三极管极性分辨有绝招!三极管测量仪DIY看着边!

2016-08-08 18:19:33来源: eefocus 关键字:三极管  极性分辨  测量仪  DIY
三极管测量电路设计中时经常要做的,特别是对刚接触懵懂的不清楚为什么要分NPN,PNP型的同学们,就更有必要好好的学学如何快速分辨三极管三个极!小编这里为大家分享了相关知识点,同时也分享了自己DIY三极管测量仪的相关设计。 应该说晶体三极管是最基础一种元器件,因此每次三极管测量都是必须的,尤其是在刚接触这东西时候搞不清楚它为什么要分NPN,PNP型。而且脚位有那么多种,EBC、ECB、BCE等等。而且电流放大系数也各不相同,记得曾经花了好久来记怎样用万用表来分辨它的各个极,不过到今天我还是用这个方法来分辨不明型号三极管的三个极,实在有些麻烦。 想来学习单片机N久了,决定用STC的51单片机来做一个能快速分辨出三极管各个脚的机器;后期还打算测量出三极管的hEF值、漏电流Iceo、各结压降等基本参数。(今天已经完成到能分辨PNP和NPN型的任意脚位,通过LCD1602显示出来了。)先分析晶体三极管构造:  
三极管构造 NPN内部相当于两个二极管阳极相连作为B极(基极),其他两极为C、E极。所以对于NPN型管子最方便能确定的脚就是B极,STC单片机设为非标准IO口模式(默认模式),内部上拉作用相当于一个300K左右的上拉电阻,我们就利用这个电阻来提供一个较小的B极电流Ib,而且能作为共射极放大电路的集电极电阻Rc。 将三极管三个脚接到单片机的3个IO口,都输出高电平,按顺序每次置低一个脚,检测剩余两个脚电平情况,在所有情况中,只有拉低E极时会出现剩余两个脚都为低,因为E接地,Vcc通过内部上拉作用给B极一个Ib电流,这个电流比较小,大概只有15uA,有了Ib,就势必会有Ic从C极留下来,上拉电阻有300K多,哪怕Ib很小或hEF较小也能输出低电平,而且B极被钳制在Ube≈0.7V(普通硅管),单片机认为:1/2Vcc以下为低电平,所以当用单片机扫描各个脚时一个脚拉低,其他两个脚也为低时,说明被人为拉低的那个脚就是NPN型的E脚。 然而在我们分析时却不能单独分析NPN型的特点而忽略PNP型的作用,否则就出麻烦了!PNP内部正好和NPN的二极管方向相反,如果按刚说的方法判别,如果是PNP型的管子B极被拉低,它的C和E极也都会因为二极管的钳制作用钳制成低电平,此时就不能分辨所测管子是哪一种情况了。但可以确定的是,人为拉低这个脚要么是NPN的E,要么是PNP的B!为了将其区分开来,还需要找到一个条件,就像二元一次方程,两个条件才能确定两个未知数。 底怎样才能确定呢?我们再看,在以上过程中,我们按顺序拉低某个脚,判断其他脚的电平情况,NPN型是不是拉低E或者C都会把B脚拉低,而PNP型只有拉低B极才会拉低其余两个脚。我们是不是只要记录每次变换拉低一个脚时把其余任何一个脚被拉低的情况记个数,三次变换后看这个计数值,如果有两次其余脚有拉低情况则说明这个为NPN型三极管,如果只有一次拉低就说明是PNP型。 现在是不是就能判断到底是NPN还是PNP了。到此为止,我们已经用单片机确定出了所测管子的类型和一个脚(NPN的E或者PNP的B)。整个主电路设计使用了3片4051,1片4066,三个继电器。 这是整个电路的鸟瞰图:  
整个电路图


 整个电路图二  1602液晶开机显示 
 
9014三极管的测试照片 NPN型三极管测试程序最简单,可以很快测试出来,程序设计比较人性化,即插即显示,拔出即显示错误,不用任何按键,不过现在是测试阶段,没有焊接专门的ZIP座,直接插上杜邦线里。液晶第二行显示晶体三极管类型 、从左到右管脚名称,很明显,液晶显示 : NPN E B C。

然后把9014反个方向来插,会显示什么呢?请看图: 
电路图三 是不是照样能显示出正确的管脚名称!再看,测量下PNP型的三极管吧,这是一个9015型号的:  
电路图四 
 
电路图五 之前修改到整机能够分辨出NPN,PNP这两种类型的任意脚位三极管了,但是还不能测量其电流放大系数,也就是俗称的β值。

先弄两个恒流源,一个正方向的供NPN型测量,一个负方向的供PNP测量,当完成鉴别类型和管脚序列后我把4051组成的阵列达到相应的档位,然后接通后面的共射极测量电路(这里考虑到STC12单片机内部AD只能测量正极性的电压,必须要有切换方向的操作),将之前的三个IO置成高阻输出状态防止影响各电流,如果三极管是NPN型(大多数情况下),则默认继电器绕组不供电时电路接通为NPN共射放大电路,如果是PNP型,则三个继电器吸合接通为对应的PNP共射放大电路;K2实现了Ib电流的切换,只要测量C端口的电压经过计算就能计算出该晶体三极管的电流放大系数β值。如图:  
共射极测量电路 下面说说这恒流源该怎么弄。手头上最多的就是LM358这款运放,里面两个单元的运放刚刚好,虽然精度有限,但在这个粗制滥造的DIY里已经足够了。用运放和三极管搞定它!如图:正的Ib产生靠这个电路,Ib=(Vcc-Uref)/R1。  
恒流源电路一 这个电路产生负方向的Ib。Ib=Uref/R2。 
恒流源电路二 因为Rc取的是1.5K的电阻,Vcc=5V,按可测最大hEF值为400,而且考虑到三极管Uce饱和管压降,初步打算采用Ib=8uA,虽然计算很粗糙,但就先这样设定吧,之后有问题再来调整了。 以上的程序和硬件还有很多地方要修改,为了让感兴趣的大家也能跟着我一起,先给大家分享个只能测量NPN型的程序,这个程序只要有最最普通的51单片机,AT89系列的或者STC的都行,而且除了基本最小系统电路和1602,完全不需要其他电路,因为三个接三极管的IO口我程序里是写在P0口的,所以如果使用AT89系列的朋友要改下端口,因为AT89的单片机P0口为OD输出,不具备上拉作用。

关键字:三极管  极性分辨  测量仪  DIY

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016080816632.html
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