如何正確進(jìn)行三極管測量

隨著工業(yè)的發(fā)展，三極管的應(yīng)用也越來越廣泛。在使用三極管之前，我們需要判定該三極管是什么類型的三極管，該三極管是否能用。本文將介紹一下如何測量三極管。

什么是三極管?

三極管，全稱應(yīng)為半導(dǎo)體三極管，也稱雙極型晶體管、晶體三極管，是一種控制電流的半導(dǎo)體器件其作用是把微弱信號(hào)放大成幅度值較大的電信號(hào)， 也用作無觸點(diǎn)開關(guān)。晶體三極管，是半導(dǎo)體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個(gè)相距很近的PN結(jié)，兩個(gè)PN結(jié)把整塊半導(dǎo)體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP和NPN兩種。

理論原理

晶體三極管(以下簡稱三極管)按材料分有兩種：鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)形式，但使用最多的是硅NPN和鍺PNP兩種三極管，(其中，N是負(fù)極的意思(代表英文中Negative)，N型半導(dǎo)體在高純度硅中加入磷取代一些硅原子，在電壓刺激下產(chǎn)生自由電子導(dǎo)電，而P是正極的意思(PosiTIve)是加入硼取代硅，產(chǎn)生大量空穴利于導(dǎo)電)。兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的，下面僅介紹NPN硅管的電流放大原理。

對(duì)于NPN管，它是由2塊N型半導(dǎo)體中間夾著一塊P型半導(dǎo)體所組成，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，而集電區(qū)與基區(qū)形成的PN結(jié)稱為集電結(jié)，三條引線分別稱為發(fā)射極e (Emitter)、基極b (Base)和集電極c (Collector)。如右圖所示

當(dāng)b點(diǎn)電位高于e點(diǎn)電位零點(diǎn)幾伏時(shí)，發(fā)射結(jié)處于正偏狀態(tài)，而C點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位幾伏時(shí)，集電結(jié)處于反偏狀態(tài)，集電極電源Ec要高于基極電源Eb。

在制造三極管時(shí)，有意識(shí)地使發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子濃度大于基區(qū)的，同時(shí)基區(qū)做得很薄，而且，要嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量，這樣，一旦接通電源后，由于發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子(電子)及基區(qū)的多數(shù)載流子(空穴)很容易地越過發(fā)射結(jié)互相向?qū)Ψ綌U(kuò)散，但因前者的濃度基大于后者，所以通過發(fā)射結(jié)的電流基本上是電子流，這股電子流稱為發(fā)射極電流子。

由于基區(qū)很薄，加上集電結(jié)的反偏，注入基區(qū)的電子大部分越過集電結(jié)進(jìn)入集電區(qū)而形成集電極電流Ic，只剩下很少(1-10%)的電子在基區(qū)的空穴進(jìn)行復(fù)合，被復(fù)合掉的基區(qū)空穴由基極電源Eb重新補(bǔ)給，從而形成了基極電流Ibo.根據(jù)電流連續(xù)性原理得：

Ie=Ib+Ic

這就是說，在基極補(bǔ)充一個(gè)很小的Ib，就可以在集電極上得到一個(gè)較大的Ic，這就是所謂電流放大作用，Ic與Ib是維持一定的比例關(guān)系，即：

β1=Ic/Ib

式中：β1--稱為直流放大倍數(shù)，

集電極電流的變化量△Ic與基極電流的變化量△Ib之比為：

β= △Ic/△Ib

式中β--稱為交流電流放大倍數(shù)，由于低頻時(shí)β1和β的數(shù)值相差不大，所以有時(shí)為了方便起見，對(duì)兩者不作嚴(yán)格區(qū)分，β值約為幾十至一百多。

α1=Ic/Ie(Ic與Ie是直流通路中的電流大小)

式中：α1也稱為直流放大倍數(shù)，一般在共基極組態(tài)放大電路中使用，描述了射極電流與集電極電流的關(guān)系。

α =△Ic/△Ie

表達(dá)式中的α為交流共基極電流放大倍數(shù)。同理α與α1在小信號(hào)輸入時(shí)相差也不大。

對(duì)于兩個(gè)描述電流關(guān)系的放大倍數(shù)有以下關(guān)系

三極管的電流放大作用實(shí)際上是利用基極電流的微小變化去控制集電極電流的巨大變化。

三極管是一種電流放大器件，但在實(shí)際使用中常常通過電阻將三極管的電流放大作用轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷悍糯笞饔谩?/p>

如何判定三極管的類型以及e、b、c三個(gè)電極?

