电气工程学院课程设计报告
题目 三极管β值数显式测量电路设计
姓 名 张桥 专 业 自动化 班 级 自动化1303 学 号 201323020324 指导老师 徐振方 成 绩
2015年 7 月 4 日
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三极管β值数显式测量电路设计
说明：三极管电流放大系数β可用晶体管特性图示仪测量，但存在读数不直观和误差大等缺点。本题要求制作的三极管β值数显式测量电路用数码管和发光二极管显示出被测二极管的β值，从而读数直观，误差较小。
1 任务和要求
(1)任务：设计一个三极管β值数显式测量电路，用数码管和发光二极管显示出被测三极管的β值。
(2)探测器性能要求:
1可测NPN硅三极管的直流电流放大系数β值（设β小于200），测试条件如下： ①IB=10μΑ,误差为±2%
②VCE为14到16V，且对于不同β值的三极管，V CE的值基本不变。
2测量电路应设有E、B、C三个插口，当被测管插入插孔后，打开电源，显示器应自动显示出被测三极管的β值，响应时间不超过两秒钟。
3在温度不变（20℃）时，本测量电路误差的绝对值不超过“0.05*数字显示器读数+1”。 4数字显示器所显示的数字应当清晰，稳定、可靠 2 总体方案设计与选择
2.1任务分析：
在设计任务中要求我们显示三极管的β值，同时允许基极电流IB=10μΑ,允许误差为±2%。所以我们觉得这部分电流应该由微电流源提供。VCE为14到16V，且对于不同β值的三极管，VCE的值基本不变。我们采用直接与一个VCC相连，在它的下端加一个小电阻，保证VCE的值基本不变。对于自动显示出被测的三极管的β值，响应时间不超过两秒钟。我们采用了数码管显示并利用到A/D转换将模拟信号转变为数字信号。 2.2 设计思路：
通过设计一个微恒流电路使其流过待测的三极管，经三极管放大后在流过一个电阻，通过测量这个电阻两端的电压就能知道流过该电阻的电流，即三极管放大的基极电流，从而知道三极管的放大倍数。并且按下述模式进行设计：
系统分解 单元设计 功能块划分
系统总成 子系统设计
图1设计模式图
2.3 系统概述
β是三极管共射电流放大系数，不是一个能够直接测量的物理量，一般不区分直流和交流下放大系数。对于直流，有β=（Ic-IcEQ）/IB≈IC/IB|UCE=cons,忽略ICEQ，固定IB、UCE的值，IC的值跟β值成正比，通过测量IC，选择一定的比例系数k，由β=IC/k测量β。测量β的问题转化为对IC的测量。
为了使数字测量设备能够测量模拟量，本电路需要使用ADC，直接型ADC是把输入
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的模拟电压信号直接转换为相应的数字信号，所以还要对Ic进行电流电压转换。A/D转换后就可以用数字显示了。下面是逻辑框图设计：
被
图2 逻辑框图 测三极管 β/Vx转换电路 1位锁定器 10进制计数器 10进制计数器 七段译码器 七段译码器 压控振荡器 与门 计数时间产生电路 清零信号产生电路
但是这次设计没有完全使用逻辑方法，因为对它认识不够多，希望在以后的学习中会用到它。
3 电路总原理框图设计
三极管的Ic
图3原理框图 3 电流电压转换 A/D转换 显示测量值
4 单元电路设计
4.1 转换电路
图4 转换电路电路图
以上电路包含了一个微电流源与一个差分放大电路。
图5微电流源电路
（1）β值与Ic有关；
（2）小功率管的β值在Ic=2至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=30μΑ，因为参考电流IR=（Vcc-VBE2）/R
R1=(Vcc-VBE1)/IR
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