晶體管放大倍數(shù)β檢測(cè)電路設(shè)計(jì)方案與實(shí)現(xiàn)

1、晶體管放大倍數(shù) B檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告一，摘要簡(jiǎn)易晶體管放大倍數(shù) 3檢測(cè)電路由三極管類型判別電路，三極管放大倍數(shù)檔位判別電 路，顯示電路，報(bào)警電路和電源電路五部分構(gòu)成。三極管類型判別電路的功能是利用NPN型和PNP型三極管電流流向相反的特性，通過判斷發(fā)光二極管亮滅判斷三極管的類型是NPN型還是PNP型。三極管放大倍數(shù)檔位判別電路的功能是利用三極管的電流分配特性將3的測(cè)量轉(zhuǎn)換為對(duì)三極管電流的測(cè)量，并實(shí)現(xiàn)對(duì)檔位的手動(dòng)調(diào)節(jié)， 并利用比較器的原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)檔位的判斷。 顯示電路的功能是利用發(fā)光二極管將測(cè)量結(jié)果顯示出來。報(bào)警電路的功能是當(dāng)所測(cè)三極管的3值超出測(cè)量范圍時(shí)，能夠進(jìn)行報(bào)警提示。電源電路的

2、功能是為各模塊電路提供直流電源。關(guān)鍵字：放大倍數(shù) 3,檔位判斷電路，顯示電路，報(bào)警電路二，設(shè)計(jì)任務(wù)要求及原理電路1. 基本要求：設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易晶體管放大倍數(shù)3檢測(cè)電路，該電路能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)三極管3值大小的初步判斷。1 電路能夠檢測(cè)出 NPN.PNP三極管的類型。2 電路能夠?qū)?NPN型三極管放大倍數(shù)3分為大于 250 , 200-250 ,150-200 ，小于150共四個(gè)檔位進(jìn)行判斷。3 用發(fā)光二極管來指示被測(cè)電路的3值屬于哪一個(gè)檔位。4 在電路中可以手動(dòng)調(diào)節(jié)四個(gè)檔位值的具體大小。5 當(dāng)3超出250時(shí)能夠閃爍報(bào)警。設(shè)計(jì)該電路的電源電路（不要求實(shí)際搭建），用PROTEL軟件繪制完整的電路原理圖（SC

3、H ）及印制電路板圖（PCB ）。2. 提咼要求：1 電路能夠?qū)?PNP型三極管放大倍數(shù)3分為大于 250 , 200-250 ,150-200 ，小于150共四個(gè)檔位進(jìn)行判斷，并且能夠手動(dòng)調(diào)節(jié)四個(gè)檔位 值的具體大小 NPN,PNP三極管3檔位的判斷可以通過手動(dòng)或自動(dòng)切換。2 PROTEL軟件繪制該電路及其電源電路的印制電路版圖（ PCB ）。3. 設(shè)計(jì)思路、總體結(jié)構(gòu)框圖:圖1簡(jiǎn)易雙極性三極管放大倍數(shù) 3檢測(cè)電路的總體框圖分塊電路和總體電路的設(shè)計(jì)（含電路圖）晶體管判斷電路Ve(31圖2 三極管類型判別電路和放大倍數(shù)B測(cè)量電路如圖，由于NPN型與PNP型二極管的電流流向相反，當(dāng)兩種三極管按圖中電

4、路結(jié)構(gòu) 且連接方式相同時(shí)（即集電極接上端，發(fā)射極接下端），則NPN型三極管導(dǎo)通，從而發(fā)光二極管亮。PNP型三極管無法導(dǎo)通，發(fā)光二極管不亮。因此通過發(fā)光二極管的亮或滅，即 可判定三極管的極性。并且將 PNP型三極管翻轉(zhuǎn)連接（即集電極接下端，發(fā)射極接上端），電路即可正常工作。電路接入NPN型三極管時(shí)，電路中的電流電壓表達(dá)式為：Ib=（V cc-Vbe-Vled）/R i=（12V-0.7V-Vled）/R 1Vc=V cc-I cR2 =V cc- 3 IR2由上式可以看出，由于 Ri為給定電阻，則Ib為定值。通過三極管電流分配關(guān)系將Ic轉(zhuǎn)換為3 Ib,則電壓Vc將隨3變化而變化，這就把3轉(zhuǎn)換為電

