三极管β值自动测量分选仪.docx
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三极管β值自动测量分选仪
模拟电子技术基础课程设计(论文)
题目:
三极管β值自动测量分选仪
院(系):
电子与信息工程学院
专业班级:
学 号:
学生姓名:
指导教师:
(签字)
起止时间:
2014.6.30-2014.7.11
课程设计(论文)任务及评语
院(系):
教研室:
电子信息工程
学号
学生姓名
专业班级
课程设计(论文)题目
三极管
值自动测量分选仪
课程设计(论文)任务
设计任务:
(1)设计并制作一台三极管β值自动测量分选仪。
(2)对低频小功率三极管的直流电流放大系数β进行分档选出。
(3)β值的范围分别为:
50~80,80~120,120~180,180~270,270~400。
(4)用数码管显示不同的档次。
设计要求:
1.分析设计要求,明确性能指标。
必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等,广开思路,构思出各种总体方案,绘制结构框图。
2.确定合理的总体方案。
对各种方案进行比较,以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较,并考虑器件的来源,敲定可行方案。
3.设计各单元电路。
总体方案化整为零,分解成若干子系统或单元电路,逐个设计。
4.组成系统。
在一定幅面的图纸上合理布局,通常是按信号的流向,采用左进右出的规律摆放各电路,并标出必要的说明。
进度计划
第1天:
集中学习;第2天:
收集资料;第3天:
方案论证;第4天:
选择器件进行单元电路设计;第5天:
单元电路设计及仿真;第6天:
整体电路设计并仿真;第7天:
电路焊接制板;第8天:
焊接调试;第9天:
完善设计;第10天:
答辩。
指导教师评语及成绩
平时:
论文质量:
答辩:
总成绩:
指导教师签字:
年月日
注:
成绩:
平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算
摘要
随着现代科技的迅速发展,三极管被广泛应用在各种领域,使大规模使用集成电路成为可能。
然而,三极管在使用过程中必须要知道器β值,所以三极管β值自动测量分选仪越来越多的被运用。
本仪器可以快速的测量三极管的β值,这样三极管就可以在实际中得到广泛的应用。
本设计由直流电压源电路,电压比较电路,二极管显示电路组成。
将三极管电流放大倍数β值的大小通过电压来表示,将输出电压输入电压比较电路,与基准电压相比较,若对应某一电压,电压会驱动发光二极管通过显示不同颜色的光来表示出相应的挡位,从而达到分选三极管β值的功能。
本设计对各个部分电路进行了整理,对重要元器件的参数进行了计算,然后用EWB仿真软件进行了仿真,仿真显示能达到技术指标的相应要求。
关键词:
三极管;比较电路;自动分选仪;β值
第1章三极管
值自动测量分选仪设计方案论证 1
1.1三极管
值自动测量分选仪的应用意义 1
1.2三极管
值自动测量分选仪的设计要求及技术指标 1
1.3设计方案论证 2
1.4总体设计方案框图及分析 2
第2章三极管
值自动测量分选仪各单元电路设计 3
2.1直流稳压电源电路设计 3
2.2被测三极管电路设计 4
2.3电压比较器电路设计 4
2.4二极管显示电路设计 5
第3章三极管
值自动测量分选仪整体电路设计 6
3.1整体电路图及工作原理 6
3.2电路参数计算 7
3.3仿真的性能分析 8
第4章设计总结 9
参考文献 10
附录Ⅰ元器件清单 11
第1章三极管β值自动测量分选仪设计方案论证
三极管β值自动测量分选仪的应用意义
在现代电子电路工业中,由于三极管的广泛应用,使大规模使用集成电路成为可能。
然而,要想使用三极管,必须测量其β值,三极管β值自动测量分选仪在今后的科学生产和试验中的运用会越来越多,这样就可以快速得到β值,在实际的三极管应用中得到很大的方便。
三极管β值自动测量分选仪的设计要求及技术指标
一、设计要求
1.分析设计要求,明确性能指标。
必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等,广开思路,构思出各种总体方案,绘制结构框图。
2.确定合理的总体方案。
对各种方案进行比较,以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较,并考虑器件的来源,敲定可行方案。
