器。
发光二极管用来显示最高位，它的亮状态和暗状态分别代表“1”和“0”，二只数码管分别用来显示拾位和个位，即数字显示器可显示不超过199的正整数和零。
⑷ 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。
⑸ 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11005+N ，这里的N 是数字显示器的读数。
⑹ 数字显示器所显示的数字应当清晰，稳定、可靠。
二、方案设计与论证由于β值范围为0-199，因此百位数只有0和1两种情况，因此百位显示可以考虑不用译码管直接输出显示（0时无显示，1时显示1），总共只用两个译码管即可示可以 。
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， 这样，被测三极管就可以通过β-V 转换电路把三极管的β值转换成对应的电压。
方案一方案一说明：积分器+滞回比较器：理论上能够使β-v 转换模块的输出电压转被测三极管β-v 转换积分器+ 滞回比较器(v-f 转换)555多谐振荡电路 (计时脉冲)计数器译码器显示模块 ＆换为f 输出。
555多谐振荡电路：产生1s 的高电平与v-f 转换电路的f 一起输入＆门后得到f 。
半导体三极管β值测量仪
4. 电路图的绘制
目前比较流行的或应用广泛的绘制软件包有 PROTEL和ORCAD/STD。亦可用电子工作平台 multisim。
绘制电路图时应注意：
(1)布局合理、排列均匀、图面清晰、便 于看图、有利于对图的理解和阅读。
•有时一个总电路图由几部分组成，绘制时应尽量把总 电路图画在一张纸上。如果电路比较复杂，需绘制几张 图，则应把主电路图画在一张图纸上，而把一些比较独 立或次要的部分画在另外的图纸上，并在图的断口两端 做上标记，标出信号从一张图到另一张图的引出点和引 入点，以此说明各图纸在电路连线乊间的关系。
（3）元器件选择
阻容元件的选择。电阻器和电容器种类很多， 正确选择电阻器和电容器是很重要的。
设计时要根据电路的要求选择性能和参 数合适的阻容元件，并要注意功耗、容 量、频率和耐压范围是否满足要求。
分立元件的选择。
分立元件包括二枀管、晶体三枀管、场效应管、光 电二枀管、光电三枀管、晶闸管等。根据其用途分 别迚行选择。
集成电路的选择。一般优先选集成电路。
由于集成电路可以实现很多单元电路甚至整 机电路的功能，所以选用集成电路设计单元电路 和总体电路既方便又灵活，它不仅使系统体积缩 小，而且性能可靠，便于调试及安装，在设计电 路时应首选。
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。
半导体三极管β值及范围测量仪设计报告
课程设计课题名称：半导体三极管β值及范围测量仪完成人：班级：学号：时间：（一）设计内容及要求1. 设计内容：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）发挥部分：用三个数码管 显示β的大小，分别显示个位、十位和百位。
显示范围为0-199；响应时间不超过2秒，显示器显示读数清晰，注意避免出现“叠加现象”。
（二）电路设计 电路设计整体框图（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LM324 555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）：R1Q21Q 、、构成微电流源电路,Q3为待测三级管,微电流源提供基极电流b I ,R8提供输出电压。
调节滑动变阻器1R 的阻值可以改变微电流源的输出电流b I ,b I 的选择应在A A μμ40~30之间为宜,且CE V 的选择应不小于V 1,以使三极管工作在合适的状态。
取待测管的b I 值为A μ40，即A =μ40R I ，根据公式：RV V I BE CC R1-=得出：RBE CC I V V R 11-=，Ω=A ===K R I V V V V R BE CC 5.3571,40,7.0,151得：μ，最终输出电压为b b I R I V ββ04.080==图一微电流源2)电压比较器（图2）：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。
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）。
半导体三极管参数测量仪设计报告
电子设计报告半导体三极管参数测量仪设计小组成员院系名称专业名称班级二○一四年 7 月 30 日半导体三极管参数测量仪设计内容提要：本次设计的是一个基于TMS320F28335(DSP核心处理芯片)的半导体三极管参数测量仪。
系统以TMS320F28335为核心控制芯片，该系统拥有三极管管脚插错，损坏指示报警的功能，同时能够较准确的测量小功率晶体管的交流和直流放大倍数，可以在液晶上描出半导体三极管在共射极接法时的输入和输出特性曲线。
