第3章電 路 基 本 元 器 件參數(shù)的測(cè)量

第3章

電路基本元器件

參數(shù)的測(cè)量

3.1電阻的測(cè)量3.2電容的測(cè)量3.3電感的測(cè)量3.4半導(dǎo)體二極管的測(cè)量3.5半導(dǎo)體三極管的測(cè)量3.6晶體管特性圖示儀3.7集成運(yùn)乍放大器的量3.1電阻的測(cè)量

電阻的主要物理特性是對(duì)電流呈現(xiàn)阻力，但由于構(gòu)造上有線繞或刻槽而使得電阻存在有引線電感和分布電容，其等效電路如圖3.1所示。當(dāng)電阻工作于低頻時(shí)，電阻分量起主要作用，電抗部分可以忽略不計(jì)，即忽略LO和ＣO的影響，此時(shí)只需測(cè)出Ｒ值就可以了。但當(dāng)工作頻率升高時(shí)，電抗分量就不能再忽略不計(jì)。此外，工作于交流電路的電阻的阻值，由于集膚效應(yīng)、渦流損耗、絕緣損耗等原因，其等效電阻隨頻率的不同而不同。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)頻率在1KHZ以下時(shí)，電阻的交流阻值與直流阻值相差不超過(guò)1×10-4，隨著頻率的升高，其間的差值隨之增大。圖3.1電阻的等效電路3.1.1固定電阻的測(cè)量

1.萬(wàn)用表測(cè)量電阻模擬式和數(shù)字式萬(wàn)用表都有電阻測(cè)量擋，都可以用來(lái)測(cè)量電阻，測(cè)量時(shí)先選擇好萬(wàn)用表電阻擋的倍率或量程范圍。然后將兩個(gè)輸入端（稱表筆）短路調(diào)零，最后將萬(wàn)用表并接在被測(cè)電阻的兩端，讀出電阻值即可。在用萬(wàn)用表測(cè)量電阻時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）要防止把雙手和電阻的兩個(gè)端子及萬(wàn)用表的兩個(gè)表筆并聯(lián)捏在一起。（2）當(dāng)電阻連接在電路中時(shí)，首先應(yīng)將電路的電源斷開(kāi)，決不允許帶電測(cè)量電阻值。若電路中有電容器時(shí)，應(yīng)先將電容器放電后再進(jìn)行測(cè)量。若電阻兩端與其它元件相連，則應(yīng)斷開(kāi)一端后再測(cè)量，否則電阻兩端連接的其它電路會(huì)造成測(cè)量結(jié)果錯(cuò)誤。（3）用萬(wàn)用表測(cè)量電阻時(shí)，萬(wàn)用表內(nèi)部電路通過(guò)被測(cè)電阻構(gòu)成回路，也就是說(shuō)測(cè)量時(shí)，被測(cè)電阻中有直流電流流過(guò)，并在被測(cè)電阻兩端產(chǎn)生一定的電壓降。

因此在用萬(wàn)用表測(cè)量電阻時(shí)應(yīng)注意被測(cè)電阻所能承受的電壓和電流值，以免損壞被測(cè)電阻。（4）萬(wàn)用表測(cè)量電阻時(shí)，不同倍率擋的零點(diǎn)不同，每換一擋都應(yīng)重新調(diào)零，當(dāng)某一擋調(diào)節(jié)調(diào)零電位器不能使指針回到0歐姆處時(shí)，表明表內(nèi)電池電壓不足了，需要更換新電池。（5）由于模擬式萬(wàn)用表電阻擋刻度的非線性，使得刻度誤差較大，測(cè)量誤差也較大，因而模擬式萬(wàn)用表只能作一般性的粗略檢查測(cè)量。數(shù)字式萬(wàn)用表測(cè)量電阻的誤差比模擬萬(wàn)用表的誤差小，但當(dāng)它用以測(cè)量阻值較小的電阻時(shí)，相對(duì)誤差仍然是比較大的。2.電橋法測(cè)量電阻電橋法是利用示零電路作測(cè)量指示器，根據(jù)電橋電路平衡條件來(lái)確定阻抗值的測(cè)量方法。工作頻率較寬，測(cè)量精度較高，可達(dá)10－4，比較適合低頻阻抗元件的測(cè)量。利用該原理做成的測(cè)量?jī)x器，稱為電橋。按照所用電源的不同，可分為直流電橋和交流電橋兩大類。圖3.2電橋法測(cè)量電阻直流電橋又稱為惠斯登電橋，主要用來(lái)測(cè)量直流電阻。其原理構(gòu)成如圖3.2所示，R1、R2是固定電阻，稱為比率臂，比例系數(shù)K=R1/R2可通過(guò)量程開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，Rn為標(biāo)準(zhǔn)電阻稱為標(biāo)準(zhǔn)臂，Rx為被測(cè)電阻，G為檢流計(jì)。測(cè)量時(shí)接上被測(cè)電阻，然后接通直流電源，調(diào)節(jié)K和Rn，使電橋平衡，即檢流計(jì)指示為零，讀出K和Rn的值，即可求得Rx。（3.1）3.伏安法測(cè)量電阻伏安法是一種間接測(cè)量法，理論依據(jù)是歐姆定律R=U/I，給被測(cè)電阻施加一定的電壓，所加電壓應(yīng)不超出被測(cè)電阻的承受能力。

