晶体管放大电路实验报告

1、电子电路综合设计实验实验三 晶体管放大倍数检测电路的设计与实现实验报告信息与通信工程学院摘要：简易晶体管放大倍数检测电路由三极管类型判别电路，三极管放大倍数档位判别电路，显示电路，报警电路和电源电路五部分构成。三极管有电流放大功能，当放大后的电流大小不同时，三极管的集电极电压也不同。一般三极管分为PNP和NPN两种类型。三极管类型判别电路的功能是利用NPN型和PNP型三极管电流流向相反的特性，通过判断发光二极管亮灭判断三极管的类型是NPN型还是PNP型。三极管放大倍数检测电路是用以判别三极管类型并予以检测放大倍数的检测电路。其首先是利用三极管NPN和PNP电流流向相反判断三极管类型，在利用三极

2、管的电流放大功能，将的测量转化为对三极管集电极或发射集电流的测量，再通过电阻转换为电压信号的测量，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极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。关键字：类型判别，电流放大，比较器，测量转换放大倍数，protel设计软件一、设计任务要求1.基本要求：设计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大小的初步判断。1） 电路能够检测出NPN、PNP三极管的类型；2） 电路能够将NPN型三极管放大倍数分为大于250、20

3、0250、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） 当超出250时能够光闪烁报警；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。二、设计思路和总体结构框图：本实验共包括五个模块，如上图所示，分别为：电源电路，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。其中，电源电路用以向电路提供直流电能

4、；三极管类型判断电路用于判断三极管类别，根据不同三极管电流流向不同的特点区分NPN管与PNP管；三极管放大电路倍数档位判断电路利用三极管放大功能，使不同的对应不同的集电极电流而改变电压信号大小，进而通过集成运放器实现档位的判断，并使用电位器实现对不同档位的手动调节；显示电路的功能是利用发光二极管将测量结果显示；报警电路的作用为当超出测量范围时，能够进行报警提示。 简易双极性三极管放大倍数检测电路的总体框图三、分块电路设计和总体电路的设计（含电路图）1.三极管类型判别电路三极管类型判别电路如下图所示。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

5、接上端，发射极接下端），则PNP型三极管无法导通，从而发光二极管不亮。因此通过发光二极管的亮或灭，即可判断三极管的极性。并将PNP型三极管翻转连接（即集电极接下端，发射极接上端），电路即可正常工作。其中Vcc=12V，R1=330k，R2=1k，Rp=1k。2.三极管放大倍数档位测量电路和显示电路电路接入NPN 型三极管时，电路中的电流电压表达式为：IB=(VCC-VBE-VLED)/R1=(12V-0.7V-VLED)/R1VC=VCC-ICR2=VCC-IBR2由上式可以看出，由于R1 为给定电阻，则IB 为定值。通过三极管电流分配关系将IC 转换为IB，则电压VC 将随 变化而变化，这就

6、把转换为电压量，便于进行不同档位的测量。而且由于R2 为可变电阻，即可手动调节VC 的值，也就可以手动调节挡位值。当电路接入PNP 型三极管时，电路中的电流电压表达式为：IBR2+0.7V=IBR1 VE=VCC-ICR2=12V-IBR2同样，电压VE将随变化而变化，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图中的输出端VC或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VE的测量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

7、为低电平；如果测量值小于标准电压值，则输出为高电平。具体参数：R3=3k，R4=R5=1 k，R6=3.3 k,R7=R8=R9=R10=1 k.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，发光二极管产生亮和灭，这样就清楚地知道值属于哪一个档位，达到了显示的作用。这里需要注意的是，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的就要串接限流电阻；如果运算放大器的输出电流过小就要介入晶体管进行电流放大。3.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

8、电平，采用该高电平作为NE555集成电路的供电电源，可控 555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。闪烁周期T=0.7(R1+R2)C1占空比D=R2/（R1+2R2）具体参数：R11=10k，R12=1 k，R13=1 k，C1=10F，C2=0.01F。4.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交流电转换成为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。四、功

9、能说明本实验共完成三项功能：电路能正确的判断三极管的类型（NPN型和PNP型），当三极管为8050（NPN型）时，类型判别电路中的发光二极管能正常发光，当三极管为8550（PNP型）时，类型判别电路中的发光二极管不能发光。电路能够将NPN型三极管放大倍数分为大于250，200-250，150-200，小于150共四个档位进行判断，属于哪个档位时，相应的指示该档位的发光二极管亮，显示值的范围。当值超过250时报警点路中的发光二极管能闪烁报警。发光二极管工作应分为四个档位：A档（150），B档(150200)，C档(200250) 将电路连好并通上直流电源，通过改变电位器阻值大小观察发光二极管的工

10、作情况，并记录跳变工作电压大小。档位理论电压实际电压A档12.0V12.0VB档9.45V9.47VC档8.60V8.62VD档7.75V7.78V分析可知，理论跳变电压与实际跳变电压存在微小误差，其原因是因为实际元器件无法做到精准，与理论元器件间存在误差。因误差较小，可近似忽略，则可得出结论电路工作正常。五、故障及问题说明首先出现的问题就是，没有查LM358的相关知识，傻傻的以为运放都一样，按照uA741的连接方式，结果发现不对，当查了资料之后才发现自己的知识是多么少，以后一定要勤于查看资料，多多学习课外的知识。在检验不同值时，发现可变电阻器只对前中间两个灯有作用；而后两个灯，总是同时亮或者

11、同时不亮，而且报警电路在第四个灯亮时也没有亮。经调试改变适当的电阻重搭电路后，四个二极管终于分别能亮了，但是这个时候用的是10k的滑动变阻器，经过老师的指导教诲，我们将每一个档位的电阻值再次准确化；终于，我们运用1k的滑阻器也能够完成四个灯都亮的要求，这也是我们小小的成就感。还有就是开始使用的稳压管，稳压电压过于高，不符合四个放大倍数的电压档位要求，之后我们去掉了稳压管，换了基极电阻，之后完成了实验要求。检测测量不同值的精确度，可能由于实际电阻的误差问题，并不完全与理论符合，在测量为245的三极管时，测得值为大于250，但其他的三极管测得值还是比较准确的。比如183和213的三极管就可以分辨出

12、来。六、总结和结论这学期的电子电路实验与上学期有很大的不同，在没有既定套路的情况下完成实验。从最初的查资料、插电路板，到现在已能完成拓展要求，这学期的电路实验，让我感慨颇多。这次电路实验教会我最多的不是学术知识，而是面对工科学习的一种态度。通过本次实验，我更加深刻的理解了三极管的工作原理，对NPN型和PNP型三极管的区别有了更深刻的认识。并且加深了对晶体管值意义的理解；了解掌握了电压比较器电路的实际使用；对NE555集成电路也有所了解。进一步地增强了设计试验参数和动手操作的能力。还通过用protel软件制电路图，画版图，对这个软件有了一定的了解，接触到了比较专业的制作电路板的软件。在实验当中，

13、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较，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，1K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，且是实现比较功能，它对电压比较敏感，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，避免产生干扰；当电路发生问题时，应首先断电源，在认真检查电路，若查找不到原因，则需要通过万用表检测个点处的电压/电流值，以确定是否短路或有元器件烧毁。在发现问题之后。通过分析，找出问题所在，并能够运用理论解决实际问题，这也是我们以后在实验中必须要掌握的能力；同时我们还应具有敢于实践的勇气。本次实验中所测数据与理论计算值又很小的偏差，这可能是由于导线等原因造成的。这说明理论和实际是有出入的，而实验就是为了使理论更好的应用于实际当中！七、实验原理图原理图（没有电