三極管β值自動(dòng)測量分選儀綜述

1、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)（論文）題目：三極管 值自動(dòng)測量分選儀院（系）： 電子與信息工程學(xué)院 專業(yè)班級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師： （簽字）起止時(shí)間： 2014.6.30-2014.7.11本科生課程設(shè)計(jì)（論文）課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評語院（系）： 教研室： 電子信息工程號 學(xué)課程設(shè) （論文 題目管 極 三課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)案 個(gè)設(shè) 進(jìn)右 00。 用環(huán) 簡、 行 逐 用左 4 應(yīng) 繁 可 采 0 及 的 定 ， 采 27 標(biāo) 構(gòu) 敲 路 ， 出 70 、 、 源 元 向 選 27 能 性 來 單 流 檔 0 性 進(jìn) 的 或 的 分 18 、 先 件 統(tǒng) 號 行 ， 求 。 的 器 系

2、信 進(jìn) 80 要 圖 路 慮 子 按。1選儀 20 課題 構(gòu)框 以電 并考 若干 常是 選 12 析 ， 成 通 分 數(shù) 1， 分析 結(jié) 較， 解成 ，通 測量 大系 120 細(xì) 繪 比 較 分 局 。 測大1自動(dòng) 流放 80 須 案 進(jìn) 合 零 理 說 值自 電流 0， 。必 體方 方案 作綜 整為 上合 要的 流 80 。 。 體 方 作 整 上 要 直 0 次 指標(biāo) 總 各種 面 案化 圖紙 必 管 的 50 檔 指 種 各 方 案 圖 出 極 管 ： 的 能 各 對 等 方 的 標(biāo) 三 極 為 同 確性 出 案。 易 總體 幅面 并 臺 三 別 不 明確 構(gòu)思 方案 的難 ?？?定幅

3、路， 一 率 分 示 ， ， 體 作 路 一 電 作 功 圍 顯 求 路 總 制 電 在 各 并制 頻小 范 碼管 要 思 的 及 元 。 放 ： 計(jì)并 低頻 的 數(shù)碼 ： 計(jì) 開 理 低 單 統(tǒng) 擺 務(wù) 計(jì) 低 值 數(shù) 求 設(shè) 廣 合 高 各 系 律 任 設(shè) 對 用 要 析 ， 定 的 計(jì) 成 規(guī) 計(jì) 1234 計(jì) .分 等 .確 本 .設(shè) 。 .組 的 設(shè) （ （ （ （ 設(shè) 1 境 2 成 3 計(jì) 4出進(jìn)度計(jì)劃件仿天 器并01 ：選 設(shè) 第 天電計(jì) 4體設(shè) 第整善 ；第 ： 完 證天： 論證 6 天 案第9 方 ；第 第 天 仿真 試； 3 及仿 調(diào) 第計(jì)接 ；設(shè)焊 料路： 資料 電路

4、天 集元8 ：收 ：單 第 2天 5天 板； 25制 第第接 ；焊 習(xí)計(jì)路 學(xué)設(shè)電 中路： 集電天 ：元7 天單第。 1 行 ； 辯 第進(jìn)真答指導(dǎo)教師評語及成績?nèi)?字月 導(dǎo)教 年 指 辯 答 ：績 時(shí)成 平總注：成績：平時(shí) 20% 論文質(zhì)量 60% 答辯 20% 以百分制計(jì)算III本科生課程設(shè)計(jì)（論文）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，三極管在使用過程中必須要知道器 值，所以三極管 值自動(dòng)測量分選儀越來越多的被運(yùn)用。 本儀器可以快速的測量三極管的 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

5、管顯示電路組成。將三極管 電流放大倍數(shù) 值的大小通過電壓來表示 ,將輸出電壓輸入電壓比較電路 ,與基準(zhǔn) 電壓相比較 ,若對應(yīng)某一電壓 ,電壓會驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管通過顯示不同顏色的光來表 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)對各個(gè)部分電路進(jìn)行 了整理,對重要元器件的參數(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： 三極管；比較電路；自動(dòng)分選儀； 值IV本科生課程設(shè)計(jì)（論文）目錄第 1 章 三極管 值自動(dòng)測量分選儀設(shè)計(jì)方案論證 11.1 三極管 值自動(dòng)測量分選儀的應(yīng)用意義 11.2 三極管 值自動(dòng)測量分選儀的設(shè)計(jì)要求及技術(shù)指標(biāo) 11.3

