模电课程设计计划书xin.docx
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课程设计说明书
课程名称：
模拟电子技术课程设计
题目：
晶体管电流放大系数β自动检测
分选仪设计
晶体管电流放大系数β自动检测分选仪设计
一、设计任务与要求
选用低频小功率NPN管，测量直流电流放大系数；
（1）β值的分档要求：
，
，
，
，
，对应的分档号分别用1、2、3、4、5表示，并用数码管显示；
（2）对应的色标分别是绿、蓝、紫、灰、白；
（3）β值不在上述范围内的三极管，由数码管显示0来表示；
二、方案设计与论证
任务要求分析：
三极管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号。
其中有个重要参数就是电流放大系数β。
当三极管的基极上加一个微小的电流时，在集电极上可以得到一个是输入电流β倍的电流，即集电极电流。
集电极电流随基极电流的变化而变化，并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化。
根据晶体管工作状态的不同，电流放大系数又分为直流电流放大系数和交流电流放大系数。
直流电流放大系数也称静态电流放大系数或直流放大倍数，是指在静态无变化信号输入时，晶体管集电极电流IC与基极电流IB的比值，用β表示。
要测量三极管的电流放大倍数β，必须给三极管以合适的静态偏置，如果三极管工作在线性放大区，若IB一定，则IC正比与β，即有IC=βIB。
要将三极管按β值进行分档，可将三极管集电极电流IC转化成相应的电压VO输出，VO大小正比与β值，然后将VO信号同时加到具有不同基准电压的比较器的输入端进行比较，对某一定VO值，则相应的比较器输出为高电平，其余的比较器输出为低电平。
例如分成六档，则需要六个电压比较器，六个比较器的输出便形成了6位二进制代码，将6位二进制代码进行分段式译码，便可驱动分段式显示数码管显示出相应的档次代号。
电路基本框图如图
（1）：
图
（1）
三、单元电路设计与参数计算
1、偏置和β/V转换电路
电路如图
（2）：
图
（2）
此时的V0=β*（V2-Ube）*R23/R22，为了使三极管工作在线性放大区，输出的最大电压应该小于13V，例如：
β=400时，VO=12v，则V0和β相对应的值为：
β值
50
80
120
180
270
400
V0（v）
1.5
2.4
3.6
5.4
8.1
12
2、电压比较电路
根据电压的输出，对各个电压比较器的基准电压进行设置，电路图如图（3）所示：
图（3）
3、译码电路
译码电路采用74LS148优先译码器，译码真值表如表
（1）：
使能端OE（芯片是否启用）的逻辑编程：
OE=I0﹒I1﹒I2﹒I3﹒I4﹒I5﹒I6﹒I7﹒IE
当OE输入IE=1时，禁止编码、输出（反码）：
A2，A1，A0全为1。
当OE输入IE=0时，允许编码，在I0~I7输入中，输入I7优先级最高，其余依次为：
I6，I5,I4，I3，I2，I1,I0等级排列。
表
（1）
4、显示电路
显示电路首先通过74LS148D优先译码器，由于译码以反码输出，所以用非门求反再送到74LS47D，通过74LS47D将二进制编码转换为数字，并且在七段数码管显示出来，电路图如下图（4）：
图（4）
74LS138D为3线—8线译码器，当一个选通端（G1）为高电平，另外两个选通端（G2A）和（G2B）为低电平时，译码器正常工作，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出，而发光二极管低电平有效。
如下图（5）所示：
图（5）
四、总电路工作原理及元器件清单
1．总原理图如下图（6）所示:
图（6）
2．元件清单如下表
（2）
元件序号
型号
主要参数
数量
备注
1
BJT_NPN,2N5223
Q1
1
三极管
2
COMPARATORVIRTUAL
U5-U11
7
电压比较器
3
SEVEN_SEG_DECIMAL_COM_A
U1
1
七段数码管
4
RESISTOR
若干
电阻
5
74LS138D、74LS148D、74LS47D
U2、U3、U14
3
6
74LS03D、74LS04D
U12A、U4A、U4B、U4C
4
与非门、与非门
7
LED
5
发光二极管
表
（2）
五、仿真调试与分析
当Bf=60，处于50~80档，则数码管显示‘1’，绿灯亮。
如下图（7）所示：
图（7）
当Bf=100，处于80~120档，则数码管显示‘2’，蓝灯亮。
如下图（8）所示：
图（8）
当Bf=160，处于120~180档，则数码管显示‘3’，紫灯亮。
如下图（9）所示：
图（9）
当Bf=250，处于180~270档，则数码管显示‘4’，灰灯亮。
如下图（10）所示：
图（10）
当Bf=380，处于270~400档，则数码管显示‘5’，白灯亮。
如下图（11）所示：
图（11）
当Bf<50，Bf>400,则数码管显示‘0’。
如下图（12）所示：
图（12）
六、结论与心得
这次课程设计，由于不是很熟悉一些仿真软件，所以这次课程设计做得有点吃力，摸索软件的使用方法，尽管这次题目简单，但是得熟悉三极管β方面的知识，做起来才会比较顺手，花的时间才不会很多，不过这次课程设计，让自己更加熟练仿真软件的使用方法以及技巧。
七、参考文献
[1]华成英《模拟电子技术基本教程》清华大学出版社，2006.02
[2]彭介华《电子技术课程设计指导》高等教育出版社，2012.03
[3]XX百科、谷歌搜索
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