用万用表测试晶体管的附加装置

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晶体三极管的穿透电流I\(_{ceo}\)和电流放大系数β是衡量管子性能的两项重要指标。Iceo的大小影响管子稳定性能的好坏;β值的大小决定收音机或其它电子仪器灵敏度的大小。由于同一型号晶体管各管的参数也有较大差别,在使用之前,如果能正确了解一下这些参数的数值是很有意义的。

本文介绍一个适于自制的小仪器,用它配合一般万用表的直流电流档,可以对晶体三极管的I\(_{ceo}\)和β值进行粗测。

测试原理及使用方法

测试电路见图1。图中所示是测量PNP型晶体管的情况。这时6刀2掷拨动开关K\(_{5}\)的六个刀都接到①的位置。如果要测量NPN型管,只需把这个开关扳一下,使各个刀接到②的位置就行了。这样,刀K5-1、K\(_{5-2}\)把4.5V电池组反向接入电路,K5-3、K\(_{5}\)-4把l.5V电池反向接入电路,而K5-5、K\(_{5}\)-6则把万用表mA反向接入电路,于是就满足测试NPN型管的要求。下面我们仅以PNP型管为例来说明测试方法。

图1
图1 🔍原图 (1276×402)

(1)I\(_{ceo}\)的测量:

参看图1。把万用表的两个表笔分别接到A、D两个接线柱上,红表笔接A,黑表笔接D,并把电表拨到直流电流1mA档。K\(_{2}\)、K3、K\(_{4}\)全都断开,K5拨到位置①(PNP)。K\(_{1}\)与测量Iceo无关,可放在任一位置。然后把待测三极管的三根引线 分别接到相应的接线柱b、c、e上。从图2简化电路可以看出,这时晶体管的基极是开路的。电流从4.5V电池正极出发,经过晶体管、万用表到电池负极构成回路。这个电流正是基极开路时,集电极与发射极之间的反向电流,即穿透电流I\(_{ceo}\)。因此可直接从电表上读出Iceo。如果所测晶体管是硅管,I\(_{ceo}\)很小,可以把电表拨到100μA或更小档来读得Iceo值。

(2)β值的测量

β是晶体管共发射极的电流放大系数。它是集电极电流的变化量△I\(_{C}\)与基极电流的变化量△Ib之比,即

β=\(\frac{△I}{_{c}}\)△Ib。

对于同一个晶体管,如果工作点不同,它的β值也会有所变化。本文所介绍的这个电路,是先给待测管加一定的偏流,把管子置于和实际情况相近的工作点上,这样所测得的β值更近于实际。例如,要测作推挽放大用的两个管子的β值,如果不加偏流进行测量,两个管子测得的β值可能一样。但如果实际用入电路,把集电极电流调到较大值时,两管的β值就可能差别很大,影响电路质量。所以加入调工作点这一机构是很有实际意义的。这个测量电路的另一优点是β值可以从万用表上直接读出来。

下面谈谈测量β的原理和方法(参看图2的简化电路)。先以小功率管为例。小功率管实际工作时,集电极电流一般在1mA或更多些。在这种情况下,把2刀2掷开关K\(_{1}\)拨到“1mA”处,万用表拨到1mA档或5mA档。然后合上K2,这时给晶体管提供一个偏流。通过粗调电位器R\(_{1}\)和细调电位器R2,可把集电极电流调到实际工作值,例如1mA,这个I\(_{C}\)值可以直接从万用表上读出。

然后合上K\(_{3}\)。这时在1.5V电池→电表→R6→R\(_{7}\)回路里产生一个平衡电流IP,如图中虚线所示。调节零点平衡电位器R7,使IP等于I\(_{c}\),则万用表中没有电流流过,电表指针回到零点。这时晶体管中仍有集电极电流Ic流过,不过这个电流不是通过电表,而是通过R\(_{6}\)、R7及1.5V电池回到4.5V电池负极去的。所以晶体管仍处于实际工作点上。

最后合上K\(_{4}\),通过R3使基极电流得到一个增量△I\(_{b}\)。因为R3=450K,所以

△I\(_{b}\)=\(\frac{4.5}{450K}\)=10μA。

这时万用表中所指的电流值就是集电极电流的增量△I\(_{c}\)。因为β=△Ic△I\(_{b}\),所以这时电表上的读数除以10μA就是β值了。例如若电表读数为600μA,β值就是60。如果K4合上后表针超过1mA,这说明β值大于100,可以将万用表拨到较大的一档来读取△I\(_{c}\)值。

如果测量功率较大的管子,例如作功率放大用的管子,集电极电流一般在3~10mA范围内选择(具体值可按晶体管手册中的规定)。在这种情况下,测量开始时K\(_{1}\)应拨到10mA处。这样保护电阻从R4变为R\(_{5}\),即从43K减小到5.1K,以保证足够的偏流;同时将平衡电路中的R6短路,可以得到较大的平衡电流。以后的测量步骤和测试小功率管的情况一样。

元件和制作

K\(_{5}\)选用小型6刀2掷拨动开关。其余开关全用2刀2掷拨动开关。电阻选用1/4W金属膜或炭膜电阻,电位器选用1W小型电位器。由于很省电,故电池可用小型的。全部零件固定在一块面板上(其排列参看图3)。线路焊好后,装入一个有机玻璃盒子内,其外形如图4所示。

图2
图2 🔍原图 (714×481)
图3
图3 🔍原图 (750×400)

这个附加装置是配合万用表使用的。如果专安一个小型电流表,就可以做成一个专用的小型晶体管测试器。(北京丝绸厂工人 吴强)