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1、 北京邮电大学 电子工程学院 2017-7-24 191电 子 测 量 与电子电路实验简 易 晶 体 管 放 大 倍 数 检 测 电 路院系：电子工程学院 班级： 04804 班指导老师： 黄少玲姓名：刘大牛学号：046666班号：06 号 北京邮电大学 电子工程学院 2017-7-24 192晶体管放大倍数 检测电路的设计与实现电子工程学院 刘大牛 046666一， 摘要：随着电子测量的不断发展，三极管在集成电路中的应用极为广泛，对于三极管的特性也有着不同的需求，由于工艺等个方面的不同，晶体管的方大倍数也有区别。在大学的电路实验中，我们用到了 8050 和 8550 两类三极管，本实验的目的
2、是实现对这两类晶体管放大倍数的测定。实验电路由三极管类型判别电路、三级管放大倍数档位判断电路(利用电压比较器)、显示电路、报警电路和电源电路五部分构成。旨在通过实验电路大致判断出三极管的型号以及放大倍数的大概范围，分别实现三极管类型判断、档位判断、显示放大倍数、报警提示、电源电路设计等功能。同时通过 protel 设计软件设计 检测电路的 PCB project.二， 关键词：晶体管 检测电路 发光二极管 电压比较器protel 设计软件三， 实验目的：. 加深对晶体管 值意义的理解。. 了解掌握电压比较器的实际使用。. 了解发光二极管的使用。 北京邮电大学 电子工程学院 2017-7-24
3、193. 提高电子电路综合设计能力。四， 设计任务要求：1.基本要求a)设计一个简易的晶体管放大倍数 检测电路，该电路能够实现对放大倍数值大小的初步测定1）电路能够测出 NPN,PNP 三极管的类型2）电路能将 NPN 晶体管的 值分别为大于 250，大于 200 小于 250，大于 150 小于 200 和小于 150 共四个档位进行判断。3）用发光二极管指示被测三极管的放大倍数 在哪一个档位4）在电路中可以用手动调节四个档位值得具体大小5）当 值大于 250 时可以光闪报警b)设计电源电路（不要求搭建） ，用 Protel 软件进行绘制完整的电路原理图2.扩展要求a) 电路能将 PNP 晶
4、体管的 值分别为大于 250，大于 200 小于 250，大于150 小于 200 和小于 150 共四个档位进行判断在电路中可以用手动调节四个档位值得具体大小。b)NPN,PNP 三极管 的档位的判断可以通过手动或自动切换c)用 PROTEL 软件绘制该电路及其电源电路的印制电路版图。五， 设计思路及总体结构框图：1.设计思路简易双极性三极管放大倍数 检测电路由三极管类型判别电路、三级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。 北京邮电大学 电子工程学院 2017-7-24 1941)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
5、类型是 NPN 还是 PNP 型。2)三级管放大倍数档位判断电路：利用三极管的电流分配特性，将 的测量转化为对三极管电流的测量，同时实现对档位的手动调节，并利用电压比较器的原理实现档位的判断。3)显示电路：利用发光二极管把测量结果显示出来。4)报警电路：当被测三极管的 值超过 250 时，进行报警提示。5)电源电路利用交流电源（）转换为直流电源（） ，为各模块电路提供直流电源。2. 总体结构框图六， 分块电路及总体电路的设计：1.分块电路设计1)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档位判断电路 显示电路电源电路报警电路 北京邮电大学 电子工程学院 2017-7-24 195原理：
6、NPN 和 PNP 型三极管的电流流向相反，所以当两种三级管电路结构且连接方式相同的时候，必有一个管子不能导通。从而应设计不导通时指示发光二极管不亮。即通过二极管的亮灭，判断三极管极性。图（）电路连接为 NPN 三极管（集电极接上端，发射极接下端） ，NPN 型三极管接入，发光二极管发亮；而 PNP 型接入则不亮，只有将它翻转连接才能使电路工作。设计电路：按上图（）所示电路图进行连接，当遇到 PNP 型三极管的时候，只需将此三极管反接即可保证其正常工作。2)三极管放大倍数 档位测试电路原理： 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：NPN 型 PNP 型 北京邮电大学
