晶体管β值测量电路设计
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实验二晶体管测试一、实验目的:1.熟悉晶体二极管、三极管和场效应管的主要参数。
2.学习使用万用电表测量晶体管的方法。
3.学习使用专用仪器测量晶体管的方法。
二、实验原理:(一)晶体管的主要参数:晶体管的主要参数分为三类:直流参数、交流参数和极限参数。
其中极限参数由生产厂规定,可以在器件特性手册查到,直接使用。
其它参数虽然在手册上也给出,但由于半导体器件的参数具有较大的离散性,手册所载参数只能是统计大批量器件后得到的平均值或范围,而不是每个器件的实际参数值。
因为使用晶体管时必须知道每个管子的质量好坏和某些重要参数值,所以,测量晶体管是必须具备的技术。
下面结合本次实验内容,简介晶体管的主要参数。
1.晶体二极管主要参数:使用晶体二极管时需要了解以下参数:(1)最大整流电流I F :二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流,由手册查得。
(2)正向压降V D :二极管正向偏置,流过电流为最大整流电流时的正向压降值,可用电压表或晶体管图示仪测得。
(3)最大反向工作电压V R :二极管使用时允许施加的最大反向电压。
可用电压表或晶体管特性图示仪测得反向击穿电压V(BR) 后,取其1∕2即是。
(4)反向电流I R:二极管未击穿时的反向电流值。
可用电流表测得。
(5)最高工作频率f M :一般条件下较难测得,可使用特性手册提供的参数。
(6)特性曲线:二极管特性曲线可以直观地显示二极管的特性。
由晶体管特性图示仪测得。
2.稳压二极管主要参数:稳压二极管正常工作时,是处在反向击穿状态。
稳压二极管的参数主要有以下几项:(1)稳定电压V Z:稳压管中的电流为规定电流时,稳压管两端的电压值。
手册虽然给出了每种型号稳压二极管的稳定电压值,但此值的离散性较大,所以手册所给只能是一个范围。
此值必须测定后才能使用稳压二极管。
可用万用电表或晶体管特性图示仪测量。
(2)稳定电流I Z:稳压管正常工作时的电流值,参数手册中给出。
使用晶体管特性图示仪测量此项参数比较方便,可直接观察到稳压管有较好稳压效果时对应的电流值,便是此值。
1 电路设计1.1 电路构成本次课程设计采用固定输入,由所取三极管放大倍数不同而导致电路输出响应的不同,从而判断电路中所安装的三极管的β值。
所以在整个电路中,电路模块分为了输入模块、比较模块和响应模块,其输入模块主要为输入电压源、三极管插槽、所测三极管的放大电路等;由于在电路设计中要求实现在四个段上出现显示结果,所以我们设计了四个比较电路,因为电路中输入由直流源固定,故可根据所测三极管的β值来确定输出幅值,再设定四个比较电路的初始值,使得其值在80倍、120倍、160倍三极管放大输出值,从而进行比较;在响应电路中,按照要求我们采用LED灯响应,另外在响应电路要加上一限流电阻,以免因电流过大而导致LED烧毁,其限流电阻阻值的大小还要根据电路中LED灯的参数进行设定,在最后一个,根据课设任务书要求,当β值小于80时报警,故还要外并一个蜂鸣器。
当电路中β值小于80时,蜂鸣器要进行报警。
1.2 电路元件参数设定本次电源采用9.96V直流电源,而在正常家用电中为220V交流电压,故我们需要设计一个直流电压源,其大致电路如图1-1所示:图1-1 电源设计样图在上图1-1中,IN为220交流电压输入,通过调节变压输出幅值来设定OUT处的电压输出,在完成电路图制作后,可对输出进行调试,以达到目标电压,即为9.96V。
从左到右依次为电路中的整流、滤波、稳压电路。
总体三极管β值测量电路设计中,在输入模块偏置电压,外加一稳压控制,Vbe 为0.7V ,Rb 设置为574K ,故 BBE CC B R V V I -==8.9A μ C B CC o R I V V ⨯-=β=β61040309.896.9-⨯⨯-当β值为在80倍时,电路中输出响应为Vo1=7.09V当β值为在120倍时,电路中输出响应为Vo2=5.66V当β值为在160倍时,电路中输出响应为Vo3=4.23V再由 212R R R V V CC O +⨯=来确定电路中的电阻比值。
