电子电路综合设计实验报告-晶体管放大倍数β检测电路.doc

北京邮电大学 电子电路综合设计实验报告晶体管放大倍数检测电路班 级: 学 号: 姓 名: 专 业: 通信工程 摘要由于制作工艺，晶体管的结构的不同，以及环境温度影响，三极管表现出不同的放大倍数方面的特性。不同放大倍数的三极管有着不同的应用。此次实验用到了8050（NPN）和8550(PNP)两类三极管。实验目的是分别测定这两类晶体管的放大倍数。实验电路由三极管类型判别电路，三极管放大倍数档位判断电路，显示电路、报警电路和电源电路构成。通过实验电路插上不同的晶体管大致判断出三极管的型号以及放大倍数的大概范围，分别实现三极管的类型判断，档位判断，判断结果显示，报警提示，电源电路设计的功能。先通过仿真模拟电路，模拟符合要求后再进行实际电路的搭建。关键字：放大倍数，类型判断，档位判断，档位显示，报警电路。一、 实验目的1. 通过晶体三极管值检测电路的设计与制作，使学生加深对晶体管值意义的理解； 2. 掌握电压比较器的实际使用电路； 3. 理解电子电路综合设计、安装和调试的基本方法； 4. 加深对所学过的电子电路知识的理解和综合运用能力。三、实验要求1. 基本要求 （1）电路能够检测出NPN 型、PNP 型晶体管的类型。 （2）电路能够将NPN型晶体管放大倍数分为“大于250”、“200250”、“150200”、“小于150”共四个档位进行判断。 （3）用发光二极管来指示被测晶体管的 值属于哪一个档位。 （4）在电路中可以手动调节四个档位值的具体大小。 （5）当晶体管 值超出250 时能够光闪烁报警。 2. 提高要求 （1）电路能够将PNP 型晶体管放大倍数 分为“大于250”、“200250”、“150200”、“小于150”共四个档位进行判断，并且能够手动调节四个档位值的具体大小。 （2）NPN 型、PNP 型晶体管 档位的判断可以通过手动或自动切换。 （3）用数码管显示 值分档编号。 （4）设计晶体管 值测量电路，并用数码管显示 值大小。 （5）其他自拟功能。四、设计思路：设计应主要由三极管类型判别显示电路，三极管档位判别电路，档位显示电路，报警电路这四部分电路构成。（1）三极管类型判别电路设计一个电路来将值转换为电压的输出，考虑电阻乘以电流为电压改变值可以改变输出电压。利用PN结的正向导通特性来判别三极管类型是PNP还是NPN。发光二极管亮则为NPN型不亮则为PNP型。(2)三极管放大倍数档位判断电路利用电压比较器，电路偏压，以及三极管输出电压来判断值的档位。(3)显示档位电路通过比较器输出的电压与对应的二极管导通来显示其值的档位。(4)报警电路当三极管的值超过250时发出报警。通过NE555电路来实现。五、总体结构框图：六、分块电路和总体电路的设计(1)晶体管类型判断电路：三极管类型判别及-V 转换电路如图2-6 所示。由于NPN 型和PNP 型三极管的电流流向相反，当两种类型三极管采用图2-6 不同电路连接方式时，通过发光二极管的亮或灭， 即可判定三极管的类型，并可进行档位测量。根据图2-6（a）所示电路，当电路接入NPN 型三极管时，电路中的电流电压表达式为： 由上式可以看出，由于R1 为固定电阻，则IB 为定值。通过三极管电流分配关系将IC 转换为IB，则集电极输出电压VC 将随 变化而变化，这就把 转换为电压量，便于进行档位的测量。而且由于RP 为可变电阻，即可手动调节VC 的值，也就可以手动调节档位值。当电路接入PNP 型三极管时，电路结构如图2-6（b）图所示，公式为： IB R2+0.7V=IBR1VE=VCC-ICR2=15V-IBR2（2）三极管放大倍数 档位判断电路三极管放大倍数 档位判断电路如图2-7 所示，其核心部分是由运算放大器构成的比较器电路，通过Vc 的测量值与标准电压值进行比较就可以把 值分为不同档位。同时根据比较的结果，如果测量值大于标准电压值，则输出为低电平；如果测量值小于标准电压值，则输出为高电平。LM358p的引脚图：(3)显示电路：显示电路是通过比较器输出的高低电平，控制发光二极管的亮和灭，这样就可以清楚地知道 值属于哪一个档位，达到了显示的作用。需要注意的是，比较器的输出电流要与发光二极管的驱动电流匹配，如果比较器的输出电流过大就要串接限流电阻；如果比较器的输出电流过小就要接入晶体管进行电流放大。若在显示电路的前端接入译码电路，可以减少发光二极管的数目。（4）报警电路 报警电路主要是由NE555 集成电路构成的振荡信号产生电路构成。当晶体管放大倍数超出250 的检测范围时，驱动NE555 集成电路的输出端输出高低电平变化的振荡信号，以此控制发光二极管呈现闪烁状态，进行光闪烁报警。NE555P引脚图：七、参数设计及功能实现：（1）参数设计：翻阅相关资料可知VBE=0.7V,VLED=1.7V防止输出电流过大，选择电阻R1=820K，则IB=(VC1-VBE-VLED)/R1=(15V-0.7V-1.7V)/R1=0.00001537AR2设计阻值为2.8K。因为设计要求中分为以下几个档位：150,150200.200250,250VC2接12V电压所以设计电阻分压为9V、7V、5V。电阻选取10k,4k,4k,6k。(2)功能实现：电路能正确判别三极管的类型，当三极管为NPN型时类型判别电路中的发光二极管能正常发光当三极管为PNP型时类型判别电路中的发光二极管不能发光。 电路可以正确识别不同档位的值，分别位于小于150，大于150小于200，大于200小于250，大于250时对应的发光二极管会亮，从而能够判别值所处档位。值超过250时报警电路中的发光二极管能闪烁报警。八、故障前期出现了报警灯不闪的故障，分析原因是接地电容选取不当，取得过小了，肉眼无法分辨闪烁。将10nF换为了3.3F后故障得到了解决。出现的问题还有值判别不准，分析原因实际电路会受到环境温度影响，并且各电阻阻值存在一定误差，因此对电阻R2进行了微调，使得值的测量较准确误差在5以内。九、总结与结论 本次设计实验基本要求较简单，设计出的电路由于要合用一个比较器所以在实际搭建时遇到了一定困难搭错了接口导致元器件烧坏。第二次吸取了教训搭建时小心翼翼，成功搭完。这次实验考验了我的耐心细致，锻炼了我电路搭建的能力。实验时要有计划，提前设计好参数，模拟好仿真是实际电路搭建成功的基础。通过本次实验，认识了LM358和NE555芯片，熟悉了它们的功能如何在电路中的使用。成功设计了报警电路。以后这个电路可以应用在其他电路中。这次实验还熟练锻炼了我对仿真运用的能力。总之，这次收获了许多学到了许多。十、Multisim仿真图：十一、所用元器件：元件数量（个）各类晶体管若干发光二极管610k继电器1LM358P2NE555P1导线若干820k电阻11k电阻410k电阻32k电阻53k电阻2100电阻1550电阻110n F电容13.3 F电容1面包板1十二、参考文献：电子电路测量与设计实验电子电路基础