2022年简易BJTβ检测电路设计方案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用沈阳航空工业学院课程设计说明书）简易 BJT 检测电路的设计班级 / 学号 6407103-076 同学姓名刘 畅指导老师孙 克 梅名师归纳总结 目录第 1 页,共 13 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用1. 概述 1 2. 方案论证 13.电路工作原理及说明 . 23.1 三极管类型判别电路 .2 3.2 三极管放大倍数 测量电路 .2 3.3 三极管放大倍数 的测量 . 2 3.4 现实电路 .2 4. 电路性能指标的测试 2 5. 结论 2

2、6. 性价比 2 7课设体会及合理化建议 2 附录元器件清单 3 附录整体电路原理图 4 参考文献 5 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用简易 BJT 检测电路的设计摘要： 本试验是为了能够判别出三极管的类型并能检测出 的挡位,设计了一个简易双极型晶体管电流放大系数 检测电路；此电路是由三极管类型判别电路,三极 管放大倍数测量电路,三极管放大倍数挡位测量电路和显示电路四部分组成；本实 验是先利用 NPN型和 PNP型三极管的电流流向相反的特性,判别三极管的类型是 NPN型仍是 PNP型；测

3、量 只要利用三极管的电流安排特性,将 的测量转化为对 三极管电流的测量,同时实现对挡位的手动调剂；接着依据比较器的原理实现八个 挡位的测量；最终显示电路发挥自己的功能用发光二极管将测量结果显示出来；关键字： 检测电路；比较器；发光二极管1概述电子技术是十九世纪末、二十世纪初开头进展起来的新兴技术,二十世纪进展 最快速,应用最广泛,成为近代科学技术进展的一个重要标志；第一代电子产品以 电子管为核心；四十岁月末世界上产生了第一只半导体三极管,它以小巧、轻巧、省电、寿命长等特点,很快地被各国应用起来,在很大范畴内取代了电子管；五十 岁月末期,世界上显现了第一块集成电路,它把很多晶体管等电子元件集成在

4、一块 硅芯片上,使电子产品向更小型化进展；集成电路从小规模集成电路快速进展到大 规模集成电路和超大规模集成电路,从而使电子产品向着高效能低消耗、高精度、高稳固、智能化的方向进展；电子设备中的电路都是由基本功能电路构成；此试验要求设计一个简易双极性 双管放大倍数 判定电路；该电路能够检测出三极管放大倍数 的挡位,同时可以 通过手动实现对挡位的转变；设计的电路要求至少能将 从 0分为 8 个档位； 所在的档位；此试验 能够手动调剂 8 个档位值的大小；通过点亮发光二极管指示涉及到很多模拟电子技术的学问象三极管如何判定NPN型仍是 PNP型,如何测量三极管的放大倍数的测量,同时也利用到了比较器的原理

5、,明白了发光二极管的作用以及 Multisim软件仿真等；象这样的BJT检测电路要求成本尽量最低,在模拟电子试验当中或实际生活当中都能有很大量的应用；可以说是特别的有用；本试验是让我们更加深刻熟识的把握一些模拟电子的基本学问,让我们对模拟电子这门课程更加明白并且更加有爱好；2方案论证设计一个简易双极性三极管放大倍数 判定电路；该电路能够检测出三极管放大倍数 的挡位,同时可以通过手动实现对挡位的转变；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用方案一：先利用三极管的电流流向相反的特性通过发光二极管的亮

6、灭来判定出三极管的类型；由于为可变电阻,即可手动调剂Vc 的值,把 Vc 接入运算放大器的集电极,然后手动调剂Vc 的值就可手动调剂挡位值,通过运算放大器输出的高低电平,发光二极管产生亮灭,就可以知道 值属于哪个挡位；BJT 类型判别电路 挡位检测电路 挡位指示电路方案一 原理框图方案二：此方案是先利用三极管的电流流向相反的特性通过发光二极管的 亮灭来判定出三极管的类型；然后接入专用电压比较器,然后手动调剂挡位 值,通过专用电压比较器输出与三极管输出电压,就可以知道 值属于哪个挡 位；此电路成本高；三极管类型判别电路方案二 原理框图通过比较,在这里打算挑选方案一；3电路工作原理及说明1三 极管