电子电路基础实验报告——晶体管β值检测电路的设计2012211117班2012210482号信通院17班01号张仁宇一、摘要:晶体管β值测量电路的功能是利用晶体管的电流分配特性,将放大倍数β值的测量转化为对晶体管电流的测量,同时实现用发光二极管显示出被测晶体管的放大倍数β值。
该电路主要由晶体管类型判别电路、β-V转换电路、晶体管放大倍数档位判断电路、显示电路、报警电路及电源电路六个基本部分组成。
首先通过LED发光二极管的亮灭实现判断三极管类型,并将β值的变化转化为电压的变化从而利用电压比较器及LED管实现β值档位(<150、150~200、200~250、>250)的判断与显示、并在β>250时通过LED管闪烁报警。
二、关键字:β值;晶体管;档位判断;闪烁报警三、实验目的1、加深对晶体管β值意义的理解2、了解掌握电压比较器的实际使用3、了解发光二极管的使用4、提高电子电路综合设计能力四、设计任务要求1、基本要求设计一个简易的晶体管放大倍数β值检测电路,该电路能够实现对放大倍数β值大小的初步测定1)电路能够测出NPN,PNP三极管的类型2)电路能将NPN晶体管的β值分别为大于250,大于200小于250,大于150小于200和小于150共四个档位进行判断3)用发光二极管指示被测三极管的放大倍数β值在哪一个档位4)在电路中可以用手动调节四个档位值得具体大小5)当β值大于250时可以光闪报警2、扩展要求1)电路能将PNP晶体管的β值分别为大于250,大于200小于250,大于150小于200和小于150共四个档位进行判断在电路中可以用手动调节四个档位值得具体大小。
2)NPN,PNP三极管β值的档位的判断可以通过手动或自动切换3)用PROTEL软件绘制该电路及其电源电路的印制电路版图。
五、设计思路与总体结构框图晶体管类型判别电路β-V转换电路放大倍数档位判断电路显示电路报警电路电源电路三极管类型判别电路的功能是利用NPN 型和PNP 型三极管的电流流向相反的特性判别晶体管的类型。
晶体管β值数显测量电路实验报告宁波大学科技学院理工分院课题五晶体管β值数显测量电路一、实验目的1、设计任务设计一个低频小功率NPN型硅三极管共射极电流放大倍数β值测量电路。
2、基本要求(1)β值的测量范围为50 ~ 250。
(2)接入晶体管后自动显示被测晶体管的β值,当没有接入晶体管时数码管显示为零。
(3)当接入晶体管的β值不在测量范围时,用发光二极管指示。
(4)测量精度为±5%。
(5)测量响应时间t<1S。
3、扩展要求(1)分档指示功能,当β值为50~100,100~180,180~250时,分别用发光二极管指示。
(2)能测量PNP管的β值。
二、实验原理由设计要求可知只要将被测晶体管的β值转换为对应的电压值,对β值的测量转变为对电压的测量。
将此电压进行比例调整后,进行A/D转换,然后进行译码显示即可。
其原理框图如图2-5-1所示。
三、单元电路设计参考1、β/V转换电路基本思路为:对被测晶体管输入一固定值的基极电流,则其集电极电流Ic=βIb,然后将集电极电流转换为电压即可。
基极电流的设置可以采用如下两种方式。
其一、如图2-5-2所示,选择恰当的基极偏置电阻Rb实现基极电流设置。
其二,利用恒流源实现基极电流的设置,如图2-5-3所示。
这种方式的优点是可以对锗管设置基极电流而不需要改变电路结构或元件参数。
由于要提供很小的基极电流,恒流源可以用如图2-5-4所示的微电流源实现。
微电流源的参考电流与输出电流之间的函数关系为:2、 比例调整电路比例调整电路的主要作用是将β/V 转换电路的输出电压作适当的调整提供给A/D 转换电路,以期得到一个适当的二进制数值,便于译码器显示对应的β值。
常用的比例电路有反相比例电路,同相比例电路,差动放大电路等。
