晶体管特性鉴别和测试

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晶体管性能的优劣,可以从它的特性曲线或一些参数上加以判别。本次实验主要介绍采用简易的仪器设备鉴别晶体管性能的方法,即用万用表粗测晶体管的性能和用逐点法测绘管子的特性曲线。
1.利用万用表测试晶体二极管
(1)鉴别正、负极性
万用表欧姆档的内部电路可以用图1(b)所示电路等效,由图可见,黑棒为正极性,红棒为负极性。将万用表选在R×100档,两棒接到二极管两端如图1(a),若表针指在几KΩ以下的阻值,则接黑棒一端为二极管的正极,二极管正向导通;反之,如果表针指很大(几百千欧)的阻值,则接红棒的那一端为正极。
(2)鉴别性能
将万用表的黑棒接二极管正极,红棒接二极管负极,测得二极管的正向电阻。一般在几KΩ下为好,要求正向电阻愈小愈好。将红棒接二极管的正极,黑棒接二极管负极,可测出反向电阻。一般应大200KΩ以上。

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(a) (b)
图1 用万用表测试晶体二极管

若反向电阻太小,二极管失去单向导电作用。如果正、反向电阻都为无穷大,表明管子已断路;反之,二者都为零表明管子短路。
2.利用万用表测试小功率晶体三极管
晶体三极管的结构犹如"背靠背"的两个二极管,如图 2所示。测试时用 R×100或R×1k档。
(1)判断基极b和管子的类型
用万用表的红棒接晶体管的某一极,黑棒依次接其它两个极,若两次测得电阻都很小(在几KΩ以下),则红棒接的为 PNP型管子的基极 b;若量得电阻都很大(在几百KΩ以上),则红棒所接的是NPN型管子的基极b。若两次量得的阻值为一大一小,应换一个极再试量。

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图2 晶体三极管的两个PN结构示意图 图3 c极和e极的判断

(2)确定发射极e和集电极c
以PNP型管为例,基极确定以后,用万用表两根棒分别接另两个未知电极,假设红棒所接电极为 c,黑棒所接电极为e,用一个100KΩ的电阻一端接b。一端接红棒(相当于注入一个Ib),观察接上电阻时表针摆动的幅度大小。再把两棒对调,重测一次。根据晶体管放大原理可知,表针摆动大的一次,红棒所接的为管子的集电极c,另一个极为发射极e。也可用手捏住基极b与红棒(不要使 b极与棒相碰),以人体电阻代替100KΩ电阻,同样可以判别管子的电极。

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图 4输入特性 图 5输出特性

对于NPN型管,判别的方法相类似。
测试过程中。若发现晶体管任何两极之间的正、反电阻都很小(接近于零),或是都很大(表针不动),这表明管子已击穿或烧坏。
3.用逐点法测晶体管的输入和输出特性曲线
图4、图5、图6分别是共射电路的输入、输出特性曲线和测试电路。

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图6 逐点法测绘特性曲线的测量电路

(1)输入特性曲线测量
维持VCE为某一定值,逐点改变VBE(图6中调节RP2),测出若干VBE和IB,根据测量数据描绘一条输人特性曲线。依次取不同的VCE值,可获得一组输入特性曲线。实际上,当VCE ≥1V后,特性曲线几乎都重叠在一起,因此,晶体管手册中仅给出对应VCE = 0和VCE>1V的两条输人特性曲线,如图4所示。
(2)输出特性曲线测量
维持IB为某一定值后,逐点改变VCE ,测出若干对应的IC,根据测量数据描绘一条输出特性曲线。依此类推,取不同IB值,如IB = 0μA、10μA、20μA、40μA、……,即可获得图5所示输出特性曲线族。
(3)电流放大系数(或称电流放大倍数)的测量 共射直流电流放大倍数为
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共射交流电流放大倍数为
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维持晶体管特性鉴别和测试为某一固定值(晶体管特性鉴别和测试 )情况下,调节 ,测出某个IB 值和相应的Ic 值,即可求得该工作点上的 值;仍维持晶体管特性鉴别和测试 不变,调节Rp2 ,使基极电流从IB1 变化到IB2 ,同时测出对应的Ic1 和Ic2 ,于是该工作点附近的交流电流放大数为
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