晶體三極管測試題(急求三極管的相關(guān))
1.急求三極管的相關(guān)基礎(chǔ)知識
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)體基片上制作兩個相距很近的PN結(jié)，兩個PN結(jié)把正塊半導(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，如圖從三個區(qū)引出相應(yīng)的電極，分別為基極b發(fā)射極e和集電極c。 發(fā)射區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)叫發(fā)射結(jié)，集電區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)叫集電極。
基區(qū)很薄，而發(fā)射區(qū)較厚，雜質(zhì)濃度大，PNP型三極管發(fā)射區(qū)"發(fā)射"的是空穴，其移動方向與電流方向一致，故發(fā)射極箭頭向里；NPN型三極管發(fā)射區(qū)"發(fā)射"的是自由電子，其移動方向與電流方向相反，故發(fā)射極箭頭向外。發(fā)射極箭頭向外。
發(fā)射極箭頭指向也是PN結(jié)在正向電壓下的導(dǎo)通方向。硅晶體三極管和鍺晶體三極管都有PNP型和NPN型兩種類型。
三極管的封裝形式和管腳識別 常用三極管的封裝形式有金屬封裝和塑料封裝兩大類，引腳的排列方式具有一定的規(guī)律，如圖對于小功率金屬封裝三極管，按圖示底視圖位置放置，使三個引腳構(gòu)成等腰三角形的頂點上，從左向右依次為e b c；對于中小功率塑料三極管按圖使其平面朝向自己，三個引腳朝下放置，則從左到右依次為e b c。目前，國內(nèi)各種類型的晶體三極管有許多種，管腳的排列不盡相同，在使用中不確定管腳排列的三極管，必須進行測量確定各管腳正確的位置，或查找晶體管使用手冊，明確三極管的特性及相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)和資料。
晶體三極管的電流放大作用 晶體三極管具有電流放大作用，其實質(zhì)是三極管能以基極電流微小的變化量來控制集電極電流較大的變化量。這是三極管最基本的和最重要的特性。
我們將ΔIc/ΔIb的比值稱為晶體三極管的電流放大倍數(shù)，用符號“β”表示。電流放大倍數(shù)對于某一只三極管來說是一個定值，但隨著三極管工作時基極電流的變化也會有一定的改變。
晶體三極管的三種工作狀態(tài) 截止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓小于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，基極電流為零，集電極電流和發(fā)射極電流都為零，三極管這時失去了電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的斷開狀態(tài)，我們稱三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。 放大狀態(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并處于某一恰當(dāng)?shù)闹禃r，三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，這時基極電流對集電極電流起著控制作用，使三極管具有電流放大作用，其電流放大倍數(shù)β=ΔIc/ΔIb，這時三極管處放大狀態(tài)。
