电子发烧友 http://www.elecfans.com 转载 第一部分 设计任务
一、 设计题目及要求
设计制作一个自动测量三极管直流放大系数β值范围的装置。 1、对被测NPN型三极管值分三档；
2、β值的范围分别为0—100及100～200，200～300,300—400对应的分档编号分别是01、2、3；待测三极管为空时显示0，超过400显示3。 3、用数码管显示β值的档次；
4、电路采用5V或正负5V电源供电。
二、 设计思路
1． 将变化的β值转化为与之成正比变化的电压或电流量，再取样进行比较、分档。上述转换过程可由以下方案实现：
根据三极管电流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。
以下给出采用上述方案的参考电路如图（1）、图（2）所示。
Uo
图（1）参考电路
T1、T2、R1、R3构成微电流源电路，R2是被测管T3的基极电流取样电阻，，R4
是集电极电流取样电阻。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。
图（2）参考电路
Uo
T1是被测三极管，其基极电流可由R1、R2限定，运算放大器的输出 Uo＝βIB R3。
2．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，对应某一定值Uo，只有相应的一个比较电路输出为高电平，则其余比较器输出为低电平。对比较器输出的高电平进行二进制编码，再经显示译码器译码，驱动数码管显示出相应的档次代号。
3、参考方框图如图（3）： 编译显比 码码示转换电路 较电 路
基准电压 图（3）参考方案方框图
1
第二部分 设计方案
一、 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：
设计电路测量三极管的β值，将三极管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，根据三极管电流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）。因为题目要求分三档显示三极管的β值（即?值的范围分别为50～80、80～120及120～180，对应的分档编号分别是1、2、3），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。比较后再进行分档显示。要实现分档显示，则必须对比较器输出的高电平进行二进制编码和显示译码器译码，驱动数码管显示出相应的β值档次代号。从而实现该档次代号的显示。得出系统方框图如图（4）：
比较电路编码 转换电路 译码显示
基准电压 图（4）系统方框图
二、 各部分电路功能的简单说明
1.
转换电路：
用于把不能直接用仪器测量的NPN型三极管?值转换成可以直接被测量的集电极电压，再把电压采样放大，为下一级电压比较电路提供采样电压，其中包括提供恒定电流的微电流源电路和起放大隔离的差动放大电路。
2
2.
电压比较电路：
由于被测量的物理量要分三档（即?值分别为50～80、80～120及120～180，
对应的分档编号分别是1、2、3）所以还要考虑到少于50，和大于180的状况，于是比较电路需要把结果分成五个层次。需要四个基准电压，于是有一个串联电阻网络产生四个不同的基准电压，再用四个运算放大器组成的比较电路，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，对应某一定值Uo，相应的一个比较电路输出为高电平，其余比较器输出为低电平。
3.
编码电路：
将电压比较电路的比较结果（高低电平）进行二进制编码。该编码功能主要由集成芯片8位优先编码器CD4532完成。
4.
译码电路：
主要是把编码电路编成的二进制编码译码成十进制数，以便于人机交流（即要显示的数为人类易懂的十进制数1、2、3）。该电路功能主要由芯片CD4511完成。
5.
显示：
该电路功能是用共阴数码管显示被测量的NPN型三极管?值的档次。
三、 各个元件具体参数的计算
1. 转换电路如图（5）所示
3
图（5）转换电路
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IR约为1mA左右,则，由
VCC?VBE1 IR 已知 VBE1=0.7V 得： R1=4.3K，取R1=4.3K
再把 R1=4.3K代回，得出IR=1.35mA,符合要求。
〈4〉.再由：
R1?
4
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