北邮模电实验—晶体管β值检测电路的设计.doc

晶体管值检测电路的设计实验报告姓名： 班内序号： 学号: 学院: 信息与通信工程学院 班级: 2012211118 一摘要简易晶体管值检测电路由三极管类型判别电路，三极管放大倍数档位判别电路，显示电路，报警电路和电源电路五部分构成。三极管类型判别电路的功能是利用NPN型和PNP型三极管电流流向相反的特性，通过判断发光二极管亮灭判断三极管的类型是NPN型还是PNP型。三极管放大倍数档位判别电路的功能是利用三极管的电流分配特性将的测量转换为对三极管电流的测量，并实现对档位的手动调节，并利用比较器的原理，实现对档位的判断。显示电路的功能是利用发光二极管将测量结果显示出来。报警电路的功能是当所测三极管的值超出测量范围时，能够进行报警提示。电源电路的功能是为各模块电路提供直流电源。关键字：晶体管类型，晶体管值，档位判断电路，显示电路，报警电路二设计任务要求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断。1.基本要求：（1）电路能够检测出NPN、PNP三极管的类型。（2）电路能够将NPN型三极管放大倍数分为大于250，200-250，150-200，小于150共四个档位进行判断。（3）用发光二极管来指示被测电路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）当超出250时能够闪烁报警。2.提高要求：（1）电路能够将PNP型三极管放大倍数分为大于250，200-250，150-200，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）根据LED的亮灭判断晶体管的值档位。三设计思路、总体结构框图:报警电路显示电路三极管放大倍数档位判断电路-V转换电路三极管类型判别电路电源电路图1 简易双极性三极管值检测电路的总体框图四分块电路和总体电路的设计（含电路图）1.三极管判断电路 图2 三极管类型判别电路和档位测量电路如图，由于NPN 型与PNP 型二极管的电流流向相反，当两种三极管按图中电路结构且连接方式相同时（即集电极接上端，发射极接下端），则NPN 型三极管导通，从而发光二极管亮。PNP 型三极管无法导通，发光二极管不亮。因此通过发光二极管的亮或灭，即可判定三极管的极性。并且将PNP 型三极管翻转连接（即集电极接下端，发射极接上端），电路即可正常工作。电路接入NPN 型三极管时，电路中的电流电压表达式为：IB=(VCC-VBE-VLED)/R1=(12V-0.7V-VLED)/R1VC=VCC-ICR2=VCC-IBR2由上式可以看出，由于R1 为给定电阻，则IB 为定值。通过三极管电流分配关系将IC 转换为IB，则电压VC 将随 变化而变化，这就把转换为电压量，便于进行不同档位的测量。而且由于R2 为可变电阻，即可手动调节VC 的值，也就可以手动调节挡位值。当电路接入PNP 型三极管时，电路中的电流电压表达式为：IBR2+0.7V=IBR1 VE=VCC-ICR2=12V-IBR2同样，电压VE将随变化而变化，同时也可以通过R2调节档位值。三极管放大倍数档位判断电路其核心部分是由运算放大器构成的比较器电路。所有运算放大器的反相输入端连接图中的输出端VC或VE；而运算放大器的同相输入端通过电阻对电源电压分压，得到四个标准电压值。这样通过VC或VE的测量值进行比较就可以把值分为四个档位，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。2三极管放大倍数档位判断电路显示电路是通过发光二极管来实现的。通过运算放大器输出的高低电平，发光二极管产生亮和灭，这样就清楚地知道值属于哪一个档位，达到了显示的作用。这里需要注意的是，运算放大器的输出电流要与发光二极管的驱动电流匹配，如果运算放大器的输出电流过的就要串接限流电阻；如果运算放大器的输出电流过小就要介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。图3 三极管放大倍数档位判断电路和显示电路3报警电路图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，与其档位相对应的比较器将会输出高电平，采用该高电平作为NE555集成电路的供电电源，可控 555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。闪烁周期T=0.7(R1+R2)C1占空比D=R2/（R1+2R2）4电路原理图图5 NPN型晶体管值检测仪电路原理图图6 PNP型晶体管值检测仪电路原理图五参数设计及功能实现1参数设计由实验指导知，；设Vcc12V，根据晶体管性质知VBE0.7V，VLED=2V；取R1=330k，则IB （VCCVBEVLED）/ R1=0.035mA ；取R2=1k,RP=10k,则：=150时，VC=VCC-IBR2=10V-150*0.035*1V=6.75V；=200时，VC=10V-200*0.035*1V=5.00V；=250时，VC=10V-250*0.035*1V=3.25V ；可得R3：R4：R5：R6=(12-6.75): (6.75-5): (5-3.25): 3.25=3.3：1.1：1：2；取R3，R4，R5，R6分别为3.3k,1.1k,1k,2k。2功能实现（1）基本功能电路能正确的判断三极管的类型（NPN型和PNP型），当三极管为8050（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8550（PNP型）时，类型判别电路中的发光二极管不能发光。电路能够将NPN型三极管放大倍数分为大于250，200-250，150-200，小于150共四个档位进行判断，属于哪个档位时，相应的指示该档位的发光二极管亮，显示值的范围。通过手动调节电位器的值来改变VC的值，即手动调节四个档位值的具体大小。当值超过250时报警点路中的发光二极管能闪烁报警。（2）扩展功能1亮，说明是； 5亮，；此时闪烁，报警；4亮，；3亮，；2亮，。 六故障及问题分析报警电路的灯虽然亮却闪烁频率过高，经仔细研究，发现增大电容，就能减小灯的闪烁频率。在做提高实验时，原本打算只换一下三极管，把三极管判断电路的正负极换一下，后来发现这样不成功，于是就把整个三极管判断电路对调了（即与对换之前的电路所接电源极性相同），电路就能正常工作。在最后总验收的时候，发现电路不能正常工作，经检测，发现运放输入高电平，输出依然是高电平，于是换了运放，电路就能正常工作。七总结和结论三极管类型判别电路的功能是利用NPN型和PNP型三极管电流流向相反的特性，通过判断发光二极管亮灭判断三极管的类型是NPN型还是PNP型。在本实验中，电路能判断出三极管的类别，也能相对较准确的检测出位于NPN管的放大倍数位于什么档位。通过本次实验，我更加深刻的理解了三极管的工作原理，对NPN型和PNP型三极管的区别有了更深刻的认识。并且加深了对晶体管值意义的理解；了解掌握了电压比较器电路的实际使用；对NE555集成电路也有所了解。并且本次实验也增加了我对电子电路类实验的兴趣，增强了我设计试验参数和动手操作的能力。同时，借此机会我也学习了使用multisim仿真软件。八Multisim绘制的整体原理图7 NPN型晶体管值检测仪电路原理图图8 PNP型晶体管值检测仪电路原理图九所用