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课程设计
题目：NPN硅三极管B值数显式测量电路
说明书 23 页
图纸 3 页
班级：
姓名： 学号：
同组人：
指导教师：
年 月 日
一课程设计的任务及基本要求
二逻辑框图设计
三逻辑电路的设计及参数计算
四 安装调试步骤及遇到的问题
五印刷线路板设计
六体会及建议
七参考文献
八附录（元件使用说明）
九 附图（框图 逻辑图 印刷线路板图）
一课程设计的任务及基本要求
三极管的电流放大系数——B可以用晶体管特性图示仪来进行测量，但存在 着读数不直观和误差较大等缺点，因此本课题要求设计一个“三极管B值的数显 式测量电路”。
I .具体任务和要求
可测量NPN硅三极管的直流电流放大系数B <
Ib=1QuK,允许误差±2%。
14V<Vce<16V,且对不同B值的三极管，"ce的值基本不变。
该测量电路制作好以后，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。
用两只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用来代表1和0,两只数码管分别用来显 示十位和个位，即数字显示器可显示不超过199的正整数和0。
测量电路设有测三极管的三个插孔，分别标上E、B和C。当被测三极管 的发射极、基极和集电极分别插上E、B和C插孔时，接通电源后，数字显示器 就自动显示出被测三极管的B值，响应时间不超过2秒钟。
在温度不变的情况下，本测量电路的误差之绝对值不超过5N/100+ 的N是数字显示器的读数。
数字显示器显示的数字应当清晰，而且显示周期的长短要合适，例如， 当B =24. 5时，个位数码管可能交替显示4和5,在这种情况下，如果显示周期太短 （ ）,由于人的眼睛的滞留效应（滞留时间大约是0. 1S）,就不能清 楚地看到4和5这两个数字，反而看起来像9,它是4和5迭加的结果（对于LED 七段数码管而言）。显然，不允许出现这种现象。

通用型集成运放LM324
高阻型集成运放LF351
通用型集成电压比较器LM311
集成定时器NE555
2/5十进制计数器74LS90
BCD—段译码器74LS47 双D上升沿触发器74LS74 四2输入与非门CC4011 共阳极LED七段数码管
二逻辑框图设计
1位锁存器
被测三极管
清零信号产
生电路
三、逻辑电路的设计及参数计算
1、B—匕的转换电路
如图1-1所示，B—匕的转换电路是由运放LM324和电阻Rj, R2, R3等元件 组成的固定偏流电路。对于三极管，在饱和区随Vce的增加而增加；再放大 区/c基本保持不变，并且对于不同的IB, 的值也不同，因此要求固定 ^fi=10uA, 14V<VC£ <16V,且对于不同的B值，V不变，来计算参数。
为满足固定偏流B =10uA的测试条件，由图可得Ri= ( Kcc —BE)/
VCC /【B =1-5MQo
根据运放的反相端为虚地，可将管子的射极直接接到-15V的电源上，即可 满足 14VV "ce <16Vo
运放LM324和R2、R3构成的电压并联负反馈使匕 乞，c，所以取h为
运放电路的输入电流。由图不难看出，由于运放虚地条件以及它不取电流，并且
IaBIb,所以 VX = 3IC=3IBR2O,当 B 为最大值(199)时Vmax=13V 确定 R2,则
R2=6. 5Ko 所以取 R2=5. 1KO
R3为平衡电阻，R3略小于R2,取为4. 7k。
图1-1
2、压控振荡器
如图2-1所示，它是以运放LF351为主组成的反相输入积分电路和以运放
LM3U为主组成的同相输入电压比较器这两部分组合而成。
①工作原理
设比较器的输出高电平V1 = 13V（@为电源电压为±15V故最大输出电压的近似值 为±13V）,则二极管D1截止。但由于匕输出为高电平，所以匕对匕进行负 向积分，匕随时间呈线性递减，当匕减到一定程度（负值），使比较器同相输 入电压略低于0V,它的输出即翻转为低电平，即由％=13V翻转为岭=一13V。
当％翻转为一13V时，二极管D1则由截止变为导通，积分器除了因匕为正值 要继续作负向积分外，还要因％为负值做正向积分，但因负向积分时间常数t ! = 7?4 Cj远远大于正向积分时间常数T 2 = 7?9 C1；故总的效果是做正向积分，匕随 时间呈线性增大。如图所示，当匕增大到一定程度（正值）时，使比较器同相 输入端的电位略高于0时，它的输出即翻转为高电平，即％将由-13V翻转为+13V。 当翻转为+13V时，二极管