當(dāng)三極管上標(biāo)記不清楚時(shí),可以用萬用表來初步確定三極管的好壞及類型 (NPN 型還是 PNP 型 ),并辨別出e、b、c三個(gè)電極。測試方法如下 : 

①用指針式萬用表判斷基極b和三極管的類型:

將萬用表歐姆擋置 "R × 100" 或"R×lk" 處,先假設(shè)三極管的某極為"基極",并把黑表筆接在假設(shè)的基極上,將紅表筆先后接在其余兩個(gè)極上,如果兩次測得的電阻值都很小(或約為幾百歐至幾千歐 ),則假設(shè)的基極是正確的,且被測三極管為 NPN 型管;同上,如果兩次測得的電阻值都很大( 約為幾千歐至幾十千歐 ), 則假設(shè)的基極是正確的,且被測三極管為 PNP 型管。如果兩次測得的電阻值是一大一小,則原來假設(shè)的基極是錯(cuò)誤的,這時(shí)必須重新假設(shè)另一電極為"基極"，再重復(fù)上述測試。

②判斷集電極c和發(fā)射極e:

仍將指針式萬用表歐姆擋置 "R × 100"或"R × 1k" 處,以NPN管為例,把黑表筆接在假設(shè)的集電極c上,紅表筆接到假設(shè)的發(fā)射極e上,并用手捏住b和c極 ( 不能使b、c直接接觸 ), 通過人體 , 相當(dāng) b 、 C 之間接入偏置電阻。讀出表頭所示的阻值 , 然后將兩表筆反接重測。若第一次測得的阻值比第二次小 , 說明原假設(shè)成立 , 因?yàn)?ensp;c 、 e 問電阻值小說明通過萬用表的電流大 , 偏置正常。

如何判定不同類型三極管是否好用?

己知三極管類型及電極,指針式萬用表判別晶體管好壞的方法如下: 

①測 NPN 三極管:將萬用表歐姆擋置 "R × 100" 或 "R × lk" 處,把黑表筆接在基極上,將紅表筆先后接在其余兩個(gè)極上,如果兩次測得的電阻值都較小,再將紅表筆接在基極上,將黑表筆先后接在其余兩個(gè)極上,如果兩次測得的電阻值都很大,則說明三極管是好的。   

②測 PNP 三極管:將萬用表歐姆擋置 "R × 100" 或 "R × lk" 處,把紅表筆接在基極上,將黑表筆先后接在其余兩個(gè)極上,如果兩次測得的電阻值都較小,再將黑表筆接在基極上,將紅表筆先后接在其余兩個(gè)極上,如果兩次測得的電阻值都很大,則說明三極管是好的。

半導(dǎo)體三極管的好壞檢測

a.先選量程：R﹡100或R﹡1K檔位

b.測量PNP型半導(dǎo)體三極管的發(fā)射極和集電極的正向電阻值。

紅表筆接基極，黑表筆接發(fā)射極，所測得阻值為發(fā)射極正向電阻值，若將黑表筆接集電極(紅表筆不動(dòng))，所測得阻值便是集電極的正向電阻值，正向電阻值愈小愈好。

c.測量PNP型半導(dǎo)體三極管的發(fā)射極和集電極的反向電阻值。

將黑表筆接基極，紅表筆分別接發(fā)射極與集電極，所測得阻值分別為發(fā)射極和集電極的反向電阻，反向電阻愈小愈好。

d.測量NPN型半導(dǎo)體三極管的發(fā)射極和集電極的正向電阻值的方法和測量PNP型半導(dǎo)體三極管的方法相反。

總結(jié)

關(guān)于如何正確進(jìn)行三極管測量的介紹，就到這里啦，希望可以對(duì)你們有所幫助。