晶体三极管的检验

要了解电子管是否能用或质量的高低，只要检验一下灯丝是否烧毁，各极间是否短路，互导（G\(_{m}\)或S）是否达到标称数值等就可以了。晶体管也和电子管一样，检测几个重要的参数就可以判断该管的好坏。现在介绍一下在业余条件下检验晶体管的简单方法。

在晶体管中，最基本的、最重要的一个参数是集电极反向电流I\(_{co}\)。当发射极e完全开路，在集电极c和基极b之间加上反问电压时（图1），集电结就处于反向状态，阻止P型层中的多数载流子空穴和N型层中的多数载流子电子向对方扩散。但是在一定温度下，由于原子热运动所产生的少数载流子，即P型层中的电子和N型层中的空穴，在到达集电结的边缘时，却受到集电结中电场的加速而穿过结到达对方去。这种少数载流子形成的电流就是反向电流Ico。由于不管集电结的电压是大是小，都能促使少数载流子穿过集电结，所以在反向电压大于零点几伏一直到晶体管被击穿为止，反向电流都保持一定，而和反向电压的大小无关。但是当温度增加时，由于原子热运动加剧，因而少数载流子数目增多，反向电流就增加得很快。反问电流I\(_{co}\)在晶体管正常工作时一直存在着，但它的数值很小，而且在一定温度下保持恒定不变，因此和晶体管的放大作用几乎没有什么关系。但它却有不小的危害性。由于Ico对温度的反应非常灵敏，随温度的变化很大，致使晶体管的工作点很不稳定，使放大性能也随温度的变化而变动，所以反问电流I\(_{co}\)越小越好。

I\(_{co}\)的测量方法很简单。如图2所示，发射极完全开路，在集电极和基极间接一个直流电流表和电池E。电池的方向是：在PNP晶体管中，电池负极接到集电极，正极接到基极（图2a）；在NPN型晶体管中则相反（图2b）。在测量时，电流表先放在安培档上，然后逐步降低量程，最后接到不超过100～200微安的表头上。所加电池电压的大小同晶体管规格表中列出的电压或使用该晶体管的线路中的供给电压一致（在广播收音机中，供电电压一般为6伏），无论如何不能超过规格表中列出的最大集电极电压。

在室温下，小功率晶体管的I\(_{co}\)一般在10～15微安以下，质量好的晶体管在1～2微安左右。小功率硅晶体管的Ico在1微安以下。如果测得的I\(_{co}\)大于20～30微安，就不能指望这个晶体管能在较长的时间内可靠地工作。如果Ico非常大甚至无限大，这说明晶体管集电极和基极间已被击穿，失去结的作用，或者是电极间短路了。如果I\(_{co}\)为零，说明集电极和基极间已经开路，集电极或基极引出线脱落或断开了。（不过要注意，一般硅晶体管的Ico非常小，甚至在零点零几微安左右，用一般的直流电流表很难测量出来，不要误会以为是电极断开了。

为了检验晶体管在用一组电池供电的各种电路中是否会用，最好测量一下集电极穿透电流I\(_{do}\)。穿透电流是指当基极开路时，集电极和发射极间的电流，如图3所示（图中及以后均以PNP型晶体管为例）。测量这一电流时，所加电池电压应和晶体管工作电路中的电压相同。在开始测量时，应当先接入量程较大的，例如表头为1～5毫安的电流表。Ido过大时，由于它在共发射极电路中的直流工作电流中占有很大的比重，因此工作状态就很不稳定了。如果I\(_{do}\)超过1～2毫安，那末这种晶体管在大多数电路中实际上是不能应用的。如果Ido在0.2～1毫安左右，这种晶体管只能在工作点得到很好稳定的电路中应用。在工作点未加稳定的电路中，要求晶体管的I\(_{do}\)要更小一些（几十微安）。

在晶体管中，相当于电子管的电压放大系数μ的一个重要参数是短路电流放大系数。可以利用它来大致判断放大性能的好坏。

短路电流放大系数是指当负载短路时，输出端的交流电流（或电流变化）对输入端交流电流（或电流变化）的比值。所以要将负载短路，是因为当加有负载时，电流放大系数会因负载不同而变化。如果不加负载，那末这个“短路”电流放大系数就只和晶体管本身的特性有关，因而它是能说明晶体管本身特性的参数。这和电子管的μ是不加负载电阻时的电压放大系数相似。

