JS-6型晶体管试验器

JS-6型晶体管试验器有十四种用途，是一种半导体化、积木化、印刷电路化的小型多用仪器。它能以直读的方式测量出NPN型或PNP型半导体三极管的五种常用参数，并可如一般万用电表测量电路中的直流电阻，交直流电压，直流电流。此外它还可以用作满量程5毫伏的交流毫伏表，可以作输出幅度可调的1000赫信号发生器以及额定输出的直流电源。它具有体积小，重量轻，不用市电，操作简单，携带方便等特点，可以作为器件生产与应用单位的检测设备，可以用来调试半导体收音机和各种晶体管电路，特别适用于野外电子设备的现场维修和在实验室中作为通用设备。

仪器的电路结构，简单新颖。全机用四只普通半导体三极管，组成信号发生器和交流毫伏表两个独立单元。全部电源由一组6伏电池供给，它除用作上述电路的直流电源外，还兼作被测管的直流偏置电源和电阻测量的专用电池，当被测半导体管由NPN型转换为PNP型时，它能作相应的偏置变换，而其他电路的电源极性不变。电路的关键部分是积木化插接式，便于维修更换。各项测量的结果均由一只表头直接指示。表盘用透明塑料压制而成，视野宽广，刻度清晰，表壳还经过工艺喷涂，消除静电感应。另外，电路中备有过荷保护装置，超过规定量程时能起自动保护作用，保证仪表安全。仪器在使用时有直立与倾斜二种位置，不用时表头自行短路，可以避免移动时的机械损伤。

晶体管试验器的电原理图如图1所示，各项参数的测量，通过K\(_{1}\)及K2两只多层波段开关转换实现。各项参数的测量及各部电路的作用原理如下：

1．I\(_{cbo}\)的测量 Icbc为半导体三极管发射极开路时集电极反向截止电流（亦称反向饱和电流），为判断管子稳定性及质量的基本参数之一。当开关K\(_{1}\)拨至“1”的位置，则电路简化如图2所示状态。此时发射极开路，电池与电表（50微安）串接在集电极与基极间。被测管插入后，表头的指示即为Icbo的读数，NPN或PNP的极性由开关K\(_{4}\)加以选择。本参数的最大量程为50微安。

2．I\(_{ceo}\)的测量 Iceo表示当基极开路时流过集电极的反向截止电流（亦称穿透电流）。它能表示在共发射极电路中管子的稳定性能。当开关K\(_{1}\)拨至“2”的位置，电路简化如图3。电池与电表串接在集电极与发射极间。被测管插入后，表头指出Iceo的读数。NPN与PNP之极性由K\(_{4}\)选择。当K1拨至“2”时。加入了一个分流电阻R\(_{47}\)，故量程扩展至500微安。

3．I\(_{c}\)的测量 Ic表示半导体三极管的集电极电流。当开关K\(_{1}\)拨至“3”的位置，电路简化如图4。被测管插入后，电路接成为共发射极电路，集电极电压由电池E供给（6伏），基极偏流由电阻R14及电位器R\(_{15}\)加以控制。调节R15即可达到改变集电极电流I\(_{c}\)的目的，Ic的数值由表头直接指示出来。被测管的极性由K\(_{4}\)选择。这一测量不仅可以判断管子的性能，同时也为下一步测量准备好直流工作点。当开关K1拨至“3”时，由于并联加入了分流电阻R\(_{46}\)，故Ic量程为0～5毫安。

4．交流信号的校准 当开关K\(_{1}\)拨至“4”位置时，电路简化如图5，此时振荡器输出频率为1千赫、电压为1伏的音频信号，由R7、R\(_{8}\)组成的分压器中取出5毫伏的交流信号直接输入放大器单元进行校准，而表头CB此时亦通过K1而接入检波电路，作为5毫伏满档的电压表指示器。由于振荡器输出是固定的，电压为1伏，R\(_{8}\)两端的电压降为千分之五伏，亦即5毫伏，此信号电压应使CB满刻度。如CB不能满度，则调节放大器单元的R\(_{23}\)，改变放大量使之满度，这样便完成了校准目的。这一校准的目的在于提高下述交流参数测量的精度。

