三极管性能检测仪.doc

三极管参数测试仪的设计 学院：信息科学与工程学院 专业班级：电信10-2班 学号： 姓名： 组员： 实习时间：2012年12月31日 至 2013年01月16日  目录 1.1 总体思路 2.1 测试电路方案论证 2.2 采样电路方案论证 2.3 显示部分方案论证 3.1 共发射极直流电流放大系数 3.2 共发射极交流电流放大系数( 3.3 放大电路 3.4 采样电路 3.5 A/D转换 36 数据处理部分 3.7 显示部分 4.1 系统电路图 4.2 恒流源电路图 4.3 采样放大电路图 4.4 数据处理及显示电路图 4.5 系统软件流程图 5.1 电源部分 6.1 所用芯片的数据指标 6.2 LCD1602液晶显示器 7.1 做成的实验板 8.1 操作方式 9.1 操作过程及结果结果 10.1 总结 11.1 C语言程序代码 1.1 总体思路 该测试仪由测试电路、采样电路、数据处理部分、显示部分和三极管共射极输出特性曲线部分组成，下面分别说明各部分的方案。 根据设计电路的实际情况即：采样电路的输入电压要不能太小，否则造成测试结果不准确，因此在采样电路前加了一个放大电路，于是三极管电流放大系数系统总体设计方案如图2.1所示。 图2.1 三极管电流放大系数系统总体设计方案 2.1测试电路方案论证 方案一：用恒流源给基极提供10μA的恒定电流，即VCC=10V，基极电阻Rb=1MΩ，考虑管压降后取基极电阻Rb=910k，用以保证基极电流恒定，用稳压管控制VCE=10V，以保证集电极-发射极极间电压恒定； 方案二：用恒流源给基极提供10μA的恒定电流，即VCC=10V，基极电阻Rb=1MΩ，考虑管压降后取基极电阻Rb=910k，用以保证基极电流恒定，因为IB=10μA，β=50～300，所以IC=0.5～3mA，取RC=200Ω，VCE=9.90～9.40V，将集电极电压经运放放大，送模数转换芯片进行采样； 方案三：用恒流源给基极提供10μA的恒定电流，即VCC=10V，基极电阻Rb=1MΩ，考虑管压降后取基极电阻Rb=910k，用以保证基极电流恒定，因为IB=10μA，β=50～300，所以IC=0.5～3mA，而Ie=（β+1）IB，若β1，则IE≈IC，取Re=200Ω，VCE=9.90～9.40V，将发射极电压经运放放大，送模数转换芯片进行采样； 方法一不能确定集电极的电流，这样不便于采集集电极电流；方法二中集电极电阻值太小，起不到限流作用；比较三种方法采用方法三。 2.2采样电路方案论证 方案一：用TLC549采集三极管发射极输出电压，送单片机进行数据处理。 方案二：用ADC0809采集三极管发射极输出电压，送单片机进行数据处理； 比较两种方法，ADC0809是并行输出数据， TLC549是串行输出数据，两个芯片都是8位A/D转换芯片，TLC549的转换时间为17μs，ADC0809的转换时间为100μs，TLC549 比ADC0809的转换时间快，但是该测试队时序要求不高，因此采用方案二。 2.3显示部分方案论证 方法一：把所有的测量结果送到上位计算机进行显示，显示精度比较高，但不够方便灵活，并且需两个全双工串行接口，实现比较困难； 方案二：把测量所得的参数用LED显示。 方法一：把测量所得的参数通过LCD液晶屏显示，这种方案虽然简便易行 比较上述三种方案，最终采用方案三，该方案简单易行。 3 理论分析与参数计算 3.1 共发射极直流电流放大系数 =（IC－ICEO）/IB≈IC / IB 在放大区基本不变。在共发射极输出特性曲线上，通过垂直于X轴的直线来求取IC/IB，如图2.3所示。在IC较小时和IC较大时，会有所减小，这一关系见图2.4。 图2.3 共发射极输出特性曲线求直流电流放大系数 图2.4 基极电流和集电极电流关系曲线 设定IB=10μA，VCE=10V，考虑到运放和单片机的输入电压后选择集电极电压为10V。可计算出Rb=1MΩ，由于三极管自身的管压降，所以采用Rb=910kΩ，保证了IB=10μA。因为IB=10μA，=50～300，所以IC=0.5～3mA，而IE=（+1）IB，若1，则IE≈IC，取Re=200Ω，VCE=9.90～9.40V，由于IB=10μA，则= IC/IB=IC/(10*10-3)。 3.2 共发射极交流电流放大系数( (=(IC/(IB 在放大区( 值基本不变，可在共射接法输出特性曲线上，通过垂直于X 轴的直线求取(IC/(IB。具体方法如图2.