然后用電壓表和電流表分別測(cè)出被測(cè)電阻兩端的電壓和流過(guò)它的電流，即可算出被測(cè)電阻的阻值。

伏安法測(cè)量電阻的原理簡(jiǎn)單，測(cè)量方便，尤其是用于測(cè)量非線性電阻的伏安特性。伏安法有電壓表前接和電壓表后接兩種測(cè)量電路，其原理圖如圖3.3所示。

如圖3.3（a）所示電路稱為電壓表前接法，由圖可見(jiàn)，電壓表測(cè)得的電壓為被測(cè)電阻Rx兩端的電壓與電流表內(nèi)阻RA壓降的和。因此，根據(jù)歐姆定律求得的測(cè)量值為。（3.2）

如圖3.3（b）所示電路為電壓表后接法。由圖可見(jiàn)，電流表測(cè)得的電流為流過(guò)被測(cè)電阻Rx的電流與流過(guò)電壓表內(nèi)阻RV的電流之和。因此，根據(jù)歐姆定律求得的測(cè)量值為：（3.3）圖3.3伏安法測(cè)量電阻在使用伏安法時(shí)，應(yīng)根據(jù)被測(cè)電阻的大小，選擇合適的測(cè)量電路，如果預(yù)先無(wú)法估計(jì)被測(cè)電阻的大小，可以用兩個(gè)電路都試一下?？磧煞N電路電壓表和電流表的讀數(shù)的差別情況，若兩種電路電壓表的讀數(shù)差別比電流表的讀數(shù)差別小，則可選擇電壓表前接法。

即如圖3.3（a）所示電路；反之，則可選擇電壓表后接法，即如圖3.3（b）所示電路。3.1.2電位器的測(cè)量

1.用萬(wàn)用表測(cè)量電位器用萬(wàn)用表測(cè)量電位器的方法與測(cè)量固定電阻的方法相同。

2.用示波器測(cè)量電位器的噪聲圖3.4用示波器測(cè)量電位器的噪聲如圖3.4所示，給電位器兩端外接適當(dāng)?shù)闹绷麟娫碋，E的大小應(yīng)不致造成電位器超功耗，最好用電池。3.1.3非線性電阻的測(cè)量

非線性電阻如熱敏電阻、二極管的內(nèi)阻等，它們的阻值與工作環(huán)境以及外加電壓和電流的大小有關(guān)，一般采用專用設(shè)備測(cè)量其特性。3.2電容的測(cè)量電容器是電路中的最常見(jiàn)的基本元件之一，它主要起貯存電能的作用，在電路中多用來(lái)濾波、隔直、交流耦合、交流旁路以及和電感元件構(gòu)成振蕩電路。電容器由兩金屬片和中間的絕緣介質(zhì)構(gòu)成，由于絕緣電阻（絕緣介質(zhì)的損耗）和引線電感的存在，其實(shí)際等效電路如圖3.5(a)所示。

在工作頻率較低時(shí)，可以忽略LO的影響，等效電路可簡(jiǎn)化為如圖3.5(b)所示。因此，電容的測(cè)量主要包括電容量值與電容器損耗（通常用損耗因數(shù)D表示）這兩部分內(nèi)容，有時(shí)需要測(cè)量電容器的分布電感。圖3.5電容的等效電路3.2.1諧振法測(cè)量電容量

