当前位置:首页 >电工电子

三极管的C,E对调会发生什么?(实验测试)

作者:杨静姿发布时间:2022-02-20 10:01:49

  上述不同主要来自于BJT三极管实际结构以及制作C,E半导体的工艺不同。

▲ 图1.1.1 BJT符号表示与实际工艺示意图

  那么,有一个问题:两个方向的电流放大倍数的差异与反向击穿电压的差异有关系吗?

  如果回答这个问题,只需要从半导体基础理论,推导出三极管决定hFE、PN反向击穿电压决定参数便可以得到答案。

  当然对于这个问题,也可以从非专业角度,直接测试一批三极管的上述参数,可以检查它们之间是否具有相关联性。

二、测量hFE方法

1、测量hFE

  最简单测量BJT电流放大倍数就是使用带有测量hFE功能的数字万用表进行测量。

  根据 How to Measure Gain (β) of a BJT 给出的测量BTJ电流增益电路图,搭建测量电路图。

(1)测量NPN型三极管hFE

  下图中参数设置:

▲ 图1.2.1 用于测试的2N3904测试结果

  三极管

的基极被运放固定在GND。假设它的发射极的电压为Vb,那么考虑第一个运放,它的正,负输入端都为Vb。根据R3=R5,所以它的输出电压

与输入

满足:

  那么:

  这样可以计算出

的大小:

  上式化简过程使用到

  第二个运放输出:

。综上,可以获得待测三极管的电流增益为:

(2)测量PNP型三极管hFE

  测量PNP型BJT三极管的hFE,只要将上面的V+修改成负电压就可以了。

2、搭建测试电路

(1)搭建测试电路

  在面包板上搭建测量电路,其中的双运放使用 LM358[1] 构成。电路的工作电压为±9V。

▲ 图1.2.2 在面包板上搭建的测量电路

(2)测试三极管

  选择一个NPN三极管2N3904进行测试。使用 晶体管测试助手[2] 测量它的基本参数为。

▲ 图1.2.3 用于测试的三极管基本参数

(3)测试数据

  为了获得与上述晶体管助手测量的结果可比性,选取

,这样三极管的

  测量得到

。可以计算出三极管的hFE参数:

(4)测试三极管反向hFE

  如果还是维持测量电路工作电压为±9V,会出现Vb电压为负值,考虑到这种情况是三极管2N3904在方向后,也就是将C,E对调,B-E PN结反向击穿,造成的结果,将LM358的工作电压降低到±6V,这种现象就不出了。

  ● 测试条件:    Va:0.2V   Vb:2.942

  根据上述条件计算出2N3904的反向电流放大倍数:

  通过上述测量结果,可以看到,对于2N3904正向与反向的电流增益相差:

倍。

三、测量反向击穿电压

1、测量方法

  测量三极管的PN结反向击穿电压使用 希玛 AR907C绝缘电阻测试仪基本实验[3] 的高压测量特性来测量。

▲ 图1.3.1 利用AR907C+数字万用表测量器件的击穿电压

2、测量结果

  利用上面测量方法,测量2N3904的PN结反向击穿电压。

  ● PN结反向击穿电压:    E-B PN结:9.84V   C-B PN结:108.7V

  通过上述测量结果来看,2N3904 的EB,CB的PN结反向击穿电压相差

倍左右。

  初步来看,一个三极管的正向,反向的电流增益相差结果与CB,EB PN结反向击穿电压之间并没有数值上的直接关系。不过可以通过若干种不同的三极管上述数值关系来测量其中存在的关系。

