介绍一种h\(_{FE}\)测量电路

我们介绍的这种NPN型小功率晶体管h\(_{FE}\)测量电路，可为被测管提供1、3、5、10、50（毫安）五种集电极电流和1、6.10（伏）三种集电极电压的工作条件，在任何一档测试条件下测量，对任意hFE值的被测晶体管均可自动准确地建立工作点，并通过h\(_{FE}\)指示表迅速直观地指出被测管的hFE参数； I\(_{C}\)、VCE换档时互不影响；对电路稍加改动，还可用于PNP型晶体管的h\(_{FE}\)的测量。经使用证明这种测量电路具有准确、可靠、测试速度快、适应范围宽、调整方便等特点。

图1是一般的共发射极h\(_{FE}\)测量电路原理图，采用这种电路测量不同hFE的管子时，为保持I\(_{C}\)不变，就需调节Ebb，以相应改变I\(_{b}\)；若改变测试条件，如改变VCE，则I\(_{C}\)也会随之改变，要保持IC不变，也要调节E\(_{bb}\)改变Ib，因此，这种电路是不能自动建立工作点的。要作到自动建立工作点和转换方便，就必须对I\(_{C}\)和VCE分别采取恒流和稳压措施，并使其互不依赖。而图2所示电路却可以解决这一问题。

图2电路中，BG\(_{1}\)、BG2、BG\(_{3}\)和被测管BG组成一恒流电路。R6为取样电阻，被测管集电极电流I\(_{C}\)流过R6产生电压降V\(_{1}\)，V1=I\(_{C}\)R6（BG\(_{2}\)基极电流远小于IC而被忽略），由BG\(_{1}\)和BG2组成的差分放大器对稳压管DW\(_{1}\)的稳定电压VX1和取样电压V\(_{1}\)进行比较，若两个电压不相等，差分放大管BG1、BG\(_{2}\)的基极电位不相等，就会控制各自的集电极电流发生变化，从BG2的集电极负载R\(_{3}\)上输出差值信号，再经BG3倒相放大，控制接在BG\(_{3}\)集电极回路的被测管BG的基极电流Ib，从而进一步由I\(_{b}\)控制Ic，使I\(_{c}\)得到调整，直至Ic·R\(_{6}\)=V1＝V\(_{X1}\)，电路达到相对平衡为止。不难看出，此时Ic=V\(_{X1}\)／R，由于VX1是稳定的，R\(_{6}\)为固定值，故当电路达到相对平衡以后，Ic为一恒定电流，改变R\(_{6}\)的阻值，可得到不同的Ic恒流值。通过串接在BG基极回路的电流表指示不同被测管I\(_{b}\)的变化，并由公式hFE=\(\frac{I}{_{c}}\)Ib，将I\(_{b}\)刻度改换为hFE刻度，就可以直接读出被测管的h\(_{FE}\)了。

该电路第一级放大器采用了差分放大器的形式，并且由阻值较大的射极电阻R\(_{2}\)引入强烈的共模反馈，从而有效地抑制了由于温度和供电电源变化引起的漂移，以提高电路稳定度，保证测量精度。

BG\(_{4}\)和BG5组成典型的串联式稳压电源，R\(_{7}\)、R8为取样电路，取样电压V\(_{3}\)和稳压源输出电压V2成正比，即V\(_{3}\)=R7V\(_{2}\)／（R7＋R\(_{8}\)）。稳压管DW2提供基准电压V\(_{X2}\)，比较放大管BG4对V\(_{3}\)和VX2进行比较，其差值控制BG\(_{4}\)的集电极电流，并通过负载R9在BG\(_{5}\)基极上引起电位变化，调整管BG5受此电位的控制对输出电压V\(_{2}\)进行调整，使其稳定于设计值。由图2可以看出，被测管BG的集电极电压VCE=V\(_{2}\)-V1，由于V\(_{1}\)=VX1是稳定的，所以V\(_{CB}\)也得到稳定。调节R7与R\(_{8}\)的比值，就可以改变VCE值。从上式还可以看出，V\(_{CE}\)与IC无关，二者可以分别调节而互不影响。因此，被测管接入测量电路后，由于电路的恒流和稳压作用，都可以迅速建立起确定的工作点。