飽和導(dǎo)通狀態(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并當(dāng)基極電流增大到一定程度時，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處于某一定值附近不怎么變化，這時三極管失去電流放大作用，集電極與發(fā)射極之間的電壓很小，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)。三極管的這種狀態(tài)我們稱之為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。
根據(jù)三極管工作時各個電極的電位高低，就能判別三極管的工作狀態(tài)，因此，電子維修人員在維修過程中，經(jīng)常要拿多用電表測量三極管各腳的電壓，從而判別三極管的工作情況和工作狀態(tài)。 使用萬用電表檢測三極管 三極管基極的判別：根據(jù)三極管的結(jié)構(gòu)示意圖，我們知道三極管的基極是三極管中兩個PN結(jié)的公共極，因此，在判別三極管的基極時，只要找出兩個PN結(jié)的公共極，即為三極管的基極。
具體方法是將多用電表調(diào)至電阻擋的R*1k擋，先用紅表筆放在三極管的一只腳上，用黑表筆去碰三極管的另兩只腳，如果兩次全通，則紅表筆所放的腳就是三極管的基極。如果一次沒找到，則紅表筆換到三極管的另一個腳，再測兩次；如還沒找到，則紅表筆再換一下，再測兩次。
如果還沒找到，則改用黑表筆放在三極管的一個腳上，用紅表筆去測兩次看是否全通，若一次沒成功再換。這樣最多沒量12次，總可以找到基極。
三極管類型的判別： 三極管只有兩種類型，即PNP型和NPN型。判別時只要知道基極是P型材料還N型材料即可。
當(dāng)用多用電表R*1k擋時，黑表筆代表電源正極，如果黑表筆接基極時導(dǎo)通，則說明三極管的基極為P型材料，三極管即為NPN型。如果紅表筆接基極導(dǎo)通，則說明三極管基極為N型材料，三極管即為PNP型。
硅管、鍺管的判別 硅管和鍺管在特性上有很大不同，使用時應(yīng)加以區(qū)別。我們知道，硅管和鍺管的PN結(jié)正向電阻是不一樣的，即硅管的正向電阻大，鍺管的小。
利用這一特性就可以用萬用表來判別一只晶體管是硅管還是鍺管。 判別方法如下： 將萬用表撥到R*100擋或R*1K擋。
測量二極管時，萬用表的正端接二極管的負(fù)極，負(fù)端接二極管的正極；測量NPN型的三極管時，萬用表的負(fù)端接基極，正端接集電極或發(fā)射極；測量PNP型的三極管時，萬用表的正端接基極，負(fù)端接集電極或發(fā)射極。 按上述方法接好后，如果萬用表的表針指示在表盤的右端或靠近滿刻度的位置上（即阻值較?。?，那么所測的管子是鍺管；如果萬用表的表針在表盤的中間或偏右一點的位置上（即阻值較大），那么所測的管子是硅管。
高頻管和低頻管的判別 高頻管和低頻管因其特性和用途不同而一般不能互相代用。 判別方法為： 首先用萬用表測量三極管發(fā)射極的反向電阻，如果是測量PNP型管，。
2.三極管的基本知識
晶體三極管又稱雙極型三極管，它是利用是有電子和空穴兩種載流子的運動而工作的，簡稱三極管。三極管放大作用的理解，切記一點：能量不會無緣無故的產(chǎn)生，所以，三極管一定不會產(chǎn)生能量，但三極管厲害的地方在于：它可以通過小電流控制大電流放大的原理就在于：通過小的交流輸入，控制大的靜態(tài)直流。
三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)
半導(dǎo)體二極管內(nèi)部只有一個pn結(jié)，若在半導(dǎo)體二極管p型半導(dǎo)體的旁邊，再加上一塊n型半導(dǎo)體如圖5-1(a)所示。由圖5-1(a)可見，這種結(jié)構(gòu)的器件內(nèi)部有兩個pn結(jié)，且n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體交錯排列形成三個區(qū)，分別稱為發(fā)射區(qū)，基區(qū)和集電區(qū)。從三個區(qū)引出的引腳分別稱為發(fā)射極，基極和集電極，用符號e、b、c來表示。處在發(fā)射區(qū)和基區(qū)交界處的pn結(jié)稱為發(fā)射結(jié)；處在基區(qū)和集電區(qū)交界處的pn結(jié)稱為集電結(jié)。具有這種結(jié)構(gòu)特性的器件稱為三極管。
