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1、课 程 设 计课题名称：半导体三极管 的宜及范围测量仪完成人：班级：学号：时 间：12 / 11（一）设计内谷及要求1 .设计内容：制作一个自动测量NPN型硅三极管消的显示测试仪。2 .设计要求：1）对被测NPN型三极管值分三档2） 消的范围分别为80120及120160, 160200对应的分档编号 分别是1、2、3;待测三极管为空时显示0,超过200显示4。3）用数码管显示的的档次4）发挥部分：用三个数码管 显示B的大小，分别显示个位、十位和百位c 显示范围为0-199;响应时间不超过2秒，显示器显示读数清晰，注 意避免出现“叠加现象”。（二）电路设计电路设计整体框图部分发挥部分（ 使用被
2、测三 极管构成放取样电路+比较器编 码大电路电路器J1译 码 电 路（三）实验器件示波器万用表1台直流稳压电源1台模拟实验装置1台数字试验箱1台四运放LM324555定时器三极管二极管、稳压管电位器、电阻器、电容器CD4532、CD4511数码管（四）参数计算及元器件选择1）微电流源（图1）: Q1、Q2、R1构成微电流源电路，Q3为待测三级管 微电流源 提供基极电流Ib,R8提供输出电压。调节滑动变阻器R1的阻值可以改变微电流源 的输出电流I b, I b的选择应在30 40之间为宜，且Vce的选择应不小于1V ,以使三极管工作在合适的状态。取待测管的Ib值为40 ，即Ir 40，根据公式：
3、ir Vcc VBE1得出:RR1 c一VCC 15V,VBE1 0.7V, Ir 40 ，得：R1 357.5K ,最终输出 I R电压为 V。I bR80.04 I b1Q3500 KU Ke/ = B工口恒流源图一微电流源2）电压比较器（图2）: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，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。 由于被测量的物理量要分五档（即 值分别为80、80120、120160、160 200及200,对应的分档编号分别是 0、1、2、3、4）。需要四个基准电压，于是有四个滑动变阻器产生四个不同的基准电压，再用四
4、个运算放大器组成的比较电路，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，相应的一个比较电路输出为高电平，其余比较器输出为低电平。从上而下分别为：4档、3档、2档、1档。R9LMJ?虫林比较器1QKO Key =A1UkO Key AlOKOKey=D会REF*-Ri。-AAA1ItikO _L图二电压比较器Uic3）编码译码编码I MW1ADL啰垓Wx-1.0k31 Okli fdj译码显示惟M ,CMS11B (CD4532弓|脚图CD4511引脚图数码管FIGURE 1. CD45GBMS LOGIC DIAGRAMTHTABlINPUTOUTPUTE1DT
5、DGD6DGDiDID登001(MEOQKXXKXXXX000DD10000Q00D000D1I1XXXXXXX11110I01XXXXXX111D01001XXXXX11010I0001XXXX11qD010QQ01XXX1Qi10I0Qq00iXX101Dq10G00001X1QD101aQQQ0gg110flD0XDontCareLogic 1 = HighLogic 0=. LowCD4532真值表iKpUit 3OkltpUt SBL LT b1| X 1 Z 1 G II 00 0 1 1 1 1 1 1 1 01 % 1 0 1 L 1 0000 1111111001 0 I 1
6、 | L | 0ODO 1111111011 0 I L I 1 I 00 0 1 I 0 1 1 0 U 0 0Z1 0 1 1 1 1 1 0QlOlllOllQl31 a 1 i 1 i II o011(11110 01 41 0 I 1 ( 1 ) Dlooioiioaii1 51 0 1 L I 工 I 口1D1IL0A1O1161 0 1 1 1 1 1 01 1 G 10 0 111107| 0 I 1 I L I O11111.11OOCOB1 G | 1 | 1. | 1000 11111119t 0 1 1 | L I 1ooiiLiioaii101 0 1 JI 1 1
