晶體三極管HFE的多擋電流測試電路的工作原理

晶體三極管的直流放大系數(shù)HFE，是表示其放大能力的重要參數(shù)。根據(jù)電路中三極管的工作電流要求來挑選三極管的HFE，有利于三極管的充分利用和電路的正常工作。小功率三極管HFE能夠比較容易的測量到，但對(duì)于中大功率三極管HFE的測量就不能夠輕易地做到。筆者制作一個(gè)可調(diào)穩(wěn)壓電源，加一多擋IC電流下的HFE測量電路，較成功的解決了大中小功率晶體三極管特別是大功率晶體三極管的HFE測量問題，為電子制作時(shí)晶體三極管的選配提供了方便。其電路主要特點(diǎn)是：（1）IC電流從3mA到3A共分七擋，擋問電流跨距為1：3～3.3，提高了IC電流的均勻性。（2）表頭滿度HFE為300時(shí)，供電電壓為10V；當(dāng)供電電壓為5.3V（硅管）和5.1V（鍺管）時(shí)，表頭滿度HFE為600；當(dāng)供電電壓為19.4V（硅管）和19.8V（鍺管）時(shí)，表頭滿度HFE為150。（3）同一只晶體三極管在多擋電流下測其HFE的大小，可粗略判斷其線性的優(yōu)劣。（4）表頭的表盤刻度為30或300，有利于FE及電流讀數(shù)。其電路原理如圖1所示，它主要有電源部分、HFE的測量電路和基極偏置電阻三個(gè)部分組成。下面分別進(jìn)行介紹。

一。穩(wěn)壓電源部分

1.按照圖2制作一穩(wěn)壓電源板，并按照要求裝配元件。

2.電源變壓器功率為100W，鐵芯截面為28mm×40mm，初級(jí)220V用φ0.47mm～0.51mm漆包線繞990匝，次級(jí)30V用φ1.2mm漆包線繞143匝。

3.三端穩(wěn)壓集成電路LM317和大功率管裝在散熱板上，LM317裝在印制電路板銅箔面。

HFE測量部分

1.測量表頭內(nèi)阻可用高精度數(shù)字萬用表測表頭內(nèi)阻尉，也可按圖3所示的分流法測其內(nèi)阻，先調(diào)電位器RP使表頭指示滿度，然后合上開關(guān)S，轉(zhuǎn)動(dòng)電阻箱上的變阻旋鈕，使被測表頭指針停在滿度值1／2處，此時(shí)的電阻箱阻值即是被測表頭內(nèi)阻Ri。

2測量表頭的靈敏度按圖4所示接法測量表頭靈敏度IM。

3.用閉路抽頭法對(duì)電流分擋為計(jì)算方便，在這里設(shè)表頭靈敏度IM=1mA，即0.001A，表頭總電阻RM=400Ω，電流分7擋：3A、900mA、300mA、90mA、30mA、9mA、3mA，分別用I1～I(xiàn)7表示。鹿路組成如圖5所示，其計(jì)算方法如下：

因I7=IM+ISIS=I7-IMIN×RM=RS（I7-IM）（1）Rs=IM×RM÷（I7-IM）=200ΩR1（I1-IM）=IM（RM+RS-R1）I1RI=IMRM+IMRS （3）將（1）式代入（3）式：

I1R1=RS（I7-IM）+IMRSI1R1=RSI7R1=（RS×I7）÷I1=200Ω×0.003A÷3A=0.2ΩR1+R2=RS×I7÷I2=0.6÷0.9=0.67Ω同理可以求出R3、R4、R5、R6、R7的阻值分別為：

所以R2=0.47Ω R3=1.33ΩR4=4.67Ω R5=13.3ΩR6=46.7ΩR7=Rs-（R1+R2+R3+R4+R5+R6）=133.3Ω三。基極偏置電阻的確定取硅管VBE=0.6V鍺管VBE=0.2V當(dāng)表頭滿度HFE=3003A擋測硅管Rb=（VC-VBE）÷IB=10-0.6÷3/300=940Ω（IB=IB/HFE）其余擋依次為3.13k、9.4k、31.3k、94k、313k、940k測鍺管Rb=（VC-VBE）÷IB=10-0.2÷3/300=980Ω其余擋依次為3.26k、9.8k、32.6K、98k、326k、980k穩(wěn)壓電源部分的元器件無特殊要求，按圖選配即可。HFE測量部分、電流表分流電阻應(yīng)用錳銅電阻絲繞制，最好用萬用電橋測其阻值，以保證各擋電流誤差小于3％。各晶體管偏置電阻應(yīng)用1／4W金屬膜五環(huán)精密電阻。擋位選擇開關(guān)應(yīng)選擇三刀七位旋轉(zhuǎn)開關(guān)。

PNP、NPN轉(zhuǎn)換開關(guān)，用雙刀雙擲鈕子開關(guān)。硅、鍺管轉(zhuǎn)換用單刀雙擲鈕子開關(guān)。實(shí)際測量時(shí)，小功率管用小電源擋測量，大功率管用大電流擋測量，如果小功率管用大電流擋測量時(shí)，將導(dǎo)致晶體管燒毀，大功率管用小電流擋測量時(shí)，將得不到正確的HFE值。電路設(shè)ICEO測量按鈕開關(guān)S3，此開關(guān)為常閉開關(guān)，當(dāng)測ICEO時(shí)，按住該開關(guān)讀數(shù)即為ICEO。鍺管由于ICEO很大，精確測HFE時(shí)，需在IC中減去其值。為簡化電路，測NPN管時(shí)，表頭串人電源正極端，顯示電流為IC+IB。測PNP管時(shí)，表頭串入發(fā)射極，顯示電流為IE，因IE=IC+IB，故測NPN、PNP測量結(jié)果一致，所測HFE值不管多大，讀數(shù)減去1即可。

當(dāng)作穩(wěn)壓電源使用時(shí)，能直接顯示電路電流，此時(shí)務(wù)必注意電流分擋開關(guān)的位置應(yīng)合適，以防燒壞表頭（一般應(yīng)先放最大電流擋位）。