5．h\(_{ie}\)的测量 hie表示半导体管工作于共发射极情况下，当输出端短路时交流输入电压u\(_{be}\)与输入电流ib之比值，这一比值称为共发射极输入阻抗。当开关K\(_{1}\)拨至“5”及“6”位置时，电路简化如图6。因为hie=\(\frac{u}{_{be}}\)ib|u\(_{2}\)=0，短路条件由C10对交流旁路而达到，故须测出u\(_{be}\)及ib方可得出h\(_{ie}\)，而在此当K1拨至“5”时，由于R\(_{12}\)远大于半导体管输入阻抗，故ib=0.3（伏）／300（千欧）=10\(^{-}\)6安，为一恒定值，因此h\(_{ie}\)=ube／i\(_{b}\)=ube/10-6=u\(_{be}\)×10\(^{6}\)；当ube为5毫伏时，h\(_{ie}\)=5×10-3（伏）×10\(^{6}\)=5×103（欧）=5千欧。而ube为4、3、2或1毫伏时，则对应为4、3、2或1千欧。当K\(_{1}\)拨至“6”时，量程扩展三倍。由此可知当接入被测管后，hie的数值便由CB直接指出。

6．β的测量 β为共发射极条件下，输出端短路时半导体管的电流放大倍数，为半导体管的一项重要交流参数。当开关K\(_{1}\)拨至“7”及“8”位置时，电路简化如图7，因为β=ic／i\(_{b}\) |u2=0；短路条件亦由C\(_{1}\)0实现，而当K1在“7”时，亦因R\(_{12}\)远大于半导体管输入阻抗，故有ib=u\(_{1}\)/R12=10\(^{-}\)6安；i\(_{c}\)=u2/R\(_{16}\)；

当u\(_{2}\)=5毫伏时；则β=5×10\(^{-}\)35×105=100。其余类推。当K1拨至“8”时，β将得到300的量程。由此可见β和h\(_{ie}\)的刻度值均可直接在CB上标出，迅速方便地测出结果来。

7．电阻测量 当K\(_{1}\)拨至位置“9”，K2拨至“1”（R×10）或“2”（R×100），此时仪器可以测量直流电阻，电路简化如图8，测量电阻实际上是测量通过被测电阻R\(_{x}\)上的电流，然后用欧姆的标度在CB的表盘上表示出来，R45为表底电阻，R\(_{43}\)为零点调节，R41及R\(_{42}\)为变换量程的分流器，Eo为从E抽出之1.5伏电池，当K\(_{2}\)转为其他位置时，Eo即行断开，可以使E\(_{o}\)保持较长的使用寿命。

8．直流电压测量 当K\(_{2}\)拨至3，4，5位置时，此时仪器可以进行10,250,500伏三个量程的直流电压测量，电路简化如图9。由于表头CB有一定的内阻，电流通过时就有一定的电压降，所以用不同的电阻与电流表串联起来，然后接在直流电路两端上去测量，按照通过电表的电流和电阻的关系，则可测出电路上的电压值，并将CB表盘直接以电压标度表示出来。R31～R\(_{33}\)为分压电阻，亦为倍率电阻。其数值由R=（V／I）-Rm决定，V为所测电压，I在此为50微安，R\(_{m}\)为CB之内阻。

9．直流电流测量 当开关K\(_{2}\)拨至6、7、8位置时，仪器可用来测量满度为1，10,100毫安三种量程的直流电流。此时电路简化如图10。由于CB为一磁电式直流电表，当然可以进行电流的测量，但CB本身为50微安的电流表，量程有限。为了扩大量程，所以表头上还并联有电阻分流器（R38～R\(_{4}\)0），6，7，8三抽头使分流器分为三段，各段的阻值分配系按量程扩展的倍数成反比例减小，其值由下式决定：

