课题一晶体管直流电流放大倍数的测量 - 图文

课题一 晶体管直流电流放大倍数的测量

一、功能

本电路可以用来测试晶体三极管的直流电流放大倍数。

二、基本工作原理

晶体三极管直流电流放大倍数测量电路见电原理图，主要由直流稳定电源、被测晶体管及恒流源电路、积分式A/D转换电路、计数器、九位二进制驱动显示电路、复位清零电路等组成，方框原理图如下：

被测三极管及恒流源 校正电压 积分式A/D转换电路 计数器 九位二进制显示电路 复位清零 电路 直流稳压 电源

被测晶体三极管V3(PNP型)由V2与其周围元件构成的恒流源提供基极电流Ib，V3的集电极电流Ic流过R3，在R3上的电压降与Ic成正比。在Ib确定的情况下，也就是与V3的直流电流放大倍数（β）成正比。例如：若Ib＝0.1mA，测得UR3=2V，即Ic＝20mA，则β＝Ic/Ib=200。S1接通时，校正电压（2V）被送至IC1-2电压比较器的同相输入端，电路为校正状态；S2接通时，UR3被送至IC1-2电压比较器的同相输入端，电路为测试状态。

积分式A/D转换电路由积分电路、电压比较器、三输入端与非门、自激多谐振荡器等组成，将UR3模拟电量转换成若干个计数脉冲。利用V5的ic向积分电容C1充电，由于在充电开始的一段时间内充电电流是恒定电流，所以电容C1两端的电压UC1从0开始呈线性上升。uC1和UR3分别加在用作电压比较器的运算放大器IC1-2的反相和同相输入端，由电压比较器的传输特性可知，当uC1上升到刚超过UR3时，IC1-2的输出由高电平变为低

电平。电压比较器输出高电平的时间宽度Tw与UR3成正比。

IC3(4023)是三重3输入端与非门集成电路。IC3-B三输入端与非门的输入端中3脚接电压比较器的输出端，5脚因S3处于断开状态是高电平，4脚与IC2构成的自激多谐振荡器的输出端相接，输入连续的矩形脉冲。这样在电压比较器输出高电平的时间范围内，IC3-B的输出是与4脚输入的矩形脉冲相位相反的连续的矩形脉冲，而当电压比较器的输出由高电平变为低电平时，IC3-B的输出被锁定为高电平，无脉冲输出。IC3-B输出的脉冲数和电压比较器输出高电平的时间TW及自激多谐振荡器振荡频率成正比。

当UR3＝2V（校正电压）、TW＝2s时，调整RP3使自激多谐振荡器振荡频率为200Hz或400Hz（振荡频率可调范围约为130Hz～650Hz），则IC3-B输出的脉冲数为400或800,送至计数器进行计数。

IC4(4040)是十二位二进制计数器，用其连续九位作计数输出。利用计数器的分频功能，只要选取相应的输出端与驱动显示电路连接（用九根导线连接），就能使UR3＝2V（校正电压）时，显示数值刚好为200(011001000)。

九位二进制数显装置采用V16～V24九个发光二极管，发光为“1”熄灭为“0”,V24为最高位、V16为最低位，显示范围是二进制数000000000～111111111,即十进制数0～511。

复位清零电路利用IC3-A、IC3-C两个与非门构成一个RS触发器，当按下S3时RS触发器输出高电平分别使V6导通、积分电容C1放电，同时计数器清零。松开S3电路重新开始测试计数。

直流稳压电源采用IC1-1运算放大器作比较放大的串联型稳压电源。

三、装配要求和方法

1．电阻器、二极管（发光二极管除外）均采用水平安装方式，并贴紧印制电路板，色标法电阻器的色环标志顺序方向一致。

2．电容器采用垂直安装方式，高度要求为电解电容的底部离印制电路板小于4mm，其它电容器的底部离印制电路板6mm±2mm。

3．三极管、发光二极管采用垂直安装方式，高度要求为管底部离印制电路板6mm±2mm。

4．3296多圈电位器、集成电路插座、按钮开关应贴紧印制电路板安装。 5．所有焊点均采用直脚焊，焊接完成后剪去多余引脚，留头在焊面以上0.5mm～1mm，且不能损伤焊接面。

6．R1、R7、R31是调试电阻，先不装，调试中按要求选择后装配。

7．九位二进制显示电路和计数器之间需要用九根导线连接，在调试中完成。

8．总装加工 电源变压器用螺钉紧固在印制电路板的元件面，初级绕组的引出线向外，次级绕组的引出线向内，印制电路板的另外两个角上也固定两个螺钉，紧固件的螺母均安装在焊接面。电源线从印制电路板焊接面穿过孔Q后，在元件面打结，再与变压器初级绕组引出线焊接并完成绝缘恢复，变压器次级绕组引出线插入安装孔后焊接。

