测量集成稳压器的方法有很多,而最直观、最便捷的方法,则是利用普通的晶体管特性曲线图示仪来测量。它可以将集成稳压器的多项特性参数,一目了然地呈现在我们面前。本文介绍的方法,特别适合于批量生产整机产品的厂家,做快速筛选元器件时使用;也很适合于课堂教学时作为演示,可以让学生直观形象地看到集成稳压器的多种特性。
在本文中,以应用最多的7805型三端集成稳压器为例,介绍使用JT-1型图示仪进行测试的基本方法,然后进一步介绍测试大于5V的集成稳压器和负压输出的集成稳压器以及测试可调集成稳压器的方法。
测试时,首先需要注意的是:在接通图示仪的电源之前和每次转换测试项目之前,都应先将“峰值电压”旋钮反时针旋到底(使峰值电压为0);然后酌情调好各有关的旋钮,再逐渐调大“峰值电压”,进行测试。7805型稳压器的外形有两种,详见图1(a)。对7805型集成稳压器各项主要特性参数的具体测试方法如下:
1.静态输入特性测量
将图示仪面板的各有关旋钮调到下述档位:
峰值电压范围: 0~200V X轴, 集电极电压:5V/度
极性(集电极扫描):+(正) Y轴,集电极电流:1mA/度
功耗限制电阻: 500Ω 阶梯作用:关(中间位置)
用“X轴移位”和“Y轴移位”旋钮,把光点调到屏幕坐标的左下角处:然后将7805的输入端和公共端分别与图示仪测三极管的“C”端和“E”端相接,如图①b所示。(塑封的7805可将该两脚直接插入测试插座中。)慢慢调大“峰值电压”旋钮,我们将可以看到如图②所示的曲线;其横坐标轴表示Ui,纵坐标轴为Ii。


曲线拐点A处的横坐标值,是7805进入正常稳压工作状态所需的“最小输入电压”值(图例为5.8V);其纵坐标是静态工作电流值Id(由于Ii=Id+Io,而此时 Io=0,所以Ii=Id)。通过A点右侧较平直的线段,我们可以看到静态工作电流随输入电压Ui变化的情况。当输入电压超过某一量值时,图线右端突然竖直上翘,表明Id迅速增大,稳压器内出现击穿现象;拐点C处的横坐标值,为该稳压的“击穿电压”BU(通常以BU的70~75%,定为其“最大输入电压”Uimax)。测试BU或测试下文介绍的其它极限参数时,都应特别注意测试时间不要太长;看清曲线突变处的拐点位置后,应迅速调小图示仪的“峰值电压”,否则将有可能使稳压器的性能变差,甚至完全损坏。
2.Ui-Uo特性的测量
将图示仪的各有关旋钮调到下述档位:
峰值电压范围: 0~20V X轴,集电极电压:2V/度
极性(集电极扫描):+(正) Y轴,基极电压:0.5V/度
功耗限制电阻: 200Ω 阶梯作用:关(中间)
串联电阻: 100Ω 阶梯选择: 0.01V/级
将7805的输入端、输出端和公共端分别与图示仪测三极管的“C”、 “B”、“E”端相接,如图③所示。慢慢调大“峰值电压”旋钮,我们将可以看到如图④所示的曲线;其横坐标轴表示Ui,纵坐标轴为Uo。


曲线拐点A处的横坐标值,是7805在输出端接有100Ω负载电阻时,进入正常稳压工作状态所需的“最小输入电压”值(图例为6.2V)。A点右侧水平部分线段的纵坐标,是集成稳压器的输出电压值(图例为5V);该段曲线越平直,表明稳压性能越好;若曲线有明显倾斜,则表明其电压调整率(Sυ=△Uo△U1·Uo|\(_{△I}\)0=0)不好;若曲线没出现该水平部分,则说明稳压器是坏的。
如果需要仔细比较几只7805的最小输入电压值,可以将“X轴集电极电压”调至“1V/度”处,使曲线起始部分的斜上升段展宽,以便于仔细观测。对其它各项参数的测试也全都可以来用类似的方法,适当改变有关旋钮的量程,使需要仔细观测的线段展宽。
在图②中,曲线的BC段比AB段的倾角明显增大;其原因之一是稳压器的过压保护电路开始工作了。为了更可靠地验证其过压保护功能是否正常,可以采用下述方法检测。
将图示仪的有关旋钮调至下列档位:
峰值电压范围: 0~200V X轴,集电极电压:5V/度
极性(集电极扫描):+(正) Y轴,基极电压:0.5V/度
功耗限制电阻: 500Ω 阶梯作用:关(中间)
串联电阻: 100Ω 阶梯选择:0.01V/级