諧振法又稱Q表法，它是以LC諧振回路的諧振特性為基礎(chǔ)進(jìn)行測(cè)量的方法。諧振法測(cè)量原理如圖3.6所示，它由交流信號(hào)源、交流電壓表、標(biāo)準(zhǔn)電感L和被測(cè)電容Cx連成的并聯(lián)電路，其中CO為標(biāo)準(zhǔn)電感的分布電容。圖3.6并聯(lián)諧振法測(cè)量電容量測(cè)量時(shí)，調(diào)節(jié)信號(hào)源的頻率，使并聯(lián)電路諧振，即交流電壓表讀數(shù)達(dá)到最大值，反復(fù)調(diào)節(jié)幾次，確定電壓表讀數(shù)最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)源的頻率f，則被測(cè)電容值Cx為：（3.4）3.2.2交流電橋法測(cè)量電容量和損耗因數(shù)

交流電橋的工作原理與直流電橋基本相同，所不同的是電橋采用交流電源供電，平衡檢流計(jì)為交流電表，橋臂由電阻和電抗元件組成。交流電橋可以測(cè)量電阻、電容、電感元件的參數(shù)。交流電橋有串聯(lián)和并聯(lián)兩種電橋接法，如圖3.7(a)和(b)所示。圖3.7測(cè)量電容的交流電橋

對(duì)于如圖3.7(a)所示的串聯(lián)電橋，Cx為被測(cè)電容，Rx為其等效串聯(lián)損耗電阻，由電橋的平衡條件可得：式中，Dx為損耗因數(shù)，δ為電容的損耗角。對(duì)于如圖3.7(b)所示的并聯(lián)電橋，Cx為被測(cè)電容，Rx為其等效并聯(lián)損耗電阻，測(cè)量時(shí)，Rn和Ｃn使電橋平衡，此時(shí)：這種電橋適用于測(cè)量損耗較大的電容。3.2.3用萬(wàn)用表估測(cè)電容

用模擬式萬(wàn)用表的電阻擋測(cè)量電容器，不能測(cè)出其容量和漏電阻的確切數(shù)值，更不能知道電容器所能承受的耐壓，但對(duì)電容器的好壞程度能粗略判別，在實(shí)際工作中經(jīng)常使用。1.估測(cè)電容量將萬(wàn)用表設(shè)置在電阻擋，表筆并接在被測(cè)電容的兩端，在器件與表筆相接的瞬間，表針擺動(dòng)幅度越大，表示電容量越大，這種方法一般用來(lái)估測(cè)0.01uF以上的電容器。2.電容器漏電阻的估測(cè)除鋁電解電容外，普通電容的絕緣電阻應(yīng)大于10MΩ。用萬(wàn)用表測(cè)量電容器漏電阻時(shí)，萬(wàn)用表置×1Ｋ或×10K倍率擋。當(dāng)表筆與被測(cè)電容并接的瞬間，表針會(huì)偏轉(zhuǎn)很大的角度，然后逐漸回轉(zhuǎn)。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，表針退回到∞處，說(shuō)明被測(cè)電容的漏電阻極大。若表針回不到∞處，則示值即為被測(cè)電容的漏電阻值。鋁電解電容的漏電阻應(yīng)超過(guò)200ＫΩ才能使用。若表針偏轉(zhuǎn)一定角度后，無(wú)逐漸回轉(zhuǎn)現(xiàn)象，說(shuō)明被測(cè)電容已被擊穿，不能使用了。3.2.4電容的數(shù)字化測(cè)量方法

一般采用電容—電壓轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)電容的數(shù)字化測(cè)量，該轉(zhuǎn)換器如圖3.8所示。被測(cè)電容等效為Ｒx與Ｃx的并聯(lián)形式，R1為已知標(biāo)準(zhǔn)電阻，利用虛部實(shí)部分離電路，從輸出Uo分離出實(shí)部Ur和虛部Ux，則：圖3.8電容—電壓轉(zhuǎn)換器由Ｕr、Ux的值和上述公式可求出Cx、Rx和Dx值，再由顯示電路將測(cè)量結(jié)果用數(shù)字顯示出來(lái)。這是常見(jiàn)的LCR測(cè)試儀測(cè)量電容的基本原理。3.3電感的測(cè)量電感的主要特性是貯存磁場(chǎng)能。但由于它一般是用金屬導(dǎo)線繞制而成的，所以有繞線電阻Ｒ（對(duì)于磁芯電感還應(yīng)包括磁性材料插入的損耗電阻）和線圈匝與匝之間的分布電容，故其等效電路如圖3.9（a）所示。采用一些特殊的制作工藝，可減小分布電容Ｃo，當(dāng)Ｃo較小，工作頻率也較低時(shí)，分布電容可忽略不計(jì)，等效電路可簡(jiǎn)化為如圖3.9(b)所示。因此，電感的測(cè)量主要包括電感量和損耗（通常用品質(zhì)因數(shù)Ｑ表示）兩部分內(nèi)容。圖3.9電感的等效電路