三極管通常也稱雙極型晶體管（bjt），簡稱晶體管或三極管。三極管在電路中常用字母t來表示。因三極管內(nèi)部的兩個pn結(jié)互相影響，使三極管呈現(xiàn)出單個pn結(jié)所沒有的電流放大的功能，開拓了pn結(jié)應(yīng)用的新領(lǐng)域，促進了電子技術(shù)的發(fā)展。
因圖5-1(a)所示三極管的三個區(qū)分別由npn型半導(dǎo)體材料組成，所以，這種結(jié)構(gòu)的三極管稱為npn型三極管，圖5-1(b)是npn型三極管的符號，符號中箭頭的指向表示發(fā)射結(jié)處在正向偏置時電流的流向。
根據(jù)同樣的原理，也可以組成pnp型三極管，圖5-2(a)、（b）分別為pnp型三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和符號。
由圖5-1和圖5-2可見，兩種類型三極管符號的差別僅在發(fā)射結(jié)箭頭的方向上，理解箭頭的指向是代表發(fā)射結(jié)處在正向偏置時電流的流向，有利于記憶npn和pnp型三極管的符號，同時還可根據(jù)箭頭的方向來判別三極管的類型。
例如，當(dāng)大家看到“ ”符號時，因為該符號的箭頭是由基極指向發(fā)射極的，說明當(dāng)發(fā)射結(jié)處在正向偏置時，電流是由基極流向發(fā)射極。根據(jù)前面所討論的內(nèi)容已知，當(dāng)pn結(jié)處在正向偏置時，電流是由p型半導(dǎo)體流向n型半導(dǎo)體，由此可得，該三極管的基區(qū)是p型半導(dǎo)體，其它的兩個區(qū)都是n型半導(dǎo)體，所以該三極管為npn型三極管。
三極管的結(jié)構(gòu)
三極管的幾種常見外形，其共同特征就是具有三個電極，這就是“三極管”簡稱的來歷。 通俗來講，三極管內(nèi)部為由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的三層結(jié)構(gòu)，根據(jù)分層次序分為NPN型和PNP型兩大類。NPN（一般為硅管）和PNP （一般為鍺管） 上述三層結(jié)構(gòu)即為三極管的三個區(qū)， 中間比較薄的一層為基區(qū)，另外兩層同為N型或P型，其中尺寸相對較小、多數(shù)載流子濃度相對較高的一層為發(fā)射區(qū)，另一層則為集電區(qū)。三極管的這種內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點，是三極管能夠起放大作用的內(nèi)部條件。 三個區(qū)各自引出三個電極，分別為基極（b） 、發(fā)射極（e）和集電極（c）。 三層結(jié)構(gòu)可以形成兩個PN結(jié)，分別稱為發(fā)射結(jié)和集電結(jié)。三極管符號中的箭頭方向就是表示發(fā)射結(jié)的方向。三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)中有兩個具有單向?qū)щ娦缘腜N結(jié)，因此當(dāng)然可以用作開關(guān)元件，但同時三極管還是一個放大元件，正是它的出現(xiàn)促使了電子技術(shù)的飛躍發(fā)展。2 三極管的電流放大作用
直流電壓源Vcc應(yīng)大于Vbb，從而使電路滿足放大的外部條件：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電極反向偏置。改變可調(diào)電阻Rb，基極電流IB，集電極電流Ic 和發(fā)射極電流IE都會發(fā)生變化，由測量結(jié)果可以得出以下結(jié)論：
(1) IE = IB + IC （ 符合克希荷夫電流定理）
(2) IC ≈ IB *？ （ ？稱為電流放大系數(shù)，可表征三極管的電流放大能力）
(3)△ IC ≈ △ IB *?