慢慢调大“峰值电压”,我们应能看到如图⑤所示的曲线。在“峰值电压”加大至图⑤中的B点时(图例为36V),图线突然下跌,表明稳压器中的过压保护电路开始工作,使输出电压得以大大降低(图例为降至1V)。而在输入电压加大至C点时(图例约为48V),图线又开始竖直上翘,表明此时因输入电压过高,保护电路也已经无能为力了;若时间稍长,稳压器将会被击穿损坏;在使用或测试过程中都应注意避免这种情况发生。如果在以上的测试过程中,图线没有出现图⑤中B-C之间的下跌线段,或下降幅度不大,则表明该稳压器内的过压保护电路有故障。
3.负载调整率和输出电阻的测量
负载调整率 Si=△UoUo|\(_{△Ui=O}\)△Io=C和输出电阻 Ro=△Uo;△Io|\(_{△Ui=o}\)都是用来表征集成稳压器适应负载电流的变化,保持输出电压稳定性的参数。测试时,先把图示仪的有关旋钮调至下列档位:
峰值电压范围: 0~20V X轴,集电极电压:2V/度
极性(集电极扫描):+(正) Y轴,基极电压:O.5V/度
功耗限制电阻: 100Ω 阶梯作用:关(中间)
串联电阻: 100Ω 阶梯选择: 0.01V/级
7805按图③所示与图示仪连接;慢慢调大“峰值电压”到20V,我们可以看到图④所示的曲线(实线)。然后用1个4Ω的线绕电阻器,一端接至图示仪测三极管用的“E”接线柱上;另一端则与“B”接线柱碰触几次;碰触时,将可看见图线会变到图④中虚线所在的位置,表明稳压器的输出电压值略有下降(图例约下降0.1V)。由此可以求出所测稳压器的负载调整率约为:Si=0.1V5V=0.02,输出电阻约为:R=0.1V;1.2A=0.08Ω。(式中的1.2A是由△I0=\(\frac{5V}{4Ω}\)-5V;100Ω=1.2A得出的。)
4.满载特性的测量
将图示仪的有关旋钮调至下列档位:
峰值电压范围: 0~20V X轴,集电极电压:2V/度
极性(集电极扫描):+(正) Y轴,集电极电流:200mA/度
把7805按图⑥所示与图示仪连接。负载电阻RP应用额定功率较大的线绕电位器或滑线变阻器;在测试开始前,先将其调在阻值较大的位置。慢慢调大“峰值电压”,可以看到图⑦中的曲线a;(此时屏幕的横坐标为Ui,纵坐标为Io),逐渐调小负载电阻RP,曲线将会上升,表示负载电流Io逐渐加大。当曲线上升至某一位置时(图例中的b线为1.7A),即使RP再继续减小,b线也不再上升了,表明其过流保护功能是正常的;此时的纵坐标值为稳压器的过流保护点。调RP,使Io=1.5A(图⑦中的C线);在7805没加散热器的情况下,其温度会迅速上升;当温度升到器件的过热保护点时,曲线会突然下跌,使输出电流大大减小。此时应立即将“峰值电压’调至最小处,等到稳压器冷却之后,再在RP较大的情况下,重测它的负载特性,如果曲线正常,则表明稳压器的过热保护功能是完好的;如果曲线不正常了,则表明其过热保护功能原是有故障的,而且此时的该稳压器已经损坏了。因为此项测试有可能使原本只是“过热保护功能”有故障的稳压器彻底损坏,所以,对于用户来说,当实际应用电路的负载电流不大时,可不必做此项测试。 (程远)