7、类型判别电路三极管类型判别电路如图 3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接上端,发射极接下端）,就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和灭,即可判定三极管的类型；并且将 端）,电路即可正常工作；PNP型三极管翻转连接 即集电极接下端,发射极接上2三极 管放大倍数测量电路测 量 电 路 如 图3所 示 ； 当 电 路 接 入三 极 管 放 大 倍 数NPN型三极管时 图3左图）,电路中的电流电压表达式为：1）2）名师归纳总结 由式 1）可以看出,由于为给定电阻,就为定值；再由式 2）可以看出,第

8、4 页,共 13 页通过三极管电流安排关系将转化为 ,就电压Vc 将随变化而变化,这就把- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用转化为电压量,便于后面档位的测量；而且由于 Vc 的值,也就可以手动调剂档位值；为可变电阻,即可手动调剂R1VCC12V 50%R3VCC12V 50%R2R4Key = aKey = a300kohm10K_LIN10K_LIN300kohmQ1 2N1711Q22N1132ALED1 LED2 LED_blue LED_blue图 3 三极管类型判别电路和三极管放大倍数 测量电路 当电路接入 PNP型三

9、极管时, 图3右图）,电路中电流电压表达式为：3） 4）由式3）和式 4）可得： 5）同理由式 5）可以看出,电压将随变化而变化,同时也可以通过调剂档位值；3三极管管放大倍数档位测量电路电阻部分如图4）中运算放大器和 10k电路所示,档位测量电路的核心部分是由运算放大器构成的8个比较电路；全部运算放大器的反相输入端连接图3）中侧量 电路的输 出端Vc或者；而运算放大器的同相输入端通过8个相同阻值的电阻把电源电压分成八等分,分别为 12V、10.5V、9V、7.5V、6V、4.5V、3V和1.5V；这样通过测量值和标准电压值和标准电压值的比较就可以把值分入 8个挡位；同时依据比较的结果,假如测量

10、值大雨标准电压值,就输出为低电平；假如测量值小于标准电压值,就输出为高 电平；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用 4显示电路如图4中限流电阻和发光二极管部分电路所示,显示电路是通过 8个发光二极管 来实现的；通过运算放大器输出高低电平,发光二极管产生亮和灭,这样就清晰的 知道值属于哪个挡位,达到了显示的作用；我们要留意的是,运算放大器的输出电 流要与发光二极管的驱动电流匹配,假如运算放大器的输出电流过大就要串接限流 电阻；假如运算放大器的输出电流过小就要接入晶体管进行电流放大；R4L ED

11、1R5LED2ueLED3R647 0 o hmLE D_ b u eL ED_b4 7 0 o h m LE D_ b u e4 7 0o h mVCC412U1A 1VCC412U2A 1VCC412U3A11 2 V313131LM 32 4 J J 1 2VL M 3 2 4 J 12 VL M 3 24 JR1R2R31 0 k oh m1 0 k oh m10 k o h m图4 三极管放大倍数 4电路性能指标的测试挡位测量电路和显示电路通 过仔 细的 模拟 仿真 电 路 ,决 定 采纳方 案 一；此电路 仿真过 程 中 挑选 了LM324AJ型号的运算放大器, LED型号的发光二

12、极管和型号为 2N1711 的三极管；本试验先依据三极管的电流流向相反这一特性,通过发光二极管的亮灭 便可以肯定三极管的类型；接着通过三极管电流安排关系把转换为电压量；并且可通过可变电阻手动调剂 Vc 的值,也就可以手动调剂挡位值；最终依据运算放大器的反相输入端名师归纳总结 Vc 的可调值和同相输入端的八个发光二极管的亮灭,就可以知道属于哪个挡位；第 6 页,共 13 页已知 R=33k, 可测得三极管基极电流=0.0353, 此时滑动变阻器给定值为 2k,依据可算得的数值挡位如下：1. 第一挡位： 030- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理

13、 仅限学习使用0 1.059 0 2.118 9.882 Vc 12 此时,只有一个运算放大器的同相输入端电压大于反相输入端电压,就在第一档位八个发光二极管中有一个发光二极管亮；2.其次挡位： 30602.118 1.0592.118Vc4.236 7.7649.882 此时,只有两个运算放大器的同相输入端电压大于反相输入端电压,就在其次档位八个发光二极管中有两个发光二极管亮；3.第三挡位： 60903.177 2.1184.236Vc6.354 5.6467.764 此时,有三个运算放大器的同相输入端电压大于反相输入端电压,就在第三档位八个发光二极管中有三个发光二极管亮；4. 第四挡位： 9

