晶体管放大倍数B检测电路的设计与实现实验报告班级：****姓名：****学号：****班内序号：****【摘要】晶体管是工程上常见的一种元器件，放大倍数为其基本参数为了检测出不 同晶体管的放大倍数的粗略值，本实验利用集成运放和发光二极管，将晶体管的 放大倍数分成若十个档位进行测量利用本实验的电路，可以成功实现对晶体管 类型的判断，对晶体管放大倍数的档位测量，并在3>250时实现报警放大倍 数的检测对于晶体管的工程应用具有重要意义，对于任意一个晶体管，在工程应 用前，都应检测出它的类型及放大倍数关键词】电子电路设计测量晶体管放大倍数B【实验目的】1、 加深对晶体管B值意义的理解；2、 了解并掌握电压比较器电路和发光二极管的使用；3、 提高独立设计电路和验证实验的能力设计任务和要求】【基本要求】1、 设计一个简易晶体管放大倍数B检测电路，该电路能够实现对三极管B值大 小的初步判断系统电源DC+12V2、 电路能够检测出NPN、PNP三极管的类型；3、 电路能够将NPN型三极管放大倍数B分为大于250、200〜250、150〜200 和小于150四个档位进行判断；4、 用发光二极管来指示被测三极管的放大倍数B值属于哪一个档位，当B超出 250时二极管能够闪烁报警；5、 在电路中可以手动调节四个档位值的具体大小；【提高要求】1、电路能够将PNP型三极管放大倍数B分为大于250、200〜250、150〜200 和小于150四个档位进行判断，并且能手动调节四个档位值的具体大小。
2、NPN、PNP三极管B档位的判断可以通过手动切换设计思路】简易双极型三极管放大倍数B检测电路的设计总体框图如下所示:电路由五部份组成:三极管类型判别电路、三极管放大倍数B档位判断电路、 显示电路、报警电路和电源电路三极管类型判别电路的功能是利用NPN型和PNP型三极管的射极、基极、集 电极电流流向均相反的特性而实现的对于一个NPN型的三极管，若要工作在放 大区，则其基极与射极之间电压应为正向电压，且集电极的电位要比基极电位高 而对于PNP型的三极管则相反三极管放大倍数档位判断电路的功能是利用三极管的分配特性，将B值的测 量转化为对三极管电流或电压的测量，同时能够对档位进行手动调节再通过电 压比较器，实现档位的判断我们知道对于一个电压比较器，若其正输入端输入 的电压高于其负输入端的电压值，则其输出为高电平，反之为低电平利用这个 特性可以实现对前一级电路的输出电压进行判断并处理显示电路主要由四个发光二极管与四个限流电阻串联组成，接在三极管放大 倍数档位判断电路下一级，不同的运放输出电压的不同，将导致被点亮的二极管 不同报警电路主要由一个555计时器和一个发光二极管实现通过555计时器输 出端高低高电平的变换而实现二极管亮和灭的轮换。
电源电路的功能是为各模块电路提供直流电源所用仪器及元器件】1、万用表2、直流稳压电源3、集成运算放大器2个4、555定时器1个5、发光二极管6个6、电位器1个7、实测双极型晶体管若干个8、电阻电容若干个【电路设计及功能实现】一、三极管类型判断电路NPN型管判断电路如下图（左）所示，PNP型管判断电路如下图（右）所示，由 于NPN型和PNP型三极管的电流流向相反，当两种不同类型的三极管按下图的其 中一种连接方式接入电路时，如按图左将晶体管接入电路，将集电极接上端，发 射极接下端，那么NPN型三极管能够正常导通，发光二极管亮，而PNP型三极管 无法导通，从而发光二极管不亮因此，由二极管的亮和灭就能够判断出三极管 的类型是NPN还是PNPvccR2_ <1QkQ .N PN判jQ1：..：：2N2222A别电路R6 300kQR7.:Lft3:.:?1kQ20 %PNP判别电路说明：电路中加了一个电位器Rp,其主要作用是改变三极管一端连接的电 阻的阻值，从而达到对于同一个三极管，可以改变Vc点的电位，从而实现在电 路中手动调节四个档位B值具体的大小，与后面的电路相连从而实现电路的检测 功能二、三极管放大倍数B档位测量电路和显示电路首先，先介绍一下LM358的结构及主要参数。
LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关LM358的电路结构如图2所示由图可以看出，一个LM358芯片有8个OUT J材匚匚INI WQVT2me*)，端口，编号分别为1〜8其中端口 8为电源输入端在单电源条件下其可取电压值为3〜30V；端口 4是接地端；端口 2是其中一个运算放大器的反相输入端， 端口 3则为该运算放大器的同相输入端端口 6为另一个运算放大器的反相输入 端，端口 5则为该运算放大器的同相输入端，端口 1和7分别为两个电压比较器 的输出端运算放大器在本电路中所起的作用为电压比较器的作用一个最基本的电压 比较器有两个输入端和一个输出端，两个输入端包括同相输入端和反相输入端， 分别记为V+和V-当同相输入端的输入电压高于反相输入端(即V+> V-)时， i i i i输出端输出为高电平；否则输出为低电平考虑放大倍数的临界值250、200、150：设三个运放的同相输入电压为V1/V2/V3预设 R1^ 4.772K，则 Ib= (12v-0.67v-1.9v) /Ri=0.006286667mA当放大倍数为 250，I =250*Ib=1.5716675mAV =12V-I *R1=4.5V所以 V的临界值为4.5，即R/(R+R+R+R )=4.5/12 3 4 1 2 3 4当放大倍数为 200，I =200*Ib=1.257334mAV =12V-I *R1=6V所以 V的临界值为6，即(R+R)/(R+R+R+R ) = 6/122 3 4 1 2 3 4当放大倍数为 150，I =150*Ib=0.9430005mAV =12V-I *R1=7.5V所以 V 的临界值为 7.5，即(R+R+R)/(R+R+R+R )=7.5/12 1 2 3 4 1 2 3 4所以R、R、R、R的比值为3： 1： 1： 3，实验时实际选取10k，3.3k， 12343.3k,，10k。