R\(_{m}\)为CB的内阻，Im在此为50微安，I为扩展后的量程电流。

10．交流电压的测量 当开关K\(_{2}\)拨至9，10，11位置时，仪器可用来测量量程分别为10,250,500伏的交流电压，此时电路简化如图11，由于CB为直流表，交流电压要经过整流后方可测量，因此接入二极管D1及D\(_{2}\)组成的半波并串联式整流电路，其分压电阻由R34～R\(_{36}\)组成。由于D1及D\(_{2}\)为半导体二极管，具有比氧化铜更好的检波特性，故可以满足400赫以下的交流电压测量。

11．振荡单元 系由半导体三极管BG\(_{1}\)（3AX12）与电容器C1，C\(_{2}\)，C3及电阻R\(_{1}\)，R2，R\(_{4}\)组成的相移振荡器，利用从BG1之集电极取得经过180°相移的正反馈而产生正弦振荡，其振荡频率（当R\(_{2}\)=R4；C\(_{1}\)=C3时）由f=\(\frac{1}{2πRC}\)决定。本仪器选定为1,000赫。为了保持振幅不随负载而改变，采用变压器B\(_{1}\)耦合输出，不仅可以保持交流信号有良好的匹配，而且能避免由于测量电路的转换而影响振荡器的稳定。此振荡器安装在一块长方形的印刷电路底板上，构成一个独立的积木化插接式单元（参见封底彩图）。其信号电压可在0～1伏范围由R6进行调节，除供给交流参数测量用作信号源外，并可由CZ\(_{1}\)插孔直接输出，作为音频信号源或用作检测收音机的信号注射器。

12．放大及检波单元 由BG\(_{2}\)、BG3、BG\(_{4}\)三只3AX12三极管组成放大部分。BG2为一发射极输出器，这样可以获得80千欧以上的输入阻抗。BG\(_{3}\)、BG4分别组成二级放大器。经放大后的交流信号由变压器B\(_{2}\)交给D3、D\(_{4}\)进行倍压检波。R29及CB为检波负载，并由此组成一个满量程为5毫伏的交流毫伏表。全部元件亦安装在一块印刷电路底板上，成为第二个积木化单元。R\(_{23}\)为调节放大量的电位器，安装在仪器的面板上。毫伏表部分除用来测量交流参数外，当K1拨至“10”位置时，并可由CZ\(_{3}\)插孔引入外部交流信号进行小信号的交流电压测量，或用作信号寻迹器。

13．直流电源 用本仪器所附的插头，插入CZ\(_{2}\)即可输出6伏直流电，作为调试半导体收音机的电源设备。

14.50微安电流表 当需要测量50微安以下的微弱直流电流或调整高频放大电路的基极偏流时、可将K\(_{1}\)拨至“11”位置、用仪器所备之附件夹子插入CZ4插孔即可。

仪器内振荡器及放大器两单元所用之直流电源均直接接至电池E，而被测管之偏置电源极性及CB表的极性则由K\(_{4}\)控制转换。C10与C\(_{11}\)串联构成一无极性的电容器，以便适应NPN及PNP两种短路状态下的旁路要求，C9的作用是为了在NPN或PNP情况下获得一个公共的交流地电位。R\(_{17}\)系代表CB在集电极直流回路中的等价电阻。以保持参数转换时Ic之值基本不变。

本仪器之保护电路，系用一齐纳二极管（D\(_{5}\)）并联在CB两端，利用齐纳管的正向特性而获得保护作用，由图12（A）可知，当D5两端的正向压降u\(_{正}\)＜0.6伏时，D5内阻很大，电流全部流过CB及R，当u\(_{正}\)≥0.6伏时，D5内阻很小，通过很大的电流。在此我们选择电阻R的阻值使得55微安电流流过CB表时，在A、B二点的压降恰好为0.6伏，那么当进行前述各项测量时，如遇过荷情况，则A、B两点电压只要一大于0.6伏，D\(_{5}\)便好比一个闸门被打开了，大部分电流都从D5流过，使通过CB的电流不致过大，保证安全。