3.3.1諧振法測(cè)量電感

~VRCCoL圖3.10諧振法測(cè)量電感如圖3.10所示為并聯(lián)諧振法測(cè)電感的電路，其中Ｃ為標(biāo)準(zhǔn)電感，Ｌ為被測(cè)電感，Ｃo為被測(cè)電感的分布電容。測(cè)量時(shí)，調(diào)節(jié)信號(hào)源頻率，使電路諧振，即電壓表指示最大，記下此時(shí)的信號(hào)源頻率f，則：（3.7）由上式可知，要計(jì)算被測(cè)電感值，還需要測(cè)得分布電容Ｃo的數(shù)值，分布電容Ｃo的測(cè)量電路與測(cè)量電感的原理圖相似。只是不接標(biāo)準(zhǔn)電容Ｃ，調(diào)節(jié)信號(hào)源的頻率，使電路自然諧振，設(shè)此頻率為f1，則由上述兩式可得：（3.8）將Ｃo代入L的表達(dá)式，即可得到被測(cè)電感的電感量。（3.9）3.3.2交流電橋法測(cè)量電感

測(cè)量電感的交流電橋有馬氏電橋和海氏電橋兩種，分別適用于測(cè)量品質(zhì)因數(shù)（即Q值）不同的電感。

圖3.11（a）所示的馬氏電橋適用于測(cè)量Q<10的電感，圖中Ｌx為被測(cè)電感，Rx為被測(cè)電感的損耗電阻。一般馬氏電橋中，R2用開(kāi)關(guān)換接作為量程選擇，R2和Rn為可調(diào)元件，由R2的刻度可直讀Lx，由Ｒn的刻度可直讀Q值。如圖3.11（b）所示的海氏電橋適用于測(cè)量Q>10的電感，圖中Lx為被測(cè)電感，Rx為被測(cè)電感的損耗電阻。海氏電橋與馬氏電橋一樣，由Ｒ3選擇量程，從R2的刻度直讀Ｌx，由Rn的刻度直讀Q值。用電橋測(cè)量電感時(shí)，首先應(yīng)估計(jì)被測(cè)電感的Ｑ值以確定電橋的類型，再根據(jù)被測(cè)電感量的范圍選擇量程(R3)。然后反復(fù)調(diào)節(jié)R2和Rn，使檢流計(jì)G的讀數(shù)最小，這時(shí)即可從R2和Rn的刻度讀出被測(cè)電感的Lx和Qx值。（a）馬氏電橋（b）海氏電橋圖3.11 交流電橋法測(cè)量電感由交流電橋平衡條件可得到被測(cè)電感的電感值、損耗電阻Rx和Qx。（3.10）當(dāng)Q值較大時(shí)，上式近似計(jì)算式為：（3.11）電橋法測(cè)量電感一般適用于頻率比較低的電感，尤其適用于有鐵芯的大電感。

3.3.3通用儀器測(cè)量電感

圖3.12復(fù)數(shù)歐姆定律測(cè)量電感通用儀器測(cè)量電感的理論依據(jù)是復(fù)數(shù)歐姆定律Xl=2πfL=U/I，電路原理如圖3.12所示。

圖中Us為交流信號(hào)源，Ｒ1為限流電阻，一般取幾百歐，Ｒ2為電流取樣電阻，一般小于10歐。并且一定要接在信號(hào)源的接地端，用交流電壓表分別測(cè)出電感兩端的電壓U1和電阻R2兩端的電壓U2，即可求出電感量：（3.12）

