電子線路課程設(shè)計報告

1、電子線路課程設(shè)計報告學(xué) 院 _計算機與信息工程學(xué)院 姓 名_王 力 班 級_09自動化2班 學(xué) 號_20094490 設(shè)計題目_可調(diào)電壓源于可調(diào)電流源 指導(dǎo)老師_桂玲 日期： 2011年 06 月 16 日目錄一 題 目3二 任 務(wù)3三 要 求3四 設(shè)計摘要及整體方框圖3五 單元單路設(shè)計及原理分析6六 整體電路原理圖16七 原件表18八 PCB板制作18九 焊接與調(diào)試18十 體 會20一、題 目可調(diào)電壓源于可調(diào)電流源二、任 務(wù)實踐部分：1.畫電路圖 2.查閱主要器件（LM317，發(fā)光二極管，三級管，7805的技術(shù)資料。3.辨認(rèn)套件中所有電子器件以及印刷電路板。4.焊接。其中四根導(dǎo)線的一端分別接

2、在符號R的兩端和符號C的兩端，另一端懸空。 5.測試：在M1，N1端沒有外界電阻時，可調(diào)電壓源的輸出電壓是最高的，理論值為12V。在M2,N2端沒有外界電阻時，可調(diào)電流源的輸出電流時最小的，理論值是1mA。四根導(dǎo)線的一端分別接在M1,N1,M2,N2端。測試電壓源時，將M1,N1的導(dǎo)線的另一端分別連接到電阻模塊的不同插口，用以調(diào)節(jié)電壓源輸出電壓。測試電流源時，將M2,N2的導(dǎo)線的另一端分別連接到電阻模塊的不同插口，用以調(diào)節(jié)電流源輸出電流。分別測試各狀態(tài)下的電壓源的輸出電壓和電流源的輸出電流，將測量數(shù)據(jù)用表格形式記錄下來。 6.分析故障和排除故障，并將分析和排除過程記錄下來。理論部分：1.要求可

3、調(diào)電壓源的輸出電壓為3.8V10.2V，重新設(shè)計 可調(diào)電壓源電路，并畫出電路原理圖。2.要求可調(diào)電流源的輸出電流為2mA64mA，重新設(shè)計可調(diào)電流源電路。并畫出電路原理圖。報告部分：1.課程設(shè)計題目，時間，地點，指導(dǎo)老師。 2.課程設(shè)計目的。 3.電路工作原理。 4.參數(shù)確定與計算過程。 5.測試數(shù)據(jù)表格。 6.數(shù)據(jù)處理與說明。 7.故障處理過程與體會。 8.器件清單與電路原理圖。三、要 求1.作品整齊與美觀。2.測試數(shù)據(jù)方法與結(jié)果正確。3.會辨認(rèn)元器件及對元器件特性掌握。4.掌握理論計算方法與原理。5.報告內(nèi)容真實，全面，認(rèn)真。四、設(shè)計摘要及整體方框圖電源是電路中必不可少的電路器件，是給電路

4、提供電能的單元電路。在電子電路中，所需要的電源主要是直流電源：直流穩(wěn)壓源（主要反映穩(wěn)壓源器件的參數(shù)有：額定輸出電壓值，額定輸出功率，電源效率，紋波抑制系數(shù)，輸出電壓穩(wěn)定系數(shù)等等），若輸出電壓可調(diào)稱謂可調(diào)直流穩(wěn)壓源，穩(wěn)壓電路主要有變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓以及輸出電壓調(diào)節(jié)電路五部分組成，常用的直流穩(wěn)壓電源主要優(yōu)點是電路結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)方便，缺點是效率低，開關(guān)直流穩(wěn)壓電源優(yōu)點是電源效率高，缺點是電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本較高。直流電流源（主要參數(shù)有輸出電流，額定輸出功率，等等），輸出電流可調(diào)的稱謂可調(diào)電流源，電流源電路主要由電壓轉(zhuǎn)化成電流的電路構(gòu)成。設(shè)計思想：固定輸出端（2）到調(diào)整端（1）的電阻Ra=R1/R2,

