晶体管β值测量电路设计.docxVIP

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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 Abstract is basically attained ; ORCAD; 1 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,对VRC取样加入后级进行分档比较。为了取得固定IB,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Re1=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IO和Re2就能确定IR,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IC=βIB的关系,被测物理量β转换成集电极电流IC 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: 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。 图2.3 转换电路 电路说明:T1、T2、R1、R3构成微电流源电路提供恒定电流,R2是被测管T3的基极电流取样电阻,用于检测基极电流的大小,R4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)因为参考电流约为1mA左右,则,由 已知 VBE1=0.7V 得: R1=4.3K,取R1=4.3K

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