3.3.4電感的數(shù)字化測(cè)量方法

圖3.13電感--電壓轉(zhuǎn)換器電感的數(shù)字化測(cè)量通常是通過(guò)電感—電壓轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)的。圖3.13所示為電感—電壓轉(zhuǎn)換的一種方案，圖中將被測(cè)電感等效為串聯(lián)電路，R為標(biāo)準(zhǔn)電阻，利用虛部實(shí)部分離電路，將輸出Uo分離出實(shí)部Ｕr，虛部Ｕx，則：（3.12）3.4半導(dǎo)體二極管的測(cè)量3.4.1用萬(wàn)用表測(cè)量二極管

1.用模擬式萬(wàn)用表測(cè)量二極管用模擬式萬(wàn)用表歐姆擋測(cè)量二極管時(shí)，萬(wàn)用表的等效電路如圖3.14所示。萬(wàn)用表面板上標(biāo)有“＋”號(hào)的端子接紅表筆，對(duì)應(yīng)于萬(wàn)用表內(nèi)部電池的負(fù)極，而面板上標(biāo)有“－”號(hào)的端子接黑表筆，對(duì)應(yīng)于萬(wàn)用表內(nèi)部電池的正極。

圖3.14中的Ro是萬(wàn)用表歐姆擋的等效內(nèi)阻，大小與量程倍率有關(guān)，實(shí)際Ro值為表盤中心標(biāo)度值乘以所選歐姆擋的倍率，不同倍率擋Ｒo不同。圖3.14 模擬萬(wàn)用表歐姆擋等效電路測(cè)量時(shí)，將二極管分別以兩個(gè)方向與萬(wàn)用表的表筆相接，兩種接法萬(wàn)用表指示的電阻必然是不相等的。其中萬(wàn)用表指示的較小的電阻值為二極管的正向電阻，一般為幾百歐到幾千鷗左右。此時(shí)，黑表筆所接端為二極管的正極，紅表筆所接端為二極管的負(fù)極。萬(wàn)用表指示的較大的電阻值為二極管的反向電阻，對(duì)于鍺管，反向電阻應(yīng)在100KΩ以上，硅管的反向電阻很大，幾乎看不出表針的偏轉(zhuǎn)。用這種方法可以判斷二極管的好壞和極性。2.數(shù)字式萬(wàn)用表測(cè)量二極管一般數(shù)字式萬(wàn)用表上都有二極管測(cè)試擋。其測(cè)試原理與模擬式萬(wàn)用表測(cè)量電阻完全不同。數(shù)字式萬(wàn)用表測(cè)量二極管的等效電路如圖3.15所示，實(shí)際上測(cè)量的是二極管的直流電壓降。

當(dāng)二極管的正負(fù)極分別與數(shù)字萬(wàn)用表的紅黑表筆相接時(shí)，二極管正向?qū)?，萬(wàn)用表上顯示出二極管的正向?qū)妷海誅。若二極管的正負(fù)極分別與數(shù)字萬(wàn)用表的黑紅表筆相接時(shí)，二極管反向偏置，表上顯示固定電壓，約為2.8V。

圖3.15 數(shù)字式萬(wàn)用表測(cè)量二極管的等效電路3.4.2用晶體管圖示儀測(cè)量二極管

用JT－1型晶體管圖示儀可以顯示二極管的伏安特性曲線。

例如，測(cè)量二極管的正向伏安特性曲線，首先將圖示儀熒光屏上的光點(diǎn)置于坐標(biāo)左下角，峰值電壓范圍置0~20V。

集電極掃描電壓極性置于“+”，功耗電阻置1KΩ，X軸集電極電壓置0.1V/度，Y軸集電極電流置5mA/度，Y軸倍率置×1。將二極管的正負(fù)極分別接在面板上的C和E接線柱上，緩慢調(diào)節(jié)峰值電壓旋扭。

即可得到如圖3.16所示的二極管正向伏安特性曲線，從圖中可以看出二極管的導(dǎo)通電壓在0.7V左右。圖3.16圖示儀測(cè)量二極管的伏安特性曲線3.4.3發(fā)光二極管的測(cè)量

1.用模擬式萬(wàn)用表判別發(fā)光二極管模擬式萬(wàn)用表判斷發(fā)光二極管的極性的方法與判斷普通二極管的方法是一樣的。只不過(guò)一般發(fā)光二極管的正向?qū)妷嚎沙^(guò)1V，實(shí)際使用電流可達(dá)100mA以上，測(cè)量時(shí)可用量程較大的×1K和×10K擋測(cè)其正向和反向電阻。一般正向電阻小于50KΩ，反向電阻大于200KΩ為正常。

