电子电路综合设计方案报告.doc

电 子 测 量 与电子电路实验
——简 易 晶 体 管 放 大 倍 数 β检 测 电 路

院系：电子工程学院

晶体管放大倍数 β检测电路设计与实现
一， 电子工程学院　　
随着电子测量不断发展，三极管在集成电路中应用极为广泛，对于三极管特性也有着不同需求，由于工艺等个方面不同，晶体管方大倍数也有区别。
在大学电路实验中，咱们用到了8050和8550两类三极管，本实验目是实现对这两类晶体管放大倍数测定。实验电路由三极管类型鉴别电路、三级管放大倍数档位判断电路(运用电压比较器)、显示电路和报警电路四某些构成。旨在通过实验电路大体判断出三极管型号以及放大倍数大概范畴，分别实现三极管类型判断、档位判断、显示放大倍数和报警提示等功能。同步通过protel设计软件设计β检测电路PCB project.
二 ，核心词：　
晶体管 β检测电路 电压比较器　protel设计软件
三， 设计任务规定：
1.基本规定
a)设计一种简易晶体管放大倍数检测电路，该电路可以实现对放大倍数值大小初步测定
1）电路可以测出NPN,PNP三极管类型
2）电路能将NPN晶体管值分别为不不大于250，不不大于150不大于250，不不大于90不大于150和不大于90共四个档位进行判断。
3）用发光二极管批示被测三极管放大倍数在哪一种档位
4）在电路中可以用手动调节四个档位值得详细大小
5）当值不不大于250时可以光闪报警
2.扩展规定
　a) 电路能将PNP晶体管值分别为不不大于250，不不大于150不大于250，不不大于90不大于150和不大于90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详细大小。
b)NPN,PNP三极管档位判断可以通过手动或自动切换

四，设计思路及总体构造框图：
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鉴别电路、三级管放大倍数档位判断电路、显示电路和报警电路四某些构成。
1)三极管类型鉴别电路:
运用NPN和PNP型三极管电流流向反向特性，鉴别三极管类型是NPN还是PNP型。
2)三级管放大倍数档位判断电路：
运用三极管电流分派特性，将测量转化为对三极管电流测量，同步实现对档位手动调节，并运用电压比较器原理实现档位判断。
3)显示电路：
运用发光二极管把测量成果显示出来。
4)报警电路：
当所测三极管值超过测量范畴时，可以进行报警提示。
2. 总体构造框图

报警电路

显示电路
三级管放大倍数档位判断电路
三极管类型鉴别电路

五，分块电路及总体电路设计：
1.分块电路设计
1)三极管类型鉴别电路
①原理：
由于NPN和PNP型三极管电流流向相反，当两种三级管电路构造且连接方式相似时候，必有一种管子不能导通。从而应设计不导通时批示发光二极管不亮。即通过二极管亮灭，判断三极管极性。
图左电路连接为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干使电路工作。
②设计电路：
NPN型
PNP型

2)三极管放大倍数档位测试电路
①原理：
当电路中接入NPN型三极管时候，电路中电流电压表达式为：
IB=（VCC-VBE-VLED-VD1）/R1=(12V-0.7V-0.7V-VLED)/R1
VC=VCC-ICR2=VCC-IBR2
由上式可以看出，由于R1为给定电阻，则IB为定值。通过三级管电流分派关系将IC转换为IB，则电压随变化 而变化。这就把转化为电压量，便于进行档位测量，并且由于为可变电阻，即可以手动调节VC值，这样也就可以手动调节档位值。
三极管放大倍数档位测试电路核心某些是由运算放大器构成比较器电路。其工作原理是通过运算放大器同向输入端电阻分压得到四个原则电压值，再通过由前级电路输入进行比较，从而判断不同档位。规则如下：如果不不大于原则电压值，则输出低电平；如果不大于原则电压值，则输出为高电平。
②参数设计
由实验指引可知
IB=（VCC-VBE-VLED-VD1）/R1
由LM358元件参数表，应设，依照晶体管性质可知，通过万用表测得稳压管两端电压VD1=0.7V，又通过翻阅有关资料知VLED=2V，为了防止输出电流过大，在元件箱中选取，则
IB=(VCC-VBE-VLED-VD1)/R1=（12V-0.7V-0.7V-2V）/200K=0.043Ma
又由于VC=VCC-ICR2=VCC-IBR2，所测得值应分为如下几种档位：
　　　　　　　<90，90<<150，150<<250，及>250
通过电路中二极管灯亮与灭鉴定所测值。
当＝90时，此时IC＝3.87mA，由测量范畴，再取R2=0.68K，可算得如下数据：
=90 ：VC=12V-IBR2=12V-90*0.043*0.68=9.368V
=150：VC =12V-IBR2=12V-150*0.043*0.68= 7.614V
=250： VC=12V-IBR2=12V-250*0.043*0.68=4.69V
<90： VC>9.368V
90<<150： 7.614V250： VC<4.69V
3) 显示电路
①原理：
显示电路时通过发光二极管来实现。通过运算放大器输出高低电平，发光二极管产生亮和灭，这样就清晰地懂得B值属于哪一种档位，达到了显示作用。
②参数设计：
从资料查得：普通发光二极管正向饱和压降为１．６Ｖ～２．１Ｖ, 正向工作电流为５～２０ｍＡ。为避免发光二极管容易被烧毁，因此要加限流电阻，分别设计组织如下：
R7=R8=R9=R10=1K

