晶體管放大倍數(shù)β檢測電路的設計與實現(xiàn)

1、晶體管放大倍數(shù)檢測電路的設計與實現(xiàn) 實驗報告 摘要簡易晶體管放大倍數(shù)檢測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的測量轉(zhuǎn)換為對三極管電流的測量，并實現(xiàn)對檔位的手動調(diào)節(jié)，并利用比較器的原理，實現(xiàn)對檔位的判斷。顯示電路的功能是利用發(fā)光二極管將測量結(jié)果顯示出來。報警電路的功能是當所測三極管的值超出測量范圍時，能夠進行報警提示。電源電路的功能是為各模塊電路

2、提供直流電源。關鍵字：放大倍數(shù)，檔位判斷電路，顯示電路，報警電路設計任務要求及原理電路1.基本要求：n 設計一個簡易晶體管放大倍數(shù)檢測電路，該電路能夠?qū)崿F(xiàn)對三極管值大小的初步判斷。1 電路能夠檢測出NPN.PNP三極管的類型。2 電路能夠?qū)PN型三極管放大倍數(shù)分為大于250，200-250，150-200，小于150共四個檔位進行判斷。3 用發(fā)光二極管來指示被測電路的值屬于哪一個檔位。4 在電路中可以手動調(diào)節(jié)四個檔位值的具體大小。5 當超出250時能夠閃爍報警。n 設計該電路的電源電路（不要求實際搭建），用PROTEL軟件繪制完整的電路原理圖（SCH）及印制電路板圖（PCB）。2.提高要求：

3、1 電路能夠?qū)NP型三極管放大倍數(shù)分為大于250，200-250，150-200，小于150共四個檔位進行判斷，并且能夠手動調(diào)節(jié)四個檔位值的具體大小 NPN,PNP三極管檔位的判斷可以通過手動或自動切換。2 PROTEL軟件繪制該電路及其電源電路的印制電路版圖（PCB）。3.設計思路、總體結(jié)構(gòu)框圖:圖1 簡易雙極性三極管放大倍數(shù)檢測電路的總體框圖 分塊電路和總體電路的設計（含電路圖）晶體管判斷電路圖2 三極管類型判別電路和放大倍數(shù)測量電路 如圖，由于NPN 型與PNP 型二極管的電流流向相反，當兩種三極管按圖中電路結(jié)構(gòu)且連接方式相同時（即集電極接上端，發(fā)射極接下端），則NPN 型三極管導通，

4、從而發(fā)光二極管亮。PNP 型三極管無法導通，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，電路中的電流電壓表達式為：IB=(VCC-VBE-VLED)/R1=(12V-0.7V-VLED)/R1VC=VCC-ICR2=VCC-IBR2由上式可以看出，由于R1 為給定電阻，則IB 為定值。通過三極管電流分配關系將IC 轉(zhuǎn)換為IB，則電壓VC 將隨 變化而變化，這就把轉(zhuǎn)換為電壓量，便于進行不同檔位的測量。而且由于R2 為可變電阻，即可手動調(diào)節(jié)VC 的值，也就可以手動調(diào)節(jié)

5、擋位值。當電路接入PNP 型三極管時，電路中的電流電壓表達式為：IBR2+0.7V=IBR1 VE=VCC-ICR2=12V-IBR2同樣，電壓VE將隨變化而變化，同時也可以通過R2調(diào)節(jié)檔位值。三極管放大倍數(shù)檔位判斷電路其核心部分是由運算放大器構(gòu)成的比較器電路。所有運算放大器的反相輸入端連接圖中的輸出端VC或VE；而運算放大器的同相輸入端通過電阻對電源電壓分壓，得到四個標準電壓值。這樣通過VC或VE的測量值進行比較就可以把值分為四個檔位，同時根據(jù)比較的結(jié)果，如果測量值大于標準電壓值，則輸出為低電平；如果測量值小于標準電壓值，則輸出為高電平。顯示電路顯示電路是通過發(fā)光二極管來實現(xiàn)的。通過運算放大

6、器輸出的高低電平，發(fā)光二極管產(chǎn)生亮和滅，這樣就清楚地知道值屬于哪一個檔位，達到了顯示的作用。這里需要注意的是，運算放大器的輸出電流要與發(fā)光二極管的驅(qū)動電流匹配，如果運算放大器的輸出電流過的就要串接限流電阻；如果運算放大器的輸出電流過小就要介入晶體管進行電流放大。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4 報警電路報警電路報警電路主要是由NE555集成電路構(gòu)成的振蕩信號產(chǎn)生電路構(gòu)成。當晶體管放大倍數(shù)超出250的檢測范圍時，與其檔位相對應的比較器將會輸出高電平，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，以此控制發(fā)光二極

