开关电路设计

1武汉理工大学开放性实验报告项目名称：三极管开关电路设计实验室名称：创新实验室学生姓名：1创新实验项目报告书实验名称三极管开关电路设计日期2011.12.16姓名专业电子信息工程一、实验目的（详细指明输入输出）用三极管设计开关电路，电路须达到以下指标：1.最大开关频率≥10KHz（不加输出负载）；2.其输出用以控制继电器的通断（输入信号1Hz）；3.有效输入控制电压Vin≤0.7V或Vin≥4.3V；4.设计两种开关电路：高电平饱和导通、低电平饱和导通；二、实验原理（详细写出理论计算、理论电路分析过程）(不超过1页)利用三极管的截止和饱和两种工作状态，完成三极管开关作用。1高电平饱和导通电路选用NPN三极管可以达到高电平饱和导通。当VBE为足够大时，Ic足够大，且VCE足够小，三极管饱和导通。当VBE足够小时，Ic很小，三极管截止。在B极输入端串联R1电阻，使得截止状态的输入信号电平向上抬，以扩大低电平断开的范围。己知hfe,当输入信号为4.3V时，IB=(Vin-0.7)/R1.Ic=hfe*IB2低电平饱和导通电路选用PNP三极管可以达到低电平饱和导通。当VBE足够大时，Ic足够大，且VCE足够小，三极管饱和导通。当VBE足够小时，Ic很小，三极管截止。在B极输入端串联R1的电阻，使得截止状态的输入信号电平向上抬，以扩大低电平断开的范围。己知hfe,当输入信号为0.7V时，IB=(5-Vin-0.7)/R1=0.6mA.Ic=hfe*IB2三、实验过程（记录实验流程，提炼关键步骤）（尽可能详细）1元件参数及原理图1.1高电平饱和导通电路1.1确定元件参数三极管选用2N5551,R1=5.6k,R2=180欧。电路如下图：1.2原理图及仿真在仿真结果表明电路可行2低电科饱和导通2.1确定元件参数三极管选用2N5041，R1=5.6K，R2=50欧。电路如下图：2.2原理图及仿真2焊接、调试、改进按照设计的原理图，焊接了电路并进行了调试。在测试控制继电器环，当输入信号为1Hz的时，两个电路均能控制继电器的通断。3在测试开关电路的开关频率时，两个电路的开关频率均不达标。输出信号的方波波形失真严重,尤其是低电平饱和导通电路。于是过电路进行了修改，在输入电路串联电阻上并联了个大电容，波形得到了改善。四、实验结果（详细列出实验数据、结论分析）开关频率50kHz响应是否正常：正常五、实验总结（实验中遇到的已解决和未解决的问题）困难开关频率低。解决方案：在输入端串联一适当电阻。问题解决。注意：1、实验报告正文内容需达到3页以上；2、可以添加加附录；3、实验报告应加强对实验过程的说明。