由上面的公式设计出该部分的电路如图所示，其中的电压比较器都用独立的 元件画出三极管放大倍数B档位测量电路和显示电路如图所示其核心部分是由三个运算放大器构成的三个电压比较器所有的运算放大器 的反相输入端都与前一部分电路的三极管的集电极（或发射极）相连，作为该部 分电路的输入端口而三个运算放大器的同相输入端分别接入由串联的四个电阻 分压而得到的三个不同的电平值，将这个电平值与各自的反相输入端输入的电平 值进行比较，从而判断当前的Vc所对应的B所在档位显示电路由四个发光二极管组成，每个发光二极管与一个1kQ的限流电阻 串联后接到一个电压比较器的输出端，限流电阻起保护发光二极管的作用显示电路的工作原理：设三个电压比较器（运算放大器）的三个同相输入端的输入电平分别为V「 V、V，假设此时之前的三极管类型判别电路的输出电压值V介于V和V之间， 2 3 c 1 2由于VcV2,第二个电压比较器的同相输入端的电平低于其反相输入端， 帮输出为低电平第三个电压比较器的同相输入端的输入电平也低于Vc，其输 出也为低电平由此分析知，只有接在第一个电压比较器和第二个电压比较器间 的发光二极管两端才有足够大的电压使发光二极管发亮，其余的二极管都处于两 个高电平或两个低电平之间，没有足够的电压来发亮。
报警电路主要由一个NE555定时器和一个发光二极管组成通过NE555定时 器输出端输出电平高和低的转换（构成施密特触发器）实现发光二极管的亮和灭 的交替从而实现闪烁状态NE555定时器内部结构如上图所示，它由分压比较器、基本RS触发器、晶 体管及缓冲器组成它有8个管脚，1脚是接地端GND，2脚是低电平触发端，3 脚是输出端，4脚是复位端，5脚是电压控制端，6脚是高电平触发端，7脚是放 电端，8脚是电源端其功能表如表1：蛾 A肆 出商电平触虔端恨电平触发蜷心St陌 Rb)输出做电管VT的技嘉XX-00导涯2< 3心]* 3吃11根止>1&1不变不盥当4脚RD复位端输入为低电平时，不管其它输入端的状态如何，输出端输 出的电压必为低电平；只有当RD输入为高电平时，输出的状态将由2脚低电平 触发端和高电平触发端电压的大小来决定因此，在正常工作时，应将4脚接高 电平如果在电压控制端（5脚）施加一个外加电压，比较器的参考电压将发生变 化，电路相应的阈值、触发电平也将随之变化，进而影响电路的工作状态555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多 谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
它也常作为定 时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面实验中使用之所以使用555定时器，也是利用它来构成一个施密特触发器来 产生一个矩形的脉冲，从而实现报警灯的闪烁来实现报警功能其连接的电路图 如图：VCC5.75V-R410kQLM555CM 3vcc..U2• • CUTDIS ■ ■R5 r1kQ：7HR，，R6 nn::CON •，一 C3::=:i:o]0ijR - 丰1优SML-C4LED2当输入电压大于5.75v时叩nJ闪烁报警当第三个电压比较器输出不为高电平时，则555定时器的电源输入端输入为 低电平，且其复位端输入的也是同一个低电平信号，故输出为低电平，其所接的 发光二极管不亮当第三个电压比较器输出为高电平时，复位端输入的也是一个 稳定的高电平信号，此时555定时器能够正常工作刚开始时放电晶体管处于导通状态，由于导通后与地线相连，故其电平值为 0，因此，电阻R两端的电压值都是处于低电平当两电平触发端的输入电平都5为低电平时，输出端输出高电平，而放电晶体管处于截止状态而位于高电平，此 时二极管亮;又由于此时的放电晶体管的输出端处于高电平，由电路的连接可知， 两电平触发端输入的电平都是高电平，由上面的功能表可知，此时输出端输出的 是低电平，放电晶体管再次导通，且二极管灭。
如此一直循环下去，直到控制信 号的电平值为低电平才停止工作从而实现的二极管的闪烁555定时器闪烁频率计算公式为T=0.7* (R4+2R6) *C3=0.7*(10k+2k)*100*10”(-6)=0.84s四、总体电路设计NPN四部分的电路加起来如图所示:PNP四部分的电路加起来如图所示:总的电路实现的功能有：判断三极管的类型是NPN还是PNP，而且能对三极 管放大倍数B分为大于250、200~250、150~200、小于150共四个档位进行判断， 并在B值大于250的时候能够进行闪烁报警电路中用发光二极管来指示被测三 极管的B值属于哪一个档位电路中可以手动调节四个档位值。