4) 报警电路
①原理：
图4 报警电路
报警电路在时工作，此时灯亮。报警电路重要是由NE555集成电路构成振荡信号产生电路构成。当晶体管放大倍数超过250检测范畴时，与其档位相相应比较器将会输出高电平，采用该高电平作为NE555集成电路供电电源，可控制NE555集成电路输出端输出高低电平变化振荡信号，以此控制发光二极管呈现闪烁状态，进行光闪烁报警。

2.总体电路设计
电路图如下：

六，所实现功能阐明：
1. 基本规定
本实验基本规定在本次实验中已经所有实现，并且已经通过实物连接，完毕了本实验基本功能（三极管类型检测和放大倍数估测）。
2.PROTEL电路图如下：

2. 测试数据如下：
R1=200K,R2=0.68K,R3=2.7K,R4=2K,R5=3K,R6=4.7K,R11=10K,R7=R8=R9=R10=R12=R13=1K,C1=10uF,C2=0.01Uf
电源VCC=12V
发光二极管启动电压2V;
稳压管两端电压为0.7V
滑动变阻器RP=0K
VBE=0.7V
IB=0.043mA
<90： VC>9.368V
90<<150： 7.614V250： VC<4.69V
当NPN分别为如下值时：
=72 IC=3.060mA， VC=9.89V，LED2,3亮
=106 IC=4.572mA， VC=8.83V,LED2,4亮
=217 IC=9.306mA，VC=5.58V,LED2,5亮
=285 IC=12.125mA，VC=3.581V,LED2,6亮，LED1闪烁
七， 故障及问题分析：
1在连接按电路图连接电路之后，显示电路中四个灯都亮，三级管鉴别电路灯正常发亮。分析其中因素，是由于LM358未起作用，使四个LED等同于直接连在电源两端，检查LM358与否接触不良。
2实验中，刚接好电路后发现报警电路报警灯发亮但不闪烁，分析其中因素，也许是由于此处接电阻过大，可以尝试下换个小电阻。
总结和结论：　
这是咱们第一次自主设计电路，它不但需要咱们动手操作能力，更注重咱们研究问题，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理论与实际差距。。
本次实验是对晶体管放大电路测定与实现，它是通过使用电压比较器比较输出VC与原则电压来间接测量，这种将直接问题转变为间接来实现方式，是在电路测量中非常重要一种思路，值得咱们在后来各个方面借鉴使用。
通过本实验，可以得到如下几种结论：
1.三极管放大倍数检测电路，UBE是一种定值约为0.7V，这也是检测电路核心，放大倍数值与电压输出值VC是呈线性变化。
2.原则电阻介入是为了与输出VC做比较，实现值测量，因此电阻值需要经实际测定，不能用标称值。
3. 1K限流电阻作用是防止发光二极管被烧毁
八， PROTEL绘制原理图
a) .ＮＰＮ型三极管放大倍数检测电路

十，所用原件及测试仪表清单：

元件或测试仪表
数量
LM358
2
NE555
1
发光二级管
6
晶体管
4（NPN型）2（PNP型）
直流电源
１个
电阻、电容
若干
电路板
1块
导线
若干
万用表
１个
电位器
1个