三極管β值自動(dòng)測(cè)量分選儀

1、 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)（論文）課程設(shè)計(jì)（論文）題目：題目：三極管三極管值自動(dòng)測(cè)量分選儀值自動(dòng)測(cè)量分選儀院（系）：院（系）： 電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：專業(yè)班級(jí)： 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： （簽字）起止時(shí)間：起止時(shí)間： 2014.6.30-2014.7.112014.6.30-2014.7.11本科生課程設(shè)計(jì)（論文）III課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)院（系）： 教研室： 電子信息工程注：成績(jī)：平時(shí)20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計(jì)算學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)課程設(shè)計(jì)（論文）題目三極管三極管

2、值自動(dòng)測(cè)量分選儀值自動(dòng)測(cè)量分選儀課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)任務(wù)：（1）設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)三極管 值自動(dòng)測(cè)量分選儀。（2）對(duì)低頻小功率三極管的直流電流放大系數(shù) 進(jìn)行分檔選出。（3） 值的范圍分別為：5080，80120，120180，180270，270400。（4）用數(shù)碼管顯示不同的檔次。設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：1 .分析設(shè)計(jì)要求，明確性能指標(biāo)。必須仔細(xì)分析課題要求、性能、指標(biāo)及應(yīng)用環(huán)境等，廣開思路，構(gòu)思出各種總體方案，繪制結(jié)構(gòu)框圖。2 .確定合理的總體方案。對(duì)各種方案進(jìn)行比較，以電路的先進(jìn)性、結(jié)構(gòu)的繁簡(jiǎn)、成本的高低及制作的難易等方面作綜合比較，并考慮器件的來(lái)源，敲定可行方案。3 .設(shè)計(jì)各單元

3、電路?？傮w方案化整為零，分解成若干子系統(tǒng)或單元電路，逐個(gè)設(shè)計(jì)。4 .組成系統(tǒng)。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號(hào)的流向，采用左進(jìn)右出的規(guī)律擺放各電路，并標(biāo)出必要的說(shuō)明。進(jìn)度計(jì)劃第 1 天：集中學(xué)習(xí)；第 2 天：收集資料；第 3 天：方案論證；第 4 天：選擇器件進(jìn)行單元電路設(shè)計(jì)；第 5 天：?jiǎn)卧娐吩O(shè)計(jì)及仿真；第 6 天：整體電路設(shè)計(jì)并仿真；第 7 天：電路焊接制板；第 8 天：焊接調(diào)試；第 9 天：完善設(shè)計(jì)；第10 天：答辯。指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī) 平時(shí)： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日本科生課程設(shè)計(jì)（論文）IV摘 要隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，三極管被廣泛應(yīng)用在各種

4、領(lǐng)域，使大規(guī)模使用集成電路成為可能。然而，三極管在使用過(guò)程中必須要知道器 值，所以三極管 值自動(dòng)測(cè)量分選儀越來(lái)越多的被運(yùn)用。本儀器可以快速的測(cè)量三極管的 值,這樣三極管就可以在實(shí)際中得到廣泛的應(yīng)用。 本設(shè)計(jì)由直流電壓源電路，電壓比較電路，二極管顯示電路組成。將三極管電流放大倍數(shù) 值的大小通過(guò)電壓來(lái)表示,將輸出電壓輸入電壓比較電路,與基準(zhǔn)電壓相比較,若對(duì)應(yīng)某一電壓,電壓會(huì)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管通過(guò)顯示不同顏色的光來(lái)表示出相應(yīng)的擋位，從而達(dá)到分選三極管 值的功能。本設(shè)計(jì)對(duì)各個(gè)部分電路進(jìn)行了整理,對(duì)重要元器件的參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，然后用 EWB 仿真軟件進(jìn)行了仿真，仿真顯示能達(dá)到技術(shù)指標(biāo)的相應(yīng)要求。關(guān)鍵詞：三極

