晶体管β值测量电路设计

目录1题目分析………………1.1设计任务………………1.2设计目的…………………1.3课程设计要求……………2方案设计………………2.1整体思路…………………2.2单元电路设计…………………3总体电路图………………4安装调试…………………5元件及仪器清单………………6结论与体会………………注意：本目录页目录项对应的页码视个人情况而定后面的内容供参考，可适当增减。课程设计任务书也要和报告放在一起。1题目分析1.1设计任务设计制作一个简单的晶体管β检测电路。1.2设计目的1培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。2培养学生综合运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力。3通过课程设计，使学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准与标准的运用和计算机应用方面的能力得到训练和提高。1.3课程设计要求12选出β为60-100的晶体管2方案设计2.1整体思路为了完成上面所设计的全部指标整机电路分四个模块电路：三极管类型判别电路三极管类型判别电路三级管放大倍数判断电路显示电路电源电路1)三极管类型判别电路:利用NPN和PNP型三极管的电流流向反向的特性，判别三极管类型是NPN还是PNP型。2)三级管放大倍数判断电路：利用三极管的放大电路的输出电压，并利用窗口比拟器的原理实现对β值范围的判断。3)显示电路：利用发光二极管把测量结果显示出来。4)电源电路直流电源〔１２Ｖ〕，为各模块电路提供直流电源。2.2单元电路设计1)三极管类型判别电路①原理：NPN和PNP型三极管的电流流向相反，所以当电路中接入的是NPN型三极管，借电源+Vcc，发光二极管L1亮；当电路中接入的是PNP型三极管，接电源-Vcc发光二极管L2亮。即通过二极管的亮灭，判断三极管极性。②设计电路：2)三极管放大倍数范围判断电路①原理：主要采用窗口比拟器和反相比例运算器。当电路中接入NPN型三极管的时候，电路中电流电压的表达式如下：通过上式可以看出电压随的变化而变化。这样即把转化为电压量进行测量，而设计要求β值的范围为60-100，通过查相关资料知Vled=2VIb=(12-0.7-2)/150k=62uAβ=100时，Ic=6.2mA，Vc=12-6.2mA*1K=5.8Vβ=60时，Ic=3.72mA,Vc=12-3.72*1K=8.3V即Vc的变化范围相应为5.8V-8.3V，窗口比拟器的门限值为UL=5.8V和Uh=8.3V.假设电路中接入的是PNP型三极管，只需将开关打到2即可。三极管放大倍数档位测试电路的核心局部是由运算放大器构成的比拟器。其工作原理是通过运算放大器的同向输入端的电阻分压得到两个标准电压值UL和Uh〔即门限值5.8V和8.3V〕，再通过由前级电路的输入进行比拟，从而判断。规那么如下：如果大于标准电压值Uh，那么输出低电平；如果小于标准电压值Ul，那么输出为高电平;如果Vc在UL和Uh之间，那么截止，无输出。从而对不同的与分压电阻上的不同电压值进行比拟，输出不同的电压值，间接实现了测量不同的值得目的。②设计电路③参数设计当前面电路接入的是PNP型三极管，Vc为负值，此时判断电路需接入反相比例器。该电路需要比例为-1，所以选取R=10K,Rf=10K,R’=5.2K.对于参考电压UL和Uh，有UL=R3/(R1+R2+R3)*Vcc=5.8VUh=〔R2+R3〕/(R1+R2+R3)*=8.3V因此，选R1=3.9K,R2=2.7K,R3=5.6K.3)显示电路①原理：根据发光二极管特性，在不同的输出电压下，分别利用不同的发光二极管把不同的测量结果显示出来。②参数设计：从资料查得：普通发光二极管的正向饱和压降为１．６Ｖ～２．１Ｖ,正向工作电流为５～２０ｍＡ。为防止发光二极管容易被烧毁，所以要加限流电阻。假设Vc>Uh或者Vc<UL,那么发光二极管亮。假设UL<=Vc<=Uh,那么发光二极管灭。即通过发光二极管的亮与灭判断β值是否在60-100的范围内。3.总体电路图注意：该页可以直接打印电路图中需要更改的参数有：Rb改为150K,D1改为L1,D2改为L2,从左往右第一个二极管标成D1,D3改为D2,D4改为D3,最后一个发光二极管标成L3.4.安装调试①连接电路图。②插入待检测的三极管,将电源接到+12V，断开S1,假设L1亮，那么该三极管为NPN型，否那么为PNP型，此时那么接-12V,L2亮。③如果第二步检测到是npn型，将开关S2打到1，如果检测到是pnp型，那么将开关打到2。④将判断电路接入电压+12V,如果发光二极管L3亮，那么说明待测三极管的β值在60-100的范围内，否那么，那么待测三极管的β值不在该范围内。5.元件及仪表清单元件或测试仪表数量电阻150K110K25.6K15.1K13.9K１2.7K11K3运放UA7413发光二极管红2绿1二极管〔4148〕3单刀双掷开关2插槽4电路板1导线假设干烙铁1焊锡丝假设干万能表1镊子1钳子16．结论和体会这是一次通过自主设计的综合电子电路实验，也是第一次自主设计的比拟复杂的电路，它不仅需要我们动手操作的能力，更注重我们的研究问题，分析问题，解决问题等能力。在这次实验中我深深地感受到了如何将理论原理变为现实的过程。本次实验是一次如何对所学知识灵活运用以及实验操作能力的有效测试。所探讨的问题是对于晶体管放大电路的测定与实现，它是通过输出的与标准电压比拟间接测量的，这种将直接问题通过间接方式来实现，是在电路测量中非常重要的一种思路。在选中这个实验课题以后，我们首先分析了如何实现放大倍数的测定，通过所知的元器件，查阅了各方面资料，确定了该实验所用集成运放等的相关参数后，设计出了简易的电路图；然后又根据元器件确定了实现的可能性，接下来运用所学的知识确定出个原件值的大小，最终通过实物连接实现了实验课题要求的电路功能。在实验期间，与本组同学一起讨论了设计当中的相关细节〔如何实现比拟及时显示电路正常工作〕，并最终完成了实验工程。在实验操作过程中，也遇到了一些在之前没有考虑到的问题〔报警灯不闪等〕，通过仔细分析原因后，对之前设计的数据进行了修改，并最后使得实验成功。在实验当中，我也进一步了解和熟悉了相关集成运放的应用，接触到了LM358,NE555N这类特殊的集成运放，也是一种不小的收获！通过本实验，可以得到如下几个结论：三极管放大倍数检测电路，是一个恒定值，这也是检测电路的关键，放大倍数值与电压输出值输出的是呈线性变化的；标准电阻的介入是为了与输出的做比拟，实现值测量的，所以电阻值需要经实际的测定；限流电阻的作用是防止发光二极管被烧毁，有发光二极管的参数确定电阻值，1KΩ已经可以满足该条件；NE555N具有多种功能，本试验所利用的是使它产生具有一定频率的正弦振荡，实现报警灯的闪烁。LM358是双运放，且是实现比拟功能，它对电压比拟敏感，容易被烧，应次在接入电路时尤为注意！实际电路中要尽量减少导线的接入，防止产生干扰；当电路发生问题时，应首先断电源，在认真检查电路，假设查找不到原因，那么需要通过