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)基礎知識
晶體三極管，是半導體基本元器件之一，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體基片上制作兩個(gè)相距很近的PN結，兩個(gè)PN結把正塊半導體分成三部分，中間部分是基區，兩側部分是發(fā)射區和集電區，排列方式有PNP和NPN兩種，如圖從三個(gè)區引出相應的電極，分別為基極b發(fā)射極e和集電極c。 發(fā)射區和基區之間的PN結叫發(fā)射結，集電區和基區之間的PN結叫集電極。
基區很薄，而發(fā)射區較厚，雜質(zhì)濃度大，PNP型三極管發(fā)射區"發(fā)射"的是空穴，其移動(dòng)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"發(fā)射"的是自由電子，其移動(dòng)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結在正向電壓下的導通方向。硅晶體三極管和鍺晶體三極管都有PNP型和NPN型兩種類(lèi)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(lèi)，引腳的排列方式具有一定的規律，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(gè)引腳構成等腰三角形的頂點(diǎn)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(gè)引腳朝下放置，則從左到右依次為e b c。目前，國內各種類(lèi)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(jìn)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的技術(shù)參數和資料。
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(shí)質(zhì)是三極管能以基極電流微小的變化量來(lái)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(chēng)為晶體三極管的電流放大倍數，用符號“β”表示。電流放大倍數對于某一只三極管來(lái)說(shuō)是一個(gè)定值，但隨著(zhù)三極管工作時(shí)基極電流的變化也會(huì )有一定的改變。
晶體三極管的三種工作狀態(tài) 截止狀態(tài)：當加在三極管發(fā)射結的電壓小于PN結的導通電壓，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(shí)失去了電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當于開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)狀態(tài)，我們稱(chēng)三極管處于截止狀態(tài)。 放大狀態(tài)：當加在三極管發(fā)射結的電壓大于PN結的導通電壓，并處于某一恰當的值時(shí)，三極管的發(fā)射結正向偏置，集電結反向偏置，這時(shí)基極電流對集電極電流起著(zhù)控制作用，使三極管具有電流放大作用，其電流放大倍數β=ΔIc/ΔIb，這時(shí)三極管處放大狀態(tài)。
飽和導通狀態(tài)：當加在三極管發(fā)射結的電壓大于PN結的導通電壓，并當基極電流增大到一定程度時(shí)，集電極電流不再隨著(zhù)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(shí)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)射極之間相當于開(kāi)關(guān)的導通狀態(tài)。三極管的這種狀態(tài)我們稱(chēng)之為飽和導通狀態(tài)。
根據三極管工作時(shí)各個(gè)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(guò)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(wàn)用電表檢測三極管 三極管基極的判別：根據三極管的結構示意圖，我們知道三極管的基極是三極管中兩個(gè)PN結的公共極，因此，在判別三極管的基極時(shí)，只要找出兩個(gè)PN結的公共極，即為三極管的基極。
具體方法是將多用電表調至電阻擋的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(méi)找到，則紅表筆換到三極管的另一個(gè)腳，再測兩次；如還沒(méi)找到，則紅表筆再換一下，再測兩次。
如果還沒(méi)找到，則改用黑表筆放在三極管的一個(gè)腳上，用紅表筆去測兩次看是否全通，若一次沒(méi)成功再換。這樣最多沒(méi)量12次，總可以找到基極。
三極管類(lèi)型的判別： 三極管只有兩種類(lèi)型，即PNP型和NPN型。判別時(shí)只要知道基極是P型材料還N型材料即可。