实际使用电路见图3。通过转换开关K\(_{2a}\)选择R15～R\(_{19}\)可使IC恒流电流值分别为1、3、5、10、50毫安。由于R\(_{15}\)～R19上并联电解电容C\(_{1}\)，使BG2基极电位稳定，进一步提高I\(_{C}\)恒流效果。通过转换开关K2b选择分流电阻R\(_{11}\)～R14，使I\(_{C}\)换档时Ib量程相应换档，从而保持h\(_{FE}\)量程不变。R5为I\(_{b}\)限流电阻并与接于被测管BG基极、射极间的电容C2组成滤波网路，防止电路产生自激振荡。开关K\(_{1}\)用来选择R20～R\(_{22}\)，使VCE电压分别为1、6、10伏；电解电容C\(_{3}\)为电源滤波电容，并可增进VCE的稳定度。C\(_{4}\)为防振电容。由BG5、BG\(_{6}\)组成的复合管作调整管，R8提供BG\(_{6}\)的Icbo通路。

差分放大管BG\(_{1}\)、BG2可用一般NPN小功率硅管如3DG6，并要求它们的V\(_{CE}\)和hFE分别对称。BG\(_{3}\)可用一般锗低频小功率管如3AX22，其穿透电流Iceo应小于200微安， BG\(_{1}\)～BG3的h\(_{FE}\)均以50～100为宜。稳压二极管DW1、DW\(_{2}\)可选用稳压效果较好的2DW7C或2CW13、2CW14等。hFE指示表采用59C2或61C1，表头量程为50微安，R\(_{6}\)为表头串联电阻，与表头内阻合为4千欧，便于设置分流电阻。比较放大管BG4的h\(_{FE}\)应大于50。BG5、BG\(_{6}\)的hFE值大于20即可。BG\(_{6}\)用3AD6须酌加散热装置。

h\(_{FE}\)指示表表盘中心值为40、最小值为20如图4，上面表中列出了hFE刻度与原表盘刻度的对照数据。整机面板安排见图4。

由于稳压二极管DW\(_{1}\)、DW2稳定电压很难求得一致，恒流电阻R\(_{15}\)～R19和稳压部分取样电阻R\(_{2}\)0～R22须在调试中确定。这可在调试中先用一只比要求数值略小的电阻与一只电位器串联，把I\(_{C}\)与VCE调准后，量得总阻值，再换上相应固定电阻；也可把R\(_{15}\)～R22分别装成一个固定电阻和一个微调电位器串联的电路，更便于调试和校准。

整机安装完毕后，接通20伏直流稳压电源（供电稳压电源电路大家自选）。选一只功率大些的NPN管（如3DG12）作被测管，在其集电极回路串入电流表，在BG\(_{2}\)基极和被测管射极间并上高内阻电压表（如用万用表电压档则应接在BG1基极和被测管射极间，以免V\(_{CE}\)指示表分流IC造成误差）。调试时先校I\(_{C}\)或VCE都行，配合电流、电压选择开关挑选电阻R\(_{15}\)～R22，使各档的I\(_{C}\)、VCE为规定值，并注意是否出现I\(_{C}\)、VCE相互牵扯的现象，若有此情况，应检查接线和各管工作状态。

I\(_{C}\)、VCE各档调准后，把电流表串入被测管基极回路，检验h\(_{FE}\)指示值是否正确，例如选定IC=10毫安，测得I\(_{b}\)为0.2毫安，此时hFE表指示应为50（100.2=50），如指针指示与计算结果不符，应检查表头串联电阻R\(_{6}\)和各分流电阻R11～R\(_{14}\)。本电路只要焊接无误，细心挑选元件，调整并不烦琐。校准后，测试几只管子，仔细鉴定仪器测试性能，然后用蜡将电位器封定再使用。

制作者可对电路稍加改动，用于测PNP型管子。（郭之虞 刘永华）