三极管β值测量

目录摘要........................................................................................................................................IAbstract.....................................................................................................................................II1Multisim简介......................................................................................................................12电路设计...............................................................................................................................22.1设计思路.....................................................................................................................22.2结构框架图................................................................................................................22.3理论分析....................................................................................................................22.4完整电路图................................................................................................................63电路仿真................................................................................................................................74实物电路..............................................................................................................................105心得体会..............................................................................................................................12参考文献.................................................................................................................................13附录1......................................................................................................................................14附录2......................................................................................................................................15******《模拟电子技术基础》课程设计说明书I摘要晶体管制成之后，比例系数α将确定不变，而βαα，称为共射电流放大系数。在通常情况下，β1，在几十到几百的范围中取值。本次课程设计的主要内容就是分段显示出不同晶体管的β值。本次设计的方法是将不同的β值转化为与之成正比变化的电压或电流量，然后再取样进行比较、分档。因为三极管各级之间电流存在,(1)CBEBIIII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。至于如何分段显示，本次设计利用的电压比较器与发光二极管来实现。关键词：晶体管；β值；分段显示；电压比较器武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书IIAbstractAfterthetransistorsmadefrom,proportionalcoefficientαdeterminesintactandβ=α/(1-α),calledtotalradiocoefficientofexile,typically,1,dozensofthehundredsofvaluesintherange.Themaincontentofthecoursedesignisthesegmentshowingdifferenttransistorvalue.Thisdesignapproachistochangebetavaluesintoavoltageorcurrentisproportionaltothechangewithit,andthencomparesamples,grading.Becausethetransistorcurrentexistsbetweenlevels,(1)CBEBIIIIrelation,whenIBisafixedvalue,theICreflectschangesofvoltageonresistorRCVRCreflectschangesinIC.Astohowsegmenteddisplays,andvoltagecomparatorsofthedesignusinglight-emittingdiodetoachieve.Keywords:transistor;value;Sectionshows;Voltagecomparator武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书11Multisim简介Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。目前在各高校教学中普遍使用Multisim2001，网上最为普遍的是Multisim9，NI于2007年08月26日发行NI系列电子电路设计软件，NIMultisimv10作为其中一个组成部分包含于其中。武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书22电路设计2.1设计思路设计电路测量晶体管的值，可以将晶体管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,(1)CBEBIIII的关系，当IB的值唯一确定时，不同的IC值反映了β的值不同。同时Ic又可以利用电阻Rc上的电压VRC来确定。对于分4段显示晶体管值的电路，可以利用三个单运放电压比较器实现。在运放的输入端利用分压电阻给不同的运放以不同的比较基准电压，在输出端，依靠比较器是否工作只有两个不同的输出结果的原理，连接4个发光二极管，利用二极管的单向导通性，观察发光二极管的亮和灭，判断出电压比较器处于何种工作状态。至于当值小于80时的音响指示，可以通过蜂鸣器实现。2.2结构框架图2.3理论分析由于本次设计用到了多个电压比较器，设计要求精度比较高，特别是当值在分段点附近时，误差将会比较大，产生错误的结果。考虑到误差的主要产生在IB的输入电流上，针对这个原因，主要在电源电路上进行调整。现提供两种方案：比较电路显示基准电压电源电路转换电路图1电路框架武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书3方案一：直接用一般的直流稳压电源供电，CCBEBVVIR；方案二：利用微恒电流源,BREFII;如果采用一般的电源供电，由于不同的三极管VBC会发生变化，这将导致BI存在较大的波动，最终电路将会十分混乱，而利用微恒电流源，可以稳定IB值；另一方面对于BI的要求一般很小。因此，本次设计电源电路选择利用微恒电流源供电，更加稳定与合理。微恒电流源：电路说明：图中T1，T2，T3为三个完全相同的PNP晶体放大管，R为限流电阻，控制基准电流电流IREF大小被测三极管IB即为恒流源的输出电流IC3：32CCBECREFVVIIR2CCBEREFVVRI通常三极管VBE为0.7V左右，VCC取12V，被测三极管的输入基极电流很小，为微安级，本次选定为35.。经计算得出R取300，用两个620电阻并联得到。将R的取值回带到电路中，确定IB=IC=34.图2微恒电流源+VCCT2T1T3IC3(Io)IC2IE3IREFRIC1B1B2IBB3武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书4电压比较电路：图3电压比较电路R5，R6为测量点的取样电阻，应该考虑到三极管的工作状态（处于正常发大区）。图4三极管输出特性曲线当min=50时，IC=IB=1.8mA.但是当值继续增大时，则处于饱和区；武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书5当max=250时，IC=IB=8.8mA.此时要求VCECES,三极管才能正常工作，因此，A点为一个临界点；取VCE=6V,此时与=250时的曲线相交与一点B，这是值最大的一个零界点。又电阻R与VCC,VCE存在如下关系：56CCCECVVRRRI当min=50时，不算是一个真正的零界点，舍弃掉；当max=250时，A:Rmax=1.2,B:Rmin=700因此，R5=1K,R6=220比较合适。R1，R2，R3，R4为分压电阻，给电压比较器提供不同的基准电压。输入比较电压：5iCCBUVIR;Ui0+=VCC=12V当β=80时，Ui1+=9.28V;当β=120时，Ui2+=7.92V;当β=160时，Ui3+=6.56V;Ui0+:Ui1+:Ui2+:Ui3+=10:8:7:6即R4:R3:R2:R1=6:1:1:2;同时又由于运放的输入电流应该很小，要减小分流；因此选择阻值分别为1.22K，220，220，470，其中1.22K由1K与220串联得到。此时基准分压分别为：Ui1-=9.35V;Ui2-=8.11V;Ui3-=6.87V武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书62.4完整电路图本次设计的晶体管β值测量的电路原理图：图5电路图其中Q5，Q6，Q7是型号BC856的PNP晶体管，R1=310KΩ，构成恒流源，提供34uA电流；Q1为待测三极管；R4，R2分别为1K和220的取样电阻；R5，R6，R8，R7为分压电阻，分别为1.22K，220，220，470。U4，U5，U6为单运放