简易双极性三极管放大倍数检测电路

内蒙古师范大学计算机与信息工程学院《低频电子线路》课程设计报告

简易双极性三极管放大倍数检测电路

计算机与信息工程学院 2011级通信班 张利刚 20111105465

指导教师 张鹏举 讲师

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。 本实验的是实现对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。 关键词 晶体管 β检测电路 发光二极管 电压比较器

1 设计任务及主要技术指标和要求

（1）设计一个简易双极型三极管电流放大倍数β判断电路，该电路能检测出三极管电流放大倍数β的档位，同时可以通过手动实现对档位的改变。

（2）此简易双极型三极管电流放大倍数β判断电路可由三极管类型判断电路、

三极管电流放大倍数测量电路、三极管电流放大倍数挡位测量电路、显示电路、电源电路等几部分组成。

a ．三极管类型判断电路：要求该电路能够检测出三极管的类型（NPN 或PNP ）；

b ．三极管电流放大倍数测量电路：要求该电路能够测出电流放大倍数β；

c ．三极管电流放大倍数挡位测量电路：要求该电路至少能够将三极管电流放大倍数β从0－+∞分为8个挡位，并可通过手动调节8个挡位值的具体大小；

d ．显示电路：要求该电路能够将不同的三极管电流放大倍数β加以区别显示；

e ．电源电路：要求该电路为上述各电路提供12V 直流电源。

2 工作原理

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C V 大于标准电压值，则输出低电平；如果

C V 小于标准电压值，则输出为高电平。从而对不同的C V 与分压电阻上的不同电压值进行比较，输出不同的电压值，间

接实现了测量不同的 值得目的。

3基本组成

简易双极性三极管放大倍数β检测电路的总体框图

3.1三极管类型判别电路

如图，由于NPN 型与PNP 型二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），则NPN 型三极管导通，从而发光二极管亮。PNP 型三极管无法导通，发光二极管不亮。因此通过发光二极管的亮或灭，即可判定三极管的极性。并且将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。

图3 彩灯控制器的花型演示电路

NPN型PNP型

3.2三极管放大倍数β档位测试电路

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：

1

22()/B CC BE LED C CC C CC B I V V V R V V I R V I R β=--=-=-

通过上式可以看出电压随β的变化而变化。这样即把β转化为电压量进行测量，而又由于可以设计R2为可变电阻，即可以手动调节的大小，这样，也就实现了手动调节放大电路的β值。

三极管放大倍数β档位测试电路的核心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八个标准电压值，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Vc 大于标准电压值，则输出低电平；反之，则输出为高电平。从而对不同的Vc 与分压电阻上的不同电压值进行比较，输出不同的电压值，间接实现了测量不同的β值得目的。

3.3 显示电路

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β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。

3.4电源电路

直流稳压电源是一种将220V 工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要经过变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。

(1)电源变压器：是降压变压器，它将电网220V 交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。

(2)整流滤波电路：整流电路将交流电压Ui 变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。

(3)滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压各滤波电容C 满足RL-C ＝（3~5）T/2。

(4)稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。

4设计步骤及方法

4.1三极管类型判别电路

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（１）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。

4.2三极管放大倍数β档位测量电路

根据上图所示电路，当电路接入NPN型三极管时，电路中的电流电压表达式为：

IB=VCC-VBE-VLED =12V-0.7V-VLED

R1 R1

VC=VCC-IC*R2=VCC-IB*R2

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装化为β*IB，则电压VC将随β的变化而变化，这就把β转换为电压量，便于进行β档位的测量。而且由于R2为可变电阻，即可手动调节VC的值，也就可以手动调节档为值。

当电路接入PNP型三极管时，电路中的电流电压表达式为：

β*IB*R2+0.7*V=IB*R1

VE=VCC-IC*R2=12V-β*IB*R2

同样，电压VE将随β的变化而变化，同时也可以通过R2调节β档位值。三极管放大倍数档位判断电路如下图所示，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输出端VC或者是VE，而运算放大器的同相输入端通过电阻对电源电压分压，得到八个标准电压值，这样通过VC或者是VE的测量值与标准电压值进行比较就可以把β值分为4四个档位。同时根