2.發(fā)光二極管工作電流的測(cè)量3.17發(fā)光二極管工作電流的測(cè)量電路發(fā)光二極管的工作電流是一個(gè)很重要的參數(shù)。工作時(shí)電流太小，發(fā)光二極管不亮，太大則易使管子的使用壽命縮短，甚至燒毀?？梢杂萌鐖D3.17所示的電路來(lái)測(cè)量發(fā)光二極管的工作電流。3.5半導(dǎo)體三極管的測(cè)量半導(dǎo)體三極管的種類和型號(hào)較多，從制造材料可分為鍺管和硅管，從導(dǎo)電類型可分為NPN管和PNP管。從功率大小可分為小功率、中功率和大功率管，表征晶體管性能的電參數(shù)也有幾十個(gè)至多。但是在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，無(wú)須將全部參數(shù)測(cè)出，只需根據(jù)應(yīng)用需要作一些基本的必要測(cè)量即可。3.5.1用模擬萬(wàn)用表判別管腳

無(wú)論是NPN型還是PNP型三極管，其內(nèi)部都存在兩個(gè)PN結(jié)，即發(fā)射結(jié)（B－E）和集電結(jié)（C－E）?；鶚O處于公共位置，利用PN結(jié)的單向?qū)щ娦?，用前面介紹的判別二極管的極性的方法，可以很容易地用模擬萬(wàn)用表找出三極管的基極并判斷其導(dǎo)電類型是NPN型還是PNP型。1.基極的判定以NPN型三極管為例說(shuō)明測(cè)試方法。用模擬式萬(wàn)用表的歐姆擋，選擇×1K或×100Ω擋，將紅表筆插入萬(wàn)用表的“+”端，黑表筆插入“—”端。首先選定被測(cè)三極管的一個(gè)引腳，假定它為基極，將萬(wàn)用表的黑表筆固定接在其上，紅表筆分別接另兩個(gè)引腳，得到的兩個(gè)電阻值都較小。然后再將紅表筆與該假設(shè)基極相接，用黑表筆分別接另兩個(gè)引腳，得到的兩個(gè)電阻值都較大。則假設(shè)正確，假設(shè)的基極確為基極，否則假設(shè)錯(cuò)誤，重新另選一腳假設(shè)為基極后重復(fù)上述步驟，直到出現(xiàn)上述情況。當(dāng)基極判斷出來(lái)后，由測(cè)試得到的電阻值的大小還可知道，該三極管的導(dǎo)電類型。當(dāng)黑表筆接基極時(shí)測(cè)得的兩個(gè)電阻值較小，紅表筆接基極時(shí)測(cè)得的兩個(gè)電阻值較大，則此三極管只能是NPN型三極管。反之則為PNP型三極管。2.發(fā)射極和集電極的判別

判別發(fā)射極和集電極的依據(jù)是發(fā)射區(qū)的雜質(zhì)濃度比集電區(qū)的雜質(zhì)濃度高，因而三極管正常運(yùn)用時(shí)的值比倒置運(yùn)用時(shí)要大得多。仍以NPN管為例說(shuō)明測(cè)試方法。用模擬式萬(wàn)用表，將黑表筆接假設(shè)的集電極，紅表筆接假設(shè)的發(fā)射極，在集電極（黑表筆）與基極之間接一個(gè)100KΩ左右的電阻，看萬(wàn)用表指示的電阻值，如圖3.18（a）所示。

然后將紅黑表筆對(duì)調(diào)，仍在黑表筆與基極之間接一個(gè)100KΩ左右的電阻觀察萬(wàn)用表指示的電阻值，如圖3.18（b）所示。其中萬(wàn)用表指示電阻值小表示流過(guò)三極管的電流大，即三極管處于正常運(yùn)用的放大狀態(tài)。則此時(shí)黑表筆所接的端子為集電極，紅表筆所接的端子為發(fā)射極。圖3.18用萬(wàn)用表判斷三極管的發(fā)射極和集電極3.5.2用晶體管特性圖示儀測(cè)量三極管

用萬(wàn)用表只能估測(cè)三極管的好壞，而用晶體管特性圖示儀可以測(cè)得三極管的多種特性曲線和相應(yīng)的參數(shù)，所以在實(shí)際中廣泛使用圖示儀，以直觀地判斷三極管的性能。3.5.3三極管頻率參數(shù)fT的測(cè)試