在系统的设计中，共设计了控制电路、测试电路以及显示电路三大模块。
通过DSP控制DAC0832进行DA转换，再通过后续电路实现数控直流电压源和电流源的设计以对晶体管的集电极和基极提供适当的控制电压和控制电流；然后分别通过DSP控制A/D转换器分别对基极电压、基极电流、集电极电压、集电极电流进行采样处理，再将采样得到的数据通过DSP中的程序处理后通过液晶显示三极管的各项参数和描出输入输出特性曲线，具有较大的实际意义。
关键词：TMS320F28335 三极管控制电路特性曲线 A/D转换目录1 引言 (2)2 系统设计方案及工作原理 (2)2.1总体方案设计与论证 (2)2.2系统工作原理 (2)2.2.1系统总体框图 (2)2.2.2晶体管类型判断原理 (3)2.2.3输入输出特性曲线 (3)2.2.4放大倍数的计算 (4)3 硬件电路设计 (4)3.1取样电路设计 (4)3.1.1集电极取样电路设计 (5)3.1.2基极取样电路 (6)3.2控制电路设计 (7)3.2.1恒流源设计 (7)3.2.2数控直流电压源设计 (8)3.3切换电路设计 (8)3.4基准电压源电路设计 (8)3.5D/A转换电路设计 (9)4软件设计 (9)5 系统调试及数据分析 (10)5.1测试仪器 (10)5.2系统调试 (10)5.2.1控制电路调试 (10)5.2.2测试电路调试 (10)5.3误差分析 (11)6参考文献 (11)1 引言在现代的电子线路的设计中，三极管的应用十分广泛，在三极管的应用中，我们又经常需要了解三极管的各项特性参数。
【毕业设计】半导体三极管β值测量仪
【毕业设计】半导体三极管β值测量仪【毕业设计】半导体三极管β值测量仪2012课程设计论文题目：半导体三极管β值测量仪年级专业：学号：姓名：________________ ____________ ____________摘要本设计以集成运放LM324为核心器件并加以555定时器、编码、译码等器件搭接而成。
在基本部分，首先自制微电流源产生恒定电流，作为待测三极管的基极电流，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，集电极电阻上的电压又反映了IC，用差分电路从待测三极管的集电极采集电压，即将变化的β值转化为与之成正比变化的电压量，再进行电压比较、分档，将连续变化的模拟量转化成高低电平0和1，再用CD4532编码、CD4511译码，显示部分采用共阴七段数码显示管。
在发挥部分，设计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内通过的脉冲个数即为被测三极管的β值；计数时间控制信号是基于555定时器设计而成的多谐振荡器产生；74LS90构成十进制计加法计数器，用于计数脉冲的个数，计数时间结束时将计数值送74LS194锁存，并在计数时间信号的控制下将锁存数值送至CD4511译码，最后由共阴七段数码显示管显示计数值。
纵观整体，本设计集所学电子技术大部分知识，其中前半部分的微电流源、采样电路、电压比较电路以及压控振荡电路均属于模拟部分，而后半部分的编码、译码、定时及显示部分则属于数电部分。
设计完成后首先在计算机上用multisim仿真优化设计方案，仿真正确后在面包板身上安装、调试。
关键词：三极管β值、微电流源、压控振荡器目录- 1 -一、设计任务----------------------------------------------------------------------------------------------- -3-二、设计要求----------------------------------------------------------------------------------------------- -3-三、电路设计----------------------------------------------------------------------------------------------- -3-3.1 设计思路----------------------------------------------------------------------------------------- -3-3.1.1 基础部分--------------------------------------------------------------------------------- -3-3.1.2 发挥部分--------------------------------------------------------------------------------- -6-3.2 参数计算及部分元器件说明------------------------------------------------------------------- -9-3.1.1 