7、 电子工程学院 2017-7-24 196122()/BCBELDCBIVRII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C行测量，而又由于可以设计 为可变电阻，即可以手动调节的大小，这样，2R也就实现了手动调节放大电路的 值。三极管放大倍数 档位测试电路的核心部分是由运算放大器构成的比较器。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四个标准电压值，再通过由前级电路的输入进行比较，从而判断不同的档位。规则如下：如果 大于标准电压值，则输出低电平；如果 小于标准电压值，则输CVCV出为高电平。从而对不同的 与分压电阻上的不同电压值进行比较，输出CV不同的电压值，间
8、接实现了测量不同的 值得目的。参数设计由实验指导可知 1()/BCBELDIVR由 LM358 元件的参数表，应设 ，根据晶体管性质可知 ，120.7BEV又通过翻阅相关资料知 ，为了防止输出电流过大，在元件箱中.5LED选择 ，则120RK120.71.50.49CBELDBVVI mAK又因为 ，所测得 值应分为以下几个档位：22CBIIR250通过电路中二极管灯亮与灭判定所测 值。当 50 时，此时 c2.45mA，由 的测量范围，再取 ，可280R 北京邮电大学 电子工程学院 2017-7-24 197算得以下数据：10210.49.827.CBVIRVV： ：56.7.98C：102
9、150.49.826.07CBVIRVV：2 34：52.15CBI：101120982.6VRVV：225.4CBI：52.93) 显示电路原理：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。参数设计：从资料查得：普通发光二极管的正向饱和压降为, 正向工作电流为。为避免发光二极管容易被烧毁，所以要加限流电阻，分别设计组织如下：.12341OORRK在不同的比较点分别与发光二极管串联。4) 报警电路 北京邮电大学 电子工程学院 2017-7-24 198原理：报警电路在 时工作，此时 灯亮。2506LED为了使发光二极管闪烁，由公式 ，定参数1234
10、10.9(2)TRC参数设计：123670,.,.,.6.435CuFRKKTsfHz2.总体电路设计电路图如下： 北京邮电大学 电子工程学院 2017-7-24 199七， 所实现的功能说明：1.基本要求本实验的基本要求在此次实验中已经全部实现，并且已经通过实物连接，完成了本实验的基本功能（三极管类型检测和放大倍数的估测） 。2.扩展要求已经完成本实验扩展要求的第一项和第三项，即已经完成对 PNP 管的放大倍数的测定，方法如下： 检测 PNP 型三极管的放大倍数，有两种方法。1， 通过检测放大电路的输出电压，修改电路中的电压比较部分，实现 PNP 型三极管的放大倍数的检测；2， 修改 PNP
11、 型的放大电路部分，接入 -12V 的负电源，同时调整其电路实现 PNP 型三极管的放大倍数的检测。我所使用的是第二种方法，并且实物电路实验得到了满意的结果。 北京邮电大学 电子工程学院 2017-7-24 1910PROTEL 电路图如下：此外，还完成了对本次实验的 PROTEL 的 PCB 制版，制版图如下：. 型三极管放大倍数检测电路：. 型三极管放大倍数检测电路： 北京邮电大学 电子工程学院 2017-7-24 19113.测试数据如下：红色发光二极管开启电压1.6V; 绿色发光二极管 开启电压1.7V;LM358 电压比较器： 高电平；低电平 ；.型三极管放大倍数检测电路：150,.7235.7,.50,.4,1.9CCCbeceVVU2PRK.7BImA.型三极管放大倍数检测电路：（数据与基本相似）150,.2365.,.50,.1,.9CCCbeceVVU 北京邮电大学 电子工程学院 2017-7-24 1912八， 故障及问题分析： 在连接按电路图连接电路之后，指示电路中只有一个灯可以亮，三级管判别电路只有可以亮。分析其中原因，
