半導體三極管β值及范圍測量儀設(shè)計報告

上傳人:jun****875 文檔編號:23624573 上傳時間:2021-06-10 格式:DOC 頁數(shù):8 大小:287.91KB
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1、 課 程 設(shè) 計 課題名稱:半導體三極管β值及范圍測量儀 完成人: 班級: 學號: 時 間: (一)設(shè)計內(nèi)容及要求 1. 設(shè)計內(nèi)容:制作一個自動測量NPN型 硅三極管β值的顯示測試儀。 2. 設(shè)計要求: 1)對被測NPN型三極管值 分三檔 2)β值的范圍分別為80~120及120~160,160~200對應的分檔編號分別是1、2、3;待測三極管為空時顯示0,超過200顯示4。 3)用數(shù)碼管 顯示β值的檔次 4)發(fā)揮部分:用三個數(shù)碼管 顯示β的大小,分別顯示個位、十位和百位。顯示范圍為0-199;響應時間不

2、超過2秒,顯示器顯示讀數(shù)清晰,注意避免出現(xiàn)“疊加現(xiàn)象”。 (二)電路設(shè)計 電路設(shè)計整體框圖 使用被測三 極管構(gòu)成放 大電路 取樣電路 +比較器 電路 編 碼器 譯 碼 電路 數(shù) 碼 管 顯 示 壓控振蕩器 計數(shù) 譯碼 顯示 555產(chǎn)生秒脈沖 發(fā)揮部分 基本部分 (三)實驗器件 示波器 1臺 萬用表 1臺 直流穩(wěn)壓電源 1臺 模擬實驗裝置 1臺 數(shù)字試驗箱 1臺 四運放LM324 555定時器 三極管 二極管、穩(wěn)壓管 電

3、位器、電阻器、電容器 CD4532、CD4511 數(shù)碼管 (四)參數(shù)計算及元器件選擇 1)微電流源(圖1):構(gòu)成微電流源電路,為待測三級管,微電流源提供基極電流,R8提供輸出電壓。調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值可以改變微電流源的輸出電流,的選擇應在之間為宜,且的選擇應不小于,以使三極管工作在合適的狀態(tài)。 取待測管的值為,即,根據(jù)公式:得出:,,最終輸出電壓為 圖一 微電流源 2)電壓比較器(圖2): 將取樣信號同時加到具有不同基準電壓的比較電路輸入端進行比較,對應某一定值,只有相應的一個比較電路輸出為高電平,則其余比較器輸出為低電平。

4、 由于被測量的物理量要分五檔(即 值分別為<80、80~120、120~160、160~200 及>200,對應的分檔編號分別是0、1、2、3、4)。需要四個基準電壓,于是有四個滑動變阻器產(chǎn)生四個不同的基準電壓,再用四個運算放大器組成的比較電路,將取樣信號同時加到具有不同基準電壓的比較電路輸入端進行比較,對應某一定值,相應的一個比較電路輸出為高電平,其余比較器輸出為低電平。從上而下分別為:4檔、3檔、2檔、1檔。 圖二 電壓比較器 3)編碼譯碼 編碼 譯碼 顯示

5、CD4532引腳圖 CD4511引腳圖 數(shù)碼管 CD4532真值表 CD4511真值表 編碼譯碼顯示圖 圖4 (五)完整電路圖及工作原理 1)基礎(chǔ)部分: 1.將變化的值轉(zhuǎn)化為與之成正比變化的電壓,再取樣進行比較、分檔。根據(jù)三極管電流的關(guān)系,當為固定值時,反映了的變化,電阻上的電壓又反映了的變化,對取樣加入后級進行分檔比較。 2.將取樣信號同時加到具有不同基準電壓的比較電路輸入端進行比較,當同相輸入端電壓值大于反相輸入端電壓值時,運算放大器輸出端為正,發(fā)光二級管點亮,否則不亮。分別

6、調(diào)節(jié)4個電位器的阻值,以改變基準電壓,使其分別能在值四個檔的臨界值時點亮二極管。同時,對比較器輸出的高電平進行二進制編碼,再經(jīng)顯示譯碼器譯碼,驅(qū)動數(shù)碼管 顯示出相應的檔次代號。 基本部分完整電路圖 2)發(fā)揮部分工作原理: 微電流源為待測三級管 提供恒定電流,確保待測三極管輸出電流不因其更換而改變,然后通過壓控振蕩器,將采集的電壓量轉(zhuǎn)化成與之成正比變化的頻率。合理設(shè)定參數(shù)使在一定時間內(nèi)通過的脈沖個數(shù)即為被測三極管的值。由555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生計數(shù)時間控制信號,該信號只有一個正脈沖,從電路連通到計數(shù)時間結(jié)束,保證不會重復計數(shù),將兩個