9．自检 对已完成装配、焊接的工件仔细检查质量，重点是装配的准确性，包括元件位置、有极性元件的极性、电位器的滑动臂、电源变压器的初、次级等；焊点质量应无虚焊、假、漏焊，搭锡，空隙、毛刺等；影响安全性指标的缺陷；元件整形。

四、调试要求和方法

1．主要性能指标

直流稳压电源输出电压10V 恒流源电流 0.1mA 校正电压2V

校正显示数值 011001000 测量显示结果正常 按S3复位清零 2．调试方法

（1）用计算的方法求出电阻R31的取值后，装上电阻，接通电源，测量直流稳压电源输出电压10V±0.5V。（提示：Uo＝U2×（R31＋R30）/R31）

（2）用计算的方法估算出电阻R1的取值，R1既是V2的上偏置电阻，又是决定V1工作电流大小的限流电阻。由于V2的放大倍数和其发射极电阻都是未知量，难以直接计算出R1作为V2上偏置电阻的阻值，而应从满足稳压管V1工作电流大小的要求来估算R1的阻值。为了保证稳压性能，V1的工作电流不宜选得太小（一般取5mA～10mA），由IR1=（Uc－Uz）/R1，且Iz≥5mA，IRP1=3mA，可估算出R1的阻值。装上电阻，将直流电流表串接在电路的a、b两点之间，调整RP2,使电流值等于0.1mA。用导线将a、b两点连接。

（3）调整RP1,使校正电压UB＝2V。R7位置用短接导线连接。

（4）合上拨码开关S1,断开拨码开关S2,按S3复位，释放S3计数开始，待数秒钟后，用万用表直流电压档测量计数器输出端的计数值（二进制），高电平为“1”、低电平为“0”，应为000011001000。若有偏差，可以通过调整RP3,改变多谐振荡器的频率，以及利用计数器的分频功能（计数器输出端选用）二种方法，使计数结果符合要求。注意，当计数值大于511时，将会出现“溢出”现象，计数结果会变得很小，所以必须反复测试、调整。将选定的计数器输出端和显示电路依次连接，复测检查显示结果应是011001000。

（5）断开拨码开关S1,合上拨码开关S2，按S3复位后，应能显示被测三极管的直流放大电流倍数（二进制数）。

五、工时定额 240分钟 六、电原理图

七、印制电路板装配图（元件面）

八、配套明细表

代号 R1 R31 备选 R2 R3 R4 R5 R6 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 R16 R17 R18 R19 R20 R21 R22 R23 R24 R25 R26 R27 R28 R29 R30 RP1 RP2 RP3 C1 名称 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 碳膜电阻器 多圈电位器 多圈电位器 多圈电位器 电解电容 规 格 680Ω、2.7KΩ 3KΩ、3.3KΩ 6.8KΩ、10KΩ 20KΩ 100Ω 3KΩ 24Ω 30KΩ 20KΩ 100KΩ 200KΩ 200KΩ 200KΩ 200KΩ 200KΩ 200KΩ 200KΩ 200KΩ 200KΩ 3KΩ 3KΩ 3KΩ 3KΩ 3KΩ 3KΩ 3KΩ 3KΩ 3KΩ 10KΩ 3KΩ 6.8KΩ 3296—1KΩ 3296—10KΩ 3296—20KΩ 100μF/16V 代号 名称 V5 三极管 V6 三极管 V7 三极管 V8 三极管 V9 三极管 V10 三极管 V11 三极管 V12 三极管 V13 三极管 V14 三极管 V15 三极管 V16 发光二极管 V17 发光二极管 V18 发光二极管 V19 发光二极管 V20 发光二极管 V21 发光二极管 V22 发光二极管 V23 发光二极管 V24 发光二极管 V25 二极管 V26 二极管 V27 二极管 V28 二极管 V29 稳压二极管 V30 三极管 IC1 集成电路 IC2 集成电路 IC3 集成电路 IC4 集成电路 S1 拨码开关 S2 拨码开关 S3 按钮开关 T 电源变压器 印制电路板 规 格 9012 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 φ3红色 φ3红色 φ3红色 φ3红色 φ3红色 φ3红色 φ3红色 φ3红色 φ3红色 1N4001 1N4001 1N4001 1N4001 3V 8050 LM324 NE555 4023 4040 1×2 1×2 220V/15V