在此介绍一下常用的三运放差动放大电路,电压如图2-5-6所示。
CSC S C b C R I U I I I I ===β10AR I U CC C μβ*==))(21(1220I I PU U R RU -+=6.19)21(255512510)21()21(28322=+=-==⨯+=+-PP C P R R LSB R R U R R 得:由:LM324N芯片引脚图3、A/D转换电路A/D转换电路将模拟量转换为数字量。
实验2 晶体管放大电路专业学号姓名实验日期一、实验目的1.掌握如何调整放大电路的直流工作的。
2.清楚放大电路主要性能指标的测量方法。
二、实验仪器1.双踪示波器 1台2.函数发生器 1台3.交流毫伏表 1台4.直流稳压电源 1台三、实验原理和内容1.放大电路的调整按照图1安装电路,输入频率为1kHz、峰值为5m V(由示波器测量)的正弦信号vi,观察并画出输出波形;测量静态集电极电流I CQ和集-射电压V CEQ。
用你的测量数据解释你看到现象。
问题1:如何调整元件参数才能使输出不失真?如果要保证ICQ 约为2.5mA,具体的元件参数值是多少?图1 图2 实际使用电路在电路中换入你调整好数值的元件,保持原信号输入,记下此时的I CQ和V CEQ到表1,观察示波器显示的输出波形,验证你的调整方案,记下v0的峰值(基本不失真)。
注:由于实验中器件限制我们使用图2电路2.放大电路性能指标的测量1)保持调整后的电路元件值不变,保持静态电流I CQ为原来的值,输入信号V im=5mV,测量输入输出电阻,计算电路增益A V,Ri,Ro,并与理论值比较。
其原理如下:输出电阻Ro:测量放大器输出电阻的原理电路如图 2所示,其戴维南等效电压源u o’即为空载时的输出电压,等效内阻Ro即为放大器的输出电阻。
显然图3 图4输入电阻 R i:测量放大器输入电阻的原理电路如图3所示,由图可见2)保持Vim=5mV不变,改变信号频率,将信号频率从1kHz向高处调节,找出上限频率f H;同样向地处调节,找出下限频率f L。
作出幅频特性曲线,定出3dB带宽f BW。
四、仿真放大电路的调整2仿真电路如图4,输入频率为1kHz、峰值为5mV的正弦信号并测量I CQ和V CEQ图5 图6结论:1.示波器输出的波形如图5由图可知,电路产生饱和失真,故此时应该增大I b故应该增大R b。
2.在电路中由两个万能表测量得到:I CQ=7.214mA V CEQ=762.5mV。
万用表数字万用表在最低电压量程上末位1个字所对应的电压值,称作分辨力,它反映出仪表灵敏度的高低。
数字数字仪表的分辨力随显示位数的增加而提高。
不同位数的数字万用表所能达到的最高分辨力指标不同。
下面就让艾驰商城小编对使用万用表测量晶体管hfe值的方法来一一为大家做介绍吧。
测量hfe,β=Ic/Ib,所以通常要有两个电表:一个50μΑ表指示Ib,另一个5mA表指示Ic。
若取基极电流为0~50μA可调,这样,当晶体管的β值在20~100之间时,能保证集电极电流在1~5mA。
据此,笔者制作了用于精确测量NPN 晶体管β值的装置(电路如附图)。
万用表中的hfe测量,是利用电阻测量使用的1.5V内电池,集电极接在黑笔端,基极通过固定电阻接到集电极,发射极接在红笔上,相当于将一个共发射极电路串联在两表笔之间,利用相应电阻挡的满偏转电流,测量出Ic:再根据β=Ic/lb,绘制出hfe刻度。
所谓定标,关键在Ib。
没有准确的Ib,hfe标尺就无法刻度。
实际上,由于电流表的串入,对电源只有1.5V的万用表只能是基于定性和定量之间的考量。
经对500-B表50μA挡的测量,其内阻为4kΩ,也就是说,当电表满偏转时,其降压力200mV。
对只有1.5V的电源来说,0.2V就是一个不小的数值了。
经用精密稳压电源作为表内电池进行验证,该表的实际压降为0.17V。
因为Ib太重要,它是测量hfe的依据。
为此,对可能引起Ib变化的因素也要作进一步的分析。