基础部分--------------------------------------------------------------------------------- -9-3.1.2 发挥部分------------------------------------------------------------------------------- -14-四、完整电路图------------------------------------------------------------------------------------------ -17-五、组装调试----------------------------------------------------------------------------------------------- -18-5.1 使用的主要仪器和仪表----------------------------------------------------------------------- -18-5.2 调试电路的方法和技巧----------------------------------------------------------------------- -18-5.3 测试的数据和波形并与计算结果比较分析----------------------------------------------- -18-5.4 调试中出现的故障、原因及排除方法------------------------------------------------------ -18-六、总结----------------------------------------------------------------------------------------------------- -19-七、系统元器件列表-------------------------------------------------------------------------------------- -19-八、收获、体会-------------------------------------------------------------------------------------------- -19-九、参考文献----------------------------------------------------------------------------------------------- -20-- 2 -一、设计任务设计制作一个可自动测量NPN型硅三极管β值的显示测量仪。
模电 课程设计 设计一个半导体β值的测量仪 能判别BJT的类型(NPN和PNP②显示β数值可对β值分档：有相应指
西南科技大学信息工程学院电子技术与创新实践基地《电子创新实践》课程设计报告设计题目：半导体β值的测量仪专业班级：自动化姓名：学号：指导教师：设计期限：2010-6-08~2010-6-23成绩：批阅教师：一、设计任务设计一个半导体β值的测量仪二、设计要求①能判别BJT的类型（NPN和PNP）；②显示β数值；③可对β值分档：有相应指示。
三、设计内容1.设计思想本实验的总体思想是将放大倍数β值的测量转换为对半导体电压的测量。
本实验的目的是设计一个半导体β值的测量仪，根据设计要求，此设计方法必须能判别BJT的类型，首先我们的思路是根据PNP和NPN电流的流向不同利用发光二极管设计一个简单的半导体类型检验电路，但是考虑到发光二极管的发光电压电流太局限，因此采用数据比较器的方法来判断；再次，为了能用数码管显示晶体管β的值必须用到把连续的模拟电压信号转换为间断的数字信号。
因此我们用F/V伏频转换电路，将电压信号转换为频率信号，用计数电路对频率进行计数，并且用控制计时电路555组成的单脉冲电路对电路进行计时，这样就用数码管对β的值进行了显示。
通过对电压的的采取，进行对β进行分档，并且用发光二极管发光的个数进行显示β的档位。
2.系统方案或者电路结构框图模块介绍1恒定电流源根据三极管Ic=βIb,当Ib为固定值时，Ic反映了β的变化，电阻R上的V反映了Ic的变化，对V进行分档比较以及后面使得输出频率不变，，必须保证Ib 不变，才能使V稳定不变，最后，V和F不变。
由于理想的恒电流源是不存在的，但是，由BJT构成的电流源的值近似恒定，因此用微电流源提供恒电流。
微电流源电路图为：2、PNP、NPN的检测电路开始的时候，我们想到的检测办法是根据发光二极管正向导通发光的原理将发光二极管接在被测三极管的发射极上，根据发光二极管是否发光来判别是PNP还是NPN。
首先，将双置开关打向发光二极管，若发光二极管亮，则为NPN，不亮则为PNP。
晶体管β值的测量实验报告