5、壓量，便于進(jìn)行3不同檔位的測(cè)量。 而且由于R2為可變電阻，即可手動(dòng)調(diào)節(jié) Vc的值，也就可以手動(dòng)調(diào)節(jié)擋位值。當(dāng)電路接入PNP型三極管時(shí)，電路中的電流電壓表達(dá)式為：3 IR2 +0.7V=I bRiVe=V cc-I cR2=12V- 3IR2同樣，電壓Ve將隨3變化而變化，同時(shí)也可以通過 R2調(diào)節(jié)3檔位值。三極管放大倍數(shù) 3 檔位判斷電路其核心部分是由運(yùn)算放大器構(gòu)成的比較器電路。所有運(yùn)算放大器的反相輸入端連接圖中的輸出端 Vc或Ve；而運(yùn)算放大器的同相輸入端通過電阻對(duì)電源電壓分壓，得到四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電壓值。這樣通過Vc或Ve的測(cè)量值進(jìn)行比較就可以把3值分為四個(gè)檔位，同時(shí)根據(jù)比較的結(jié)果，如果測(cè)量值大于標(biāo)

6、準(zhǔn)電壓值，則輸出為低電平；如果測(cè)量值小于標(biāo)準(zhǔn)電壓值，則輸出為高電平。顯示電路顯示電路是通過發(fā)光二極管來實(shí)現(xiàn)的。通過 運(yùn)算放大器輸出的高低電平，發(fā)光二極管產(chǎn)生亮 和滅，這樣就清楚地知道 3值屬于哪一個(gè)檔位, 達(dá)到了顯示的作用。這里需要注意的是，運(yùn)算放 大器的輸出電流要與發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電流匹 配，如果運(yùn)算放大器的輸出電流過的就要串接限 流電阻；如果運(yùn)算放大器的輸出電流過小就要介 入晶體管進(jìn)行電流放大。若在顯示電路的前端接入譯碼電路，可以減 少發(fā)光二極管的數(shù)目。圖3：三級(jí)管放大倍數(shù)卩檔位比較電路報(bào)警電路報(bào)警電路主要是由 NE555集成電路構(gòu) 成的振蕩信號(hào)產(chǎn)生電路構(gòu)成。當(dāng)晶體管放大倍數(shù)3超出250的

7、檢測(cè)范圍時(shí)，與其檔位 相對(duì)應(yīng)的比較器將會(huì)輸出高電平，采用該高電平作為NE555集成電路的供電電源，可 控555集成電路的輸出端輸出高低電平變 化的振蕩信號(hào)，以此控制發(fā)光二極管呈現(xiàn)閃 爍狀態(tài)，進(jìn)行光閃爍報(bào)警。閃爍周期 T=0.7(R i+R 2)Ci占空比 D=R 2/ (Ri+2R 2)三，參數(shù)設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn)VCCRSTJUTDISTHRTBICGMGHD1 .參數(shù)設(shè)計(jì) 由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)知I b = 2cc一Vbe一Vled)/Ri二(12V 0.7V Vled)/Ri設(shè)Vcc = 12V，根據(jù)晶體管性質(zhì)知 Vbe= 0.7V ,取Ib 0.035mA, R 2=1K Q (串聯(lián)后的總阻值)則由 I

8、b = (Vcc Vbe Vled ) / R 1=0.035mA,取 R1=330K Q ; 3 =150 時(shí)，Vc = Vcc -Ic R2 = Vcc- 3 Ib R2 = 12 150 X 0.035 X 仁6.75V B =200 時(shí)，Vc = 12 200 X 0.035 X 1=5V B =250 時(shí)，Vc = 12 250 X 0.035 X 仁3.25V 求得R3, R4, R5, R6比值為（12-6.75）:（ 6.75-5 ）:（ 5-3.25） : 3.25331.1:1:2所以取 R3, R4 , R5, R6 分別為 3.3K Q ,1.1K Q ,1K Q ,2

9、K Q .2 .功能實(shí)現(xiàn)電路能正確的判斷三極管的類型 （NPN型和PNP型），當(dāng)三極管為8050 （NPN型） 時(shí)，類型判別電路中的發(fā)光二極管能正常發(fā)光，當(dāng)三極管為8550 （ PNP型）時(shí)，類型判別電路中的發(fā)光二極管不能發(fā)光。電路能夠?qū)?NPN型三極管放大倍數(shù) B分為大于250 , 200-250, 150-200 ，小于150共四個(gè)檔位進(jìn)行判斷，B屬于哪個(gè)檔位時(shí)，相應(yīng)的指示該檔位的發(fā)光二極管亮，顯示B值的范圍。通過手動(dòng)調(diào)節(jié)電位器的值來改變VC的值，即手動(dòng)調(diào)節(jié) B四個(gè)檔位值的具體大小。當(dāng)B值超過250時(shí)報(bào)警點(diǎn)路中的發(fā)光二極管能閃爍報(bào)警?？傮w電路（帶電源）擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)-PNP1 .參數(shù)設(shè)計(jì)當(dāng)電路接

