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,為電子制作時晶體三極管的選配提供了方便。其電路主要特點是:(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,供電電壓為10V;當供電電壓為5.3V(硅管)和5.1V(鍺管)時,表頭滿度HFE為600;當供電電壓為19.4V(硅管)和19.8V(鍺管)時,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部分組成。下面分別進行介紹。
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220V用φ0.47mm~0.51mm漆包線繞990匝,次級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.用閉路抽頭法對電流分擋為計算方便,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~I7表示。鹿路組成如圖5所示,其計算方法如下:
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)。實際測量時,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,將導(dǎo)致晶體管燒毀,大功率管用小電流擋測量時,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),當測ICEO時,按住該開關(guān)讀數(shù)即為ICEO。鍺管由于ICEO很大,精確測HFE時,需在IC中減去其值。為簡化電路,測NPN管時,表頭串人電源正極端,顯示電流為IC+IB。測PNP管時,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。
當作穩(wěn)壓電源使用時,能直接顯示電路電流,此時務(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)。
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