晶体管放大倍数β检测电路的设计与实现实验报告课程名称：电子测量与电子电路实践姓名：学院:信息与通信工程学院班级：201221110学号：*******日期：2014年5月10日一、摘要本实验是简单的三极管放大倍数β检测电路的设计与实现。
主要由三极管类型判别电路、三极管放大倍数档位判断电路、显示电路、报警电路及电源电路五个部分组成。
首先通过普通LED发光二极管的亮灭实现判断三极管类型，并将β值的变化转化为电压的变化从而利用电压比较器及LED管实现β值档位(＜150、150～200、200～250、＞250)的判断与显示、并在β＞250时通过LED管闪烁报警。
关键词：三极管、β、LED、电压比较器、报警二、设计任务要求设计一个简易的晶体管放大倍数检测电路，该电路能够实现对放大倍数值大小的初步测定。
1.基本要求1）电路能够测出NPN,PNP三极管的类型2）电路能将NPN晶体管的值分别为大于250，大于200小于250，大于150小于200和小于150共四个档位进行判断。
3）用发光二极管指示被测三极管的放大倍数在哪一个档位4）在电路中可以用手动调节四个档位值得具体大小5）当值大于250时可以光闪报警2.扩展要求1）电路能将PNP晶体管的值分别为大于250，大于200小于250，大于150小于200和小于150共四个档位进行判断在电路中可以用手动调节四个档位值得具体大小。
2）NPN,PNP三极管的档位的判断可以通过手动或自动切换。
3）用Protel软件进行绘制完整的电路原理图三、设计思路简易双极性三极管放大倍数检测电路由三极管类型判别电路、β-V转换电路、三级管放大倍数档位判断电路、显示电路、报警电路和电源电路六部分构成。
总体框图如图一。
1.三极管类型判别电路:利用NPN和PNP型三极管的电流流向反向的特性，判别三极管类型是NPN还是PNP型。
2 .β-V转换电路：利用三极管的电流分配特性，将β值的测量转化为对三极管电流的测量。
半导体三极管β值测量仪设计
景德镇陶瓷学院
电工电子技术课程设计任务书
姓名XX班级08机设1班指导老师江老师
设计课题：半导体三极管β值测量仪设计
设计任务与要求
查找一个感兴趣的电工电子技术应用电路，要求电子元件超过30~50个或以上，根据应用电路的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务：
其中：A、B、C、D为数据输入端， 、 、LE为控制端。a～g为输出端，其输出电平可直接驱动共阴数码管进行0～9的显示。
CD4511真值表：
根据CD4511的真值表，要使译码电路正常工作，LE接低电平， 、 接高电平，D端悬空，C、B、A、分别接编码器的三个输出端Q2、Q1、Q0。而八个输出端则接共阴数码管的输入端。
1、分析电路由几个部分组成，并用方框图对它进行整体描述；
2、对电路的每个部分分别进行单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等；
3、用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图中加上自己的班级名称、学号、姓名等信息；
4、对整体电路原理进行完整功能描述；
3、电压比较电路
其中的运算放大器采用集成电路LM324。它是由四个相同的运算放大器构成的，其封装及内部结构如下所示：
基准电压：由于题目要求将 值的档次分为50～80、80～120及120～180，对应的分档编号分别是1、2、3，则需要多个不同的基准电压，基准电压是采用一个串联的电阻网络对一个固定的电压进行分压得到的。
5、列出标准的元件清单；
设计步骤
1、查阅相关资料，开始撰写设计说明书；
2、先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；
3、依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明；
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。
半导体三极管β值及范围测量仪
120～160，180～200，因此，应通过上级电路计算出的元件取值求得各档次的基 准比较电压边值。
由 R4=510 （计算时取 500 ）， I B =30μA，和被测三极管β值，由公式 Vi=VR4=Io* *R4，可计算出对应的基准比较电压：
安装完电路后通电显示的数字比较乱，我们检查了数码管的连接是否出了问 题，结果是数码管的管脚连接出错了。重新连接后能显示 4，拔出被测三级管之 后能显示 0，我们以为已经正确了很高兴，但是换β值为 175 的三极管应该显示 3 的，但是却显示 4，我们怀疑是电阻的值有问题，于是重新计算基准电压，调 整 R9~R13 的电阻值，通过不断的调试和测试，最终结果显示了 3，接近成功了。 三、 整机性能指标测量： 当插上三极管 9018 时，数码显示管显示为“1”，用万用表实际测得其β值为 112， 在 80～120 范围内，结果正确。 当插上三极管 9013 时，数码显示管显示为“3”，用万用表实际测得其β值为 163， 在 160～200 范围内，结果正确。 当不插三极管时，数码显示管显示为“0”，结果正确。