5、則LM317從輸出端（2）流到調(diào)整端（1）Ra的電流不變，而調(diào)整端（1）到地GND的等效電阻Rb（R3/端子M1和N1之間外接電阻）可調(diào)（通過改變端子M1和N1之間外接電阻阻值的大小），由于通過調(diào)整端（1）到地GND的等效電阻的電流也不變，所以調(diào)整端（1）到地GND的電壓隨著調(diào)整端（1）到地GND的電阻的變化而變化，使得輸出端電壓變化。 其中Ra是輸出端（2）到調(diào)整端（1）的電阻R1/R2。Rb是調(diào)整端（1）到地GND的等效電阻。下面確定電阻Rb的最小值Rbmin和最大值Rbmax與電阻Ra的關(guān)系。當(dāng)電阻Rb取最小值Rbmin時，輸出電壓最低為3.8V，因此，關(guān)系式 成立， 得 Rbmin=1

6、K 當(dāng)電阻Rb取最大值Rbmax時，輸出電壓最高為10.20V，因此，關(guān)系式 成立，得 當(dāng)取Rbmax=3.3K時，Ra=460（可用470并20K得到）。當(dāng)然也可以用其他組合，只要注意到Ra的電阻值不要取的過大（一般不要大于500），過大時，工作電流過小，調(diào)整端的電流就不能忽略不計了，前面的計算方法也就不再正確，當(dāng)然也不要取得太?。ㄒ话悴灰∮?00）太小時工作電流太大，造成不必要的功率浪費。電流源供電電壓+VCC的確定：因最高的集電極電壓為12V，為保證電路正常工作，不能讓三極管計入飽和工作狀態(tài)，需要bc間電壓高于1V，再考慮到發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓約為2V，因此+VCC >+15V,

7、取+16V。發(fā)射極負載電阻Re的計算：發(fā)射極負載電阻Re的等效電阻由電阻R4和M2端，N2端外并電阻決定。當(dāng)發(fā)射極電流（即輸出電流，后相同，不再提示）等于電阻R4的電流，此時電流最小，R4的電流應(yīng)為1mA。此時外并電阻為無窮大。得 R4=550,取R=560。 當(dāng)R4外并電阻R是，發(fā)射極負載等效電阻減少，發(fā)射極電流增大，當(dāng)外并電阻最小時，發(fā)射極電流最大。最大電流為64mA。流過外并電阻R的電流為63mA。 即 63= 得R=17.46，取R=18及外接電阻最小為18.發(fā)光二極管限流電阻R5的確定，為了保證可調(diào)電流源能正常工作，發(fā)光二極管必須正常的導(dǎo)通，讓二極管導(dǎo)通電流在5mA10mA，當(dāng)電流源

8、具有最大輸出電流時，三極管基極電流最大，按最小值計算，三極管基極電流最大有可能達到100/64=1.57mA，因此二級管電流最小為6.57mA，因此發(fā)光二極管限流電阻最大值R5=（16-2）/6.57=2.13K，可取R5=2K。5、 單元單路設(shè)計及原理分析（一）以LM317為核心器件構(gòu)成的輸出電壓可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計與電路參數(shù)的計算：三端穩(wěn)壓器LM317簡介集成三端穩(wěn)壓器LM317是美國國家半導(dǎo)體公司的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路。 1. LM317的輸出電壓范圍是1.2V至37V,負載電流最大為1.5A.它的使用非常簡 單,僅需兩個外接電阻來設(shè)置輸出電壓.此外它的線性調(diào)整率和負載調(diào)整率也比

9、標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好。 2. LM317 內(nèi)置有過載保護、安全區(qū)保護等多種保護電路。通常LM317 不需要外接電容，除非輸入濾波電容到LM317輸入端的連線超過6英寸(約15厘米)。使用輸出電容能改變瞬態(tài)響應(yīng)。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標(biāo)準(zhǔn)三端穩(wěn)壓器高的多的紋波抑制比。3. LM317能夠有許多特殊的用法。比如 把調(diào)整端懸浮到一個較高 的電壓上，可以用來調(diào)節(jié)高達數(shù)百伏的電壓，只要輸入輸出壓差 不超過LM317的極限就行。當(dāng)然還要避免輸出端短路。還可以把 調(diào)整端接到一個可編程電壓上，實現(xiàn)可編程的電源輸出。 4. 特性簡介：可調(diào)整輸出電壓低到1.2V。保證1.5A 輸出電流。典 型線性調(diào)整率0.01