當用多用電表R*1k擋時(shí)，黑表筆代表電源正極，如果黑表筆接基極時(shí)導通，則說(shuō)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通，則說(shuō)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(shí)應加以區別。我們知道，硅管和鍺管的PN結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(wàn)用表來(lái)判別一只晶體管是硅管還是鍺管。 判別方法如下： 將萬(wàn)用表?yè)艿絉*100擋或R*1K擋。
測量二極管時(shí)，萬(wàn)用表的正端接二極管的負極，負端接二極管的正極；測量NPN型的三極管時(shí)，萬(wàn)用表的負端接基極，正端接集電極或發(fā)射極；測量PNP型的三極管時(shí)，萬(wàn)用表的正端接基極，負端接集電極或發(fā)射極。 按上述方法接好后，如果萬(wàn)用表的表針指示在表盤(pán)的右端或靠近滿(mǎn)刻度的位置上（即阻值較小），那么所測的管子是鍺管；如果萬(wàn)用表的表針在表盤(pán)的中間或偏右一點(diǎn)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(wàn)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(chēng)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(dòng)而工作的，簡(jiǎn)稱(chēng)三極管。三極管放大作用的理解，切記一點(diǎn)：能量不會(huì )無(wú)緣無(wú)故的產(chǎn)生，所以，三極管一定不會(huì )產(chǎn)生能量，但三極管厲害的地方在于：它可以通過(guò)小電流控制大電流放大的原理就在于：通過(guò)小的交流輸入，控制大的靜態(tài)直流。
三極管內部結構
半導體二極管內部只有一個(gè)pn結，若在半導體二極管p型半導體的旁邊，再加上一塊n型半導體如圖5-1(a)所示。由圖5-1(a)可見(jiàn)，這種結構的器件內部有兩個(gè)pn結，且n型半導體和p型半導體交錯排列形成三個(gè)區，分別稱(chēng)為發(fā)射區，基區和集電區。從三個(gè)區引出的引腳分別稱(chēng)為發(fā)射極，基極和集電極，用符號e、b、c來(lái)表示。處在發(fā)射區和基區交界處的pn結稱(chēng)為發(fā)射結；處在基區和集電區交界處的pn結稱(chēng)為集電結。具有這種結構特性的器件稱(chēng)為三極管。
三極管通常也稱(chēng)雙極型晶體管（bjt），簡(jiǎn)稱(chēng)晶體管或三極管。三極管在電路中常用字母t來(lái)表示。因三極管內部的兩個(gè)pn結互相影響，使三極管呈現出單個(gè)pn結所沒(méi)有的電流放大的功能，開(kāi)拓了pn結應用的新領(lǐng)域，促進(jìn)了電子技術(shù)的發(fā)展。
因圖5-1(a)所示三極管的三個(gè)區分別由npn型半導體材料組成，所以，這種結構的三極管稱(chēng)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)射結處在正向偏置時(shí)電流的流向。
根據同樣的原理，也可以組成pnp型三極管，圖5-2(a)、（b）分別為pnp型三極管的內部結構和符號。
由圖5-1和圖5-2可見(jiàn)，兩種類(lèi)型三極管符號的差別僅在發(fā)射結箭頭的方向上，理解箭頭的指向是代表發(fā)射結處在正向偏置時(shí)電流的流向，有利于記憶npn和pnp型三極管的符號，同時(shí)還可根據箭頭的方向來(lái)判別三極管的類(lèi)型。
例如，當大家看到“ ”符號時(shí)，因為該符號的箭頭是由基極指向發(fā)射極的，說(shuō)明當發(fā)射結處在正向偏置時(shí)，電流是由基極流向發(fā)射極。根據前面所討論的內容已知，當pn結處在正向偏置時(shí)，電流是由p型半導體流向n型半導體，由此可得，該三極管的基區是p型半導體，其它的兩個(gè)區都是n型半導體，所以該三極管為npn型三極管。
三極管的結構
三極管的幾種常見(jiàn)外形，其共同特征就是具有三個(gè)電極，這就是“三極管”簡(jiǎn)稱(chēng)的來(lái)歷。 通俗來(lái)講，三極管內部為由P型半導體和N型半導體組成的三層結構，根據分層次序分為NPN型和PNP型兩大類(lèi)。NPN（一般為硅管）和PNP （一般為鍺管） 上述三層結構即為三極管的三個(gè)區， 中間比較薄的一層為基區，另外兩層同為N型或P型，其中尺寸相對較小、多數載流子濃度相對較高的一層為發(fā)射區，另一層則為集電區。三極管的這種內部結構特點(diǎn)，是三極管能夠起放大作用的內部條件。 三個(gè)區各自引出三個(gè)電極，分別為基極（b） 、發(fā)射極（e）和集電極（c）。 三層結構可以形成兩個(gè)PN結，分別稱(chēng)為發(fā)射結和集電結。三極管符號中的箭頭方向就是表示發(fā)射結的方向。三極管內部結構中有兩個(gè)具有單向導電性的PN結，因此當然可以用作開(kāi)關(guān)元件，但同時(shí)三極管還是一個(gè)放大元件，正是它的出現促使了電子技術(shù)的飛躍發(fā)展。2 三極管的電流放大作用
直流電壓源Vcc應大于Vbb，從而使電路滿(mǎn)足放大的外部條件：發(fā)射結正向偏置，集電極反向偏置。改變可調電阻Rb，基極電流IB，集電極電流Ic 和發(fā)射極電流IE都會(huì )發(fā)生變化，由測量結果可以得出以下結論：
(1) IE = IB + IC （ 符合克希荷夫電流定理）
(2) IC ≈ IB *？ （ ？稱(chēng)為電流放大系數，可表征三極管的電流放大能力）
(3)△ IC ≈ △ IB *?
