武汉理工大学《晶体管器件》课程设计说明书
摘要
三极管放大倍数 β 值测量电路的功能是利用三极管的电流分配特性，将放大倍数 β 值
的测量转化为对三极管电流的测量，同时实现用发光二极管显示出被测三极管的放大倍
数 β 值。电源电路的功能是为上述所有电路提供直流电源。
本晶体管 β 值测量电路主要由电源电路、I/V 转换电路、电压比较电路、放大电路和
显示电路（LED）6 部分构成。经 ORCAD 仿真和实际操作，初步实现了简单的晶体管的
β 值测量。
关键字：β 值；三极管；ORCAD；放大电路
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Abstract
β magnification transistor circuit for measuring the value of the function is to use the current
distribution of transistor characteristics, the β magnification of the measured value into a
measurement of the transistor current, at the same time using light-emitting diode triode to show
the measured values of the amplification of factor β. Power supply circuit is to provide DC
power to all circuits of the above.
This β value of the transistor circuit is made up of 6 parts, which is the power measurement
circuit, I / V conversion circuit, voltage comparator circuit, amplifier circuit and display circuit
(LED). After the ORCAD simulation and actual operation, the simple measurement of
transistor β value is basically attained.
Key words: β magnification; transistor characteristics ; ORCAD; amplifier circuit
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1 ORCAD 简介
ORCAD 是由 ORCAD 公司于八十年代末推出的 EDA 软件，它是世界上使用最广的
EDA 软件，每天都有上百万的电子工程师在使用它，相对于其它 EDA 软件而言，它的功
能也是最强大的，由于 ORCAD 软件使用了软件狗防盗版，因此在国内它并不普及，知名
度也比不上 PROTEL，只有少数的电子设计者使用它，它进入国内是在电脑刚开始普及
的 94 年。早在工作于 DOS 环境的 ORCAD4.0，它就集成了电原理图绘制、印制电路板设
计、数字电路仿真、可编程逻辑器件设计等功能，而且它的介面友好且直观，它的元器
件库也是所有 EDA 软件中最丰富的，在世界上它一直是 EAD 软件中的首选。
ORCAD 公司在今年七月与 CADENCE 公司合并后，更成为世界上最强大的开发
EDA 软件的公司，它的产品 ORCAD 世纪集成版工作于 WINDOWS95 与 WINDOWSNT
环境下，集成了电原理图绘制，印制电路板设计、模拟与数字电路混合仿真等功能，它
的电路仿真的元器件库更达到了 8500 个，收入了几乎所有的通用型电子元器件模块，功
能非常强大。
通过对 ORCAD 软件的学习，有利于我们进步一理解所学的知识，提高自己的操作能
力和动手能力
[1]
。
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2 电路设计思路
2.1 设计任务分析：
经过查阅书籍和相关资料，还有设计要求上的提示方案，对设计有如下简单分析：
设计电路测量晶体管的 β 值，将晶体管 β 值转换为其他可用仪器测量的物理量来进行
测量（如电压，根据晶体管电流 IC=βIB 的关系，当 IB 为固定值时，IC 反映了 β 的变化，
电阻 RC 上的电压 VRC 又反映了 IC 的变化）。因为我们要求分五档显示晶体管的 β 值
（即 值的范围分别为 0～80、80～120， 120～160，160～200 以及>200 对应的分档编号
分别是 1、2、3、4、5），所以对转换后的物理量进行采样，将取样信号同时加到具有不
同基准电压的比较电路输入端进行比较，相应的一个比较电路输出高电平，其余比较器
输出为低电平，实现 AD 转换。比较后再通过发光二极管进行分档显示。
2.2 各部分电路功能的简单说明：
2.2.1 转换电路：
由微电流源（提供恒定电流）和 差动放大电路（电压取样及隔离放大作用）。
将变化的晶体管 β 值转化为与之成正比变化的电压量，再取样进行比较、分档。上
述转换过程可由以下方案实现：
根据晶体管电流 I
C
=βI
B
的关系，当 I
B
为固定值时，I
C
反映了 β 的变化，电阻 R
C
上的
电压 V
RC
又反映了 I
C
的变化，对 V
RC
取样加入后级进行分档比较。为了取得固定 I
B
，采用
微电流源电路提供恒定电流。
微电流源电路介绍：
当要求得到极其微小的输出电流（如晶体管基极电流比较小），这时可令比例电流
源中的 R
e1
=0，便成了微电流源电路
其电路图如图 1 所示：
图 2.1 微电流源电路
根据电路原理分析得：
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由此可知：只要确定 I
O
和 R
e2
就能确定 I
R
，由此可以确定电阻 R 的值。
差动放大电路介绍：
根据晶体管电流 I
C
=βI
B
的关系，被测物理量 β 转换成集电极电流 I
C
而集电极电阻不
变，利用差动放大电路对被测晶体管集电极上的电压进行采样，。差动放大电路原理如
图 2 所示：
图 2.2 差动放大电路
根据理想运放线性工作状态的特性，利用叠加原理可求得
1i
1
f
2i
32
3
1
f
o
1 vvv
R
R
RR
R
R
R
取电路参数：R
1
=R
2
=R
3
=R
f
， v
o
=v
i2
-v
i1
可见，输出电压值等于两输入电压值相减之差，实现相减功能。其中运算放大器采
用集成电路 LM741。LM741 采用单电源供电，其内部只由一个运算放大器构成。
综合上述得出转换电路的电路图如图 3 所示：
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