10、%。典型負載調(diào)整率0.1%。80dB紋波抑制比。 輸出短路保護。過流、過熱保護。調(diào)整管安全工作區(qū)保護。標(biāo)準(zhǔn) 三端晶體管封裝。 5. LM317工作原理：LM317的輸入最高電壓為30多伏，輸出電壓 1.5-32V. 電流1.5A. 不過在用的時候要注意功耗問題.注 意散熱問題。LM317有三個引腳.一個輸入一個輸出一個電壓調(diào) 節(jié)。輸入引腳輸入正電壓,輸出引腳接負載, 電壓調(diào)節(jié)引腳一個引 腳接電阻(200左右)在輸出引腳,另一個接可調(diào)電阻(幾K)接于地. 輸入和輸出引腳對地要接濾波電容。  1、2腳之間為1.25V電壓基準(zhǔn)。為保證穩(wěn)壓器的輸出性能，R1應(yīng)小于240歐姆。改變R2阻值即可

11、調(diào)整穩(wěn)壓電壓值。D1，D2用于保護LM317。 Uo=(1+R2/R1)*1.25 317系列穩(wěn)壓塊的型號很多：例如LM317HVH、W317L等。電子愛好者經(jīng)常用317穩(wěn)壓塊制作輸出電壓可變的穩(wěn)壓電源（其電路的基本形式如下圖所示）。穩(wěn)壓電源的輸出電壓可用下式計算，Vo1.25（1R2/R1）。作為穩(wěn)壓電源的輸出電壓計算公式，R1和R2的阻值是不能隨意設(shè)定的。首先317穩(wěn)壓塊的輸出電壓變化范圍是Vo1.25V37V（高輸出電壓的317穩(wěn)壓塊如LM317HVA、LM317HVK等，其輸出電壓變化范圍是Vo1.25V45V），所以R2/R1的比值范圍只能是028.6。其次是317穩(wěn)壓塊都有一個最小

12、穩(wěn)定工作電流，有的資料稱為最小輸出電流，也有的資料稱為最小泄放電流。最小穩(wěn)定工作電流值:1.5mA5mA。當(dāng)317穩(wěn)壓塊的輸出電流小于其最小穩(wěn)定工作電流時，317穩(wěn)壓塊就不能正常工作。當(dāng)317穩(wěn)壓塊的輸出電流大于其最小穩(wěn)定工作電流時，317穩(wěn)壓塊就可以輸出穩(wěn)定的直流電壓。如果用317穩(wěn)壓塊制作穩(wěn)壓電源時（如圖所示），沒有注意317穩(wěn)壓塊的最小穩(wěn)定工作電流，那么你制作的穩(wěn)壓電源可能會出現(xiàn)下述不正?，F(xiàn)象：穩(wěn)壓電源輸出的有載電壓和空載電壓差別較大。使317穩(wěn)壓塊穩(wěn)定工作的措施是保證： a.  Vo/（R1R2）1.5mA5ma， b.  R2/R1的比值范圍028.6。u 不穩(wěn)定

13、的直流電壓Ui從三端穩(wěn)壓器LM317的輸入端（3）輸入。 輸入電壓低于40V，但需要比最高輸出電壓搞出3V以上。本電路設(shè)計最高輸出電壓為12V，則笨電路輸入的電壓高于15V（本電路取16V左右）?？烧{(diào)的穩(wěn)定直流電壓U0從三端穩(wěn)壓器LM317的輸出點（2）輸出，可調(diào)電壓源電壓大小由端子M1和N1之間外并的電阻確定。 可調(diào)電壓源額定輸出電流大小由三端穩(wěn)壓器LM317決定，當(dāng)三段穩(wěn)壓器裝上散熱片后，額定輸出電流為1.5A。 本可調(diào)電壓源設(shè)計指標(biāo)： 輸出電壓可調(diào)：1.25V12.00V； 額定輸出電流：1A，額定輸出電流的含義是，電路在正常工作的條件下，能夠輸出的最大電流。因為當(dāng)輸出電壓恒定時，輸出的

