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自製三極體電流放大演示器

admin @ 2014-03-19 , reply:0

概述

自製三極體電流放大演示器自製三極體電流放大演示器該演示器的面板為50cm×40cm。箱厚8cm。面板上裝有66隻發光二極體、2隻直流電流表、3隻開關、1個旋鈕。通過發光二極體組成的流水燈。……
自製三極體電流放大演示器
自製三極體電流放大演示器

該演示器的面板為50cm×40cm。箱厚8cm。面板上裝有66隻發光二極體、2隻直流電流表、3隻開關、1個旋鈕。通過發光二極體組成的流水燈。把抽象的電流流動用流水燈的流動進行模擬演示。兩隻電流表分別顯示三極體基極和集電極電流。清楚、精確地反映出兩路電流的大小和它們的相互關係。還可以看出三極體飽和時兩路電流的變化情況。演示時。通過旋動旋鈕。調節三極體基極電路中的可變電阻,不僅可以清楚地看到兩隻電流表上的指針偏轉在改變,還可以直觀地看到反映基極電流大小的流水燈的流動速度和反映集電極電流大小的流水燈的流動速度。電流越大,對應流水燈的流動速度越快。  演示三極體截止時,把基極電路中的開關斷開,其他兩隻開關接通,可以看到兩隻電流表上的指針沒有偏轉。反映基極電流大小的流水燈不亮,而反映集電極電流大小的流水燈有幾隻亮著,但不會流動。

演示三極體放大時,把三隻開關都接通,可以看到兩隻電流表上的指針均有偏轉,反映基極電流大小和反映集電極電流大小的流水燈都在流動。隨著旋鈕的順時針旋轉,三極體基極電路中可變電阻阻值在減小,兩隻電流表上的指針偏轉增大,反映兩路電流大小的流水燈的流動速度加快。反之,指針偏轉減小、流水燈的流動速度降低。



當旋鈕順時針旋到一定位置,即三極體基極電路中可變電阻阻值減小到一定值時,可以看到集電極上的電流表指針偏轉和反映集電極電流大小的流水燈的流動速度不再增大,而基極上的電流表指針偏轉和反映基極電流大小的流水燈的流動速度可以繼續增大。這就是三極體飽和狀態時的工作情況。  當把三極體集電極電路中的開關斷開。其他兩隻開關接通時,可以看到基極上的電流表指針照常偏轉。基極上的流水燈照常流動,偏轉多少、流動速度照樣與基極電路中可變電阻阻值大小有關。而集電極上的電流表指針沒有偏轉,集電極上的流水燈沒有亮。

本演示器的具體電路如上圖、下圖所示。上圖中的ICl、IC2、電位器W1-1及三極體V1~V3等組成基極流水燈控制電路。

IC3、IC4及三極體V5~V8等組成集電極流水燈控制電路。電位器Wl-2、三極體V4等就是面板上的三極體電流放大電路。ICl和IC3為時基電路NE555。IC2和IC4為十進位計數/分頒電路CD4017。改變w1-l的阻值,可以改變ICl的振蕩頻率。ICl(3)腳輸出的振蕩信號加到IC2的脈衝輸入端。其Y0~Y3輸出端即(3)、(2)、(4)、(7)腳依次輸出高電平。(7)腳的輸出加到複位端,Y0~Y2的高電平分別控制三極體V1~V3通斷,從而使三組發光二極體輪流導通,產生流動效果。同理,IC3輸出的振蕩信號加到IC4的脈衝輸入端,IC4輸出的高電平分別控制三極體V6~V8通斷。與左邊控制電路不同的是。右邊控制電路的流動速度不是直接由電位器調節,而是由三極體V4控制的。V4截止時,IC3停止振蕩,流水燈不流動。V4集電極的電壓越低,IC3振蕩越快,流水燈的流動速度也越快。V4飽和后,V4的集電極與發射極間的電壓降基本恆定,IC3的振蕩不再加快,流水燈流動速度也就不再加快了。圖3中,W1為100kΩ雙連電位器。K1、K3為單刀單擲開關,K1除控制三極體V4基極通斷外,還控制基極流水燈電路的電源。K2為四刀雙擲開關,其中K2-l控制三極體V4集電極通斷和集電極流水燈控制電路的電源。K3為總電源開關。LEDl~LED66為紅色φ5mm發光二極體,C2為滌綸電容,G1為1mA直流電流表,G2為50mA直流電流表。7812為12V三端穩壓集成塊。



下圖是66隻發光二極體的連接電路。當開關K2-l閉合時,K2-2、K2-3、K2-4開關觸點接在圖中的上方,LED31~LED40、LED44~LED53、LED57~LED66由集電極流水燈控制電路控制。當開關K2-l斷開時,K2-2、K2-3、K2-4開關觸點接在圖中的下方。上述發光二極體由基極流水燈控制電路控制。

各發光二極體在面板上的安裝位置如右圖所示。

使用現狀:本演示器經部分中職學校、技校電子電器專業學生使用,效果很好。  發展方向:藉助發光二極體模擬電流的流動來進行直觀教學,不僅可以用在本演示器上,還可以用於如二極體組成的橋式整流、全波整流、半波整流等電路,以及變壓器升降壓、高壓送電、LC振蕩、電容充放電等電路的演示中。發光二極體不僅可以設計成三組,還可以設計成四組或四組以上,從而達到更佳的流動效果。發光二極體也可以採用φ3mm的,φ8mm、φ10mm的,普通亮度的,或高亮度的。就本演示器來說,可以把面板設計成如左圖所示,即採用獨立的發光二極體作為反映集電極電流大小的流水燈和基極電流大小的流水燈。同時在三極體的基極與發射極間、集電極與發射極間各接一隻雙刀雙擲開關。  從而可以增加兩項三極體出現短路情況的演示。對於流水燈的控制電路,可以把發光二極體的供電電壓設計成更高值,這樣每組中的發光二極體可以串接得更多。從而降低每個驅動三極體的工作電流。

註:上圖中電阻R6焊在發光二極體電路板上,變壓器B次級15V輸出端串接一隻0.5A保險管。組裝完成通電時,若兩隻電流表指針出現抖動現象,可在三極體V4的b極與地之間接一隻10μF/16V的電解電容。若出現流水燈有時閃動無序的現象,可在ICl、IC2和IC3、IC4的電源正極與地之間各接一隻220μF/25V的電解電容。





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