模电课程设计-三极管β值数显式测量电路设计.doc

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1、广东石油化工学院课程设计说明书（小初号字距4磅黑体加黑居中）课程名称：模拟电子技术课程设计题目：三极管β值数显式测量电路设计学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：日期：年月日三极管β值数显式测量电路设计一、设计任务与要求⑴可测量NPN硅三极管的直流电流放大系数β值（设β<200）。测试条件如下：①允许误差为±2%。②，且对于不同β值的三极管，的值基本不变。⑵该测量电路制作好后，在测试过程中不需要进行手动调节，便可自动满足上述测试条件。⑶用二只LED数码管和一只发光二极管构成数字显示器。发光二极管用来显示最高位，它的亮状态和暗状态分别代表“1”和“0”，二只数码管分别用

2、来显示拾位和个位，即数字显示器可显示不超过199的正整数和零。⑷测量电路应设有E、B和C三个插孔。当被测管插入插孔后，打开电源，显示器应自动显示出被测三极管的β值，响应时间不超过两秒钟。⑸在温度不变（200C）的条件下，本测量电路的误差之绝对值不超过，这里的是数字显示器的读数。⑹数字显示器所显示的数字应当清晰，稳定、可靠。二、方案设计与论证由于β值范围为0-199，因此百位数只有0和1两种情况，因此百位显示可以考虑不用译码管直接输出显示（0时无显示，1时显示1），总共只用两个译码管即可示可以。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

3、RC上的电压VRC又反映了IC的变化，这样，被测三极管就可以通过β-V转换电路把三极管的β值转换成对应的电压。译码器计数器555多谐振荡电路(计时脉冲)积分器+滞回比较器(v-f转换)β-v转换被测三极管＆显示模块方案一方案一说明：积分器+滞回比较器：理论上能够使β-v转换模块的输出电压转换为f输出。555多谐振荡电路：产生1s的高电平与v-f转换电路的f一起输入＆门后得到f。被测三极管＆显示模块译码器计数器555多谐振荡电路(计时脉冲)LM741(v-f转换)β-v转换方案二方案二说明：LM331：LM331是定时器型电荷平衡v-f转换器。LM741在输入电压的正常

4、变化范围内输出信号频率和输入电压之间保持良好的线性关系，转换误差可减小到0.01%。输出信号频率的变化范围约为0~100khz。译码器计数器555单稳态电路(计时脉冲)LM741(v-f转换)β-v转换被测三极管＆显示模块方案三方案三说明：555单稳态电路：输出脉冲的宽度tw等于暂稳态的持续时间，而暂稳态的持续时间取决于外接电阻R和电容C的大小。tw=1.1RC方案一：v-f模块是由积分器+滞回比较器搭建而成，电路走线复杂，同时工作电路难以调试，不稳定。计时脉冲模块由于是多谐振荡电路，计数器会对f多次计数，考虑到能够选用的计数芯片CD4518是高电平清零的，这会占用计

5、数时间，而且搭建电路比较复杂。方案二：选用了LM741芯片搭接v-f转换电路，电路简单，稳定度高，但由于计时模块还是采用了多谐振荡电路，所以清零电路搭接麻烦，同时相比与555单稳态电路来说，电路复杂。方案三：集合了方案一和方案二的优点，采用了LM741模块和555单稳态模块，由于没有多次计数，使得清零信号可以由手动清零，显示电路采用了CD4511-CMOSBCD—锁存/7段译码/驱动器，可以维持显示保持，避免出现叠加现象。综上所述从电路的复杂性，稳定性，等各个方面考虑，选择了方案三来实现这次课程设计。三、单元电路设计与参数计算主要单元电路设计和参数计算：•β—VX转换

6、电路；•VX—f转换电路：压控振荡器；•计数时间产生电路；•计数、译码、显示电路；•清0信号产生电路等。1．β-VX转换电路Vx=βIb×R2IB（1）IB=10μA，允许误差±2%；测试条件RbRCVCCIB=VCC－VBERbIC只需选择合适的Rb，而IC=bIB。IC与b成正比。（2）14V

7、运放LM324和电阻R1、R2、R3等元件组成的固定偏流电路。对于三极管，在饱和区随的增加而增加；再放大区基本保持不变，并且对于不同的，的值也不同，因此要求固定=10uA,14V＜＜16V，且对于不同的β值，不变，则集电极回路中既不能有Rc,也不能有Re。根据运放的反相端为虚地，可将三极管的射极直接接到-15V的电源上，即可满足14V＜＜16V。根据运放LM324反相输入端虚地以及IB=10μA的条件，则R1=1.5M。[R1=（15-0.7）V/10μA]运放LM324和R2、R3构成的电压并联负反馈使∝，所以取为运放电路的输入电流。由图不难看出，