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模拟电子技术课程设计报告书 设计题目:半导体三极管β值测量仪 专业:电气信息及其自动化 班级: 09级3班 姓名: 学号: 200940600304 半导体三极管β值测量仪 一、设计任务书 目的:设计制作一个自动测量NPN型硅三极管β值的显示测量仪。 基本要求 对被测NPN型三极管的β值分三档。 β值的范围分别为80-120,120-160,160-200,对应的分档编号分别为1,2,3;待测三极管为空时显示0,超过200显示4。 用数码管显示β值的档次。 发挥部分 用三个数码管显示β值的大小,分别显示个位,十位,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。 仪器与器件 仪器 、直流稳压电源一台 、示波器一台 、万用表一台 、面包板一个 器件 LM324、NE555、CD4532、74LS90、CD4511,74S08N等; NPN、PNP三极管9013、9014、9015;二极管;导线若干; 常用多圈电位器;常用定值电阻;常用电容; 共阴七段数码显示管。 设计思路 (一)、基本要求部分 1、基本要求部分的系统框图 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。 关键二: 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。 单元电路设计思路 、微电流源部分及放大电路部分 通过此微电流源生成恒定电流,经后续放大电路放大电流,进而测量放大电路NPN型三极管β值。 、比较电路部分 由此比较电路得出被测三极管β值的范围,0-80时无灯亮;80-120只有LED4灯亮;120-160时LED3和LED4灯亮;160-200时LED2、LED3、LED4灯亮;大于200时四个灯全亮。 (3)、编码器及译码显示部分 利用编码器CD4532,将比较器的输出结果转换为BCD码 利用显示器CD4511和七段数码管,将BCD码转换显示。 、完整电路(仿真图) 、发挥部分 发挥部分的系统框图 数码管显示 译码电路计数器电路采样电路使用被测三极管构成放大电路 数码管显示 译码电路 计数器电路 采样电路 使用被测三极管构成放大电路 2、单元电路设计思路 (1)、微电流源部分及放大电路部分 、采样电路部分 被测三极管通过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。 、计数电路部分 在计数时间内记录脉冲个数即为被测三极管的β值 、译码及显示电路部分 利用编码器CD4532,将比较器的输出结果转换为BCD码 利用显示器CD4511和七段数码管,将BCD码转换显示。 (5)、完整电路 四、组装调试的内容 1、使用的主要仪器和仪表 用到万用表,示波器。 调试电路的方法和技巧 在确保仿真电路正确的情况下,按照仿真电路图在面包板上组装电路,先分别组装各个单元环节的电路,用万用表和示波器分别测量各个单元环节的示数及波形,如输出正确,再将各个环节连接在一起构成完整电路。 调试中出现的故障、原因及排除方法 故障:微电流源输出电流过大;二极管灯常亮或不亮;数码管总显示8; 原因:电阻调试不当;电位器接入电阻过小或过大;显示译码器未工作; 排除方法:将微电流源电路中电阻调大;调节比较电路中电位器;为显示译码器接电及接地; 调试过程 (1)先按顺序调整好三极管放大电路和取样电路; (2)连接并调整好比较电路及参数; (3)调好编码电路; (4)调整译码显示电路。 (5)在模拟部分和数字部分均调试完毕,将两部分之间的连接 好,系统就可以按照设计要正常工作。 5、认识面包板 6、组装好的电路 五、总结设计电路和方案的优缺点,指出课题的核心及实用价值,提出改进意见和展望。 基本电路部分电路简单,能基本测量出NPN型三极管β值的范围,但不能得出β值的具体值;发挥部分能大概测出β值的大小,但误差较大。 该课题旨在锻炼我们的动手能力及对元件工作原理的了解,通过本课题培养了我们的耐性,需要我们认真仔细
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