半导体三极管β值及范围测量仪设计报告Word格式文档下载.docx
《半导体三极管β值及范围测量仪设计报告Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《半导体三极管β值及范围测量仪设计报告Word格式文档下载.docx(9页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
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):
Q1、Q2、R1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lb,R8提供输出电压。
调节滑动变阻器R1的阻值可以改变微电流源的输出电流Ib,Ib的选择应在30~40之间为宜,且Vce的选择应不小于1V,
以使三极管工作在合适的状态。
取待测管的lb值为40,即Ir40,根据公式:
ir密心得出:
R
R1厶—Vbel,VCC15V,VBE10.7V,Ir40,得:
R1357.5K,最终输出
1R
电压为VoIbR80.04lb
1
500kDKe/=B
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)。
需要四个基准电压,于是有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
的比较电路,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,相应的一个比较电路输出为高电平,其余比较器输出为低电平。
从上而下分别为:
4档、3档、2档、1档
图二电压比较器
3)编码译码
编码
译码
显示
*CMS11B气
CD4532引脚图CD4511弓I脚图数码管
FIGURE1”CD4532BM5LOGICDIAGRAM
TRUTHRB任
INPUT
OUTPUT
E1
DJ
DG
D6
M
Di
DI
跡
站
01
(M
EO
K
X
D
Q
I
b
a
J
fl
X^Doi'
tCareLogic1=HighLogic0=.Low
CD4532真值表
Output■
Ma-
BL
BI
LT
eba
1■
b召
d
9
13C
1X
11
101
OOG
1丄
15t
1o
111
000
10
1L1
00c
1J.
001
口
Z
010
3
11-1
O'
Oil
IL
•|4«
*|«
ao|a-»
«
a-*«
B-«
-B|a-■a«
*
4|D|1|1|010CI0110011
I5ID|1I1|l0101I1011011
6
L
|0
7
1O
i
-1
r-
I-
B
[
1i
J.
ii
ID
JI
i1
町
1<
I
11
o
s
[——
h
--<
V
A
t
i±
1*D
14
l
c
i.
n
P<
E>
In
D^PE^DS
Oii
PREV.3TJLTE
CD4511真值表
U3
*■
4•-
5T
[oa
4511I3DiV
DCOC
nnnn
vcc
1w
编码译码显示图
图4
(五)完整电路图及工作原理
1)基础部分:
1•将变化的值转化为与之成正比变化的电压,再取样进行比较、分档。
根
据三极管电流IcIb的关系,当Ib为固定值时,Ic反映了的变化,电阻R6上
的电压Vr6又反映了Ic的变化,对Vr6取样加入后级进行分档比较。
当同
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,
相输入端电压值大于反相输入端电压值时,运算放大器输出端为正,发光二级管
点亮,否则不亮。
分别调节4个电位器的阻值,以改变基准电压,使其分别能在
值四个档的临界值时点亮二极管。
同时,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
基本部分完整电路图
2)发挥部分工作原理:
微电流源为待测三级管提供恒定电流,确保待测三极管输出电流不因其更换而改变,然后通过压控振荡器,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值。
由555
定时器构成单稳态触发器产生计数时间控制信号,该信号只有一个正脉冲,从电路连通到计数时间结束,保证不会重复计数,将两个脉冲信号同过与门送到
74LS90构成十进制加法计数器,用于计数脉冲的个数,再经CD4511译码,数
码管显示计数的值。
通过调节R2、R3的阻值,来缩小显示数字与真实数值的差距,减小误差,但误差是不可消除的,所以只是减小了,却并没有消除,因此,
显示数据与真实数据还是有差距的
T"
MF
发挥部分整体电路图
(六)总结
1.方案设计优点:
成本低,不需要人工接电路,通过MULTISIM,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multisim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MULTISIM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。
反复的调试电路,更是锻炼了我的耐心和做事细致程度,掌握了设计一个数字电路的基本方法和基本步骤,实际解决设计中出现的问题,增强了寻找问题,解决问题的能力。
这不仅帮助我更好地掌握书本知识,尤其重要的是增强了自信心,培养了独立思考的能力!
(八)参考文献
[1]童诗白华成英主编,模拟电子技术基础(第四版),高等教育出版社
[2]阎石主编,数字电子技术基础(第五版),高等教育出版社
[3]模拟电子技术实验指导书青岛大学电子实验教学中心
[4]康华光主编电子技术基础
⑸孙肖子主编现代