14、電流隨著負載的變化而變化，負載電阻越小時，輸出電流越大，所以要注意負載電阻不能取得太大，需要根據(jù)額定電流（或額定功率）進行計算。 三端穩(wěn)壓器LM317的輸出端（2）到調(diào)整端（1）的電壓恒定為1.25V，三端穩(wěn)壓器LM317的調(diào)整端（1）的電流小于50uA，當(dāng)控制電路工作電流比50uA大的多時，這個電流可以忽略不計，即認(rèn)為調(diào)整端（1）虛短路。本實驗設(shè)計控制電路工作電流為5mA 左右，比50uA電流大的多，（100倍）因此調(diào)整端（1）的電流完全可以忽略不計。這樣從三端穩(wěn)壓器LM317的輸出端（2）流到調(diào)整端（1）的電流與從調(diào)整端（1）流到地GND的電流相同。設(shè)計思想：固定輸出端（2）到調(diào)整端（1）

15、的電阻Ra=R1/R2,則LM317從輸出端（2）流到調(diào)整端（1）Ra的電流不變，而調(diào)整端（1）到地GND的等效電阻Rb（R3/端子M1和N1之間外接電阻）可調(diào)（通過改變端子M1和N1之間外接電阻阻值的大?。捎谕ㄟ^調(diào)整端（1）到地GND的等效電阻的電流也不變，所以調(diào)整端（1）到地GND的電壓隨著調(diào)整端（1）到地GND的電阻的變化而變化，使得輸出端電壓變化。 其中Ra是輸出端（2）到調(diào)整端（1）的電阻R1/R2。Rb是調(diào)整端（1）到地GND的等效電阻。下面確定電阻Rb的最小值Rbmin和最大值Rbmax與電阻Ra的關(guān)系。當(dāng)電阻Rb取最小值Rbmin時，輸出電壓最低為1.25V，因此，關(guān)系式

16、成立， 得 Rbmin=0 當(dāng)電阻Rb取最大值Rbmax時，輸出電壓最高為12.00V，因此，關(guān)系式 成立，得 當(dāng)取Rbmax=3K時，Ra=349（可用360并10K得到）。當(dāng)然也可以用其他組合，只要注意到Ra的電阻值不要取的過大（一般不要大于500），過大時，工作電流過小，調(diào)整端的電流就不能忽略不計了，前面的計算方法也就不再正確，當(dāng)然也不要取得太?。ㄒ话悴灰∮?00）太小時工作電流太大，造成不必要的功率浪費。（二）可調(diào)電流源電路工作原理與電路參數(shù)計算： 電流源輸出電流可調(diào) 1mA100mA 電流源額定輸出電壓 12V 額定輸出電壓的含義是，電路在正常工作的條件下，能夠輸出的最高電壓。因為

17、當(dāng)輸出電流恒定時，輸出電壓隨著負載的變化而變化，負載電阻越大時，輸出電壓越高，所以要注意負載電阻不能取得太大。需要根據(jù)額定電壓（或額定功率）進行計算。u 發(fā)光二極管它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能；常簡寫為LED。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．?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。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。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二

18、極管。 紅色黃色發(fā)光二極管1.8V，綠色發(fā)光二極管2.0V，藍色發(fā)光二極管2.2V。注意普通發(fā)光二極管要使其正常發(fā)光，要通以適當(dāng)?shù)碾娏?，大約在3mA20mA,一般取5mA10mA。注意不能超過20mA.本電路選用常用的紅色發(fā)光二極管。長腳為+，短腳為-。發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時必須串聯(lián)限流電阻以控制通過管子的電流。限流電阻R可用下式計算：R=（EUF）/IF 式中E為電源電壓，UF為LED的正向壓降，IF為LED的一般工作電流 發(fā)光二極管u 晶體三極管晶體三極管由兩個PN結(jié)組成，PN結(jié)的正向電阻很小，反向電阻很大 ，根據(jù)三個電極之間的電阻關(guān)系，可以確定三

19、極管的基極。由于三極管的發(fā)射結(jié)與集電結(jié)的結(jié)構(gòu)上的差別，當(dāng)把集電極當(dāng)發(fā)射極使用時，其電流放大系數(shù)較小，反之值較大。在確定基極后比較三極管的值大小，可以確定集電極和發(fā)射極。 使三極管基極開路，在發(fā)射極和集電極之間加一小電壓，使發(fā)射結(jié)承受正向電壓，集電結(jié)承受反向電壓，這時集電極之間加一偏流電流（如用歐姆表，反映出來是電阻很大）。在基極和集電極之間加一偏流電阻，集電極電流顯著增大（因有了一定的基極電流），這時集電極和發(fā)射極之間電阻僅為偏流電阻的十幾分之一。從集電極電流墻的幅度可判斷值的大?。ㄓ脷W姆表時，如果表針偏角較基極開路時增加的幅度大，則值就大）。 工作原理：晶體三極管（以下簡稱三極管）按材料分有