5、管；比較電路；自動(dòng)分選儀； 值本科生課程設(shè)計(jì)（論文）V目 錄第 1 章 三極管值自動(dòng)測(cè)量分選儀設(shè)計(jì)方案論證 .11.1 三極管值自動(dòng)測(cè)量分選儀的應(yīng)用意義 .11.2 三極管值自動(dòng)測(cè)量分選儀的設(shè)計(jì)要求及技術(shù)指標(biāo) .11.3 設(shè)計(jì)方案論證 .21.4 總體設(shè)計(jì)方案框圖及分析 .2第 2 章 三極管值自動(dòng)測(cè)量分選儀各單元電路設(shè)計(jì) .32.1 直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì) .32.2 被測(cè)三極管電路設(shè)計(jì) .42.3 電壓比較器電路設(shè)計(jì) .42.4 二極管顯示電路設(shè)計(jì) .5第 3 章 三極管值自動(dòng)測(cè)量分選儀整體電路設(shè)計(jì) .63.1 整體電路圖及工作原理 .63.2 電路參數(shù)計(jì)算 .73.3 仿真的性能分析 .8

6、第 4 章 設(shè)計(jì)總結(jié) .9參考文獻(xiàn) .10附錄 元器件清單 .11本科生課程設(shè)計(jì)（論文）1第 1 章 三極管值自動(dòng)測(cè)量分選儀設(shè)計(jì)方案論證1.1 三極管值自動(dòng)測(cè)量分選儀的應(yīng)用意義在現(xiàn)代電子電路工業(yè)中，由于三極管的廣泛應(yīng)用，使大規(guī)模使用集成電路成為可能。然而，要想使用三極管，必須測(cè)量其 值，三極管 值自動(dòng)測(cè)量分選儀在今后的科學(xué)生產(chǎn)和試驗(yàn)中的運(yùn)用會(huì)越來(lái)越多，這樣就可以快速得到 值，在實(shí)際的三極管應(yīng)用中得到很大的方便。1.2 三極管值自動(dòng)測(cè)量分選儀的設(shè)計(jì)要求及技術(shù)指標(biāo)一、設(shè)計(jì)要求一、設(shè)計(jì)要求1 .分析設(shè)計(jì)要求，明確性能指標(biāo)。必須仔細(xì)分析課題要求、性能、指標(biāo)及應(yīng)用環(huán)境等，廣開思路，構(gòu)思出各種總體方案，繪

7、制結(jié)構(gòu)框圖。2 .確定合理的總體方案。對(duì)各種方案進(jìn)行比較，以電路的先進(jìn)性、結(jié)構(gòu)的繁簡(jiǎn)、成本的高低及制作的難易等方面作綜合比較，并考慮器件的來(lái)源，敲定可行方案。3 .設(shè)計(jì)各單元電路?？傮w方案化整為零，分解成若干子系統(tǒng)或單元電路，逐個(gè)設(shè)計(jì)。4 .組成系統(tǒng)。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號(hào)的流向，采用左進(jìn)右出的規(guī)律擺放各電路，并標(biāo)出必要的說(shuō)明。二、技術(shù)指標(biāo)：二、技術(shù)指標(biāo)：此儀器所需要的電壓有+5V 和+12V；對(duì)低頻小功率三極管的直流電流放大系數(shù) 進(jìn)行分檔選出； 值的范圍分別為：5080，80120，120180，180270，270400；用數(shù)碼管顯示不同的檔次，數(shù)碼管由顯示不同顏色的二極

8、管組成。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）21.3 設(shè)計(jì)方案論證方案一：方案一：將三極管放大電路的靜態(tài)工作模式作為電路的取樣電路，取樣電路中，利用基極電流和集電極電流之間的倍關(guān)系，只要測(cè)量出基極電流大小就能知道集電極電流大小，再根據(jù)集電極電流和集電極電壓之間歐姆定律關(guān)系，把集電極電流量傳化為電壓量，再經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器進(jìn)行輸出，電壓穩(wěn)定后通入電壓比較器進(jìn)行比較，最后輸出到發(fā)光二極管顯示不同檔次。方案二：方案二：電源采用直流穩(wěn)壓電源，輸出+5V 和+12V的電壓，三極管放大電路采用共射極放大電路，根據(jù)三極管電流IC = IB的關(guān)系，當(dāng)IB為固定值時(shí)，IC反映了的變化，電阻RC上的電壓VRC又反映了IC的變化，對(duì)