7、脈沖信號同過與門送到74LS90構(gòu)成十進制加法計數(shù)器,用于計數(shù)脈沖的個數(shù),再經(jīng)CD4511譯碼,數(shù)碼管 顯示計數(shù)的值。通過調(diào)節(jié)R2、R3的阻值,來縮小顯示數(shù)字與真實數(shù)值的差距,減小誤差,但誤差是不可消除的,所以只是減小了,卻并沒有消除,因此,顯示數(shù)據(jù)與真實數(shù)據(jù)還是有差距的。 發(fā)揮部分整體電路圖 (六)總結(jié) 1.方案設(shè)計優(yōu)點: 成本低,不需要人工接電路,通過MULTISIM,就可以直接仿真出來,方便調(diào)試?;静糠挚梢缘玫胶軠蚀_的結(jié)果,發(fā)揮部分應用了很多知識,雖然結(jié)果有誤差,但是思路正確。 2.方案設(shè)計缺點: 發(fā)揮部分顯示結(jié)果不精確

8、,存在誤差,需要調(diào)試的時間較長,且顯示結(jié)果等待時間較久。 課題的核心及使用價值,改進及展望該電路 3.核心及實用價值: 該課程設(shè)計將理論與實際相聯(lián)系在一起,使我們深刻認識到課本中的理論知識很多都是建立在理想條件下的,在現(xiàn)實中很多情況下是不能拿來就用的,要根據(jù)實際情況經(jīng)過不斷地測試和調(diào)整,才能達到我們預期的要求。而且深化了所學理論知識,使我們了解到更多的實際問題及解決方法。這一過程,培養(yǎng)了我們綜合運用知識的能力,增強了我們獨立分析與解決問題的能力,訓練培養(yǎng)了嚴肅認真的工作作風和科學態(tài)度,為以后從事電子電路設(shè)計和研制電子產(chǎn)品打下初步基礎(chǔ)。 改進和展望:課程設(shè)計性實驗涉及到了我們所學各科知識

9、,包括數(shù)字電子電路、模擬電子電路、電路及電子線路實驗及multisim軟件的應用,綜合性較強,我們只有結(jié)合所學知識才能設(shè)計出滿足特定要求的電路;設(shè)計性實驗對于我們運用所學的知識要求較高,因此在準備實驗的過程中要全面復習所需的基礎(chǔ)知識,重點掌握相關(guān)的章節(jié),預先根據(jù)要求確定所用電路和器件,熟悉掌握各種典型電路的設(shè)計、功能和各種元器件的原理、功能等等;然后根據(jù)需要組裝連接各功能電路,注意連接過程中元件的排布和布線,盡量使之勻稱、美觀;最后計算參數(shù),確定參數(shù)是要多方面考慮每一個參數(shù)的改變所造成的影響,要有整體把握、綜合考慮的眼光;用仿真軟件改變參數(shù)以提高精確度和測量范圍,減少干擾;合理布線,便于排錯和

10、檢查,且方便他人檢查和參考。 (七)心得體會 從本次電子課程設(shè)計中,收獲很多,首先熟悉了MULTISIM的工作原理及環(huán)境,其次,開始將各部分知識綜合到了一切運用,為專業(yè)學習提供了好的實例,然后,還學會了知識的實踐化,不只是停留在理論基礎(chǔ)上。反復的調(diào)試電路,更是鍛煉了我的耐心和做事細致程度,掌握了設(shè)計一個數(shù)字電路的基本方法和基本步驟,實際解決設(shè)計中出現(xiàn)的問題,增強了尋找問題,解決問題的能力。這不僅幫助我更好地掌握書本知識,尤其重要的是增強了自信心,培養(yǎng)了獨立思考的能力! (八)參考文獻 [1]童詩白 華成英 主編,模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版),高等教育出版社 [2]閻石主編,數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)(第五版),高等教育出版社 [3]模擬電子技術(shù)實驗指導書 青島大學電子實驗教學中心 [4]康華光主編 電子技術(shù)基礎(chǔ) [5]孫肖子主編 現(xiàn)代電子線路和技術(shù)實驗簡明教程

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