電子電路中的三極管有時(shí)需要工作在幾百KHZ以上，甚至幾百M(fèi)HZ，三極管在高頻使用時(shí)，必須知道其頻率參數(shù)是否能適應(yīng)電路的要求。三極管的頻率參數(shù)有fT、fα、等，其中三極管特征頻率fT為重要指標(biāo)。

三極管特征頻率fT的定義：在共射極電路中，輸入開(kāi)路，輸出短路時(shí)，三極管小信號(hào)正向電流放大系數(shù)β隨頻率升高而下降為1時(shí)的頻率值，稱為fT。如圖3.19所示。圖3.19晶體管β值隨頻率的變化規(guī)律當(dāng)f>>時(shí)上式可簡(jiǎn)化為:（3.14）當(dāng)f=fT時(shí)，|β|=1，則:（3.15）可見(jiàn)在測(cè)試頻率f遠(yuǎn)高于(f>>)時(shí)，三極管的β值與測(cè)試頻率的乘積等于特征頻率fT。利用這一原理，可以在高于若干倍的情況下測(cè)量β，通過(guò)上式計(jì)算獲得fT。

圖3.20 QG-16型高頻小功晶體管fT測(cè)試儀的構(gòu)成框圖國(guó)產(chǎn)QG-16型高頻小功晶體管fT測(cè)試儀的構(gòu)成框圖如圖3.20所示。圖中振蕩器分別產(chǎn)生10MHZ、30MHZ、100MHZ三種頻率的信號(hào)供測(cè)量時(shí)選用，可變衰減器可使送到測(cè)試回路的測(cè)試信號(hào)為全輸入的或衰減1/10的。被測(cè)三極管的偏壓、偏流由專用偏置電源供給。測(cè)試回路輸出的信號(hào)經(jīng)寬帶放大器放大和檢波后輸出，由毫安表頭直接讀取被測(cè)三極管的fT值。圖3.21fT測(cè)試儀測(cè)試回路的原理框圖圖3.20中測(cè)試回路的原理如圖3.21所示，它是用來(lái)測(cè)量給定測(cè)試頻率（10MHZ、30MHZ或100MHZ）情況下的三極管β值。根據(jù)fT的定義，要求在三極管輸入端提供一個(gè)恒定測(cè)試電流，輸出短路，小信號(hào)情況下測(cè)量。在測(cè)試回路中，被測(cè)三極管輸入端（基極），串聯(lián)兩個(gè)電感量不同的電感L1和L2，保證對(duì)三個(gè)測(cè)試頻率都能做到等效信號(hào)源內(nèi)阻遠(yuǎn)大于晶體管輸入阻抗，來(lái)模擬輸入恒流源。三極管輸出端（集電極）經(jīng)R2=10Ω和C2接地，R2、C2串聯(lián)的阻抗遠(yuǎn)小于晶體管的輸出阻抗以模擬輸出短路。圖中R1=10KΩ的電阻用以提供恒流源小信號(hào)。在滿足定義要求的條件下，則被測(cè)三極管的β值。毫安表M的指示值是IC流過(guò)電阻R2產(chǎn)生的電壓（在測(cè)試頻率1/C<<R2），正比于被測(cè)三極管的集電極電流IC，由于β=IC/IB，若IB固定，則毫安表M的指示就與被測(cè)三極管的β值成正比。為保證IB為固定值，在被測(cè)三極管插入管座前，先將測(cè)試儀置于校準(zhǔn)狀態(tài)，并將管腳C和B短路，調(diào)節(jié)可變衰減器，使毫安表指針滿偏。測(cè)β時(shí)，以此滿偏值為IB值，測(cè)量過(guò)程中不能再調(diào)節(jié)可變衰減器，在fT的表達(dá)式中的f為測(cè)量時(shí)所選用振蕩器的振蕩頻率。因此，毫安表M雖然指示的是β值的大小，但表頭按乘積分三擋（10MHZ、30MHZ或100MHZ）刻度，即微安表表盤是直接按fT刻度的。測(cè)量時(shí)，只要根據(jù)所選用的測(cè)試頻率讀取相應(yīng)擋的讀數(shù)即可直接得到被測(cè)三極管的fT值。3.6晶體管特性圖示儀晶體管特性圖示儀（以下簡(jiǎn)稱圖示儀）是一種利用電子掃描原理，在示波管的熒光屏上直接顯示晶體管的特性曲線的儀器。它可以直接顯示共發(fā)射極、共基極和共集電極的輸入特性、輸出特性和正向轉(zhuǎn)移特性等。3.6.1晶體管圖示儀的基本組成