02 试数据

一、测试一组BJT数据

  选择手边的24钟三级丰润样品,分别测试它们对应的正向与反向的电流增益,CB-EB的PN结反向击穿电压。

▲ 图2.1.1 用于实验的三极管

1、测试方法

  通过以下步骤对于每个三极管进行测试。

  然后对于结果在进行分析。

2、测量结果

  自己观察上面表格测量的数据,可以看到三极管的hFE的正向与反向的变化并没有太大的规律。而对应的CB,EB的PN的反向击穿电压则大体处在相同的数值。

二、测量Ie与hFE关系

  在 三极管hFE参数随着Ic,Vc的变化情况[4] 测试了BJT的hFE随着Ic之间的关系。下面对于前面测量的三极管测量不同Ie下对应的hFE。

1、测量9013

  使用DP1038数控DC电源设置Va,测量不同设置电压下对应的hFE。

  下面是第一次测量,看到对于电流非常小的情况下,对应的hFE非常大,这一点与常见到的BJT在小电流下对应的hFE较小矛盾,所以猜测这是由于电路的零偏造成的误差。

▲ 图2.2.1 测量9013不同的Ie下对应的hFE

  下图显示了设置电压从0.5 变化到10V对应的hFE的情况。对于电压超过7V左右,hFE呈现线性上升,这一点可有是由于LM358工作电压在±9V所引起的输出饱和引起的。

▲ 图2.2.2 测量9013不同的Ie下对应的hFE

  下面将LM358的工作电压修改到±12V,重新测量输入电压在1 ~ 10V的对应的测量结果。

▲ 图2.2.3 测量9013不同的Ie下对应的hFE

2、测量8050

▲ 图2.2.4 对于不同的Ie下晶体管hFE的数值

3、测量2222

▲ 图2.2.5 对于不同Ie晶体管的hFE

4、测量BC549

▲ 图2.2.6 不同Ie下晶体管hFE

量总结 ※

  于三极管的电流增益在正向与反向(也就是将C,E对调)的变化通过实验测量,观察到其中的数据的分散。对于三极管的CB,EB的PN的反向击穿电压进行测量,他们与电流增益之间的也是没有明显的相关关系。

参考资料

电源开关上的l1和l2是什么意思 开关单控和双控的区别
电源开关上的L1和L2不是代表火线和零线。严格来说电源开关中的L是代表火线,L1和L2是在双控开关中的两个分别上下连接时的开关火线的组合。
2021-12-24 阅读更多
从电灯开关取电好不好
不推荐从电灯开关上取电,因为电灯开关的安装的导线截面积比较小,一般情况为1mm²,(理论上这种规格铜芯导线可以承载单相交流负载1320W,),它用于灯泡控制是绰绰有余,但从暗
2021-12-24 阅读更多
电线能承载多大电流怎么算
导体都是利用物质最外电子数比较小容易失去电子才称为导体。欧姆定律告诉人们I=U/R(I表示电流用安倍A表示,电压用伏特表示U,电阻用欧姆表示R)和什么叫电阻、电阻率和
2021-12-24 阅读更多
没有地线漏电保护器会跳闸吗
漏电保护器和接地工作原理不同,地线是漏电时外壳就会带电,接地之后设备外壳和大地等电位,把泄漏电流导入大地。而漏电保护器就不同了,它是在设备发生漏电时才动作。人
2021-12-24 阅读更多
灯与插座的零线能用一根线吗
灯与插座的零线能否共用取决于它们是否在一个回路当中。第一、如照明灯和插座是一个回路情况下,可共用一根零线;第二、如不是同一个回路,基本用的都是IP空开,也可共用
2021-12-24 阅读更多
到底什么是短路 短路有什么危害
短路是一个以人的主观意志来定义的物理现象,不能简单的用电流大小或电阻高低来区分。
2021-12-24 阅读更多
电流表校表需要分开两根线吗怎么接线
没有必要分开,但是两根接电流表的线有的必须短接、也有的短接与否均可,要视具体情况而定。
2021-12-24 阅读更多
电工到60周岁上岗合不合法
不合法,因为国家安监局规定超六十周岁不能办电工证了,意思就是电工证的年龄最大不能超过60岁。没有电工证属于无证上岗,安监局没有检查持证上岗还可以过去,但用人单位
2021-12-24 阅读更多
为什么手机用久了电池不耐用了
手机已经成为我们生活中的必需品了,我们在工作和生活中都离不开它,但是我们在慢慢就会发现,手机用了段时间,电池就不经用了,那么到底是手机质量问题还是电池就是这个寿
2021-12-24 阅读更多
空调一般多久清洗一次
空调清洗次数:1、每年夏天消毒清洗一次;2、内机空调的过滤网2个月清洁一次;3、外机散热片可一年清洗一次;4、中央空调外机内部半年清洗一次。
2021-12-24 阅读更多