晶体管放大倍数β检测电路的设计与实现

1、晶体管放大倍数检测电路的设计与实现 实验报告摘要该实验电路可以不知道晶体管的的情况下大概估计一下值的范围，测出的范围大概分为四个档位：小于150,150200,200250，大于250，大于250时可以报警。也可以检测出是NPN还是PNP型三极管，检测指示灯会亮。关键字判断电路，显示电路，报警电路，LM358，NE555芯片资料LM358LM358 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，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合

2、。特性：内部频率补偿 直流电压增益高(约100dB) 单位增益频带宽(约1MHz) 电源电压范围宽：单电源(330V)； 双电源(±1.5 一±15V) 低功耗电流，适合于电池供电    LM358低输入偏流 低输入失调电压和失调电流 共模输入电压范围宽，包括接地 差模输入电压范围宽，等于电源电压范围 输出电压摆幅大(0 至Vcc-1.5V)LM358运用：红外线探测报警器 该报警器能探测人体发出的红外线，当人进入报警器的监视区域内，即可发出报警声，适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。NE555NE555是属于555系列的计时IC的其

3、中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。主要特点1.只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。 2.它的操作电源范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑电路配合，也就是它的输出电平及输入触发电平，均能与这些系列逻辑电路的高、低电平匹配。 3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。 4.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。引脚图NE

4、555内部电路方框图： 内部含有两个电压比较器，一个分压器，一个RS触发器，一个放电晶体管和一个功率输出级。实验目的1：加深对晶体管值意义的理解2：了解掌握电压比较器电路的实际使用3：了解发光二级管的使用4：提高独立设计电路和验证实验的能力实验原理1：系统组成框图简易双极性三极管放大倍数检测电路的总体框图如下图所示，它是由三极管类型判断电路、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五部分构成的。三极管类型判断电路的功能是利用NPN型和PNP型三极管的电流方向相反的特性，判断三极管的类型是NPN还是PNP。三极管放大倍数档位判断电路的功能是利用三极管的电流分配特性，将的测量转化为

5、对三极管电流的测量，同时实现对档位的手动调节，并利用比较器的原理，实现档位的判断。显示电路的功能是利用发光二级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。2：主要单元电路设计第一部分：三极管类型判断电路三极管类型判断电路如下图所示。由于NPN型和PNP型三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PNP型三极管无法导通，从而发光二级管不亮。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

6、即可正常工作。第二部分：三极管放大倍数档位测量电路根据上图所示电路，当电路接入NPN型三极管时，电路中的电流电压表达式为：IB=VCC-VBE-VLEDR1=12V-0.7V-VLEDR1VC=VCC-IC*R2=VCC-*IB*R2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装化为*IB，则电压VC将随的变化而变化，这就把转换为电压量，便于进行档位的测量。而且由于R2为可变电阻，即可手动调节VC的值，也就可以手动调节档为值。当电路接入PNP型三极管时，电路中的电流电压表达式为：*IB*R2+0.7*V=IB*R1VE=VCC-IC*R2=12V-*IB*R2

7、同样，电压VE将随的变化而变化，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如下图所示，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输出端VC或者是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或者是VE的测量值与标砖电压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。第三部分：显示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，发光二级管产生亮和灭，这样就清楚的知道值属于哪个档位，达到了显示的作用。这里需

8、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大就要串接限流电阻；如果运算放大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。第四部分：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，可控制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。第五部分：电源电路电源电路的设计可以采用直接从电网供电，通过变压器

9、电路、整流电路、滤波电路和稳压电路将电网中的220V交流电转换为+12V直流电压。电路中变压器采用常规的铁心变压器，整流电路采用二极管桥式整流电路，C1，C2，C3和C4完成滤波功能，稳压电路采用三端稳压集成芯片来实现。3：参考电路原理图实验原理1、 基本要求：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的初步判断。系统电源DC+12V/-12V。1） 电路能够检测出NPN或者是PNP类型。2） 电路能够将NPN型三极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三极管的值属于哪个档位。4） 在电路中可以手动调节

10、档位值的具体大小。5） 当超过250是可以光闪烁报警。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、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、PNP三极管档位的判断可以通过手动或自动切换。实验所用仪器1、 函数发生器2、 示波器3、 晶体管毫伏表4、 万用表5、 直流稳压电源实验可选器件1、 集成运算放大器LM3582、 NE555定时器3、 发光二极管4、 电位器5、 被测三极管若干6、 电阻电容若干7、 其它实验箱图片：实验过程准备工作完成，开始连接电路板。第一次连接电路板是按照书中给出的参数值进行连

11、接的，但是连接完成之后测试的过程中，四个档位的发光二极管亮或灭的顺序不正确，第三第四个档位要么总是同时亮，要么总是同时灭，顺带报警器工作，与预想的结果不一样。然后开始了调试工作。第一个感觉是电路的LM358运放比较器烧坏了，用万用表测量了两个输入电压和输出电压，高电平为10V左右，低电平为1V左右，输入和输出都是正确的，说明运放比较器并没有问题，然后又测了多次电压和电位，都没有什么问题，但实际结果确实不对，问题出在了什么地方？后来向学长请教了一下，他说书上的参数有问题，需要自己重新根据以上已经给出的公式来算，所以我们用重新计算了一下参数。根据以上的公式，我们可以确定基极电流IB是确定的，所以后

12、面的IC只会随着的变化而变化，我们把电位器放在一个合适的位置上，然后固定不动，此时，实际上集电极电压VC是一个确定值，输出到了各个运算放大器的一个输入端，然后随着的变化，电压进行变化。由公式IB=VCC-VBE-VLEDR1=12V-0.7V-VLEDR1可以确定IB是个定值，当=150时，VC=VCC-IC*R2=VCC-*IB*R2;再求得当时200,250时的电压值，可以确定R3，R4，R5,R6的值之比为3：1:1:11。后来是按照这个设计出来的参数连接的，接通之后还是发光二极管亮的不正确，这次的参数不会有错了，那是错在了什么地方呢？于是，我有用万用表测了各个点的电压值，确定是其中的一个LM358被烧坏了，于是我又