从上述的实验可见,表内阻的0.17V压降,就要求具有20kΩ电阻串联的Ib电流增大8.5μA。
此外,新旧电池的电压若分别为1.65V/1.3V,这0.35V 的压差,可以导致上述电路lb 的电流变化多达1715uA。
可能引起的hfe变化可想而知。
此外,因为PN结对温度非常敏感,在室温附近,其变化率为-2mv/℃左右。
硅管的PN结压降也有0.5V~0.7V的差异:锗管则有0.1V~0.3V的差异。
双极型晶体管直流参数测量发布时间:2021-09-16T06:47:58.597Z 来源:《教育学》2021年7月总第254期作者:李英棣逄珂邓海峰吴一傅伟[导读] 在电子产业中,晶体管的应用十分广泛。
集成电路和晶体管的制造过程当中需要检测晶体管的性能。
91206部队山东青岛266100摘要:在当今的电子技术领域中,晶体管被广泛地使用。
当处于晶体管或者集成电路的制作,并使用晶体管的过程中,需要进行测试的晶体管的性能。
一般直接显示晶体管的输入、输出和传输特性,得到特性曲线,然后测量各种直流参数。
该晶体管的直流参数,诸如DC电流增益,饱和电压降,晶体管的PN结存在的反向饱和漏电流和PN结的开路电压和击穿电压,通过施加DC偏压条件至晶体管测量。
这些直流参数是测量双极晶体管质量的重要基本参数。
关键词:晶体管双极型晶体管直流参数一、实验概述在电子产业中,晶体管的应用十分广泛。
集成电路和晶体管的制造过程当中需要检测晶体管的性能。
一般采用直接显示的方法来获得晶体管输入,输出和传输特性曲线,进一步可以测量各种直流参数。
本实验通过给晶体管加直流偏置条件,测其饱和压降,直流电流增益,晶体管中的PN 结反向饱和漏电流、PN 结开启电压和击穿电压等直流参数。
这些直流参数是衡量双极型晶体管品质优劣的重要基本参数。
实验仪器BJ48151.BJ4815概述。
BJ4815 型半导体管特性图示仪通过示波管屏幕及标尺刻度,准确地反映器件的特性曲线,信息量相比其它类型直流测试设备要大,在此基础上图示仪更能展现出其极为显著的闪光点。
因为这些优势的存在,图示仪成为了半导体生产与研制行业中的宠儿,是进行半导体一系列研究(设计,研发,改良,测试)中不可或缺的重要角色。
BJ4815功能齐全,测试范围宽,绝大部分电路实现了集成化,其中集电极扫描电路实现了电子扫描,大电流测试状态进行了占空比压缩,减小了发热,减小了重量阶梯部分的大电流,测试状态采用了脉冲阶梯输出。
在晶体管中,α和β是两个重要的物理参数,分别表示晶体管的放大倍数和输入输出电流的比值。
1.α(Alpha)是晶体管的放大倍数,也被称为直流放大因子。
它表示晶体管的
集电极电流(IC)与基极电流(IB)之间的比值。
具体地说,α = IC / IB。
α的值通常在10到100之间,表示晶体管能够将输入信号放大的倍数。
例如,如果α=50,那么晶体管将输入信号放大50倍。
2.β(Beta)是晶体管的电流放大倍数,也被称为交流放大因子。
它表示晶体
管的集电极电流(IC)与发射极电流(IE)之间的比值。
具体地说,β = IC / IE。
β的值通常在50到300之间,表示晶体管能够将输入信号的电流放大的倍数。
例如,如果β=100,那么晶体管将输入信号的电流放大100倍。
α和β是晶体管的重要参数,可以用来描述晶体管的放大能力和工作特性。
它们的值取决于晶体管的结构和材料,可以通过实验测量或模拟计算来确定。
这些参数对于电子设备的设计和分析非常重要,可以帮助工程师选择合适的晶体管并优化电路性能。
实验一、用晶体管特性图示仪测量晶体管的特性参数一、 引言晶体管在半导体器件中占有重要的地位,也是组成集成电路的基本元件。
晶体管的各种特性参数可以通过专用仪器--晶体管特性图示仪进行直接测量。
了解和测量实际的晶体管的各种性能参数不仅有助于掌握晶体管的工作机理,而且还可以分析造成各种器件失败的原因,晶体管特性图示仪是半导体工艺生产线上最常用的一种工艺质量检测工具。