圖3.22 圖示儀的基本組成框圖晶體管特性圖示儀的基本組成如圖3.22所示，它有同步脈沖發(fā)生器、基極階梯波發(fā)生器、集電極掃描電壓發(fā)生器、測(cè)試轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等四部分組成。

同步脈沖發(fā)生器：其作用是產(chǎn)生同步脈沖信號(hào)，使基極階梯波信號(hào)和集電極掃描電壓保持同步，以顯示正確而穩(wěn)定的特性曲線?；鶚O階梯波發(fā)生器：提供大小呈階梯變化的基極電流。集電極掃描電壓發(fā)生器：提供集電極掃描電壓。一般直接將50HZ、220V的交流市電經(jīng)全波整流后得到的半正弦波電壓作為被測(cè)晶體管的集電極掃描電壓。測(cè)試轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)：用以轉(zhuǎn)換測(cè)試不同接法和不同類型的晶體管特性曲線參數(shù)。垂直放大器、水平放大器和示波管組成示波器，用以顯示被測(cè)晶體管的特性曲線，其工作原理與普通示波器相同。

3.6.2晶體管特性圖示儀的工作原理

圖3.23單線圖示法的原理如圖3.23所示，為圖示儀顯示一條曲線的基本原理。圖中50HZ、220V的交流電壓經(jīng)變壓器降壓和全波整流后，加到被測(cè)三極管的集電極和發(fā)射極之間，此電壓UCE稱為集電極掃描電壓。同時(shí)將其加到示波器的水平通道上作為水平掃描電壓。另外，通過(guò)取樣電阻Rs把與集電極電流IC成正比的電壓Uy=ICRs加到示波器的垂直通道上。在垂直和水平兩個(gè)電壓的作用下，熒光屏上可顯示出一條IC=f（UCE）的曲線。如圖3.23所示的電路，每改變一次IB，可顯示一條曲線。如果想得到一組以IB為參變量的曲線簇，就要求IB是一個(gè)周期性變化的信號(hào)，且在每個(gè)周期中具有多個(gè)定值。通?？衫秒A梯波發(fā)生器產(chǎn)生這樣的信號(hào)來(lái)給被測(cè)管提供變化的IB信號(hào)，從而得到如圖3.25所示的曲線簇。其基本原理如圖3.24所示。圖3.24 曲線簇圖示法的原理

如圖3.25（a）、（b）所示，為IB與UCE之間的關(guān)系曲線。由圖3.25可見(jiàn)，每一個(gè)掃描周期TS，熒光屏上的光點(diǎn)從左向右和從右向左移動(dòng)各一次，描繪出一條曲線。當(dāng)一個(gè)掃描周期結(jié)束時(shí)，階梯波上升一級(jí)，熒光屏上的光點(diǎn)也相應(yīng)跳躍一個(gè)高度，描繪出第二條曲線。所以，改變階梯波每個(gè)周期的級(jí)數(shù)，可得到不同的曲線數(shù)，熒光屏顯示的曲線的數(shù)目等于階梯波電流IB的周期TB與掃描電壓UCE的周期TS之比n。圖3.25 掃描電壓與階梯波及顯示曲線之間的關(guān)系3.7集成運(yùn)算放大器的測(cè)量集成運(yùn)算放大器是高放大倍數(shù)、高輸入阻抗、低輸出阻抗的直接耦合放大器。它的參數(shù)很多，在使用中僅著重測(cè)量它的幾個(gè)主要參數(shù)，其它參數(shù)只作為參考。集成運(yùn)算放大器常用的參數(shù)測(cè)試方法有逐項(xiàng)測(cè)試法、輔助放大器法和圖示法等。

圖3.26運(yùn)算放大器參數(shù)測(cè)量電路輔助放大器法測(cè)量運(yùn)算放大器參數(shù)的電路如圖3.26所示。圖中AX為被測(cè)放大器，A為輔助放大器，對(duì)輔助放大器的要