由上可見，三極管是一種具有電流放大作用的模擬器件。
3.晶體三極管簡易測試電路
晶體三極管是電子線路中運用最多的器件之一，在很多時候都會遇到晶體三極管好壞的測試與判別，如使用萬用表簡單測試或用專用儀表檢測，但測試比較復(fù)雜。筆者在實踐中運用了一款電路簡單、測試方便直觀的晶體三極管測試電路，效果相當(dāng)不錯。該測試電路在通常使用中，對晶體三極管作好壞的定性判斷，是能滿足需要的。
電路如附圖所示，測試時通過變色發(fā)光二極管LED1和LED2的組合發(fā)光顏色不同來實現(xiàn)判別。電路中IC1 7414是施密特6非門集成電路。由施密特觸發(fā)電路特性可知，該集成電路內(nèi)的非門均具有電壓回滯特性，利用這個特性及外圍電路構(gòu)成振蕩器可對三極管進行測試，其電路顯得非常簡單。電路中由IC1的非門1及外圍元器件構(gòu)成約250Hz的振蕩電路，該振蕩信號經(jīng)過IC1的非門2、3反相后一路送給IC1的非門4、5去測試插座的b端，另兩路分別經(jīng)過LED1或LED2及限流電阻后送給測插座c和e。在測試儀測試插座中，e、b、c分別接測試晶體三極管的三個電極。根據(jù)測試晶體三極管的類型不同，電路振蕩信號形成回路的路徑也不一樣，所以電流的方向用變色發(fā)光二極管不同顏色作指示，即可判斷被測晶體三極管的好壞。根據(jù)圖中變色發(fā)光二極管的極性接法，測試的判別依據(jù)如附表所示。
4.晶體三極管簡易測試電路
晶體三極管是電子線路中運用最多的器件之一，在很多時候都會遇到晶體三極管好壞的測試與判別，如使用萬用表簡單測試或用專用儀表檢測，但測試比較復(fù)雜。
筆者在實踐中運用了一款電路簡單、測試方便直觀的晶體三極管測試電路，效果相當(dāng)不錯。該測試電路在通常使用中，對晶體三極管作好壞的定性判斷，是能滿足需要的。
電路如附圖所示，測試時通過變色發(fā)光二極管LED1和LED2的組合發(fā)光顏色不同來實現(xiàn)判別。電路中IC1 7414是施密特6非門集成電路。
由施密特觸發(fā)電路特性可知，該集成電路內(nèi)的非門均具有電壓回滯特性，利用這個特性及外圍電路構(gòu)成振蕩器可對三極管進行測試，其電路顯得非常簡單。電路中由IC1的非門1及外圍元器件構(gòu)成約250Hz的振蕩電路，該振蕩信號經(jīng)過IC1的非門2、3反相后一路送給IC1的非門4、5去測試插座的b端，另兩路分別經(jīng)過LED1或LED2及限流電阻后送給測插座c和e。
在測試儀測試插座中，e、b、c分別接測試晶體三極管的三個電極。根據(jù)測試晶體三極管的類型不同，電路振蕩信號形成回路的路徑也不一樣，所以電流的方向用變色發(fā)光二極管不同顏色作指示，即可判斷被測晶體三極管的好壞。
根據(jù)圖中變色發(fā)光二極管的極性接法，測試的判別依據(jù)如附表所示。
5.三極管的測試
可以用萬用表來測試三極管的放大倍數(shù)，首先要先知道三極管的三個電極（腳位），然后按萬用表的要求把各腳相對應(yīng)插入插孔（差錯腳位影響測量）。
要區(qū)別三極管的三個電極，可按下面方法進行：
1.基極和管子類型的判別方法：
測量的鍺管用R*100檔，硅管用R*1K檔，先固定紅表筆與任意一支腳接觸，黑表筆分別對其余兩支腳測量。看能否測量到兩次較小電阻值，若不能再把紅表筆移向其他的腳繼續(xù)測量到兩個小電阻為止，若固定紅表筆找不到兩個小電阻，可固定黑表筆繼續(xù)查找。當(dāng)找到兩個小電阻后，被固定的一支表筆所用的腳為基極。
若固定的表筆為黑表筆，則三極管為NPN型，若固定的為紅表筆，則該管為PNP。
2.判別集電極：
因為三極管發(fā)射極和集電極正確連接時β大（表針擺動幅度大），反接時β就小得多。因此，先假設(shè)一個集電極，用歐姆檔連接，（對PNP型管來說，發(fā)射極接黑表筆，集電極接紅表筆）。測量時，用手捏?。ɑ蛴?00KΩ的電阻連接）基極和假設(shè)的集電極，兩極不能接觸，若指針擺動幅度大，而把兩極對調(diào)后指針擺動小，則說明假設(shè)是正確的集電極，從而確定集電極和發(fā)射極。