在图4的电路中，电池E上并联一个大容量的电容器C以保证输出端对交流信号是短路状态。在共基极电路中（图4a），短路电流放大系数是集电极交流电流I\(_{c}\)对发射极交流电流Ie之比，通常以α表示。α在小功率晶体管中，一般在0.9～1之间，小于1。如果α小于O．9，这种晶体管放大系数过小，不宜使用。但如果α过大，在0.99以上时，从放大系数看来比较好，但从工作稳定性方面来看，这种晶体管并不显得适用。

在共发射极电路中（图4b），短路电流放大系数是集电极交流电流Ic和基极电流Ib之比，一般以β表示。在好的晶体管中，β一般不小于30。

根据晶体管特性，α和β间有下列关系：

β=\(\frac{α}{1-α}\)，α=α;1+β，

因此α和β中一个为已知数时，即可以算出另一个。但测量α时，由于发射极电流和集电极电流数值很接近，难以得出准确的比值，所以最好是测量β，然后再根据上式算出α。

正规和准确地测量α和β，需要用低频振荡器和毫伏表，比较麻烦。但是测量晶体管的所谓直流电流放大系数α-和β-却要简单得多。直流电流放大系数α-或β-是直流输出电流i\(_{c}\)对直流输入电流ie或i\(_{b}\)的比值。交流的短路电流放大系数β一般比直流的电流放大系数β-大10%～20％或更多一些。所以测得β-，就可以估算出β来。

测量β-的方法很多，下面介绍三种方法。

第一种方法如图5所示，把晶体管接成共发射极电路，基极和集电极电路中分别串上微安表和毫安表。电池电压Ece和Ebe要和实际电路中要用的电压相当。由电表读出电流i\(_{b}\)和ic，即可测得共发射极的直流电流y\(_{t}\)放大系数：β-=ici\(_{b}\)。

第二种方法如图6所示。当K打开时，毫安表所指示的电流为穿透电流I\(_{do}\)。当K关闭时，因发射结的正向电阻很小，所以通过电阻R的电流ib≈\(\frac{E}{R}\)=4.5;0.22×10\(^{6}\)≈20微安。而毫安表的读数为电流i\(_{c}\)，所以β-=ici\(_{b}\)=ic(微安）;20。也就是说，电流表读数为1毫安时相当于β-=\(\frac{1000}{20}\)=50，2毫安时相当于β-=100等等。由于一般的晶体管β-不超过150～200，所以用一个5毫安的表头（相当于β-=250），就可以用来测量所有的晶体管了。

第三种方法是先根据前面两节所讲的方法测出反向电流I\(_{co}\)和穿透电流Ido。在晶体管中，I\(_{co}\)和Ido之间近似地有下列关系

I\(_{do}\)≈β-Ico，

因此，可以算出β-≈\(\frac{I}{_{do}}\)Ico。应当指出，这样求出β-值准确度是较差的。它比β-的实际值要小一些。

利用万用表（或欧姆表）也可以大致估量晶体管的质量。首先可以测量集电极反向电阻的大小。将转换开关拨到最大欧姆量程处。在测PNP型晶体管时，将万用表中插在“-”插孔的试笔接基极“＋”插孔的试笔接集电极，如图7所示（注意方向不能接反！） 。这个电阻在一般的小功率晶体管中约为几百千欧，越大越好。如果电阻大小，表示I\(_{co}\)太大，不宜使用。如果电阻很小甚至到零，表示集电结已被击穿或电极间有短路。如果电阻为无限大，表示电极断路了。

其次可以测量当基极开路时，集电极和发射极间的电阻。接法见图8。要注意极性不能接反，否则会烧毁晶体管。这种测量可以估计穿透电流I\(_{do}\)的大小，并且可以测出集电结是否被打穿或电极有无短路、断路等现象。在晶体管正常的情况下，万用表的读数不应当小于50千欧。如果读数为零，表示集电极和基极间有短路。

为了判断晶体管的放大性能，可以在集电极和基极的引线间加一个100千欧的固定电阻，如图9所示。这时如果万用表的读数为5～10千欧，晶体管就是完好的。读数越小，晶体管的放大性能就越好。如果接上100千欧电阻后欧姆表读数不变或变得很少，就表明晶体管没有放大作用了。

这种检验可以用未选择完好的晶体管，并且可以确定晶体管的噪声。当将噪声很大的晶体管接入时，万用表的指针不是停止不动，而是自动地沿着刻度移动（通常是向阻值减小的方向移动）。这种晶体管不仅有很大噪声，而且工作也很不稳定。

如果前面测量的两种输出端电阻和放大特性都正常，表示输入端（发射极和基极间）一般也是正常的，可以不必再测输入端的电阻了。用欧姆表测量输入电阻很容易出问题。稍不小心或测量时间较长，就容易将晶体管打穿或烧毁。(于闻)