【正文】 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 簡易水塔水位控制電路 17 致 謝 在這次課程設(shè)計的過程中，我得到了許多人的幫助。在使能端為有效電平時，對應(yīng)每一組輸入代碼，只有其中一個輸出端為有效電平，其余輸出端則為相反電平。 圖 74LS200 74LS200 是常用的 2 輸入 端 與非門集成電路 。這樣吸合、從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返 回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（ 常開觸點 ）吸合。 晶體管進(jìn)入飽和狀態(tài) ， 基極電流增大，集電極電流變化很小， iC=ICS=(VCCVBE(sat))/RC 晶體管臨界飽和時的基極 電流 IBS=ICS/β=(VCCVBE(sat))/βRC 。由圖 29 可看出，集電極電流 iC的增加受外電路的限制。這時稱晶體管工作于飽和狀態(tài)。如果進(jìn)一步增大 iB ， iB增大，使得集電結(jié)由零偏變?yōu)檎蚱茫娊Y(jié)位壘降低，集電區(qū)電子也將注入基區(qū)，從而使集電極電流 iC隨基極電流 iB的增大而增大的速度減小。當(dāng)基極電流 iB增大 到一定值時，將出現(xiàn) vBE =vCE的情況。 簡易水塔水位控制電路 14 發(fā)射結(jié)外加正向電壓不斷升高，集電極電流不斷增加。 晶體 管進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，晶體管基極與發(fā)射極之間加反向電壓，這時只存在集電極反向飽和電流 ICBO， iB =ICBO， iE=0， 為臨界截止?fàn)顟B(tài)。說明三極管截止時， iB并不是為 0，而等于 ICBO。如果要使晶體三極管工作于開關(guān)的接通狀態(tài)，就應(yīng)該使之工作于飽和區(qū)；要使晶體三極管工作于開關(guān)的斷開狀態(tài)，就應(yīng)該使之工作于截止區(qū)，發(fā)射極電流iE=0，這時晶體三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，相當(dāng)于開關(guān)斷開。晶體三極管的實際開關(guān)特性決定于管子的工作狀態(tài)。當(dāng)輸入電壓 vI為低電平時，由圖可見，晶體管截止，相當(dāng)于開關(guān)斷開，所以得集電極電流 iC≈0， 而集電極電壓 vc≈VCC， 即輸出為高電平。電阻 Rb 為基極電阻，電阻 Rc為集電極電阻，晶體三極管 T的基極 b起控制的作用， 通過它來控制開關(guān)開閉動作，集電極 c及發(fā)射極 e形成開關(guān)兩個端點，由 b 極來控制其開閉， 壓 vO。 如圖 所示為一個共發(fā)射極晶體三極管開關(guān)電路。實際上箭頭所指的方向是 電流 的方向。 三極管的種類很多，并且不同型號各有不同的用途。其他的兩個電極成為集電極 (用字母 c表示 )和發(fā)射極 (用字母 e 表示 )。三極管顧名思義具有三個電極。 圖 27 發(fā)光二極管的實物圖 三極管 半導(dǎo)體 三極管 也稱為晶體三極管，可以說它是電子電路中最重要的器件。這種利用 注入式電致發(fā)光 原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通 稱 LED。在某些半導(dǎo)體材料的 PN 結(jié)中，注入的少簡易水塔水位控制電路 12 數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。不同的 半導(dǎo)體材料 中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個 PN 結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦浴Ａ咨榛壎O管發(fā)紅光， 磷化鉀 二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。 圖 26穩(wěn)壓管的特性曲線 發(fā)光 二極管 發(fā)光 二極管 簡 稱為 LED。如圖畫出了穩(wěn)壓管的伏安特性及其符號。穩(wěn)壓二極管的特點就是擊穿后，其兩端的電壓基本保持不變。穩(wěn)壓管在穩(wěn)壓設(shè)備和一些電子電路中獲得廣泛的應(yīng)用。 pn結(jié)的反向擊穿有齊納擊穿和雪崩擊穿之 分。當(dāng)外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進(jìn)一步加強(qiáng)，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流 I0。當(dāng)不存在外加電壓時，由于 pn 結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。它的靈敏度低一些，但抗 干擾能力卻大大提高了 。其傳輸特性如圖 XX_02b 所示。 VI再增加， vO保持 不變。 當(dāng) vI由零向正方向增加到接近 前， vO一直保持 不變。 圖 22 LM239引腳圖 圖 23 遲滯比較器電路 圖 24 傳輸特性 簡易水塔水位控制電路 9 門限電壓的估算 由于比較器中的運(yùn)放處于開環(huán)狀態(tài)或正反饋狀態(tài)，因此一般情況下，輸出電壓vO與輸入電壓 vI不成線性關(guān)系，只有在輸出電壓發(fā)生跳變瞬間，集成運(yùn)放兩個輸入端之間的電壓才可近似認(rèn)為等于零，即 或 （ 1） 設(shè)運(yùn)放是理想的并利用疊加原理，則有 （ 2） 根據(jù)輸出電壓 vO的不同值（ VOH或 VOL），可求出上門限電壓 VT+和下門限電壓 VT– 分別為 （ 3） （ 4） 門限寬度或回差電壓為 （ 5） 設(shè)電路參數(shù)如圖 XX_02a 所示，且 ， 則由式 (3)~(5)可求得 ， 圖 25 Vi及 Vo波形圖 簡易水塔水位控制電路 10 和 。由于反簡易水塔水位控制電路 8 饋的作用這種比較器的門限電壓是隨輸出電壓的變化而變化的。 遲滯 比較器 （ LM239） 電路組成 遲滯比較器是一個具有遲滯回環(huán)傳輸特性的比較器。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)采用全封焊結(jié)構(gòu)，使之產(chǎn)品 的抗沖擊能力、過載能力、產(chǎn)品密封性等性能有了較大提高，產(chǎn)品最高壓力可達(dá) 150MPa。 簡易水塔水位控制電路 7 2 本實驗 所用器件清單及說明 水壓傳感器 本電路采用的電阻型水壓傳感器型號為 PT500501，是水壓傳感器，即傳感器的阻抗隨水壓的增加而增加。顯示電路由發(fā)光二極管構(gòu)成。三極管接為共射極電路，當(dāng)輸入電壓為高電平時，三機(jī)管導(dǎo)通飽和，可以將輸入電流放大β倍；當(dāng)輸入電壓為低電平時，三極管截止，無電流通過。由于水泵中通過的都是大電流，產(chǎn)生大功率，而直流電源無法提供大電流和大功率，因此水泵需要交流供電，這樣 一來，電路中的開關(guān)必須采用繼電器電路。由電路輸出可列出二極管驅(qū)動真值表： 表 1 二極管驅(qū)動真值表 水位 A B 綠燈 D7 黃燈 D8 紅燈 D9 SS1 1 1 0 0 1 S1SS2 1 0 0 1 0 SS2 0 0 1 0 0 有真值表可以得出 D7=A”B”,D8=A”B,D9=AB,(注： A”表示 A 非 ) 簡易水塔水位控制電路 6 此電路 由 74HC139（ 24 譯碼器 ）和 74LS00 來實現(xiàn)，其擁有四個兩輸入端與非門， 就能實現(xiàn)這個電路。同理遲滯比較器 U2的特性表達(dá)式為 TV? =( ?TV2 )( ?TV2 )=（ v）