輸出特性曲線是指當(dāng)基極電流IB為常數(shù)時(shí),輸出電路(集電極電路)中集電極電流IC與集—射極電壓UCE之間的關(guān)系曲線IC=f(UCE)。在不同的IB下,可得出不同的曲線,所以晶體管的輸出特性曲線是一組曲線。晶體管有三種工作狀態(tài),因而輸出特性曲組分為三個(gè)工作區(qū)
(1)放大區(qū)
輸出特性曲線的近于水平部分是放大區(qū)。放大區(qū)也稱為線性區(qū),因?yàn)镮C和IB成正比的關(guān)系。對NPN型管而言,應(yīng)使UBE>0,UBC<0,此時(shí),uce>UBE。
(2)截止區(qū)
IB=0的曲線以下的區(qū)域稱為截止區(qū)。IB=0時(shí),IC=ICEO(很小)。對NPN型硅管,當(dāng)UBE<0.5V時(shí),即已開始截止,但為了使晶體管可靠截止,常使UBE<0,截止時(shí)集電結(jié)也處于反向偏置(UBC<0)。
(3)飽和區(qū)
當(dāng)UCE<UBE時(shí),集電結(jié)處于正向偏置(UBC>0),晶體管工作于飽和狀態(tài)。
在飽和區(qū),IC和IB不成正比。
當(dāng)晶體管飽和時(shí),UCE≈0,發(fā)射極與集電極之間如同一個(gè)開關(guān)的接通,其間電阻很??;當(dāng)晶體管截止時(shí),IC≈0,發(fā)射極與集電極之間如同一個(gè)開關(guān)的斷開,其間電阻很大,可見,晶體管除了有放大作用外,還有開關(guān)作用。
三極管的管型及管腳的判別是技術(shù)初學(xué)者的一項(xiàng)基本功,為了幫助讀者迅速掌握測判方法,筆者總結(jié)出四句口訣:“三顛倒,找基極;PN結(jié),定管型;順箭頭,偏轉(zhuǎn)大;測不準(zhǔn),動(dòng)嘴巴。”下面讓我們逐句進(jìn)行解釋吧。
一、三顛倒,找基極
大家知道,三極管是含有兩個(gè)PN結(jié)的半導(dǎo)體器件。根據(jù)兩個(gè)PN結(jié)連接方式不同,可以分為NPN型和PNP型兩種不同導(dǎo)電類型的三極管,測試三極管要使用萬用電表的歐姆擋,并選擇R×100或R×1k擋位。假定我們并不知道被測三極管是NPN型還是PNP型,也分不清各管腳是什么電極。測試的第一步是判斷哪個(gè)管腳是基極。這時(shí),我們?nèi)稳蓚€(gè)電極(如這兩個(gè)電極為1、2),用萬用電表兩支表筆顛倒測量它的正、反向電阻,觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度;接著,再取1、3兩個(gè)電極和2、3兩個(gè)電極,分別顛倒測量它們的正、反向電阻,觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度。在這三次顛倒測量中,必然有兩次測量結(jié)果相近:即顛倒測量中表針一次偏轉(zhuǎn)大,一次偏轉(zhuǎn)?。皇O乱淮伪厝皇穷嵉箿y量前后指針偏轉(zhuǎn)角度都很小,這一次未測的那只管腳就是我們要尋找的基極。
二、PN結(jié),定管型
找出三極管的基極后,我們就可以根據(jù)基極與另外兩個(gè)電極之間PN結(jié)的方向來確定管子的導(dǎo)電類型。將的黑表筆接觸基極,紅表筆接觸另外兩個(gè)電極中的任一電極,若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很大,則說明被測三極管為NPN型管;若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小,則被測管即為PNP型。
三、順箭頭,偏轉(zhuǎn)大
找出了基極b,另外兩個(gè)電極哪個(gè)是集電極c,哪個(gè)是發(fā)射極e呢?這時(shí)我們可以用測穿透電流ICEO的方法確定集電極c和發(fā)射極e。
(1)對于NPN型三極管,根據(jù)這個(gè)原理,用萬用電表的黑、紅表筆顛倒測量兩極間的正、反向電阻Rce和Rec,雖然兩次測量中萬用表指針偏轉(zhuǎn)角度都很小,但仔細(xì)觀察,總會(huì)有一次偏轉(zhuǎn)角度稍大,此時(shí)電流的流向一定是:黑表筆→c極→b極→e極→紅表筆,電流流向正好與三極管符號(hào)中的箭頭方向一致(“順箭頭”),所以此時(shí)黑表筆所接的一定是集電極c,紅表筆所接的一定是發(fā)射極e。
(2)對于PNP型的三極管,道理也類似于NPN型,其電流流向一定是:黑表筆→e極→b極→c極→紅表筆,其電流流向也與三極管符號(hào)中的箭頭方向一致,所以此時(shí)黑表筆所接的一定是發(fā)射極e,紅表筆所接的一定是集電極c。
四、測不出,動(dòng)嘴巴
若在“順箭頭,偏轉(zhuǎn)大”的測量過程中,若由于顛倒前后的兩次測量指針偏轉(zhuǎn)均太小難以區(qū)分時(shí),就要“動(dòng)嘴巴”了。具體方法是:在“順箭頭,偏轉(zhuǎn)大”的兩次測量中,用兩只手分別捏住兩表筆與管腳的結(jié)合部,用嘴巴含住(或用舌頭抵住)基電極b,仍用“順箭頭,偏轉(zhuǎn)大”的判別方法即可區(qū)分開集電極c與發(fā)射極e。其中人體起到直流偏置電阻的作用,目的是使效果更加明顯。
晶體的正常工作需要一定條件,超過允許條件范圍則可能是晶體三極管不能正常工作,甚至?xí)獾接谰眯該p壞。因而,選用時(shí)應(yīng)考慮以下各因素:
?、龠x用的晶體三極管,切勿使工作時(shí)的電壓、電流、功率超過手冊中規(guī)定的極限值,并根據(jù)設(shè)計(jì)原則選取一定的余量,以免燒壞管子。
②對于大功率管,特別是外延型高頻功率管,在使用中的二次擊穿往往使功率管損壞。為了防止第二次擊穿,就必須大大降低管子的使用功率和電壓。
?、圻x擇晶體三極管的頻率,應(yīng)符合設(shè)計(jì)電路中的工作頻率范圍。
?、芨鶕?jù)設(shè)計(jì)電路的特殊要求,如穩(wěn)定性、可靠性、穿透電流、放大倍數(shù)等,均應(yīng)進(jìn)行合理選擇。