1．使用前调整CB表的调零器，使指针在标度的零位上，电源开关K\(_{5}\)放至“关”位置，附在Ic调节电位器R\(_{15}\)上的K3亦应在“关”状态。

2．电流、电压、电阻测量，电源开关K\(_{5}\)置于“开”，转换开关K1拨至第9档（AVO）位置。

（1）直流电阻：将仪器所附之红黑两色试笔插入Z\(_{n1}\)及Zn2两插孔处K\(_{2}\)旋至R×10或R×100档，并将试笔短路，CB表的指针向满度偏转，调节“Ω”调整器（R43）使之指在“Ω”标度的0位置上，再将试笔分开，接至待测电阻两端，R×10量程为满档10千欧，R×100为满档100千欧。如试笔短路时，调节电位器不能使指针到“0”位置，则须更换电池。

（2）直流电压：K\(_{2}\)旋至所需量程，试笔按极性接至电路两端，即可由CB指出电压数值。

（3）直流电流：将K\(_{2}\)旋至所需量程，试笔按极性串入电路，即可由CB指出毫安数值。

（4）交流电压：将K\(_{2}\)旋至“～V”各档，方法同上。

（5）50微安测量：将K\(_{2}\)旋至任意位置，K1拨至面板之“0”档上，将带夹子的插头，插入面板左上方的“50μA”插孔内，夹子串入被测电路即可。

（6）直流电压输出：将上述插头插入右上方的“6V”孔内，其他同上。

3．半导体参数测量：将K\(_{2}\)拨至R或mA测量之任意一档，进行下列测量：

（1）I\(_{cbo}\)：K1置I\(_{cbo}\)位置，将PNP／NPN开关拨至相应位置，插入被测管CB立即给出结果（满档50微安）。

（2）I\(_{ceo}\)：K1置I\(_{ceo}\)位置，其他同上（满档500微安）。

（3）I\(_{c}\)：K1置I\(_{c}\)位置，旋动Ic调节旋钮，使CB表指在所需位置（满档为5毫安）。

（4）校准：K\(_{1}\)置“校”位置，此时CB应向满度偏转，调节面板上之校准调节旋钮，使CB表正好满度，此时毫伏表之灵敏度为5毫伏。

（5）h\(_{ie}\)：插入被测管，NPN／PNP拨至对应位置，先将K1旋至I\(_{c}\)将工作点加在0～5毫安范围内任一给定点上，再旋至hie（5K）或h\(_{ie}\)（18K）任一档上，此时CB表直接指出hie的大小，在测量前后可以重复一次“校准”。

（6）β：K\(_{1}\)置β100或β\(_{3}\)00任一档，方法步骤同hie。CB表直接给出β值的大小。

4．作交流毫伏测量或用作信号寻迹，将仪器所附之插头插入面板右上方的“～mV”孔即可。

5．作音频信号输出或作信号注射器用，将插头插入面板左上方的“～”孔即可。

1．当作AVO测量或I\(_{cbo}\)及Iceo测量时，I\(_{c}\)调节之旋钮必须旋至“关”的状态。

2．测试过程中不要盲目转动K\(_{1}\)或K2两开关。

3．仪器应定期进行校准，方法为将一标准毫伏表接入仪器“～”之插孔内，此时标准表应恰好指在1伏处，如不能达到或超过1伏，可用解锥伸入仪器后背的左边暗孔中调节R\(_{6}\)使之达到1伏。

4．必须在电路上测量电阻时，应去掉外电路的电源，如有电容器应先予以放电。

5．仪器不用时应将电源K\(_{5}\)拨至“关”位置。（操申生）