本实验的目的是:了解晶体管特性图示仪的工作原理;学会正确使用晶体管特性图示仪;测量共发射极晶体管的输入特性、输出特性、反向击穿特性和饱和压降等直流特性。
二、晶体管特性图示仪的工作原理和基本结构晶体管的输出特性曲线如图1所示,这是一组曲线族,对于其中任一条曲线,相当于I b =常数(即基极电流I b 不变)。
曲线显示出集电极与发射极之间的电压V cc 增加时,集电极电流I c 的变化。
因此,为了显示一条特性曲线,可以采用如图2所示的方法,既固定基极电流I b 为:b be b bE V I R -= (1)图1共射晶体管输出特性曲线 图2共射晶体管接法在集电极到发射极的回路中,接入一个锯齿波电压发生器E c 和一个小的电阻R c,晶体管发射极接地。
由于电阻R很小,锯齿波电压实际上可以看成是加在晶体管的集电极和发射极之间。
晶体管的集电极电流从电阻R c上流过,电阻R c上的电压降就正比于I c。
如果把晶体管的c、e两点接到示波管的x偏转板上,把电阻R c两端接到示波管的y偏转板上,示波器便显示出晶体管的I c随V cc变化的曲线。
(为了保证测量的准确性,电阻R c应该很小)。
用这种方法只能显示出一条特性曲线,因为此时晶体管的基极电流I b是固定不变的。
如果要测量整个特性曲线族,则要求基极电流I b改变。
基极电流I b的改变采用阶梯变化,每一个阶梯维持的时间正好等于作用在集电极的锯齿波电压的周期,如图3所示。
阶梯电压每跳一级,电流I b便增加一级。
晶体管β值测量电路设计摘要三极管放大倍数β值测量电路的功能是利用三极管的电流分配特性,将放大倍数β值的测量转化为对三极管电流的测量,同时实现用发光二极管显示出被测三极管的放大倍数β值。
电源电路的功能是为上述所有电路提供直流电源。
本晶体管β值测量电路主要由电源电路、I/V转换电路、电压比较电路、放大电路和显示电路(LED)6部分构成。
经ORCAD仿真和实际操作,初步实现了简单的晶体管的β值测量。
关键字:β值;三极管;ORCAD;放大电路Abstractβ magnification transistor circuit for measuring the value of the function is to use the current distribution of transistor characteristics, the β magnification of the measured value into a measurement of the transistor current, at the same time using light-emitting diode triode to show the measured values of the amplification of factor β. Power supply circuit is to provide DC power to all circuits of the above.This β value of the transistor circuit is made up of 6 parts, which is the power measurement circuit, I / V conversion circuit, voltage comparator circuit, amplifier circuit and display circuit (LED). After the ORCAD simulation and actual operation, the simple measurement of transistor β value is basically attained.Key words: β magnification; transistor characteristics ; ORCAD; amplifier circuit1 ORCAD简介ORCAD是由ORCAD公司于八十年代末推出的EDA软件,它是世界上使用最广的EDA软件,每天都有上百万的电子工程师在使用它,相对于其它EDA软件而言,它的功能也是最强大的,由于ORCAD软件使用了软件狗防盗版,因此在国内它并不普及,知名度也比不上PROTEL,只有少数的电子设计者使用它,它进入国内是在电脑刚开始普及的94年。
