模拟电子课程设计--水塔液面指示与报警

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1、 模拟模拟电子技术课程设计电子技术课程设计 题目名称：水塔液面指示与报警 姓 名： XXX 学 号： xxxxxxxxxxxx 班 级：xxxx 指导老师： xx 目录目录 一、一、 设计设计题目题目1 二、二、 设计设计要求要求1 三、三、 题目分析题目分析1 四、四、 整体构思整体构思1 五、五、 具体实现具体实现1 六、六、 各部分定性说明以及定量计各部分定性说明以及定量计算算6 七、七、 心得体会心得体会8 八、八、 元器件详细表元器件详细表9 九、九、 参考文献参考文献9 1 一、设计一、设计题目题目 1、设计一个水位检测电路 2、检测水塔主要分为最高、高、中、低、最低五个测试点 3

2、、检测结果通过显示灯显示 二、设计二、设计要求要求 1、学习元器件的使用， 2、学习电路的设计 3、学习仿真软件的使用方法，并对电路进行调试 三、题目分析三、题目分析 1、随着水位的高低不同，显示灯亮的颜色不同 2、检测水箱分七个测试点 3、水位最低时或最高时对其进行报警随着水位的变化，从而打开的电路不通 及显示不同的 LED 灯 四、整体构思四、整体构思 通过水位的变化导致电阻变化，然后反映到电压的变化，导致 LED 灯的显 示不同。 总体框图见图 41 图 41 总体框图 五五 、具体实现具体实现 1、发光二极管的发光 用发光二极管显示不同的颜色而代表不同的情况， 发光二极管的使用图示如

3、下图 51 所示 2 图 51 二极管放光系统电路图 2、 半导体三极管 半导体三极管的工作原理，PNP 型半导体三极管和 NPN 型半导体三极管的 基本工作原理完全一样，下面以 NPN 型半导体三极管为例来说明其内部的电流 传输过程，进而介绍它的工作原理。半导体三极管内部的电流传输过程如图5-2 所示。半导体三极管中的电流传输可分为三个阶段。 图52 NPN 型三极管中的电流传输 V T RCb e VC C c IC IE UB E - + IB + - UC E RB VB B + - + - 3 （1） 、发射区向基区发射电子 电源接通后，发射结为正向连接。在正向电场作用下，发射区的多

4、数载流子 (电子)的扩散运动加强。因此，发射区的电子很容易在外电场的作用下越过发射 结进入基区，形成电子流 IEN。基区的多数载流子(空穴)也会在外电场的作用下 流向发射区，形成空穴电流 IEP。但由于基区的杂质浓度很低，与从发射区来的 电子流相比， IEP 可以忽略不计，所以发射极电流为: I E =I EN I EP （1） （2） 、 电子在基区中的扩散与复合 从发射区扩散到基区的电子到达基区后， 由于基区靠发射区的一侧电子浓度 较大，靠集电区一侧电子浓度较小.所以电子继续向集电区扩散。在扩散过程中， 电子有可能与基区的空六相遇而复合，基极电源、EB 不断提供空穴，这就形成 了基极电流

5、IBN 。由于基区很薄，而空穴浓度低，电子与空穴复合的机会很少， 大部分电子继续向集电区扩散。 此外， 半导体三极管工作时， 集电结为反向连接， 在反向电场作用下，基区与集电区之间少数载流子的漂移运动加强 c 因基区载 流子很少.电子更少，故漂移运动主要是集电区的空穴流向基区。漂移运动形成 的电流 ICBO 的数值很小，而且与外加电场的大小关系不大，它被称为集电极反 向饱和电流因此，基极电流为 IIIIII CBOBNCBOEPBNB （2） （3） 、 集电极电流的形成 由于集电结加的是反向电场， 经过基区继续向集电区方向扩散的电子是逆电 场方向的，所以受到拉力，加速流向集电区.形成电子流 ICN 。如果考虑集电极 饱和电流 ICBO 的影响，集电极电流应为: III CBOCNC （3） 从半导体三极管外电路看，流入管子的电流必须等于流出的电流，所以 III CBE （4） 从半导体三极管电流传输过程中可以看出，集电极电流 IC 很大，而基极电流 IB 很小。另外，由于三极管本身的结构已定，所以 IC 和 IB 在相当大的一个范围内 总存在