6、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）第 1章 三極管 值自動(dòng)測量分選儀設(shè)計(jì)方案論證1.1 三極管 值自動(dòng)測量分選儀的應(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

7、可能。然而，要想使用三極管，必須測量其 值，三極管 值自動(dòng)測量分選儀 在今后的科學(xué)生產(chǎn)和試驗(yàn)中的運(yùn)用會越來越多，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。對各種方案進(jìn)行比較，以電路的先進(jìn)性、結(jié)構(gòu)的繁 簡、成本的高低及制作的難易等方面作綜合比較，并考慮器件的來源，敲定可行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)

8、。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號的流向，采用左 進(jìn)右出的規(guī)律擺放各電路，并標(biāo)出必要的說明。、技術(shù)指標(biāo)：此儀器所需要的電壓有 +5V 和+12V；對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管組成。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）1.3 設(shè)計(jì)方案論證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

9、極電流 量傳化為電壓量，再經(jīng)過運(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：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 = BI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 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)。對比以上兩種方案，因?yàn)榈谝环N方案的電路相對比較復(fù)雜，所需元件較多， 同時(shí)，

10、產(chǎn)生的偏差會比較大。而第二種方案簡潔明了，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放大電路，將 值的大小用輸出電壓來表示，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，通過二極管顯示電路顯示不同顏 色的光來表示出相應(yīng)的擋位。圖 1.4.1 分選儀原理框圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）本設(shè)計(jì)共由四部分組成，分別為直流電壓源電路，被測三極管電路，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。被測三極管電路是將電流

11、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 后將信號輸入二極管顯示電路。二極管顯示電路則是通過不同的顏色來顯示 值的不同檔位。第2章 三極管 值自動(dòng)測量分選儀各單元電路設(shè)計(jì)2.1 直流穩(wěn)壓電源電路設(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

12、源。圖 2.1.1 直流穩(wěn)壓電源本科生課程設(shè)計(jì)（論文）2.2 被測三極管電路設(shè)計(jì)如圖 2.2.1 所示， T4是被測三極管，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 被測三極管電路2.3 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)電壓的比較輸出4本科生課程設(shè)計(jì)（論文）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)出的信號通過發(fā)光二極管發(fā)出不同顏色 的光來顯示三極管 值的不同的擋位。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）第 3章

13、 三極管 值自動(dòng)測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)測量分選儀整體電路本科生課程設(shè)計(jì)（論文）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 和+12 V，輸入到需要電源的電路。然后 通過三極管放大電路進(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，比較電路會輸出不同的電位。最 后將信號通過二極管顯示電路，用不同顏色的發(fā)光二極管來表示出不同的擋位。3.2 電路參數(shù)計(jì)算直流電源參數(shù)計(jì)算：設(shè)定初始參數(shù)如下：穩(wěn)壓管 Dz

14、1 的穩(wěn)定電壓為 4V，R3 = 7 k ；R4 = 4 k ；R6 = 1 kVo1R3 R6 R4R4Vz1Vo 2R4 R6Vz1R4Vo1 = 12 V ， Vo2 = 5 V電壓比較電路計(jì)算：首先，可知 Vo = IB R3R1 + R2 =4 k，VBE = 0.7 V ，由虛短和虛斷知：VoV o2 V BER3R1 R 2Vo2o2R3R1 R 2因?yàn)?Vo2 = 5 V ，本科生課程設(shè)計(jì)（論文）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

15、 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 50到400倍的電流放大系數(shù)進(jìn)行測量，推算出 值的范圍。 本設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)簡單，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 三極管測量 .。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）第 4章 設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)開始時(shí)首先對題目進(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

16、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)測量分選儀設(shè)計(jì)分為四部分 , 直流電壓源電路，被測三 極管電路，電壓比較電路和二極管顯示電路。整體結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低 廉，可運(yùn)用于多種測量三極管電流放大系數(shù)的實(shí)驗(yàn)或生產(chǎn)場合。對于此次課程設(shè)計(jì)，遇到的主要問題是無法顯示電路的仿真結(jié)果，之后通過 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)， 通過更簡潔的電路達(dá)到設(shè)計(jì)要求等等。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）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