大牛分享三極管測量經(jīng)驗(yàn),三極管測量之判別好壞、放大與飽和狀態(tài)
細(xì)分三極管測量問題,可包含諸多內(nèi)容,如三極管測量之判別三極管好壞、三極管測量之判斷NPN三極管放大和飽和狀態(tài)等。本王中,將對這兩方面三極管測量問題提出的相關(guān)方案、步驟。如果你對這兩類三極管測量問題存在一定疑惑,不妨來了解下吧。
如何判斷三極管的好壞情況
用萬用表判斷三極管好壞的方法很簡單。這里以數(shù)字萬用表為例來介紹判斷方法(指針式萬用表太古老了,并且功能單一,現(xiàn)在就連非洲電子愛好者也不愿意使用了)。
首先說一下三極管的內(nèi)部等效電路,如圖所示,圖左邊的是NPN型三極管,其右側(cè)是NPN型三極管的等效電路??梢?,對于NPN型三極管,其be結(jié)(管子基極b與發(fā)射極e之間的那個(gè)PN結(jié))和bc結(jié)(管子基極b與集電極c之間的那個(gè)PN結(jié))等效為兩個(gè)正極相連的二極管。同樣,圖右邊的PNP型三極管可以等效為兩個(gè)負(fù)極相連的二極管。
由上述分析可知,判斷三極管好壞,只要用數(shù)字萬用表的二極管擋測量其be結(jié)和bc結(jié)的好壞即可。
這里以常用的NPN型硅三極管為例(鍺三極管現(xiàn)在幾乎不再使用了),測量時(shí),將數(shù)字萬用表調(diào)至二極管擋(見圖示),用萬用表的紅表筆接觸三極管的b極,然后,用黑表筆分別接觸三極管的e極和c極,此時(shí)萬用表顯示的讀數(shù)是PN結(jié)的正向壓降,其值一般都在“.500-.700”之間,然后用黑表筆接觸三極管的b極,紅表筆發(fā)表接觸三極管的e極和c極,此時(shí)萬用表顯示的讀數(shù)為PN結(jié)的反向壓降,其顯示讀數(shù)皆為“1”,這樣就可以基本認(rèn)為該三極管是好的。
測量時(shí),若出現(xiàn)某個(gè)結(jié)的讀數(shù)為“.000”或正反向壓降皆為“1”,那么該管的這個(gè)結(jié)已損壞,這個(gè)管子就不能用了。
對于一個(gè)好的三極管,用萬用表的二極管擋測量其c-e極之間的壓降,不論正向壓降還是反向壓降,萬用表的讀數(shù)皆應(yīng)顯示為“1”,若讀數(shù)顯示為“.000”,則該管已被擊穿,是壞的,不能使用。若顯示有一定的數(shù)值,則說明該管的穿透電流Iceo較大,雖然能用,但工作穩(wěn)定性較差,不建議使用。
三極管飽和還是放大要怎樣知道?
判斷一個(gè)電路中的三極管是工作于放大狀態(tài)還是飽和狀態(tài)很簡單,你只要用電壓表測量三極管集電極與發(fā)射極之間的壓降即可。
這里以常用的NPN型硅三極管為例,你這個(gè)圖中的三極管電路是典型的共射極放大電路,圖中電阻若選值合適,使三極管的基極電壓比發(fā)射極電壓高約0.5-0.7V,并且Rc阻值合適,這時(shí)管子的集電極與發(fā)射極之間的電壓Uce一定>1V,此時(shí),三極管就工作于線性放大狀態(tài)。若Rb1、Rb2取值不合適,導(dǎo)致偏置電流Ib過大,這時(shí),三極管的集電極電流Ic便會增大,從而導(dǎo)致Rc上壓降增大。若該壓降增大到使三極管集電極-發(fā)射極之間的電壓Uce<1V,此時(shí)三極管便處于飽和狀態(tài),從而失去了線性放大作用。若該電壓低于0.3V,三極管便處于深度飽和狀態(tài)。
順便說一下,一般作為線性放大器使用時(shí),都將三極管的Uce選擇在½電源電壓處,這樣可以獲得最大的線性動態(tài)范圍。
書上寫的是NPN型二極管在處于放大狀態(tài)時(shí),發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏吧。
擴(kuò)散到基區(qū)的電子,將有一小部分與基區(qū)的空穴復(fù)合,同時(shí)基極電源Vbb不斷向基區(qū)提供空穴,形成基極電流Ib。由于基區(qū)摻雜的濃度很低又很薄,在基區(qū)與空穴復(fù)合的電子很少,所以基極電流Ib也很小。擴(kuò)散到基區(qū)的電子除了被基區(qū)復(fù)合掉一小部分,大量的電子都能擴(kuò)散到集電結(jié)邊緣。
反向偏置的集電結(jié)阻礙了集電區(qū)的多子(自由電子)向基區(qū)擴(kuò)散,但擴(kuò)散到集電結(jié)邊緣的電子在集電結(jié)電場作用下越過集電結(jié),達(dá)到集電區(qū),在集電極電源的作用下行程集電極電流Ic。
Ie=Ib+Ic且Ib遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Ic,表示的是發(fā)射級發(fā)射的電子絕大多數(shù)都通過基極達(dá)到集電區(qū)只有少數(shù)電子在基區(qū)與空穴復(fù)合。
當(dāng)Ib有一增量△Ib時(shí),Ic也有相應(yīng)的增量△Ic和△Ie,△Ie=△Ib+△Ie且△Ie遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于△Ic。這也解釋了當(dāng)基基電流發(fā)生小變化△Ib時(shí),會引起集電極電流有一個(gè)大變化量△Ic。這就是晶體管電流放大作用的原理。
共射交流電流放大系數(shù):
β=△Ic/△Ib
共射直流電流放大系數(shù):
β=Ic/Ib
由于三極管處于放大狀態(tài)是由條件的,NPN三極管工作時(shí)集電極電壓>基極>發(fā)射極。根據(jù)電流關(guān)系不同又劃分為飽和區(qū)、放大區(qū)和截止區(qū)。
當(dāng)Ib=0以下(基極無電流時(shí))的區(qū)域稱為截止區(qū),此時(shí)發(fā)射結(jié)集電結(jié)均反偏。
當(dāng)Uce=Ube時(shí)(即Ic=βIb,β為三極管放大倍數(shù))為臨界飽和狀態(tài)。以上的區(qū)域?yàn)樯疃蕊柡蜖顟B(tài),深度飽和時(shí)共射直流放大系數(shù)關(guān)系不再成立。
三極管三種工作狀態(tài),其中斷開和導(dǎo)通兩狀態(tài)時(shí)作為開關(guān)使用。