多功能晶体管测试仪

本文介绍的多功能晶体管测试仪具有线路简单、体积小、重量轻、使用方便等特点。它有如下几种功能：判别二极管的好坏和极性；判别三极管的好坏、管型以及三个电极；能较准确测出三极管的电流放大系数β值（误差小于±5％）；能直接判断在线三极管和二极管的好坏。

图1是该测试仪的电原理图。整机电路由管型判别、在线测试、测量β值三部分组成，其工作原理分述如下：

1．管型判别：将开关SB1拨至“管型”档。

判别二极管：因二极管只有一个PN结，利用PN结具有单向导电性的特点，将二极管的两管脚插入1、2两孔，若发光二极管VH2、VH3亮，则接1孔的管脚为正极，接2孔的管脚就为负极。

判别三极管：①找基极：因三极管有两个PN结，仍利用PN结具有单向导电性的特点来判别基极。将三极管的某一管脚插入1孔，另两管脚分别插入2孔，并称此为一组插法。由于三极管有三个电极，故共有三组类似插法。如果在某一组插法中，出现VH2、VH3均亮，则插入1孔的就是基极，且该管为NPN型。反之，在三组插法中，只有一组插法出现VH2、VH3均灭，则该管为PNP型，且插入1孔的管脚也为基极。②找集电极和发射极：确定基极和管型后，若是NPN型管，就将找到的基极插入3孔，另两个管脚分别插入1、2孔，若VH2、VH3亮，则插入1孔的管脚为C极，插入2孔的就是e极。若是PNP管，就将找到的基极插入4孔，另两个管脚分别插入1、2孔，若VH2、VH3均亮，则插入1孔的管脚为e极，插入2孔的就为C极。为保证三极管的判别准确可靠，被测管应工作在放大状态，当被测管的β值较大时，其集电极电流也大，若只设置一个VH2，则VH2就可能烧坏，故增加VH3起分流作用，这就保证了被测管的β值在大范围内变化时仍能进行正常判别。SB5是一个常闭按钮开关，它是为判别β值较低的管子而设置的。当被测管的β较低时，其管子的集电极电流就较小，此时VH2、VH3可能都不亮，这时按下SB5，使电流全部流过VH2，故VH2就亮，从而保证了较低β值管子的正常判别。

2．在线测试：在线测试能迅速、准确直接测试电子线路板上三极管和二极管的好坏。（不必将管子焊下）。将SB1拨至“在线”档，图中右下方用555A、555B构成的方波发生器就产生频率、幅值均相等，但相位相反的两个方波信号，给电路测试部分提供极性改变的电源。由于555电路的带载能力较强，能为被测三极管提供足够大的基极电流和集电极电流，保证被测管处于深度饱和状态，从而使测试准确、可靠。

当SB4断开而又不接被测管时，由于A、B两点为幅值相等、相位相反的方波，故VH4、VH5交替发光，但因方波振荡频率较高（约为170Hz），所以看起来VH4、VH5均同时亮。

当接入好的NPN型管时，若A点为高电平、B点为低电平，则三极管饱和导通，此时三极管的饱和压降V\(_{CES}\)加上VD4、VD5的正向压降共约1.6V左右，该值小于发光二极管发光所需正向电压，所以此时VH4灭；若A点为低电平、B点为高电平，则三极管截止，VH5亮，此时因VH4承受的是反压，故VH4仍灭。同理，当接入好的PNP管时，就应为VH4亮、VH5灭。可见：当VH4、VH5为一亮一灭时，就说明被测管是好管。若被测管c、e间开路，则VH4、VH5均亮；若c、e间短路，则VH4、VH5均灭。

SB4闭合就可测试在线二极管。将图中c、e两个接二极管两脚，若VH4、VH5一亮一灭，则为好管，否则就为坏管。

若用“在线”档测试未焊接的二极管和三极管（当电极e、b、c为已知时），则可方便地判断管子的好坏以及管型。

3．测量β值：将SB1拨至“β”档。图1左半部分的R1、R2、RP、被测三极管的be结以及R3、R4、VD1～VD3组成模拟电桥，电压比较器LM339的两个输入端接至电桥C、D两个顶点。调节RP，当电桥达到平衡时，V\(_{CD}\)=0，LM339输出低电平，故VH1亮。因电桥平衡，故可推出如下关系：VR1=V\(_{R2}\)＋VRP，即（I\(_{B}\)＋IC）R1=I\(_{B}\)（R2＋RP）。由于R1=R2，故可推得：β=IC／I\(_{B}\)=RP／R1=RP（∵R1=1kΩ）可见，电桥平衡时，RP旋钮指示的即为该管的β值。又根据电压比较器的传输特性，当电压比较器输入端“－”端电平高于它“＋”端电平（即V\(_{C}\)＞VD）时，其输出也为低电平，VH1就一直亮。反之，当V\(_{C}\)＜VD时，输出就为高电平，VH1就一直灭。

面版及外形如图2所示，印制电路版见图3。发光二极管选用圆形的，尽量选用多种颜色，并注意在面版上排列时，每相邻的两个发光二极管应为不同颜色，以免造成错觉。二极管除VD3选用2AP型锗管外，其余均选用2CK型或1N4148类型硅管。

R1、R2、R3、R4、RP用数字式万用表测量，严格保证R1=R2=1kΩ，R3=R4。绘制β值刻度时，实际上旋转电位器RP旋钮所对应的电阻值就是β值。面版上的e、b、c插孔和1、2、3、4插孔可用电子管插座代替。电压比较器应选用性能较好的专用型电压比较器。555A、555B也可合用一只556电路。电源采用9伏叠层电池。

因电路中的三部分是独立的，故可分别调试。

管型判别的调试：将SB1拨至“管型”档，用一已知管型和电极的三极管插入相应的插孔。若VH2、VH3亮，说明电路工作正常。若已知管的β值较低，VH2、VH3不亮，就按下SB5，若VH2亮，则说明电路也工作正常。

在线测试的调试；将SB1拨至“在线”档，不接被测三极管，若VH4、VH5均亮，则该部分电路工作正常。

测量β值的调试：将SB1拨至“β”档，选一只β值已知的NPN型管，并将SB2、SB3均拨至相应的位置，插入管子后，旋转电位器RP的旋钮，当VH1由灭变亮的那一时刻旋钮所指刻度即为该管β值，说明该部分电路工作正常。由于RP为220kΩ，故β最大值只能测至220，若要测至β=300，则可选RP=300kΩ的电位器。

在线与不在线的测试：将SB1拨至“在线”档，测三极管时，将SB4拨至“VT”处。若三极管三个电极均已知，就将该仪器的三根外接测试线中接有鳄鱼夹的夹住管子b极，然后用c、e两根表笔分别与被测管对应的管脚接触，若VH4、VH5一亮一灭，则该管为好管。若VH4、VH5均亮或均灭，则该管已坏。测二极管时，将SB4拨至“VD”处，用c、e两根表笔接触二极管的两个管脚，若VH4、VH5一亮一灭，则该二极管为好管，否则为坏管。

测β值：将SB1拨至“β”档、SB2拨至对应的管型档，测硅管时将SB3拨至“Si”处，测锗管时将SB3拨至“Ge”处。首先将RP左旋到零，并将被测管的管脚插入对应的e、b、c插孔，然后再旋动电位器旋钮。测NPN型管时，VH1由灭变亮的那一时刻旋钮所指示的值即为该管的β值；测PNP型管时，VH1由亮变灭的那一时刻旋钮所指示的值即为该管的β值。(韩前彝)