早在工作于DOS环境的ORCAD4.0,它就集成了电原理图绘制、印制电路板设计、数字电路仿真、可编程逻辑器件设计等功能,而且它的介面友好且直观,它的元器件库也是所有EDA软件中最丰富的,在世界上它一直是EAD软件中的首选。
ORCAD公司在今年七月与CADENCE公司合并后,更成为世界上最强大的开发EDA 软件的公司,它的产品ORCAD世纪集成版工作于WINDOWS95与WINDOWSNT环境下,集成了电原理图绘制,印制电路板设计、模拟与数字电路混合仿真等功能,它的电路仿真的元器件库更达到了8500个,收入了几乎所有的通用型电子元器件模块,功能非常强大。
通过对ORCAD软件的学习,有利于我们进步一理解所学的知识,提高自己的操作能力和动手能力[1]。
2电路设计思路2.1设计任务分析:经过查阅书籍和相关资料,还有设计要求上的提示方案,对设计有如下简单分析:设计电路测量晶体管的β值,将晶体管β值转换为其他可用仪器测量的物理量来进行测量(如电压,根据晶体管电流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)。
因为我们要求分五档显示晶体管的β值(即值的范围分别为0~80、80~120,120~160,160~200以及>200对应的分档编号分别是1、2、3、4、5),所以对转换后的物理量进行采样,将取样信号同时加到具有不同基准电压的比较电路输入端进行比较,相应的一个比较电路输出高电平,其余比较器输出为低电平,实现AD转换。
比较后再通过发光二极管进行分档显示。
2.2各部分电路功能的简单说明:2.2.1转换电路:由微电流源(提供恒定电流)和差动放大电路(电压取样及隔离放大作用)。
将变化的晶体管β值转化为与之成正比变化的电压量,再取样进行比较、分档。
上述转换过程可由以下方案实现:根据晶体管电流I C=βI B的关系,当I B为固定值时,I C反映了β的变化,电阻R C上的电压V RC又反映了I C的变化,对V RC取样加入后级进行分档比较。
为了取得固定I B,采用微电流源电路提供恒定电流。
微电流源电路介绍:当要求得到极其微小的输出电流(如晶体管基极电流比较小),这时可令比例电流源中的R e1=0,便成了微电流源电路其电路图如图1所示:图2.1 微电流源电路根据电路原理分析得:由此可知:只要确定I O和R e2就能确定I R,由此可以确定电阻R的值。
差动放大电路介绍:根据晶体管电流I C=βI B的关系,被测物理量β转换成集电极电流I C 而集电极电阻不变,利用差动放大电路对被测晶体管集电极上的电压进行采样,。
差动放大电路原理如图2所示:图2.2 差动放大电路根据理想运放线性工作状态的特性,利用叠加原理可求得1i 1f2i 3231f o 1v v v R R R R R R R -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=取电路参数:R 1=R 2=R 3=R f , v o =v i2-v i1可见,输出电压值等于两输入电压值相减之差,实现相减功能。
其中运算放大器采用集成电路LM741。
LM741采用单电源供电,其内部只由一个运算放大器构成。
综合上述得出转换电路的电路图如图3所示:图2.3 转换电路电路说明:T 1、T 2、R 1、R 3构成微电流源电路提供恒定电流,R 2是被测管T 3的基极电流取样电阻,用于检测基极电流的大小,R 4是集电极电流取样电阻,用于检测集电极电流的大小同时检测出被测晶体管β值的大小,由运放构成的差动放大电路,实现电压取样及隔离放大作用,为电压比较电路提供采样电压。