9、VRC取樣，輸出 Vo。將 Vo 的電壓直接輸入電壓比較器和已經(jīng)選定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,然后分檔選出，再將選出的信號(hào)輸入發(fā)光二極管，由不同的顏色表示不同的電流放大系數(shù)。 對(duì)比以上兩種方案，因?yàn)榈谝环N方案的電路相對(duì)比較復(fù)雜，所需元件較多，同時(shí)，產(chǎn)生的偏差會(huì)比較大。而第二種方案簡(jiǎn)潔明了，易于理解，所以本設(shè)計(jì)采用第二種。1.4 總體設(shè)計(jì)方案框圖及分析通過(guò)放大電路，將值的大小用輸出電壓來(lái)表示，輸出電壓輸入電壓比較電路，與不同的基準(zhǔn)電壓相比較，對(duì)應(yīng)某一定值 Vo，只有相應(yīng)的一個(gè)比較電路輸出為高電平，則其余比較器輸出為低電平。之后，通過(guò)二極管顯示電路顯示不同顏色的光來(lái)表示出相應(yīng)的擋位。被測(cè)三級(jí)管電壓比較電

10、路二極管顯示電路直流電壓源電路本科生課程設(shè)計(jì)（論文）3圖 1.4.1 分選儀原理框圖本設(shè)計(jì)共由四部分組成，分別為直流電壓源電路，被測(cè)三極管電路，電壓比較電路和二極管顯示電路構(gòu)成。直流穩(wěn)壓源電路主要作為提供其他各部分的工作電壓，以確保其他元器件都能夠正常工作。 被測(cè)三極管電路是將電流轉(zhuǎn)換為所需電壓的電路，主要是把三極管的集電極電流IC轉(zhuǎn)化為所需要的電壓VRC，然后輸出 Vo。 電壓比較器電路可以把轉(zhuǎn)換電壓和樣電壓進(jìn)行比較，從而得到比較結(jié)果，然后將信號(hào)輸入二極管顯示電路。 二極管顯示電路則是通過(guò)不同的顏色來(lái)顯示 值的不同檔位。第 2 章 三極管值自動(dòng)測(cè)量分選儀各單元電路設(shè)計(jì)2.1 直流穩(wěn)壓電源電路

11、設(shè)計(jì)圖 2.1.1 中，D1，D2，D3，D4接成電橋的形式，起到整流的作用。電容C1起到濾波的作用。二極管Dz1是穩(wěn)壓管，二極管Dz2， R1， T1起到啟動(dòng)電路的作用，R3，R4，R6是取樣電路，從兩端輸出，Vo1，Vo2分別為本設(shè)計(jì)所需要的兩個(gè)電壓源。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）4圖 2.1.1 直流穩(wěn)壓電源2.2 被測(cè)三極管電路設(shè)計(jì)如圖 2.2.1 所示，T4是被測(cè)三極管，其基極電流可以由R1， R2限定，所以運(yùn)算放大器的輸出電壓 Vo = IB R3。圖 2.2.1 被測(cè)三極管電路本科生課程設(shè)計(jì)（論文）52.3 電壓比較器電路設(shè)計(jì)該電路使輸出電壓與基準(zhǔn)電壓比較，可以分別驅(qū)動(dòng)不同的擋位，實(shí)現(xiàn)

12、電壓的比較輸出。圖 2.3.1 電壓比較器2.4 二極管顯示電路設(shè)計(jì)如圖 2.4.1 所示，每條顯示電路由電阻和不同顏色的發(fā)光二極管組成，其中電阻起到限流的作用，電壓比較電路所發(fā)出的信號(hào)通過(guò)發(fā)光二極管發(fā)出不同顏色的光來(lái)顯示三極管值的不同的擋位。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）6圖 2.4.1 二極管顯示電路本科生課程設(shè)計(jì)（論文）7第 3 章 三極管值自動(dòng)測(cè)量分選儀整體電路設(shè)計(jì)3.1 整體電路圖及工作原理圖 3.1.1 三極管值自動(dòng)測(cè)量分選儀整體電路本科生課程設(shè)計(jì)（論文）8工作原理：工作原理：由圖 3.1.1 知，首先第一部分直流穩(wěn)壓電源，由橋式整流電路，濾波電路，穩(wěn)壓電路組成，輸出電路所需的電壓+5V

