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数字电子技术实验原理 实验 2 晶体管性能测试及开关特性研究 实验原理 1．万用表测量半导体二极管 半导体二极管和三极管是最基本和用途最广泛的电子器件。 二极管的基本特性是具有单向导电性， 二极管正 向偏置时， 表现出一个几百欧姆的电阻； 当二极管反向偏置时， 呈现近似无穷大电阻。 两者测量的阻值相差越大， 半导体二极管的性能越好。 二极管的分类有整流二极管、 检波二极管、 开关二极管、 肖特基二极管、 稳压二极管、 发光二极管等，不同种类的二极管其应用场合不同。 普通小功率二极管的封装一般为玻璃封装和塑料封装。它们的外壳上均有表示阳极和阴极的标记，标有色 道（一般黑色外壳二极管为白色道标记；玻璃外壳二极管为黑色或红色标记）的为阴极极，另一端为阳极；对于 贴片二极管，俯视时有色线的一端是阴极极，另一端是阳极。对于发光二极管，管脚长的是阳极，短的是阴极。 对于无标记或标记不清楚的二极管，可以采用万用表来进行判别。如果使用指针式模拟万用表，首先将万 用表置于电阻档“ R×100”或“ R×1k”处，将万用表的红、黑两表笔接到二极管的两端进行测量其电阻，记下 测量结果； 然后将万用表的两表笔对调， 再次测量二极管的电阻， 若两次测量结果相差很大， 说明二极管是好的， 并且测量电阻小的那次黑表笔所接的二极管一端是二极管的阳极。 如果使用数字万用表测量二极管， 可以直接将数字万用表量程开关打在“”处， 将二极管的两端分别接到万 用表的红、黑表笔，观察显示屏上的显示数字，正确显示二极管导通数值的那次测量，红表笔对应的是二极管的 阳极。普通硅二极管导通压降为 0.7V 左右，锗二极管正向压降为 0.3V 左右，肖特基二极管正向压降为 0.4V 左 右，发光二极管导通压降比较高，且不同颜色的发光二极管导通压降（红色 1.6-2.0V 、兰色 2.2-2.5V 、白色 3.2-3.6V ）不同，对于正向导通压降大于 表不能直接显示其导通压降数值。 1.5-1.8V 、绿色 1.6-2.0V 、黄色 2V 以上的发光二极管，有的数字万用 2．万用表测量半导体三极管 半导体三极管种类非常多，按其结构分为 NPN型和 PNP型两大类。三极管的主要特性是具有放大作用，即 当外加偏置电压使三极管发射结正向偏置，集电结反向偏置时，三极管的集电极电流是其基极电流的 β 倍，一 般小功率三极管的 β 范围是 50~200。根据三极管的结构特点可使用万用表对其性能做简单的测量。 （ 1）三极管类型和基极的判定 可以把 BJT 的结构看作是两个串接的二极管，如图 的正反向电阻，只有 ce 之间的正反向电阻值均很大（ 2.1 （a）所示。由图可见，若分别测试 be、 bc、 ce 之间 ce 之间始终有一个反偏的 PN 结），由此即可确定 c、 e 两 个电极之外的电极是基极 b。然后将万用表的黑表笔接基极，红表笔依次接另外两个电极，测得两个电阻值，若 两个电阻值均很小（ PN 结的正偏电阻） ，说明是 NPN管；若两个电阻值均很大（ PN 结的反偏电阻） ，说明是 PNP 管。 （ a） （b） 图 2.1 （2）三极管集电极和发射极的判定 利用 BJT 正向电流放大系数比反向电流放大系数大的特点，可以确定 e 极和 c 极。 如图 2.1 （b）所示，将万用表置欧姆档。若是 NPN管，则黑表笔接假定的 c 极，红表笔接假定的 e 极，在 b 极和假定的 c 极之间接一个 100k 的电阻（亦可用人体电阻代替） ，读出此时万用表上的电阻值，然后作相反的 假设，再按图 2.1 （b）接好，重读电阻值。两组值中阻值小的一次对应的集电极电流较大，电流放大系数较大， 说明 BJT 处于正向放大状态，该次的假设是正确的。 对于 PNP管，应将红表笔接假定的 c 极，黑表笔接假定的 e 极，其他