20、兩種：鍺管和硅管。而每一 種又有NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)形式，但使用最多的是硅NPN和PNP兩種三極管，兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的，下面僅介紹NPN硅管的電流放大原理。 NPN管它是由2塊N型半導(dǎo)體中間夾著一塊P型半導(dǎo)體所組成，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，而集成晶體三極管電區(qū)與基區(qū)形成的PN結(jié)稱為集電結(jié)，三條引線分別稱為發(fā)射極e、基極b和集電極。當(dāng)b點電位高于e點電位零點幾伏時，發(fā)射結(jié)處于正偏狀態(tài)，而C點電位高于b點電位幾伏時，集電結(jié)處于反偏狀態(tài)，集電極電源Ec要高于基極電源Ebo。 在制造三極管時，有意識地使發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子濃度大于基區(qū)的，同時基區(qū)做得很薄，而且

21、，要嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量，這樣，一旦接通電源后，由于由于發(fā)射結(jié)正偏,，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子（電子）極基區(qū)的多數(shù)載流子（空穴）很容易地截越過發(fā)射結(jié)構(gòu)互相向反方各擴散，晶體三極管但因前者的濃度基大于后者，所以通過發(fā)射結(jié)的電流基本上是電子流，這股電子流稱為發(fā)射極電流Ie。由于基區(qū)很薄，加上集電結(jié)的反偏，注入基區(qū)的電子大部分越過集電結(jié)進入集電區(qū)而形成集電集電流Ic，只剩下很少（1-10%）的電子在基區(qū)的空穴進行復(fù)合，被復(fù)合掉的基區(qū)空穴由基極電源Eb重新補紀(jì)念給，從而形成了基極電流Ibo根據(jù)電流連續(xù)性原理得：Ie=Ib+Ic這就是說，在基極補充一個很小的Ib，就可以在集電極上得到一個較大的Ic，這就是所謂電流

22、放大作用，Ic與Ib是維持一定的比例關(guān)系，即：1=Ic/Ib式中：-稱為直流放大倍數(shù)，集電極電流的變化量Ic與基極電流的變化量Ib之比為：=Ic/Ib式中-稱為交流電流放大倍數(shù)，由于低頻時1和的數(shù)值相差不大，所以有時為了方便起見，對兩者不作嚴(yán)格區(qū)分，值約為幾十至一百多。三極管是一種電流放大器件，但在實際使用中常常利用三極管的電流放大作用，通過電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷悍糯笞饔谩?主要作用：三極管是一種控制元件，主要用來控制電流的大小，以共發(fā)射極接法為例（信號從基極輸入，從集電極輸出，發(fā)射極接地），當(dāng)基極電壓UB有一個微小的變化時，基極電流IB也會隨之有一小的變化  ，受基極電流IB的控

23、制，集電極電流IC會有一個很大的變化，基極電流IB越大，集電極電流IC也越大，反之，基極電流越小，集電極電流也越小，即基極電流控制集電極電流的變化。但是集電極電流的變化比基極電流的變化大得多，這就是三極管的放大作用。IC 的變化量與IB變化量之比叫做三極管的放大倍數(shù)（=IC/IB, 表示變化量。），三極管的放大倍數(shù)一般在幾十到幾百倍。 三極管在放大信號時，首先要進入導(dǎo)通狀態(tài)，即要先建立合適的靜態(tài)工作點，也叫建立偏置 ，否則會放大失真。 在三極管的集電極與電源之間接一個電阻，可將電流放大轉(zhuǎn)換成電壓放大：當(dāng)基極電壓UB升高時，IB變大，IC也變大，IC 在集電極電阻RC的壓降也越大，所以三極管集電