3.设计各单元电路。
总体方案化整为零,分解成若干子系统或单元电路,逐个设计。
4.组成系统。
在一定幅面的图纸上合理布局,通常是按信号的流向,采用左进右出的规律摆放各电路,并标出必要的说明。
二、技术指标:
此仪器所需要的电压有+5V和+12V;对低频小功率三极管的直流电流放大系数β进行分档选出;β值的范围分别为:
50~80,80~120,120~180,180~270,270~400;用数码管显示不同的档次,数码管由显示不同颜色的二极管组成。
设计方案论证
方案一:
将三极管放大电路的静态工作模式作为电路的取样电路,取样电路中,利用基极电流和集电极电流之间的β倍关系,只要测量出基极电流大小就能知道集电极电流大小,再根据集电极电流和集电极电压之间欧姆定律关系,把集电极电流量传化为电压量,再经过运算放大器进行输出,电压稳定后通入电压比较器进行比较,最后输出到发光二极管显示不同档次。
方案二:
电源采用直流稳压电源,输出+5V和+12V的电压,三极管放大电路采用共射极放大电路,根据三极管电流IC=βIB的关系,当IB为固定值时,IC反映了β的变化,电阻RC上的电压VRC又反映了IC的变化,对VRC取样,输出Vo。
将Vo的电压直接输入电压比较器和已经选定的基准电压进行比较,然后分档选出,再将选出的信号输入发光二极管,由不同的颜色表示不同的电流放大系数。
对比以上两种方案,因为第一种方案的电路相对比较复杂,所需元件较多,同时,产生的偏差会比较大。
而第二种方案简洁明了,易于理解,所以本设计采用第二种。
总体设计方案框图及分析
通过放大电路,将β值的大小用输出电压来表示,输出电压输入电压比较电路,与不同的基准电压相比较,对应某一定值Vo,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。
之后,通过二极管显示电路显示不同颜色的光来表示出相应的挡位。
图1.4.1分选仪原理框图
本设计共由四部分组成,分别为直流电压源电路,被测三极管电路,电压比较电路和二极管显示电路构成。
直流稳压源电路主要作为提供其他各部分的工作电压,以确保其他元器件都能够正常工作。
被测三极管电路是将电流转换为所需电压的电路,主要是把三极管的集电极电流IC转化为所需要的电压VRC,然后输出Vo。
电压比较器电路可以把转换电压和样电压进行比较,从而得到比较结果,然后将信号输入二极管显示电路。
二极管显示电路则是通过不同的颜色来显示β值的不同档位。
第2章三极管β值自动测量分选仪各单元电路设计
直流稳压电源电路设计
图2.1.1中,D1,D2,D3,D4接成电桥的形式,起到整流的作用。
电容C1起到滤波的作用。
二极管Dz1是稳压管,二极管Dz2,R1,T1起到启动电路的作用,R3,R4,R6是取样电路,从两端输出,Vo1,Vo2分别为本设计所需要的两个电压源。
图2.1.1直流稳压电源
被测三极管电路设计
如图2.2.1所示,T4是被测三极管,其基极电流可以由R1,R2限定,所以运算放大器的输出电压Vo=βIBR3。
图2.2.1被测三极管电路
电压比较器电路设计
该电路使输出电压与基准电压比较,可以分别驱动不同的挡位,实现电压的比较输出。
图2.3.1电压比较器
二极管显示电路设计
如图2.4.1所示,每条显示电路由电阻和不同颜色的发光二极管组成,其中电阻起到限流的作用,电压比较电路所发出的信号通过发光二极管发出不同颜色的光来显示三极管β值的不同的挡位。
图2.4.1二极管显示电路
第3章三极管β值自动测量分选仪整体电路设计
整体电路图及工作原理
图3.1.1三极管β值自动测量分选仪整体电路
工作原理:
由图3.1.1知,首先第一部分直流稳压电源,由桥式整流电路,滤波电路,稳压电路组成,输出电路所需的电压+5V和+12 V,输入到需要电源的电路。
然后通过三极管放大电路进行取样,从而得到所需要的电压Vo,将输出电压Vo输入电压比较电路,反相端输入不同的基准电压值,比较电路会输出不同的电位。
最后将信号通过二极管显示电路,用不同颜色的发光二极管来表示出不同的挡位。
电路参数计算
直流电源参数计算:
设定初始参数如下:
稳压管Dz1的稳定电压为4V,R3=7kΩ;R4=4kΩ;R6=1kΩ。
Vo1=12V,Vo2=5V
电压比较电路计算:
首先,可知Vo=βIBR3,
R1+R2 =4kΩ,VBE=0.7V,
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- 关 键 词:
- 三极管 自动 测量 分选