10、入PNP型三極管時(shí)，電路中的電流電壓表達(dá)式為:4 bR20.7V =1 bRVe -VcIcR2 M2V - IbR2同樣，電壓Ve將隨B變化而變化，同時(shí)也可以通過 R2調(diào)節(jié)B擋位值。 參數(shù)設(shè)定與前一個(gè)電路數(shù)據(jù)基本相同，只是電路圖有所改變。2 .電路圖：(3)電路原理與第一個(gè)圖不同的是， 標(biāo)準(zhǔn)電壓的接線端接LM 3 5 8的負(fù)接線端，比較電壓Vc若大于標(biāo)準(zhǔn)電壓，則輸出高電平，小于標(biāo)準(zhǔn)電壓，則輸出低電平。(4)功能說明LED6亮，說明是PNP;LED1 亮，3 <150;LED2 亮，150<3<200;LED3 亮，200<3< 2 5 0;LED4亮，3 >

11、; 2 5 0，此時(shí)LED5閃爍，報(bào)警;故障及問題分析在檢驗(yàn)PNP不同3值時(shí)，發(fā)現(xiàn)可變電阻器只對(duì)前中間兩個(gè)燈有作用；而后兩個(gè)燈，總 是同時(shí)亮或者同時(shí)不亮， 而且報(bào)警電路在第四個(gè)燈亮?xí)r也沒有亮。經(jīng)檢查，發(fā)光二極管并無損壞，三個(gè)集成塊也是完好的。后來問老師后才知道，比較器的端口必須對(duì)應(yīng)起來。即2、3對(duì)應(yīng)1 ; 5、6對(duì)應(yīng)7。我把集成塊的對(duì)應(yīng)端口接錯(cuò)了，才導(dǎo)致了上述情況。重搭電路后， 四個(gè)二極管終于分別能亮了。1端口沒有其次是報(bào)警電路的燈雖然亮卻看不到閃爍現(xiàn)象，經(jīng)過反復(fù)檢查電路，發(fā)現(xiàn) 接地，接地后即可看到閃爍報(bào)警現(xiàn)象。隨后檢測(cè)測(cè)量不同 3值的精確度，可能由于實(shí)際電阻的誤差問題，并不完全與理論符 合，

12、在測(cè)量3為245的三極管時(shí)，測(cè)得值為大于 250，但其他的三極管測(cè)得值還是比較準(zhǔn) 確的。比如183和213的三極管就可以分辨出來。在用示波器測(cè)量報(bào)警電路的閃爍頻率時(shí)，由于頻率較低，不能仔細(xì)測(cè)量，周期近似為0.8s。擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)與NPN的測(cè)量差不多，而且人品突然變好了，按圖搭好電路后，直接能夠?qū)?現(xiàn)功能，沒有什么錯(cuò)誤，而且在所測(cè)的幾個(gè)三極管中，測(cè)得的范圍都是準(zhǔn)確的?？偨Y(jié)和結(jié)論三極管類型判別電路的功能是利用 NPN型和PNP型三極管電流流向相反的特性，通 過判斷發(fā)光二極管亮滅判斷三極管的類型是 NPN型還是PNP型。在本實(shí)驗(yàn)中，電路能判 斷出三極管的類別，也能相對(duì)較準(zhǔn)確的檢測(cè)出位于NPN管的放大倍數(shù)位于什么檔位。通過本次實(shí)驗(yàn)，我更加深刻的理解了三極管的工作原理，對(duì)NPN型和PNP型三極管的區(qū)別有了更深刻的認(rèn)識(shí)。并且加深了對(duì)晶體管3值意義的理解；了解掌握了電壓比較器電路的實(shí)際使用；對(duì) NE555集成電路也有所了解。并且通過本次實(shí)驗(yàn)，我對(duì)模擬電路實(shí)驗(yàn) 的興趣更加濃厚，雖然以后可能沒有機(jī)會(huì)再去實(shí)驗(yàn)室做此類實(shí)驗(yàn)了。進(jìn)一步地增強(qiáng)了設(shè)計(jì)試驗(yàn)參數(shù)和動(dòng)手操作的能力。還通過用protel軟件制