这个测试仪电路简单,元器件好找,组装容易。图1是它的面板图。此仪器是各中小学无线电小组开展活动所必备的仪器之一。它可以测出I\(_{ceo}\)、Icbo及在一定测试条件下β值的大小。

电路原理
装置此仪器,首先要找一个表头,还要测知它的内阻和灵敏度。下面介绍测试方法。
一、表头内阻R\(_{g}\)的测定
测量表头内阻的方法有多种,现仅就用替代法的电路(见图②)及测试步骤作一说明。

将转换开关K\(_{a}\)接到1处,接通Kb,调节可变电阻R,使电流表G的指针任意指到某一较大数值上,记下此数值。(电流表可用万用表代替,要注意此时被测的μA表头指针勿满度)。
切断电源K\(_{b}\)(为了保护万用表),将开关Ka转至2处,再接通电源开关k\(_{b}\),调节原先处在最低限值上的Rs,使电流表G仍指到原来记下的数值处。此时,用R\(_{s}\)替代了μA表头的内阻Rg。R\(_{g}\)=Rs,若R\(_{s}\)为标准电阻箱时,Rg即可直接读得,如为可变电阻,则需要用万用表电阻档测出R\(_{s}\)值。
二、表头灵敏度(即满度电流)I\(_{g}\)的测定
一般采用标准法(见图③),用一只灵敏度比被测表灵敏度低的标准表和被测表头串联起来,接好电路。调节R,使被测表指针指示满刻度,则此时标准表上的读数即为被测表的灵敏度。

若标准表的灵敏度比被测表头高,则标准表满刻度时,被测表头的灵敏度为:
被测表头的灵敏度=标准表满度读数×\(\frac{被测表的满度读数}{被测表头所指读数}\)
三、表头量程扩大
为了测定I\(_{ceo}\)、Icbo和β值,需要有一个量程分别是100μA、500μA、1mA、5mA多量程的电流表,要将原表头的量程扩大,以便于准确测试。
本仪器表头的满度电流I\(_{g}\)=50μA,内阻Rg=4.1kΩ,如将其量程扩大到100μA,需要和表头并联一个分流电阻R\(_{s}\)(见图④)。由于分流电阻Rs与表头并联,两端电压相等,则有
I\(_{g}\)·Rg=(I-I\(_{g}\))Rs
R\(_{s}\)=Ig·R\(_{g}\)I-Ig……①
由①式得
IR\(_{s}\)=Ig(R\(_{g}\)+Rs)……②

为了装成多量程电流表,一般采用闭路抽头转换式分流电路,如图⑤所示,将电流扩大到I\(_{1}\)。同理,则有
(I\(_{1}\)-Ig)R\(_{s1}\)=Ig(R\(_{g}\)+Rs-R\(_{s1}\))两边消去Ig·R\(_{s1}\)
得
I\(_{1}\)Rs1=I\(_{g}\)(Rg+R\(_{s}\))……③
比较②③两式得
IR\(_{s}\)=I1R\(_{s1}\)=Ig(R\(_{g}\)+Rs)……④

上式表明,电流量程和它的分流电阻的乘积是一个常·数·,数值等于I\(_{g}\)(Rg\(_{s}\)),一般称它为测量直流电流时的最大电压降。有了这个常数,多量程的各相应的分流电阻即可算出。
本仪表表头扩大量程的电路如图⑥,测出的I\(_{g}\)=50μA,Rg=4.1kΩ,计算得出R\(_{s}\)=4.1kΩ,由②式,直流电流电压降为:
IR\(_{s}\)=Ig(R\(_{g}\) +Rs)=50×10\(^{-6}\)×(4.1+4.1)×103
=0.41(V)
各量程的分流电阻为
R\(_{5mA}\)=Rs1=R\(_{1}\)=IRsI\(_{1}\)=0.41×;5×10\(^{-}\)3=82Ω
R\(_{1mA}\)=Rs2=0.4110\(^{-}\)3=410Ω
∴R\(_{2}\)=Rs2-R\(_{s1}\)=328Ω
R\(_{5}\)0=Rs3=0.41500×10\(^{-}\)6=820Ω
R\(_{3}\)=Rs3-R\(_{s2}\)=410Ω
R\(_{4}\)=Rs-R\(_{s3}\)=4.1kΩ-820Ω=3280Ω