7、1 1oic laooiioi i110 I 1 | 1 | 1Oli N11 11 1 v1Z1 0 | 1 | 1 | 1iDOlDlOOail A34 0 | 1 | L | 1lOlIlOCiail v L14i a 1 i 1 1 1 illOlOCdllll t I131。1 1 1 1 1 111X1P00Q0CQ I i 1 i )l 1 n0 0 C 1 DEPENDS OH PREV. 3TJLTECD4511真值表vcc1 3编码译码显示图图4（五）完整电路图及工作原理1）基础部分：1 .将变化的 值转化为与之成正比变化的电压，再取样进行比较、分档。根 据三极管电流Ic
8、Ib的关系，当Ib为固定值时，Ic反映了 的变化，电阻R6上 的电压VR6又反映了 Ic的变化，对VR6取样加入后级进行分档比较。当同2 .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，相输入端电压值大于反相输入端电压值时，运算放大器输出端为正，发光二级管点亮，否则不亮。分别调节4个电位器的阻值，以改变基准电压，使其分别能在值四个档的临界值时点亮二极管。同时，对比较器输出的高电平进行二进制编码，再经显示译码器译码，驱动数码管 显示出相应的档次代号基本部分完整电路图2）发挥部分工作原理：微电流源为待测三级管 提供恒定电流，确保待测三极管输出电流不因其更 换而改变，然后通过压控振荡器
9、，将采集的电压量转化成与之成正比变化的频率。 合理设定参数使在一定时间内通过的脉冲个数即为被测三极管的值。由555定时器构成单稳态触发器产生计数时间控制信号，该信号只有一个正脉冲，从电 路连通到计数时间结束，保证不会重复计数，将两个脉冲信号同过与门送到 74LS90构成十进制加法计数器，用于计数脉冲的个数，再经 CD4511译码，数 码管显示计数的值。通过调节 R2、R3的阻值，来缩小显示数字与真实数值的 差距，减小误差，但误差是不可消除的，所以只是减小了，却并没有消除，因此，发挥部分整体电路图（六）总结1 .方案设计优点：成本低，不需要人工接电路，通过 MULTISIM,就可以直接仿真出来，
10、方便 调试。基本部分可以得到很准确的结果， 发挥部分应用了很多知识，虽然结果有 误差，但是思路正确。2 .方案设计缺点：发挥部分显示结果不精确，存在误差，需要调试的时间较长，且显示结果等 待时间较久。课题的核心及使用价值，改进及展望该电路3 .核心及实用价值：该课程设计将理论与实际相联系在一起， 使我们深刻认识到课本中的理论 知识很多都是建立在理想条件下的，在现实中很多情况下是不能拿来就用 的，要根据实际情况经过不断地测试和调整，才能达到我们预期的要求。而且深化了所学理论知识，使我们了解到更多的实际问题及解决方法。这一过 程，培养了我们综合运用知识的能力，增强了我们独立分析与解决问题的能 力，
11、训练培养了严肃认真的工作作风和科学态度，为以后从事电子电路设计 和研制电子产品打下初步基础。改进和展望：课程设计性实验涉及到了我们所学各科知识， 包括数字电 子电路、模拟电子电路、电路及电子线路实验及 multisim软件的应用，综合 性较强，我们只有结合所学知识才能设计出满足特定要求的电路；设计性实 验对于我们运用所学的知识要求较高，因此在准备实验的过程中要全面复习 所需的基础知识，重点掌握相关的章节，预先根据要求确定所用电路和器件， 熟悉掌握各种典型电路的设计、功能和各种元器件的原理、功能等等；然后 根据需要组装连接各功能电路，注意连接过程中元件的排布和布线，尽量使 之匀称、美观；最后计算
12、参数，确定参数是要多方面考虑每一个参数的改变 所造成的影响，要有整体把握、综合考虑的眼光；用仿真软件改变参数以提 高精确度和测量范围，减少干扰；合理布线，便于排错和检查，且方便他人 检查和参考。（七）心得体会从本次电子课程设计中，收获很多，首先熟悉了 MULTISIM的工作原理及环 境，其次，开始将各部分知识综合到了一切运用，为专业学习提供了好的实例， 然后，还学会了知识的实践化，不只是停留在理论基础上。反复的调试电路，更 是锻炼了我的耐心和做事细致程度，掌握了设计一个数字电路的基本方法和基本 步骤，实际解决设计中出现的问题，增强了寻找问题，解决问题的能力。这不仅帮助我更好地掌握书本知识，尤其重要的是增强了自信心，培养了独立思考的能力!（八）参考文献1童诗白 华成英 主编，模拟电子技术基础（第四版），高等教育出版社2阎石主编，数字电子技术基础（第五版），高等教育出版社3模拟电子技术实验指导书青岛大学电子实验教学中心4康华光主编电子技术基础5孙肖子主编现代电子线路和技术实验简明教程