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晶体管电流放大系数β自动检测分选仪设计.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.47M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    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： 180 应的分档号分别用 1、2、3、4、5 表示，并用数码管显示； 80~50 120 ~80 120 ， ， ~ 180 ， ~ 270 ， 270 ~ 400 ，对 （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 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。 电路框图如下：
    方案一： 偏置电路可以用直接输出集电极的电压在输入到电压比较器，如图，可是那样计算和 麻烦，此时的电压表达式为：V0=VCC-β*(VCC-Ube)*Rc/Rb,所以找另一个方案。 方案二： 偏置电路用集成运放和电阻组成负反馈电路把集电极的电流转换成电压输出到电压比 较器中，如图： 此时的电压输出表达式为：V0=β*(15-Ube)*R1/R2,电压与β成正比，计算方便。 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：
    此时的 V0=β*(15-Ube)*R1/R2，取 R1=10KΩ，R2=23.5Ω，为了使三极管 工作在线性放大区，输出的最大电压应该小 13V，则 V0 和β相对应的值为： β值 270 400 50 80 120 180 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，各个 电阻如下:R1=45.5Ω,R2=27.2Ω,R3=36.4Ω,R4=54.5Ω,R5=81.9Ω,R6=118.1 Ω,电路图如下： 3、译码电路 译码电路采用 74LS148 优先译码器，译码真值表如下：
    4、显示电路 显示电路使用共阴极数码管，由于译码以反码输出，所以用非门 求反再送到数码管，电路图如下：
    四、总电路工作原理及元器件清单 1．总原理图
    2．电路完整工作过程描述（总体工作原理） 主要参数 数量 备注 集成运放 电压比较器 DCD_HEX 电阻 74LS148 非门 三极管 1 6 1 8 1 8 若干 被测 LED 显示器 优先编码器 3．元件清单 型号 元 件 序 号 1 2 3 4 5 6 7 五、仿真调试与分析 在 50~80 档，有 β=Ic/Ib=77.504/1.416=54，符合 在 80~120 档，有
    β=Ic/Ib=148.467/1.419=104，符合， 在 120~180 档，有 β=Ic/Ib=223.547/1.418=157，符合 在 180~270,档，有 β=Ic/Ib=260.018/1.416=187，符合 六、结论与心得 这次课程设计，由于比较熟悉一些仿真软，所以没有之前做数电课程设计那 么难，用不着再重新摸索软件的使用方法，还有因为这次题目比较简单，并且比
    较熟悉三极管β方面的知识，所以做起来比较顺手，话得时间不多，不过这次课 程设计，也再一次让自己再一次熟悉了仿真软件的使用。 七、参考文献 [1] 华成英 《模拟电子技术基本教程》第一版 ，清华大学出版社，2006.02
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