四、本仪器测试总电路的设计及使用
本仪器测试电路如图7所示,下面谈一下测试各参数的方法。

1.穿透电流I\(_{ceo}\)的测量
当晶体三极管的基极开路时,流过发射结和集电结的电流叫穿透电流,用I\(_{ceo}\)表示。断开K1,将电流量程选择齐关K拨到500μA档。确定三极管是PNP型或为NPN型后,将K\(_{4}\)扳至相应位置,使基极开路,将e、c两管脚分别插入相应孔中,表上指示数即为Iceo值,如数值小于100μA,可再改用100μA档。一般小功率锗管约在数百微安范围,小功率硅管约在一百微安左右。
2.I\(_{cbo}\)的测定
当发射极开路时,基极—集电极反向截止电流即为I\(_{cbo}\)。
将K拨至100μA档, 判别管型是PNP型或NPN型后,将K\(_{4}\)扳至相应位置,将b、c插入Icbo管座相应孔内,表上指示值即为该管的I\(_{cbo}\)值,一般小功率管约为数十微安。
3.β值的测定
集电极电流的变化ΔI\(_{c}\)和基极电流的变化ΔIb的比值,叫共发射极电流放大系数,用β表示。
将K拨至5mA档,表盘上共50个刻度,每刻度表示100μA。当按下K\(_{2}\)或K3,接通偏流电阻,恰使I\(_{b}\)变化为20μA,此时看指针偏转所表示的Ic值,如指针偏转一个格,则β=\(\frac{ΔI}{_{c}}\)ΔIb=100μA;20μA=5(倍)如指针偏转5个格,
则β=\(\frac{ΔI}{_{c}}\)ΔIb=5×100μA;20μA=25(倍)。
由此可知,当K拨至5mA档时,指针每向右偏转一个小格,即表示放大5倍。通过计算所偏转的格数,即可直读出β的倍数。
由于要使I\(_{b}\)变化恰好为20μA,按公式其偏流电阻的阻值应为下列数值:
锗管R\(_{b}\)=U-UbeI\(_{b}\)=6-0.25;20×10\(^{-}\)6≈286kΩ
硅管R'b=\(\frac{U-U}{_{be}}\)'Ib=6-0.65;20×10\(^{-}\)6≈264kΩ
式中U\(_{be}\)及Ube'分别为锗管或硅管的发射结正向压降,锗管一般取0.25V,硅管取0.65V。
当测定β值时,三极管ebc均已插入管座内,表上已指示有Iceo\(_{值}\)。为了测出在一定测试条件下的β值,应先接通K1,调节W\(_{1}\),将Ic值调至1mA或2mA(其中包括I\(_{ceo}\)),然后再按下常开开关K2或K\(_{3}\),分别给Ib或I'\(_{b}\),从指针偏转格数即可读出该管的β值。
测β值时的简化电路如图⑧,现举例说明。

①测PNP型管电路如图⑧a所示。将三极管e、b、c三个极分别插入相应管座孔内,接通K\(_{1}\),调W1,使指针指到1mA位置后,按下K\(_{3}\),使Ib变化20μA,指针此时偏转到2mA处,偏转了10个格。在5mA档,共50个刻度,每偏转一个刻度则表示I\(_{c}\)变化了100μA。因此可算出
β=\(\frac{ΔI}{_{c}}\)ΔIb=10×100μA;20μA=50(倍)
由上可看出使用5mA档测β值,每偏转一个格表示β值为5倍。由偏转格数即可直接读出β值的大小。
②测NPN型管电路如图⑧b所示。将e、b、c三管脚分别插入相应管座孔内,接通K\(_{1}\),调W1使指针指到1mA,按下K\(_{2}\),使Ib变化20μA,如指针偏转到2.5mA处,偏转15个格,则其β值可直接读为15×5=75(倍)应注意,在测β值前,应判定该管管型,将双刀双掷K\(_{4}\)扳至相应位置,插入β值管座内后,再按下K2 或K\(_{3}\)。当K1闭合时,不插入三极管,电路亦为断路,不会因忘记关K\(_{1}\)而消耗电能。
元器件选择
表头可选用手头现有的,再按上述方法测定I\(_{g}\)和Rg,可在无数据的白盘上自行标出数值,然后确定在什么档位时每小格分别代表β值是放大多少倍。
电阻可选用1/8瓦的。阻值除符合标称值的可直接选用外,其他可用串联或并联的方法得到合适的阻值,也可采用将碳膜电阻刮薄或开槽法自制。表头的各分流电阻R\(_{1}\)~R4,为求其准确,一般选用锰铜电阻丝在工字形环氧片上自行绕制。其阻值已分别在图⑦中标出。
电流量程选择开关K可选用小型单刀五掷开关。K\(_{1}\)由电位器W1(470K)上的开关代用。K\(_{2}\)、K3为小型按钮开关,为常开型。按下时接通,抬手后断开,供测β值时加偏流I\(_{b}\)时使用。K4为双刀双掷小型拨动转换开关。
由于整机消耗电能微弱,可采用6V积层电池。(门树义)