14、0 120 3.177 4.236 6.354 8.472 3.528 Vc 5.646 此时,有四个运算放大器的同相输入端电压大于反相输入端电压,就在第四档位八个发光二极管中有四个发光二极管亮；名师归纳总结 5.第五挡位： 12022Vc0 第 7 页,共 13 页4.2365.295 8.47210.59 1.413.528 - - - - - - -1B H62 1BH62 1 R6LED21R2 0 2 U20ALM 3 24AJ 1.0 k Oh m_ 5% 精选学习资料 LE D8 9.1 kOh m_ 5% 1112V- - - - - - - - - D8 D73 4 VCC1

15、B H62 1 BH6 21 R7R2 1 2 U2 1A1.0 k Oh m_ 5%LM 32 4 AJ9.1 kOh m_ 5% 1112VD9 D10VCC LED231B H62 1BH623 41 R8R22 2 U2 3A1. 0k Ohm _ 5%D121BH62 9.1 kOh m_ 5%D111 BH62 3 114 VCC 12V LE D24 个人资料整理 仅限学习使用 LM 32 4 AJR9此时,有五个运算放大器的同相输入端电压大于反相输入端电压,就在第五档位八 11 1 2VD14D13 1BH62 4 VCC个发光二极管中有五个发光二极管亮；LM 3 2 4AJ

16、LE D25116.第六挡位： 150 180 5.295 6.354 10.59 12.708 -0.708 Vc 1.41 此时,有六个运算放大器的同相输入端电压大于反相输入端电压,就在第六档位八个发光二极管中有六个发光二极管亮；7.第七挡位： 180210 7.413 6.35412.708Vc14.826 -2.826-0.708 此时,有七个运算放大器的同相输入端电压大于反相输入端电压,就在第七档位八个发光二极管中有七个发光二极管亮；8. 第八挡位： 210 240 7.413 8.472 14.826 16.944 -4.944 Vc-2.826 此时,有八个运算放大器的同相输入端

17、电压大于反相输入端电压,就在第八档位八个发光二极管全部亮；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用R2VCC12 V34VCC12 V检测电路的总电路图1R3R102U1 7 A1 0kO hm _ 5 %L ED1891 k O h m_ 5%LM 3 2 4A J12 VD2D1111B H 621 B H6 234R4VCC1 2 VR182U1 8 A11 0kO hm _ 5 %LE D19VCC91 k O h m_ 5%LM 3 2 4A J111 2VR1D3D4VCCKe y=

18、 a5%1 B H 6 21 B H6 23410 K_ L NR512U1 9 A1 0kO hm _ 5 % 12 VL ED430 0 k Oh m _ 5 %Q2D5R193LM 3 2 4A J9 1kO hm _ 5 %11VCC2N 1 7 11D64R6L ED2 11 B H6 21 B H6 21R202U2 0 A1 0kO hm _ 5 %LM 3 2 4A J12 VL ED89 1 k O hm _ 5%11D8D734VCC1 B H6 21B H 6 2R71R212U21 A1 0kO hm _ 5 %9 1 k O hm _ 5%LM 3 2 4 A J 1

19、112 VD9D1 0VCCL ED2 31B H 6 21 B H6 234R81R2 22U23 A1 0 k O h m _5 %LM 3 2 4 A J12 VLED249 1 k O hm _ 5%11D1 2D1 1VCC1 B H 6 21 B H6 2341R91 0 k O h m _5 %R2 32U22A9 1 k O hm _ 5%L M 32 4 A J1 2VLED22D1 3D1 43114VCC1 B H6 21B H 62R11D16D15R2 42U2 4A11B H6 21B H 629 1 k O hm _ 5%1 0 k O h m _5 %L M 3

20、2 4 AJLED2511简易双极性三极管放大倍数名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用5.结论本试验要求设计一个简易双极性三极管放大倍数判定电路；要求该电路能够利用三极管的电流流向相反的特性来判定晶体管的类型；可以通过可变电阻,可调剂 Vc的阻值,也就可以手动调剂档位值；通过运算放大器输出的高低电平,发光二极管的亮的个数就可以知道在哪个挡位；想检测出三极管的放大倍数的挡位其实并不困难,本试验考虑到成本和器件我挑选了我们常用的运算放大比较器,像一个不知 道类型的三极管要知道它的类型并不困难了；