由上可見(jiàn)，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(jiǎn)易測試電路
晶體三極管是電子線(xiàn)路中運用最多的器件之一，在很多時(shí)候都會(huì )遇到晶體三極管好壞的測試與判別，如使用萬(wàn)用表簡(jiǎn)單測試或用專(zhuān)用儀表檢測，但測試比較復雜。筆者在實(shí)踐中運用了一款電路簡(jiǎn)單、測試方便直觀(guān)的晶體三極管測試電路，效果相當不錯。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(mǎn)足需要的。
電路如附圖所示，測試時(shí)通過(guò)變色發(fā)光二極管LED1和LED2的組合發(fā)光顏色不同來(lái)實(shí)現判別。電路中IC1 7414是施密特6非門(mén)集成電路。由施密特觸發(fā)電路特性可知，該集成電路內的非門(mén)均具有電壓回滯特性，利用這個(gè)特性及外圍電路構成振蕩器可對三極管進(jìn)行測試，其電路顯得非常簡(jiǎn)單。電路中由IC1的非門(mén)1及外圍元器件構成約250Hz的振蕩電路，該振蕩信號經(jīng)過(guò)IC1的非門(mén)2、3反相后一路送給IC1的非門(mén)4、5去測試插座的b端，另兩路分別經(jīng)過(guò)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(gè)電極。根據測試晶體三極管的類(lèi)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。根據圖中變色發(fā)光二極管的極性接法，測試的判別依據如附表所示。
4.晶體三極管簡(jiǎn)易測試電路
晶體三極管是電子線(xiàn)路中運用最多的器件之一，在很多時(shí)候都會(huì )遇到晶體三極管好壞的測試與判別，如使用萬(wàn)用表簡(jiǎn)單測試或用專(zhuān)用儀表檢測，但測試比較復雜。
筆者在實(shí)踐中運用了一款電路簡(jiǎn)單、測試方便直觀(guān)的晶體三極管測試電路，效果相當不錯。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(mǎn)足需要的。
電路如附圖所示，測試時(shí)通過(guò)變色發(fā)光二極管LED1和LED2的組合發(fā)光顏色不同來(lái)實(shí)現判別。電路中IC1 7414是施密特6非門(mén)集成電路。
由施密特觸發(fā)電路特性可知，該集成電路內的非門(mén)均具有電壓回滯特性，利用這個(gè)特性及外圍電路構成振蕩器可對三極管進(jìn)行測試，其電路顯得非常簡(jiǎn)單。電路中由IC1的非門(mén)1及外圍元器件構成約250Hz的振蕩電路，該振蕩信號經(jīng)過(guò)IC1的非門(mén)2、3反相后一路送給IC1的非門(mén)4、5去測試插座的b端，另兩路分別經(jīng)過(guò)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(gè)電極。根據測試晶體三極管的類(lèi)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。
根據圖中變色發(fā)光二極管的極性接法，測試的判別依據如附表所示。
5.三極管的測試
可以用萬(wàn)用表來(lái)測試三極管的放大倍數，首先要先知道三極管的三個(gè)電極（腳位），然后按萬(wàn)用表的要求把各腳相對應插入插孔（差錯腳位影響測量）。
要區別三極管的三個(gè)電極，可按下面方法進(jìn)行：
1.基極和管子類(lèi)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測量到兩個(gè)小電阻為止，若固定紅表筆找不到兩個(gè)小電阻，可固定黑表筆繼續查找。當找到兩個(gè)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(shí)β大（表針擺動(dòng)幅度大），反接時(shí)β就小得多。因此，先假設一個(gè)集電極，用歐姆檔連接，（對PNP型管來(lái)說(shuō)，發(fā)射極接黑表筆，集電極接紅表筆）。測量時(shí)，用手捏住（或用100KΩ的電阻連接）基極和假設的集電極，兩極不能接觸，若指針擺動(dòng)幅度大，而把兩極對調后指針擺動(dòng)小，則說(shuō)明假設是正確的集電極，從而確定集電極和發(fā)射極。