〈1〉LM324 内部运算放大器结构图为：
LM324 是四运放集成电路，它采用 14 脚双列直插塑料封装，外形如图（10） 所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，如图（11）所示。除电源 共用外，四组运放相互独立。每一组运算放大器可用图 1 所示的符号来表示，它 有 5 个引出脚，其中“+”、“-”两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，
7
当β=80 时，Ui=VR4=Io* *R4=0.00003*80*500=1.2V 当β=120 时，Ui=VR4=Io* *R4=0.00003*120*500=1.8V 当β=160 时，Ui=VR4=Io* *R4=0.00003*160*500=2.4V 当β=200 时，Ui=VR4=Io* *R4=0.00003*200*500=3.0V 可以计算出电压比较电路串联网络中各个分压电阻的阻值，5V 电源供电，分 压总电阻取 R=166.51k： β=80 时，R＝ 40k β=120 时，R＝60k β=160 时，R＝80k β=200 时，R=100k 电压比较电路的电阻为： R8=20k R9=20k R10=20k R11=40k R12=66.51k （二）工作原理和功能说明 由于被测物理量要分三个档，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，所以还要考虑到小于 80 和大与 200 的情况， 所以比较电路要把结果分成五个层次。要有四个基准电压，于是由一个串联电阻 网络产生四个不同的基准电压，再用四个运算放大器组成的比较电路，将采样信 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Uo ，相 应的一个比较电路输出为高电平，其余比较电路输出为低电平。 （三）器件说明
三极管B测量仪设计报告
通信与电子学院《专业设计实训Ⅰ》半导体三极管β值测量仪设计与制作报告专 业班 级学生姓名指导教师提交日期半导体三极管β值测量仪设计与制作摘要：在电子产品设计、制作与维修中，经常需要测量三极管的放大系数β，而万用表自带的简易β测试装置准确性很差，为此本项目设计一个高精度β值测量仪。
关键词：1．引言2．设计要求2.1基本要求（1）被测三极管为NPN型，β值范围为β<200。
（2）用三个数码管显示β的大小，分别显示个位、十位和百位。
显示范围为0-199。
（3）响应时间不超过2秒，显示器显示读数清晰，注意避免出现“叠加现象”。
（4）β值超过测量范围时声光报警。
（5）电源采用5V或±5V供电。
2.2扩充要求（1）可以测量任意极性（NPN、PNP）的三极管。
（2）三极管内部断路或短路时能发出警报声，要与β值超过测量范围时的报警声区别开来。
2.3设计提示将三极管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 RC又反映了I C的变化，对V RC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。
系统方框如下图2-1所示。
图2-13．设计方案3.1方案一如下图3-1所示。
图3-1 方案一如图3-1，T1、T2、R1、R3构成微电流源电路，R2是被测管T3的基极电流取样电阻，R4是集电极电流取样电阻。
由运放构成的差动放大电路，实现电压取样及隔离放大作用。
根据三极管电流I C=βI B的关系，当I B为固定值时，I C随着β的变化而变化，电阻R C上的电压V RC正好反映了I C的变化，所以，我们对V RC取样加入后级，进行分档比较。
从而实现目的。
该电路用微电流源为基极取样电阻提供稳恒的电流，这样便于测量β值。
模电课程设计-三极管β值测量
3.1 整机电路图
见附件一
3.2 元件清单
型号
数量
LM324
1片
LM331
1片
NE555
1片
CD4518
2片
CD4511
2片
74LS08
1片
Q1、Q2
9012
2个
Q3
9013
1个
R1
3k
1个
R2
3.3k
1个
R3
10k
1个
R4
390
1个
R5、R6
100k
2个
R7、R8
200k
2个
R9
第一部分 系统设计
1.1设计题目及要求
设计题目：半导体三极管β值测量仪
设计任务：设计一个可测量NPN型硅三极管的β值的显示测量电路（β<200）
任务要求：
1用三个数码管显示β的大小，分别显示个位、十位和百位。显示范围为0-199。
2响应时间不超过2秒,显示器显示读数清晰，注意避免出现“叠加现象”。
3电源采用5V或±5V供电。
1.2设计思路分析
1.2.1设计思路