21、设计这样的一个电路是很便利对一些参数的测量,像在本试验当中测量值就变得很简洁了；我们可以通过三极管电流安排关系将转化为 ,这样很简洁就可以算出的理论值,通过二极管的亮灭就可以显示试验结果；该设计用到的运算放大器和发光二极管都是我们日经常用的器件,并且本试验 原理简洁易懂,电路图比较对称,易读；从器件挑选到设计整体都考虑器件的常见 度与成本；总体看来都遵循性价比原就；6.性价比本试验所设计的电路,基本上实现了设计技术指标的要求,简洁懂得性能较好,元器件不仅性能好而且价格廉价；一次所设计的电路的性价比较高7课设体会及合理化建议通过这一周的课程设计我学到了很多的学问,每天都会接触Multisim软件

22、,让我对它更加的明白,同时更加娴熟的有用这个软件；每天为了更好更完善的课程设 计,我开头会先看一些书本上的跟本试验有关的学问,我会专心的复习,每天我都 会去图书馆查找一些跟运算放大器有关的资料,我信任这些会对期末考试和日后的 学习带来很大的帮忙；同时让我明白了一些元器件的作用和特点,我信任这些都会 在日后的工作当中起到很大的作用；我也信任这也是我学问宝库里最宝贵的财宝；一周的时间很短暂,在这短短的一周时间内我对模拟电路更加的得心应手,同 时对运算放大电路的学问把握的更加牢靠,最重要的是这次课程设计锤炼了自己的 才能并且磨练了意志,而这些正是我将来踏入社会所需要的,在高校期间有这样的 一个锤炼机

23、会我觉得很好,试验中我遇到了一些麻烦,幸好有老师耐心的指导,随 说仍是得靠自己的砖研,但仍是跟老师的指导分不开；在这里要感谢老师；在本次试验中我看到了自己的不足和对学问把握的不牢靠,同时试验过程中意 志力也受到了严峻的挑战,但最终仍是克服了,期望以后仍能有更多这样锤炼我们 的机会；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用附录 元器件清单序号编号名称型号数量1 Q2三极管2N1711 1 电位器10 k1 2 LED 3 发 光 二 极LED 9 管4 LM324AJ 运 算 放 大LM324A

24、J 8 器5 R2电阻300k1 电阻1k8 6 R3 R4 R5 R6 R7R8 R9R117 R10R18 R19R20电阻9.1k8 R21R22R23R248 Vcc 电源电压12V10 9 二极管16 D1D2D3 D4 D5 1BH62 D6 D7D8 D9D11D12D13D14D15D16名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用名师归纳总结 R2VCC12 V34VCC12 VL ED18附录 II总电路图第 12 页,共 13 页1R3R102U1 7 A1 0kO hm _

25、 5 %91 k O h m_ 5%LM 3 2 4A J12 VD2D1111B H 621 B H6 243R4VCCLE D191 2 VR182U1 8 A11 0kO hm _ 5 %VCC91 k O h m_ 5%LM 3 2 4A J1 2V11R1= a5%D3D4VCCKe y1 B H 6 21 B H6 2L ED410 K_ L N34R512U1 9 A30 0 k Oh m _ 5 %1 0kO hm _ 5 % 12 VQ2R19O hm _ 5 %LM 3 2 4A J9 1k11VCCL ED2 12N 1 7 11D5D634R61 B H6 21 B H

26、6 21R202U2 0 A1 0kO hm _ 5 %LM 3 2 4A JL ED89 1 k O hm _ 5%1112 VD8D734VCC1 B H6 21B H 6 2R7L ED2 31R212U21 A1 0kO hm _ 5 %LM 3 2 4 A J9 1 k O hm _ 5%12 V11D9D1 0VCC1B H 6 21 B H6 234R8LED241R2 22U23 A1 0 k O h m _5 %LM 3 2 4 A J9 1 k O hm _ 5%1112 VD1 2D1 1VCC1 B H 6 21 B H6 2341R9LED22R2 32U22A1 0

27、 k O h m _5 %9 1 k O hm _ 5%L M 32 4 A JD1 4111 2VVCCD1 31 B H6 2341B H 62R11D16D15R2 42U2 4A11B H6 21B H 629 1 k O hm _ 5%1 0 k O h m _5 %LED25L M 32 4 AJ11- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用参考文献1 童诗白,华成英主编者. 模拟电子技术基础 . M 北京：高等训练出版社,2006年2 赵淑范、王宪伟主编.电子技术试验与课程设计. M 北京：清华高校出版社,2006 年3 孙孝子、邓建国等主编 .电子设计指南 . M 北京：高等训练出版社,2006年4孙肖子等编著 . 模拟电子技术基础 .M 西安：西安电子科技高校出版社 ,2001 年5何希才编著 . 常用电子电路应用365 例.M 北京：电子工业出版社, 2006 年名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 13 页