24、極電壓UC會降低，且UB越高，UC就越低，UC=UB。我們可以利用發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓不變得特性和三極管的b-e(e-b)間導(dǎo)通電壓不變的特性來構(gòu)成一個恒流源電路。可調(diào)電流源的電路結(jié)構(gòu)如圖所示，在電源+VCC與三極管基極b之間接上發(fā)光二極管LED，在電源與PNP型三極管（可用9012）的發(fā)射極e之間接上電阻Re，這樣Re上的電壓就是恒定不變的為（VD-Veb），電流源輸出電流從三極管的集電極c流出，等于三極管發(fā)射極電流，這個電流由發(fā)光二極管導(dǎo)通電壓VD，三極管eb間導(dǎo)通電壓Veb以及發(fā)射極負載Re決定，而與電流源負載電阻無關(guān)，這樣就構(gòu)成了一個輸出電流可調(diào)的電路結(jié)構(gòu)比較簡單的電流源。電流源供電電

25、壓+VCC的確定：因最高的集電極電壓為12V，為保證電路正常工作，不能讓三極管計入飽和工作狀態(tài)，需要bc間電壓高于1V，再考慮到發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓約為2V，因此+VCC >+15V,取+16V。發(fā)射極負載電阻Re的計算：發(fā)射極負載電阻Re的等效電阻由電阻R4和M2端，N2端外并電阻決定。當(dāng)發(fā)射極電流（即輸出電流，后相同，不再提示）等于電阻R4的電流，此時電流最小，R4的電流應(yīng)為1mA。此時外并電阻為無窮大。得 R4=1.1（K） 當(dāng)R4外并電阻R是，發(fā)射極負載等效電阻減少，發(fā)射極電流增大，當(dāng)外并電阻最小時，發(fā)射極電流最大。最大電流為100mA。流過外并電阻R的電流為99mA。 即 99

26、= 得R=11，及外接電阻最小為11.發(fā)光二極管限流電阻R5的確定，為了保證可調(diào)電流源能正常工作，發(fā)光二極管必須正常的導(dǎo)通，讓二極管導(dǎo)通電流在5mA10mA，當(dāng)電流源具有最大輸出電流時，三極管基極電流最大，按最小值計算，三極管基極電流最大有可能達到100/64=1.57mA，因此二級管電流最小為6.57mA，因此發(fā)光二極管限流電阻最大值R5=（16-2）/6.57=2.13K，可取R5=2K。本電路所使用的電阻的功率的討論：因本電路所有的電阻的在正常工作狀態(tài)下的電壓都小于12V，而P=UU/R,代入得R=576，即當(dāng)電阻值大于576時，都可以使用1/4W普通電阻，若小于576，能否使用1/4W

27、普通電阻需要討論，如R1=3601/4W普通電阻，但正常工作時，R1上的電壓只有1.25V，所以正常工作時，R1的功率只有1.25*1.25/360=0.0043W,小于0.25W，所以可以用1/4W普通電阻。再如電流源若要輸出100mA電流時，需要外并11電阻，正常工作時，加在這個電阻上的電壓為1.1V，所以正常工作時，這個電阻的功率只有1.1*1.1/11=0.11W，同樣小于0.25W，所以可以用1/4W普通電阻。根據(jù)以上討論，本實驗項目所用電阻可全部采用所以可以用1/4W普通電阻。 輸出電流誤差的討論，輸出電流（三極管的集電極電流）其實并不等于三極管發(fā)射極電流，而等于發(fā)射極電流減去基極

28、電流，而基極電流是集電極電流的1/,所以越大時，基極電流越小，本電路電流源輸出電流誤差就越小，從三極管的特性數(shù)據(jù)中可以知道，在64-300之間，所以誤差一般在1%左右。u 附表：常用三極管特性型號極性P(W)Ic(mA)Vcbo(V)fT(MHz)封裝9012PNP0.6255002064/300150TO-929013NPN0.6255002064/300150TO-929014NPN0.451004560/600100TO-929018NPN0.31501840/200600TO-92 （三）、電阻模塊提供外接電阻，使其可以提供不同的電阻阻值（四）三端穩(wěn)壓集成電路78057805概述 電子

29、產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的78 ×× 系列和負電壓輸出的79××系列。顧名思義，三端IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管，TO- 220 的標(biāo)準(zhǔn)封裝，也有9013樣子的TO-92封裝。用78/79系列三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜。該系列集成穩(wěn)壓IC型號中的78或79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如7806表示輸出電壓為正6V，7909表示輸出電壓為負9V。 因為三端固