依题意有:(1)T1与T2性能匹配,为PNP 三极管(2)IB 的选择应在30μA ~40 μA 之间为宜,因为: 1> β值与Ic 有关;2> 小功率管的β值在Ic =2~3mA 时较大,而在截止与饱和区较小,测量不准确。
因此,取输出电流Io =30uA 。
(3)因为参考电流R I 约为1mA 左右,则,由RBE CC I V V R 11-=已知 VBE1=0.7V 得: R1=4.3K ,取R1=4.3K 再把 R1=4.3K 代回,得出R I =1.35mA ,符合要求。
(4)再由:已知:VT=26mV 得 R3=3.0K(5)R2是基极取样电阻,由于基极电流Io =30uA ,所以为了便于测量,R2应取大一点,这里取R2=20K(6) R4是集电极取样电阻,考虑到VR4〈 5-0.7=4.3V ,VR4=Io*β*R4,得β的范围为0—200,即R4〈800,为了便于计算,这里取R4=510(计算时可约为500) (7)为了使差动放大电路起到隔离放大的作用, R5—R8应尽量取大一点,这里取R5=R6=R7=R8=30K 。
综合上述转换电路的电阻值为:R1=4.3K Ω,R2=20K Ω,R3=3.0K Ω,R4=510Ω,R5=R6=R7=R8=30K Ω。
2.2.2电压比较电路:将取样信号同时加到具有不同基准电压的比较电路输入端进行比较,对应某一定值oU ,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。
对比较器输出的高电平加载到发光二极管,通过发光二极管灯亮的盏数来判断被测三极管的β值范围[2]。
由于题目要求将β值的档次分为0~80、80~120,120~160,160~200,>200对应的分档编号分别是1、2、3、4、5,则需要多个不同的基准电压,基准电压是采用一个串联的电阻网络对一个固定的电压进行分压得到的。
运放采用LM324,内部有四个运放构成。
综合上述得出电压比较电路的电路图如图4所示:图2.4 电压比较器电路通过上级电路计算出的元件取值求得各档次的基准比较电压边值。
由R4、BI、被测三极管β值即可计算出对应的基准比较电压:当β=80时,Ui=VR4=Io*β*R4=0.00003*80*500=1.2V当β=120时,Ui=VR4=Io*β*R4=0.00003*120*500=1.8V当β=160时,Ui=VR4=Io*β*R4=0.00003*160*500=2.4V当β=200时,Ui=VR4=Io*β*R4=0.00003*200*500=3.0V可以计算出电压比较电路串联网络中各个分压电阻的阻值,5V电源供电,分压总电阻取R=10k:β=80时,R=2.4kΩ,β=120时,R=3.6kΩ,β=160时,R=4.8kΩ,β=200时,R=6kΩ电压比较电路的电阻为:R9=2.4kΩ R10=1.2kΩ R11=1.2kΩ R12=1.2kΩ R13=4.0kΩ2.2.3.参考方框图如图:转换电路比较电路显示图2.5 参考方案方框图3 电路图本次设计的晶体管β值测量的电路原理图如下:图3.1 电路原理图其中R1=4.3KΩ,R2=20KΩ,R3=3.0KΩ,R4=510Ω,R5=R6=R7=R8=30K,R9=2.4 KΩ,R10=R11= R12=1.2 KΩ,R13=4.0 KΩ,R14=R15=R16= R17=200Ω,电路由T1、T2、R1,R2构成微电流源电路,R2是被测管T3的基极电流取样电阻R4是集电极电流取样电阻。
由运放构成的差动放大电路,实现电压取样及隔离放大作用。
通过电压比较器来控制不同β值情况下所亮二极管灯的盏数。
灯亮盏数(个)β值范围0 小于801 80~1202 120~1603 160~2004 大于2004 元件清单表表4.1 元件清单表5 PCB电路板设计构造电路图:单击File/New出现如下窗口,输入文件名并选择存储路径:图5.1 创建ddb文件点击OK后单击File/New出现如下窗口:图5.2 创建sch文件选择Schematic Document点击OK确定创建。