應該說晶體三極管是最基礎一種元器件，因此每次三極管測量都是必須的，尤其是在剛接觸這東西時候搞不清楚它為什么要分NPN，PNP型。而且腳位有那么多種，EBC、ECB、BCE等等。而且電流放大系數(shù)也各不相同，記得曾經(jīng)花了好久來記怎樣用萬用表來分辨它的各個極，不過到今天我還是用這個方法來分辨不明型號三極管的三個極，實在有些麻煩。

 

想來學習單片機N久了，決定用STC的51單片機來做一個能快速分辨出三極管各個腳的機器；后期還打算測量出三極管的hEF值、漏電流Iceo、各結壓降等基本參數(shù)。(今天已經(jīng)完成到能分辨PNP和NPN型的任意腳位，通過LCD1602顯示出來了。)先分析晶體三極管構造：

三極管構造

 

NPN內部相當于兩個二極管陽極相連作為B極(基極)，其他兩極為C、E極。所以對于NPN型管子最方便能確定的腳就是B極，STC單片機設為非標準IO口模式(默認模式)，內部上拉作用相當于一個300K左右的上拉電阻，我們就利用這個電阻來提供一個較小的B極電流Ib，而且能作為共射極放大電路的集電極電阻Rc。

 

將三極管三個腳接到單片機的3個IO口，都輸出高電平，按順序每次置低一個腳，檢測剩余兩個腳電平情況，在所有情況中，只有拉低E極時會出現(xiàn)剩余兩個腳都為低，因為E接地，Vcc通過內部上拉作用給B極一個Ib電流，這個電流比較小，大概只有15uA，有了Ib，就勢必會有Ic從C極留下來，上拉電阻有300K多，哪怕Ib很小或hEF較小也能輸出低電平，而且B極被鉗制在Ube≈0.7V(普通硅管)，單片機認為：1/2Vcc以下為低電平，所以當用單片機掃描各個腳時一個腳拉低，其他兩個腳也為低時，說明被人為拉低的那個腳就是NPN型的E腳。

 

然而在我們分析時卻不能單獨分析NPN型的特點而忽略PNP型的作用，否則就出麻煩了！PNP內部正好和NPN的二極管方向相反，如果按剛說的方法判別，如果是PNP型的管子B極被拉低，它的C和E極也都會因為二極管的鉗制作用鉗制成低電平，此時就不能分辨所測管子是哪一種情況了。但可以確定的是，人為拉低這個腳要么是NPN的E，要么是PNP的B！為了將其區(qū)分開來，還需要找到一個條件，就像二元一次方程，兩個條件才能確定兩個未知數(shù)。

 

底怎樣才能確定呢？我們再看，在以上過程中，我們按順序拉低某個腳，判斷其他腳的電平情況，NPN型是不是拉低E或者C都會把B腳拉低，而PNP型只有拉低B極才會拉低其余兩個腳。我們是不是只要記錄每次變換拉低一個腳時把其余任何一個腳被拉低的情況記個數(shù)，三次變換后看這個計數(shù)值，如果有兩次其余腳有拉低情況則說明這個為NPN型三極管，如果只有一次拉低就說明是PNP型。

 

現(xiàn)在是不是就能判斷到底是NPN還是PNP了。到此為止，我們已經(jīng)用單片機確定出了所測管子的類型和一個腳(NPN的E或者PNP的B)。整個主電路設計使用了3片4051，1片4066，三個繼電器。

 

這是整個電路的鳥瞰圖：

整個電路圖一

整個電路圖二

1602液晶開機顯示

9014三極管的測試照片

 

NPN型三極管測試程序最簡單，可以很快測試出來，程序設計比較人性化，即插即顯示，拔出即顯示錯誤，不用任何按鍵，不過現(xiàn)在是測試階段，沒有焊接專門的ZIP座，直接插上杜邦線里。液晶第二行顯示晶體三極管類型 、從左到右管腳名稱，很明顯，液晶顯示 ： NPN E B C。

 

然后把9014反個方向來插，會顯示什么呢？請看圖：

電路圖三

 

是不是照樣能顯示出正確的管腳名稱！再看，測量下PNP型的三極管吧，這是一個9015型號的：

電路圖四

電路圖五

 

之前修改到整機能夠分辨出NPN，PNP這兩種類型的任意腳位三極管了，但是還不能測量其電流放大系數(shù)，也就是俗稱的β值。

 

先弄兩個恒流源，一個正方向的供NPN型測量，一個負方向的供PNP測量，當完成鑒別類型和管腳序列后我把4051組成的陣列達到相應的檔位，然后接通后面的共射極測量電路(這里考慮到STC12單片機內部AD只能測量正極性的電壓，必須要有切換方向的操作)，將之前的三個IO置成高阻輸出狀態(tài)防止影響各電流，如果三極管是NPN型(大多數(shù)情況下)，則默認繼電器繞組不供電時電路接通為NPN共射放大電路，如果是PNP型，則三個繼電器吸合接通為對應的PNP共射放大電路；K2實現(xiàn)了Ib電流的切換，只要測量C端口的電壓經(jīng)過計算就能計算出該晶體三極管的電流放大系數(shù)β值。如圖：

共射極測量電路

 

下面說說這恒流源該怎么弄。手頭上最多的就是LM358這款運放，里面兩個單元的運放剛剛好，雖然精度有限，但在這個粗制濫造的DIY里已經(jīng)足夠了。用運放和三極管搞定它！如圖：正的Ib產(chǎn)生靠這個電路，Ib=(Vcc-Uref)/R1。

恒流源電路一

 

這個電路產(chǎn)生負方向的Ib。Ib=Uref/R2。

恒流源電路二

 

因為Rc取的是1.5K的電阻，Vcc=5V，按可測最大hEF值為400，而且考慮到三極管Uce飽和管壓降，初步打算采用Ib=8uA，雖然計算很粗糙，但就先這樣設定吧，之后有問題再來調整了。

 

以上的程序和硬件還有很多地方要修改，為了讓感興趣的大家也能跟著我一起，先給大家分享個只能測量NPN型的程序，這個程序只要有最最普通的51單片機，AT89系列的或者STC的都行，而且除了基本最小系統(tǒng)電路和1602，完全不需要其他電路，因為三個接三極管的IO口我程序里是寫在P0口的，所以如果使用AT89系列的朋友要改下端口，因為AT89的單片機P0口為OD輸出，不具備上拉作用。