两款晶体管配对电路
对于使用互补双极晶体管的电路设计,有时需要筛选出与直流增益(p)相匹配的 NPNPNP 晶体管。这种要求匹配的电路例子是放大器的输出级。下图的电路可以方便地测试和匹配两只互补双极管的电流增益,晶体管匹配时,电压表读数为 0。
 
在图中,晶体管 Q1 和 Q2 是待测器件,在测试设备上,Q1 和 Q2 共用一个基极电流(IB)。由于电流没有流出路径,因此不需要做额外补偿。但要注意,β应足够高,电阻 R,和 R2 应相等。
 
 
为了给晶体管一些余量,在晶体管基极连接间引入一个额外的 D1(LED)压降。D1 是一只蓝色 LED。这只二极管帮助将 Q1 的基极电压(VB1)设定在大约电源电压(VS)的一半。用 LED 替代 D,要好于使用齐纳二极管,因为它在小电流下有更锐利的拐点。此外,很多蓝色 LFD 在不到 10μA 的电流下就能发光,可以用于指示基极电流的存在,从而表示电路工作正常、式(1)决定了所需要的电源:自制晶体管配对仪电路
 
一只典型蓝光 LED 的正向压降大约为 3.5V:
 
假设 VBE1=VBE2=0.7V,则可以得到 VS 值约为 9.8V。
 
电阻 R1 设定 Q1 的发射极电流,用式(2)计算:
 
 
发射极电流的选择应适合于未来晶体管的应用,因为 beta 值会随发射极与集电极电流而变化。
 
当测试设备连接了匹配晶体管时(B1=B2),R1 和 R2 上的压降相等,电压表显示读数为 0。
 
下图中的电路有相同的功能,但采用了一种更简单的方法来表示电流的平衡,反向并联的红色 LED 代替了电压表。当增益匹配时,两只红色 LED(D2 和 D3)均不发光。
 
结型场效应晶体管配对测试电路
 
图 a:测配 N 沟道结型场效应晶体管对管。图 b:测配 P 沟道结型场效应晶体管对管
 
图 c:配沟 N,P 道结型场效应晶体管对管 .
 

 

自制晶体管配对仪电路
相信所有 DIY 爱好者都会遇到晶体管配对的问题。这种事情单靠一只万用表是解决不了问题的。即便是带 HFE 测量的万用表,往往由于基极电流的限制,小功率管还可以测,中功率管和大功率管就无法准确测试了。
 
在实践中,本人用洞洞板和几个常见小零件搭出了一个晶体管直流参数测试仪,配合万用表,可以精确测量出三极管的直流放大倍数。非常简单,效果也不错,大家都可以尝试一下。
 
首先先阐述一下测试原理。以 NPN 管为例,待测晶体管发射极和 5V 电源负端相连,基极通过基极电阻连接 5V 电源正端,集电极通过集电极电阻连接 5V 电源正端。
 
 
此时,待测晶体管处于导通状态,Vbe 近似等于 0.7V,因此,待测晶体管基极电流为:(5-0.7)/430K=10uA
 
待测晶体管集电极电流为:10uA*HFE
 
待测晶体管集电极电阻为 100 欧姆,此时集电极电阻两端电压为:100 欧*10uA*HFE=HFE(mV)
 
因此,只要用毫伏档测量集电极电阻两端电压,即可得出被测晶体管的放大倍数。
 
当基极电阻 43K、集电极电阻 10 欧时(对应 Ib=0.1mA);以及基极电阻 4.3K、集电极电阻 1 欧时(对应 Ib=1mA),也同样如此。
 
对于 PNP 管来说,只要颠倒电源极性即可得出同样结论。
 
这样,我们就可方便的设计出 Ib=10uA,Ib=0.1mA,Ib=1mA 三种测试场景。也可以方便的扩充出 Ib=1uA 和 Ib=10mA 两种测试场景。
 
下面 Show 一下自制的测试仪。
 
 
 
因为现在 5VUSB 接口的充电器或电源非常多,直接采用 USB 接口供电即可。
 
实测下来,HFE 读数非常准确。配合一个万用表,可以有效解决测量晶体管配对的难题。