30、定集成穩(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用。 注意事項在實際應(yīng)用中，應(yīng)在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器（當(dāng)然小功率的條件下不用）。當(dāng)穩(wěn)壓管溫度過高時，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。 當(dāng)制作中需要一個能輸出1.5A以上電流的穩(wěn)壓電源，通常采用幾塊三端穩(wěn)壓電路并聯(lián)起來，使其最大輸出電流為N個1.5A，但應(yīng)用時需注意：并聯(lián)使用的集成穩(wěn)壓電路應(yīng)采用同一廠家、同一批號的產(chǎn)品，以保證參數(shù)的一致。另外在輸出電流上留有一定的余量，以避免個別集成穩(wěn)壓電路失效時導(dǎo)致其他電路的連鎖燒毀。 在78 * 、79 * 系列三端穩(wěn)壓器中最常應(yīng)用的是TO-220 和TO-202 兩種封裝。這兩種封裝的圖形以及引腳序號、引

31、腳功能如附圖所示。從正面看引腳從左向右按順序標(biāo)注，接入電路時腳電壓高于腳，腳為輸出位。如對于78*正壓系列，腳高電位，腳接地，；對與79*負壓系列，腳接地，腳接負電壓，輸出都是腳。如附圖所示。此外，還應(yīng)注意，散熱片總是和接地腳相連。這樣在78*系列中，散熱片和腳連接，而在79*系列中，散熱片卻和腳連接。 7805應(yīng)用電路7805典型應(yīng)用電路圖: 78XX系列集成穩(wěn)壓器的典型應(yīng)用電路如下圖所示，這是一個輸出正5V直流電壓的穩(wěn)壓電源電路。IC采用集成穩(wěn)壓器7805，C1、C2分別為輸入端和輸出端濾波電容，RL為負載電阻。當(dāng)輸出電流較大時，7805應(yīng)配上散熱板。 下圖為提高輸出電壓的應(yīng)用電路。穩(wěn)壓二

32、極管VD1串接在78XX穩(wěn)壓器2腳與地之間，可使輸出電壓Uo得到一定的提高，輸出電壓Uo為78XX穩(wěn)壓器輸出電 壓與穩(wěn)壓二極管VC1穩(wěn)壓值之和。VD2是輸出保護二極管，一旦輸出電壓低于VD1穩(wěn)壓值時，VD2導(dǎo)通，將輸出電流旁路，保護7800穩(wěn)壓器輸出級不被 損壞。 下圖為輸出電壓可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的應(yīng)用電路。由于R1、RP電阻網(wǎng)絡(luò)的作用，使得輸出電壓被提高，提高的幅度取決于RP與R1的比值。調(diào)節(jié)電位器RP，即 可一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)輸出電壓。當(dāng)RP=0時，輸出電壓Uo等于78XX穩(wěn)壓器輸出電壓；當(dāng)RP逐步增大時，Uo也隨之逐步提高。 下圖為擴大輸出電流的應(yīng)用電路。VT2為外接擴流率管，VT1為推動管

33、，二者為達林頓連接。R1為偏置電阻。該電路最大輸出電流取決于VT2的參數(shù)。 7805電參數(shù)參數(shù)符號測試條件最小值典型值最大值單位輸出電壓VoTj=254.85.05.2V5.0mA<1o<1.0A,Po<15WVi=7.5v to 20v4.755.005.25V線性調(diào)整率VoTj=25,Vi=7.5V to 25V4.0100mVTj=25,Vi=8V to 12V1.650mV負載調(diào)整率VoTj=25,lo=5.0mA to 1.5A9100mVTj=25,lo=250mA to 750mA450mV靜態(tài)電流IQTj=255.08mA靜態(tài)電流變化率IQlo=5mA to

