模拟电子课程设计--半导体三极管β值测量仪.doc

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。一、基本要求 1、对被测 NPN 型三极管的β值分三档。 2、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。 3、用数码管显示β值的档次。二、发挥部分 1、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 。 2、响应时间不超过 2 秒,显示器显示读数清晰。二、仪器与器件 1、仪器 1) 、直流稳压电源一台 2) 、示波器一台 3) 、万用表一台 4) 、面包板一个 2、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。三、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= β IB 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。 2、单元电路设计思路(1) 、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。( 2) 、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。( 4) 、完整电路(仿真图) (二) 、发挥部分 1、发挥部分的系统框图 2 、单元电路设计思路(1) 、微电流源部分及放大电路部分(2) 、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值转换成对应的电使用被测三极管构成放大电路采样电路计数器电路译码电路数码管显示压, 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。(3) 、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(4) 、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。 2、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。 3、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; 4、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