将变化的β值转化为与之成正比变化的电压或电流量，再将得到的电压或者电流量转换为频率，然后计数、译码显示。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，这样，被测三极管就可以通过β-V转换电路把三极管的β值转换成对应的电压，然后再通过压控振荡器把电压转换成频率，若计数时间及电路参数选择合适，在计数时间内通过的脉冲个数即为被测三极管的β值。
2.3 LM331电路工作原理和功能说明
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
半导体三极管β值测量仪设计报告摘要：设计制作一个自动测量NPN 型硅三极管β值的显示测试仪。
一·设计内容及基本要求：1、对被测NPN 型三极管β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、3、待测三极管为空时显示0，超过200显示4；4、用数码管显示β值的档次。
发挥部分： 1、用三个数码管显示β的大小，分别显示个位、十位和百位，显示范围为0-199； 2、响应时间不超过2秒，显示器显示读数清晰。
（鉴于同学操作能力的差异，除基本部分电路必须完成外，发挥部分实际电路选作。
）二·系统方案设计，比较与论证 1..基本要求部分的系统框图：使用被测三极管构成放大电路取样电路+比较器电路编码器译码器电路数码管显示2.各部分电路功能简单说明：取样电路：把不能用仪器直接测量的三极管β值转换成可以测量的发射极电压，为下一级比较电路提供采样电压，其中包括恒定电流的微电流源电路；电压比较电路：由于被测量的物理量要分三档（即β值分别为80以下，80~120,120~160,160~200,200以上，对应的档位分别为0,1,2,3,4,档），所以需要四个基准电压，改电路就是用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比较电路，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U,相应的一个比较器输出为高电平，其余比较器输出为低电平；编码电路：将电压比较电路的比较结果（高低电平）进行二进制编码。
该编码功能主要由集成芯片8位优先编码器CD4532完成；译码电路：主要把编码电路编成二进制编码译码成十进制数，以便于人机交流（即要显示的数为易懂的1,2,3）。
该电路功能主要由CD4511完成。
显示：该电路功能是用共阴数码管显示被测量的NPN型三极管β值的档次。
4.电路功能详细介绍：⑴将晶体管变化的β值转换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Ic=βIb,当Ib为固定值时，Ic反映了β的变化，电阻R2（即待测NPN管发射极电阻）上的电压V2又反映了Ic的变化，对V2取样加入后级进行分档比较。
为了取得固定的Ib，采用微电流源电路提供恒定电流。
⑵电压比较电路。
其中的运算放大器采用集成电路LM324。
它是由四个相同的运算放大器构成的，其封装及内部结构如下所示：基准电压：由于题目要求将 值的档次分为80～120、120～160及160～200，对应的分档编号分别是1、2、3，则需要多个不同的基准电压，基准电压采用滑动变阻器对一个固定的电压进行分压得到的。
综合上述得出电压比较电路的电路图如下：⑶编码电路。
要把测试结果显示出来必须对结果进行编码译码，所以要设计编码电路对比较结果进行二进制编码，这里我们采用集成芯片8位优先编码器CD4532，其封装图如下：其中：D0～D7为数据输入端，EI为控制端，Q0～Q2为输出端，VDD接电源VSS 接地端，Gs、Eo为功能扩展端。
将β>200编码为二进制数4，将160<β<200编码为二进制数3，将120<β<160编码为二进制数2，将80<β<120编码为二进制数1，将β<80编码为二进制数0。
CD4532真值表：输入输出EI D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GS Q2 Q1 Q0 EO0 1 X X X X X X X X0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 11 1 1 1 1 1 1 1 1 X X X X X X X0 1 X X X X X X0 0 1 X X X X X0 0 0 1 X X X X0 0 0 0 1 X X X0 0 0 0 0 1 X X0 0 0 0 0 0 1 X0 0 0 0 0 0 0 11 1 1 1 01 1 1 0 01 1 0 1 01 1 0 0 01 0 1 1 01 0 1 0 01 0 0 1 01 0 0 0 0根据CD4532的真值表，要使编码电路正常工作，EI、GS应接高电平，VDD 接高电平，VSS接低电平，输入端D4——D1分别接比较电路的四个运放输出端，D0接高电平，D7——D5则接低电平。
⑷译码电路。
设计方案中译码电路由芯片CD4511完成。
