2022年晶体管放大倍数β检测电路的设计方案与实现--实验报告.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 晶体管放大倍数 检测电路的设计 与实现试验报告班级: * 姓名: * 学号: * 班内序号: * 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 【摘要】晶体管是工程上常见的一种元器件,放大倍数为其基本参数;为了检测出不同晶体管的放大倍数的粗略值,本试验利用集成运放和发光二极管,将晶体管的放大倍数分成如干个档位进行测量;利用本试验的电路,可以胜利实现对晶体管类型的判定,对晶体管放大倍数的档位测量,并在 250 时实现报警;放大倍数的检测对于晶体管的工程应用具有重要意义,对于任意一
2、个晶体管,在工程应用前,都应检测出它的类型及放大倍数;【关键词 】电子电路设计测量 晶体管放大倍数 【试验目的 】1、加深对晶体管 值意义的懂得;2、明白并把握电压比较器电路和发光二极管的使用;3、提高独立设计电路和验证明验的才能;【设计任务和要求 】【基本要求 】1、 设计一个简易晶体管放大倍数 检测电路,该电路能够实现对三极管 值 大小的初步判定;系统电源 DC 12V 2、 电路能够检测出 NPN、PNP三极管的类型;3、 电路能够将NPN型三极管放大倍数 分为大于250、200250、150200和小于 150 四个档位进行判定;4、 用发光二极管来指示被测三极管的放大倍数 值属于哪一
3、个档位,当 超出 250 时二极管能够闪耀报警;5、 在电路中可以手动调剂四个档位值的详细大小;【提高要求 】名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1、 电路能够将PNP型三极管放大倍数 分为大于250、200250、150200和小于 150 四个档位进行判定,并且能手动调剂四个档位值的详细大小;2、 NPN、PNP三极管 档位的判定可以通过手动切换;【设计思路 】简易双极型三极管放大倍数 检测电路的设计总体框图如下所示:电路由五部份组成:三极管类型判别电路、三极管放大倍数 档位判定电路、显示电路、报警电路和电源电路
4、;三极管类型判别电路的功能是利用NPN型和 PNP型三极管的射极、基极、集电极电流流向均相反的特性而实现的;对于一个 NPN型的三极管,如要工作 在放大区,就其基极与射极之间电压应为正向电压,且集电极的电位要比基极 电位高;而对于 PNP型的三极管就相反;三极管放大倍数档位判定电路的功能是利用三极管的安排特性,将 值的 测量转化为对三极管电流或电压的测量,同时能够对档位进行手动调剂;再通 过电压比较器,实现档位的判定;我们知道对于一个电压比较器,如其正输入 端输入的电压高于其负输入端的电压值,就其输出为高电平,反之为低电平;利用这个特性可以实现对前一级电路的输出电压进行判定并处理;显示电路主要
5、由四个发光二极管与四个限流电阻串联组成,接在三极管放 大倍数档位判定电路下一级,不同的运放输出电压的不同,将导致被点亮的二 极管不同;报警电路主要由一个555 计时器和一个发光二极管实现;通过555 计时器输出端高低高电平的变换而实现二极管亮和灭的轮换;名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 电源电路的功能是为各模块电路供应直流电源;【所用仪器及元器件 】1、万用表个2、直流稳压电源3、集成运算放大器 24、555 定时器 1个5、发光二极管 6个6、电位器 1个7、实测双极型晶体管如干个8、电阻电容如干个【电路设计及功
6、能实现 】一、三极管类型判定电路 NPN型管判定电路如下图 左 所示, PNP型管判定电路如下图 右 所示,由 于 NPN型和 PNP型三极管的电流流向相反,当两种不同类型的三极管按下图的 其中一种连接方式接入电路时,如按图左将晶体管接入电路,将集电极接上端,发射极接下端,那么NPN型三极管能够正常导通,发光二极管亮,而PNP型三极管无法导通,从而发光二极管不亮;因此,由二极管的亮和灭就能够判名师归纳总结 断出三极管的类型是NPN仍是 PNP;第 4 页,共 14 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 说明:电路中加了一个电位器Rp,其主要作用是转变三极
7、管一端连接的电阻的阻值,从而达到对于同一个三极管,可以转变 Vc 点的电位,从而实现在电路中手动调剂四个档位 测功能; 值详细的大小,与后面的电路相连从而实现电路的检二、三极管放大倍数 档位测量电路和显示电路第一,先介绍一下LM358的结构及主要参数;LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合于电源电压范畴很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,在举荐的工作 条件下,电源电流与电源电压无关;LM358 的电路结构如图 2 所示;名师归纳总结 由图可以看出,一个LM358 芯片有8第 5 页,共 14 页个端口,编号分别为18;其中端口 8 为电源输入端,在单电
8、源条件下其可取- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 电压值为 330V;端口 4 是接地端;端口2 是其中一个运算放大器的反相输入端,端口 3 就为该运算放大器的同相输入端;端口 6 为另一个运算放大器的反相输入端,端口 5 就为该运算放大器的同相输入端,端口 1 和 7 分别为两个电压比较器的输出端;运算放大器在本电路中所起的作用为电压比较器的作用;一个最基本的电压比较器有两个输入端和一个输出端,两个输入端包括同相输入端和反相输入端,分别记为Vi+和 Vi- ;当同相输入端的输入电压高于反相输入端(即Vi+ V i-)时,输出端输出为高电平;否就输出为低
9、电平;考虑放大倍数的临界值 250、200、150:设三个运放的同相输入电压为 V1/V 2/V 3预设 R1为 4.772K,就 I b=(12v-0.67v-1.9v)/R1=0.006286667mA 当放大倍数为 250,I c=250*I b=1.5716675mA V c=12V-I c*R1=4.5V 所以 V 3的临界值为 4.5 ,即 R4/ (R1+R2+R3+R4)=4.5/12 当放大倍数为 200,Ic=200*Ib=1.257334mA V c=12V-I c*R1=6V 所以 V 2的临界值为 6,即 R3+R4/ (R1+R2+R3+R4)= 6/12 当放大倍
10、数为 150,I c=150*I b=0.9430005mA V c=12V-I c*R1=7.5V 所以 V1 的临界值为 7.5 ,即R2+R3+R4/ (R1+R2+R3+R4)=7.5/12 所以 R1、R2、R3、R4 的比值为3:1:1:3,试验时实际选取10k,3.3k ,3.3k, ,10k;由上面的公式设计出该部分的电路如下列图,其中的电压比较器都用独立 的元件画出;名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 三极管放大倍数 档位测量电路和显示电路如下列图其核心部分是由三个运算放大器构成的三个电压比较器;全
11、部的运算放大 器的反相输入端都与前一部分电路的三极管的集电极(或发射极)相连,作为 该部分电路的输入端口;而三个运算放大器的同相输入端分别接入由串联的四 个电阻分压而得到的三个不同的电平值,将这个电平值与各自的反相输入端输入的电平值进行比较,从而判定当前的Vc 所对应的 所在档位;显示电路由四个发光二极管组成,每个发光二极管与一个 1k 的限流电阻串联后接到一个电压比较器的输出端,限流电阻起爱护发光二极管的作用;显示电路的工作原理:设三个电压比较器(运算放大器)的三个同相输入端的输入电平分别为V1、V2 、V3,假设此时之前的三极管类型判别电路的输出电压值 Vc介于 V1 和 V2之间,由于
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