13、和+12 V，輸入到需要電源的電路。然后通過(guò)三極管放大電路進(jìn)行取樣，從而得到所需要的電壓 Vo，將輸出電壓 Vo 輸入電壓比較電路，反相端輸入不同的基準(zhǔn)電壓值，比較電路會(huì)輸出不同的電位。最后將信號(hào)通過(guò)二極管顯示電路，用不同顏色的發(fā)光二極管來(lái)表示出不同的擋位。3.2 電路參數(shù)計(jì)算直流電源參數(shù)計(jì)算：直流電源參數(shù)計(jì)算：設(shè)定初始參數(shù)如下：穩(wěn)壓管Dz1的穩(wěn)定電壓為 4V，R3 = 7 k；R4 = 4 k；R6 = 1 k。144631VzRRRRVo14642VzRRRVoVo1 = 12 V， Vo2 = 5 V 電壓比較電路計(jì)算：電壓比較電路計(jì)算：首先，可知 Vo = IB R3 ， R1 + R

14、2 = 4 k，VBE = 0.7 V ，由虛短和虛斷知： 2312oBEVVVoRRR2312oVRRR本科生課程設(shè)計(jì)（論文）9因?yàn)閂o2 = 5 V ，所以： 當(dāng) 50 80 時(shí)，0.635V Vo 1V ，當(dāng) 80 120 時(shí)，1V Vo 1.5V ，當(dāng) 120 180 時(shí)，1.5V Vo 2.25V ，當(dāng) 180 270 時(shí)，2.25V Vo 3.375V ，當(dāng) 270 400 時(shí)，3.375V Vo 5V ，3.3 仿真的性能分析 在連接好電路以后，在 EWB 中進(jìn)行仿真，電壓表顯示數(shù)值正確，可以達(dá)到預(yù)期效果。此電路能對(duì) 50 到 400 倍的電流放大系數(shù)進(jìn)行測(cè)量，推算出 值的范圍。

15、本設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能單一，所以電路的性能更加穩(wěn)定，適用于任何環(huán)境的三極管測(cè)量.。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）10第 4 章 設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)開始時(shí)首先對(duì)題目進(jìn)行初步分析，然后大量搜集資料,去粗取精,形成初步的設(shè)計(jì)方案。然后進(jìn)一步分析題目，剖析其中的要點(diǎn)和要求，從而進(jìn)一步論證方案的可行性。之后，根據(jù)方案一步一步設(shè)計(jì)，計(jì)算，在多次失敗與成功后，圓滿的完成了設(shè)計(jì)題目。本次三極管 值自動(dòng)測(cè)量分選儀設(shè)計(jì)分為四部分, 直流電壓源電路，被測(cè)三極管電路，電壓比較電路和二極管顯示電路。整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低廉，可運(yùn)用于多種測(cè)量三極管電流放大系數(shù)的實(shí)驗(yàn)或生產(chǎn)場(chǎng)合。對(duì)于此次課程設(shè)計(jì)，遇到的主要問(wèn)題是無(wú)法顯示電路的仿真結(jié)果，之后通過(guò)老師的幫助，完善了電路結(jié)構(gòu)圖，更改了部分元件的參數(shù)，最終達(dá)到了預(yù)期的要求。但是本設(shè)計(jì)還是存在提升的空間，比如精確的顯示三極管的電流放大系數(shù)，通過(guò)更簡(jiǎn)潔的電路達(dá)到設(shè)計(jì)要求等等。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）11參考文獻(xiàn)1 康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）.第五版. 北京：高等教育出版社,2005.2 華成英主編.模擬電子技術(shù)基本教程. 北京：清華大學(xué)出版社，2009.8.3 李杰等編著.電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京：清華大學(xué)出版社，200