其封装图如下：其中：A、B、C、D为数据输入端，LT、BL、LE为控制端。
a～g为输出端，其输出电平可直接驱动共阴数码管进行0～9的显示。
CD4511真值表：根据CD4511的真值表，要使译码电路正常工作，LE接低电平，LT、BL接高电平，D端悬空，C、B、A、分别接编码器的三个输出端Q2、Q1、Q0。
而八个输出端则接共阴数码管的输入端。
⑸显示用共阴数码管：共阴数码管的管脚a～g端可直接与CD4511的Qa～Qg端相连。
LED数码显示管有两种形式：第一种是8个发光二极管的阳极连在一起的，为共阳极LED显示器，另一种是8个发光二极管的阴极连在一起的，为共阴极LED 显示器，在本实验中所用的是共阴极LED显示器经过测量，八段LED显示管上下五个引脚的功能如上图所示，其中，3脚和7脚为同一脚——共阴脚，只要其中一脚接地即可。
由于LED显示器有共阳极和共阴极两种结构，故所对应的显示译码器也不同，使用共阳数码管时，公共阳极接电源电压，七个阴极a~g由相应的BCD-七段译码器的输出来驱动。
对共阴极数码管来说，则为共阴极接地，相应的BCD-七段译码器的输出驱动a~g各阳极。
若数码管为共阴，则选用输出为高电平有效的显示译码器。
若数码管为共阳，则选用输出为低电平有效的显示译码器。
因此，八段LED显示管与BCD—八段LED数码显示管的连接方式如下：CD4511的13脚（A）接数码显示管的7脚；CD4511的12脚（B）接数码显示管的6脚；CD4511的11脚（C）接数码显示管的4脚；CD4511的10脚（D）接数码显示管的2脚；CD4511的9 脚（E）接数码显示管的1脚；CD4511的15脚（F）接数码显示管的9脚；CD4511的14脚（G）接数码显示管的10脚。
综合⑶、⑷、⑸，得出编码译码显示这三部分的总电路如下：5.各部分电路具体参数的设定⑴构成微电流源的两个PNP三极管性能匹配；⑵Ib的选择应在30μA～40 μA之间为宜；⑶调整微电流源电流在40uA左右进行测试：微电流源端滑动变阻器区R1=1M.;电压比较器基准电压如下：由Ic=βIb,Ui=βIbR2,其中R2为NPN管发射极电阻，当β=80时，Ui=80×40×10^-6×1.5×10^3=4.8V；当β=120时，Ui=120×40×10^-6×1.5×10^3=7.2V；当β=160时，Ui=160×40×10^-6×1.5×10^3=9.6V；当β=200时，Ui=200×40×10^-6×1.5×10^3=12V；各分压滑动变阻器取阻值R=10K；电源取Vcc=15V供电(注，实际搭建时去Vcc=5V供电)。
总体电路图及仿真结果如下：①取NPN三极管β=70：②取NPN三极管β=100：③取NPN三极管β=140：④取NPN三极管β=170：⑤取NPN三极管β=220：6.元件清单。
元器件名称元器件标称值或型号 电阻1M Ω滑动变阻器×1，10K Ω×4，1.5K Ω×1，300Ω×1,1M Ω×1 三极管9012×2,NPN 型不同放大倍数的三极管各一个 集成电路LM324×1,CD4511×1,CD4532×1 显示仪器 共阴数码显示管× 1三．发挥部分简述1．系统框图使用被测三极管构成放大电路555产生秒脉冲 计数 译码 显示 压控振荡器2.电路图如下：电路功能简述：⑴微电流源提供恒定电流；⑵用555构成多谐振荡器与待测NPN管相连，输出与射极电流成正比的矩形波；⑶用555构成施密特触发器，产生秒脉冲，与第一片555相与。
⑷将两片555相与结果接入三片74LS90其中一片INA端，则此片作为个位。
⑸经译码器译码后可有数码管显示。
举例阐述：设β=200，I=8mA,对1uF电容充电，充电时间t=(10×10^-6)/(8×10^-3)=1.25×10^-3s,则频率f=800Hz,而所使用待测管β=200，则需要调整施密特触发器，使其脉冲间隔为0.25秒。
3..元件清单元器件名称元器件标称值或型号电阻1MΩ滑动变阻器×1，1KΩ×1，100Ω×1，1MΩ×1，51Ω×1电容1uF×2,100nF×2三极管9012×2,NPN型不同放大倍数的三极管各一个集成电路LM555CN×2,CD4511×1,74LS90×3,74LS08×1显示仪器共阴数码显示管×3四.心得体会1、试验前要充分弄清试验原理，利用仿真软件进行仿真；2、对仿真过程中遇到的问题要及时进行归类总结并找出原因，及时排查；3、实验前必须对元器件，面包板熟悉，特别是面包板的各个网格相互导通与否的问题；4、在实际搭建电路过程中，要合理考虑元件在面包板上的布局，搭线时，线要紧贴板子横平竖直，线路要避免相互交叉；5、在搭建电路完成后，如出现故障或结果错误，应逐级仔细检查，分模块调试直至结果符合预期；6、实验结束后，拆线和取出元器件时应小心仔细，不可心急，要爱惜元器件和面包板。
五．参考文献[1] 阎石.《数字电子技术》，第五版北京：高等教育出版社，2006.[2] 童诗白，华成英.《模拟电子技术》，第四版北京：高等教育出版社，2006.[3] 青岛大学电工中心课程设计课件.。