34、1.0A0.030.5mAVi=8V to 25V0.30.8mA輸出電壓溫漂Vo/Tlo=5mA0.8mV/輸出噪音電壓VNf=10Hz to 100KHz,Ta=2542V紋波抑制比RRf=120Hz,Vi=8V to 18V6273dB輸入輸出電壓差Volo=1.0A,Tj=252V輸出阻抗Rof=1KHz15m短路電流1SCVi=35V,Ta=25230mA峰值電流1PKTj=252.2A7805的輸入電壓范圍是多少78*系列的穩(wěn)壓集成塊的極限輸入電壓是36V，最低輸入電壓為輸出電壓的3-4V以上。7V的電壓要想輸出5V，則需要使用低壓差的穩(wěn)壓集成塊，如附圖所示的型號。也可以使用3只普

35、通的整流二極管降壓，也能得到5V的較為穩(wěn)定的電壓，二極管的允許電流大于你需要的電流即可。 六、整體電路原理圖七、原件表編號規(guī)格編號規(guī)格編號規(guī)格編號規(guī)格編號規(guī)格R1360R722R136.2KU1LM317J3接口R210KR843R1412KU2LM7805J4接口R33KR991C1103Q9012M1單股導(dǎo)線R41.1KR10300C210FLED紅N1單股導(dǎo)線R52KR11750C3103J1接口M2單股導(dǎo)線R611R123KC410FJ2接口N2單股導(dǎo)線八、PCB板制作PCB的設(shè)計流程：a)PCB設(shè)計準(zhǔn)備 b)網(wǎng)表輸入 c)規(guī)則設(shè)置 d)元器件布局 e)布線 f)檢查 g)復(fù)查 h)設(shè)

36、計輸出PCB板制作步驟主要為：將PCB板圖復(fù)制在PCB板上、光刻、腐蝕、漂洗九、焊接與調(diào)試仔細研究印刷電路板，在本印刷電路板上將要裝配的器件有：普通1/4W電阻器，電解電容器，瓷片電容器，發(fā)光二極管，三級管，三端穩(wěn)壓器7805，三端穩(wěn)壓器LM317，輸入和輸出接口等等。仔細研究印刷板上的圖形或符號，確定各位置所裝配的是何種原件。若是電解電容器和發(fā)光二極管，還要弄清板上的對應(yīng)“+”極和“-”極，若是三極管，要弄清楚板上的對應(yīng)的基極“b”極和集電極“c”極和發(fā)射極“e”極，若是三端穩(wěn)壓器，要弄清楚板上的對應(yīng)的“1”“2”“3”。仔細研究元器件，各電阻器及其阻值，精度，功率，電阻阻值可以從電阻上所標(biāo)

37、的色碼直接讀出，或者用萬能表的歐姆檔直接測量確定。各瓷片電容及其電容量（標(biāo)注在電容上）。各發(fā)光二極管及其"+"、"-"極。各電解電容器及其“+”“-”極以及電容量耐壓值（他們直接標(biāo)注在電容器的側(cè)面上）。三極管及其"e" 、"c"、 "b"極。各三端穩(wěn)壓器及其“1”“2”“3”腳。三端穩(wěn)壓器7805，功能是輸出穩(wěn)定的+5V電壓，不穩(wěn)定的電壓從“1”腳輸入，穩(wěn)定的電壓從“3”腳輸入，2腳接地。“1”“2”“3”腳的識別方式與LM317相同。按照印刷板上器件編號找到相應(yīng)的元件，按照以下順序焊接：電阻，

38、瓷片電容，發(fā)光二極管，接口，電解電容，三端穩(wěn)壓器，單股導(dǎo)線。焊接過程中注意以下問題：1.各發(fā)光二極管及其"+"、"-"極。各電解電容器及其“+”“-”極。2. 各三端穩(wěn)壓器及其“1”“2”“3”腳。7805的“1”“2”“3”腳 的識別方式與LM317相同。3. J1、J2、J3要與前后續(xù)電路的輸入輸出電源接口方位相一致，因此要注意其方位。4. M1、M2、N1、N2分別接其單股導(dǎo)線的一端，單股導(dǎo)線的另一端懸空。5. 仔細觀察各焊接點，檢查有無短路現(xiàn)象和虛焊現(xiàn)象。 認(rèn)真測量。在觀察所焊接的電路板處于正常狀態(tài)后，將16V電源接入到J1接口。可調(diào)電壓源的測量：讓M1、N1單股導(dǎo)線的懸空端分別插入J4的任意兩點，測量輸出電壓，并記錄對應(yīng)的連線位置，接入的電阻阻值，輸出電壓測量值，理論值，設(shè)計