晶体管放大倍数β检测电路的设计与实现..docx

课题名称晶体管放大倍数β检测电路的设计与实现摘要本实验是简单的三极管放大倍数β检测电路的设计与实现。主要由三极管类型判别电路、三极管放大倍数档位判断电路、显示电路、报警电路及电源电路五个部分组成。首先通过普通LED发光二极管的亮灭实现判断三极管类型，并将β值的变化转化为电压的变化从而利用电压比较器及LED管实现β值档位(＜150、150～200、200～250、＞250)的判断与显示、并在β＞250时通过LED管闪烁报警。关键词：三极管、β、LED、电压比较器、报警设计任务要求基本要求：设计一个简易晶体管放大倍数β检测电路，该电路能够实现对三极管β值大小的初步判断。系统电源DC=10V通过该电路板块一能够检测出NPN、PNP三极管的类型。电路能够将NPN型三极管放大倍数β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三极管的β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β超出250时能够闪烁报警。提高要求电路能够将PNP型三极管放大倍数β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. NPN、PNP三极管β档位的判断可以通过手动或自动切换设计思路和总体结构框图本实验关键之处系如何将三极管放大倍数β的变化用一个便于测量的物理量的变化来表示。实验室最易测量的量即是电压，并且三极管CE极间电压便可反应集电极电流Ic的变化，故不妨用某种手段固定Ib值，通过检测CE极间电压的变化间接检测β的变化。而将电压值分为几个档位很容易想到用电压比较器实现并通过输出电流驱动LED显示出来。最后，报警电路可利用LED闪烁报警，可由555定时器实现。分块电路、总体电路的设计（电路图）现将实验电路可为“4+1”个板块。“4”指的是三极管类型判别电路、三极管放大倍数β档位判断电路和显示电路、报警电路和电源电路；“1”指的是从NPN型管β检测到PNP型管β检测的转换电路。以下依次介绍各版块。（电源电压选为10V）1.三极管类型判别电路电路设计图如左所示（右端输出为VC）首先用10V到12V电源串接1k电阻及LED，并用万用表测得普通LED发光二极管两级电压VLED=2.1～2.2V，又VBE=0.7V，VCC=10V有：IB==故：IC=IB?β=β值约在150～250区域变化，而 LED驱动电流（即IE，约为IC）约在5～10mA，那么：可知R1约在180k～216k,可取R1=200kΩ。 此时，有IC=0.036?β VC=10-0.036β?R（可设R=Rp+R2） 该式中R值的设计在下一分块电路设计中说明2.三极管放大倍数β档位判断电路和显示电路电路设计图如上所示（左端输入为VC）先设计R3、R4、R5、R6四个电阻值及第一板块中Rp、R2。由电路功耗、安全等性能考虑四分压电阻阻值和应在20k左右。可设R3+R4+R5+R6=20kΩ如图，可设电压比较器U1、U2、U3正输入端各点电压为V1、V2、V3。又由上一分块电路得：VC=10-0.036β?R可先假设取R=0.5k,依次可求得V1=7.3V，V2=6.4V,V3=5.5V由电阻分压定理，可计算得出：R3=5.4kΩ、R4=1.8kΩ、R5=1.8kΩ、R6=11kΩ可取：R3=6.2kΩ、R4=2kΩ、R5=2kΩ、R6=12kΩ此时，又可算得：V1=7.21V、V2=6.31V、V3=5.41V将以上各值与β=150、200、250对应代入VC=10-0.036β?R中，得：R=0.517kΩ、R’=0.513kΩ、R’’=0.510kΩ 则可取R=Rp+R2=514Ω此时Rp=294Ω 该值即为准确测量β值时滑动变阻器应调之值。下面设计保护电阻R2及Rp最大值：由于实验室三极管β值跨度范围有限，用调节Rp值模拟β的变化。为了使不论届时插入的三极管β值大小如何，调节Rp值均能使四盏LED灯都亮，做以下计算： 若插入的管子β=250，要使四盏LED灯都能亮，R值至少可调于310Ω～510Ω； 若插入的管子β=150，同理，R=517Ω～850Ω故可取保护电阻R2=220Ω、Rpmax=1kΩ②下面设计R7、R8、R9、R10 由第一板块知：VLED=2.1～2.2V，ILED=5～10mA 试验中，测得LM358N高电平输出VH=8.5V,低电平输出电压VL=1V，故流经LED的电流为，故，可取： R7=R8=R9=R10=620Ω3.报警电路电路设计如上所示 查阅资料可知取C2=0.01μF，LED管闪烁发光的周期