7、管呈現(xiàn)閃爍狀態(tài)，進行光閃爍報警。閃爍周期T=0.7(R1+R2)C1占空比D=R2/（R1+2R2）參數(shù)設計及功能實現(xiàn)1參數(shù)設計由實驗指導知，設Vcc12V，根據(jù)晶體管性質(zhì)知VBE0.7V，取IB0.035mA, R2=1K (串聯(lián)后的總阻值)則由IB （VCCVBEVLED）/ R1=0.035mA,取R1=330K;=150時，Vc Vcc -Ic R2 Vcc-IB R212150×0.035×1=6.75V=200時，Vc 12200×0.035×1=5V=250時，Vc 12250×0.035×1=3.25V求得R3，R4，

8、R5，R6比值為(12-6.75):( 6.75-5 ):( 5-3.25) : 3.25 3.3:1.1:1:2所以取R3，R4，R5，R6分別為3.3K,1.1K,1K,2K. 2功能實現(xiàn)電路能正確的判斷三極管的類型（NPN型和PNP型），當三極管為8050（NPN型）時，類型判別電路中的發(fā)光二極管能正常發(fā)光，當三極管為8550（PNP型）時，類型判別電路中的發(fā)光二極管不能發(fā)光。電路能夠?qū)PN型三極管放大倍數(shù)分為大于250，200-250，150-200，小于150共四個檔位進行判斷，屬于哪個檔位時，相應的指示該檔位的發(fā)光二極管亮，顯示值的范圍。通過手動調(diào)節(jié)電位器的值來改變VC的值，即手

9、動調(diào)節(jié)四個檔位值的具體大小。當值超過250時報警點路中的發(fā)光二極管能閃爍報警?？傮w電路（帶電源）擴展實驗-PNP1參數(shù)設計當電路接入PNP型三極管時，電路中的電流電壓表達式為：同樣，電壓Ve將隨變化而變化，同時也可以通過R2調(diào)節(jié)擋位值。參數(shù)設定與前一個電路數(shù)據(jù)基本相同，只是電路圖有所改變。2電路圖：（）電路原理與第一個圖不同的是，標準電壓的接線端接的負接線端，比較電壓c若大于標準電壓，則輸出高電平，小于標準電壓，則輸出低電平。（）功能說明亮，說明是；亮，；亮，；亮，；亮，此時閃爍，報警；故障及問題分析在檢驗PNP不同值時，發(fā)現(xiàn)可變電阻器只對前中間兩個燈有作用；而后兩個燈，總是同時亮或者同時不亮

10、，而且報警電路在第四個燈亮時也沒有亮。經(jīng)檢查，發(fā)光二極管并無損壞，三個集成塊也是完好的。后來問老師后才知道，比較器的端口必須對應起來。即2、3對應1；5、6對應7。我把集成塊的對應端口接錯了，才導致了上述情況。重搭電路后，四個二極管終于分別能亮了。其次是報警電路的燈雖然亮卻看不到閃爍現(xiàn)象，經(jīng)過反復檢查電路，發(fā)現(xiàn)1端口沒有接地，接地后即可看到閃爍報警現(xiàn)象。隨后檢測測量不同值的精確度，可能由于實際電阻的誤差問題，并不完全與理論符合，在測量為245的三極管時，測得值為大于250，但其他的三極管測得值還是比較準確的。比如183和213的三極管就可以分辨出來。 在用示波器測量報警電路的閃爍頻率時，由于頻

11、率較低，不能仔細測量，周期近似為0.8s。 擴展實驗與NPN的測量差不多，而且人品突然變好了，按圖搭好電路后，直接能夠?qū)崿F(xiàn)功能，沒有什么錯誤，而且在所測的幾個三極管中，測得的范圍都是準確的?？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。在本實驗中，電路能判斷出三極管的類別，也能相對較準確的檢測出位于NPN管的放大倍數(shù)位于什么檔位。通過本次實驗，我更加深刻的理解了三極管的工作原理，對NPN型和PNP型三極管的區(qū)別有了更深刻的認識。并且加深了對晶體管值意義的理解；了解掌握了電壓比較器電路的實際使用；對NE555集成電路也有所了解。并且通過本次實驗，我對模擬電路實驗的興趣更加濃厚，雖然以后可能沒有機會再去實驗室做此類實驗了。進一步地增強了設計試驗參數(shù)和動手操作的能力。還通過用protel軟件制電路圖，畫版圖，對這個