数字晶体管及其测试

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所谓数字晶体管(Digital transistor)实际就是带电阻的晶体管,有的仅在基极上串联一只电阻,一般称为R1,有的在基极与发射极之间还并联一只电阳R2。电阻R1有多种电阻,类似标准电阻系列配制。电阻R2情况类似R1,电阻R1与电阻R2可按多种方式搭配,因此数字晶体管的品种很多。当前数字晶体管多用于 DVD、VCD、彩电等多种视频通信类数字电子产品上。下文将详细讲解数字晶体管的测试方法。

一、数字晶体管的测试原理与精确测试方法

数字晶体管的测试与一般小信号晶体管相比,有较大的区别,主要测输入截止电压 Vi(off)( 7BTON ),输人开启电压 Vi(on)(8BTON ),输出电压 Vo(on)(9VCESAT ),输入截止电流Ii ( 10IEB ),输出截止电流 Io(off)( 11ICES ),直流电流增益Gi( 12HFE ),电阻 R1( 22R1 ),电阻 R2( 23R2 ),括号内对应附表中计算机测试程序中的相应项,其中电阻R1与R2因不能直接测试,要测试正确比较困难。

下面以DTC114ESA 举例说明测试原理:

罗姆   ROHM   晶体管

如图2 所示,由于基极与发射极上并联了一只10K 电阻,基极上又串联一只 10K 的电阻,测试时晶体管eb结的特性就与小信号晶体管eb结的正反向特征有很大区别,··般晶体管的正向特性曲线如图3 所示,从0.7V左右正向电流随正向电压陡直上升,反向特性在6~10V左右开始雪崩击穿,像一只6~10V的稳下二极管如图4所示,而数字晶体管串联R及联R电阻后,输入特性曲线如图 5 所示,所加正向电压小于0.7V时,晶体管可当作截止状态,eb 两端的电压除以电流,所得的电阻R为R与R之和。当所加正向电压大于0.7V 时,晶体管可作为导通,导通时电阻R与eb结正向结电阻并联近似,eb 结两端测得的电压除以电流所得的电阻就是 R1,再把 R 值减去 R2值,就是 R2的电阻值。

罗姆   ROHM   晶体管

罗姆   ROHM   晶体管

数字晶体管的反向特性与一般小信号晶体管的反向特性差别更大,如图6,由于 eb 结上并联了一个电阻R2。因此在eb 结上一加反向电压,就有反向电流( 如测输出特性曲线有严重小电流现象,使用者不要一看到小电流就认为是不良品 ),随着反向电压的增加,反向电流逐渐上升,呈现一典型电阻特性,把测出两端所加电压的差值与电流差值相比,就是电阻R(等于R1+R2)的值,当反向电压加到大于晶体管的eb 结反向击穿电压时,eb 结雪崩击穿,eb 结上并联的电阻R2被短路,但曲线不是垂直向上,因为基极里有串联电阻 R1,其倾斜部份直线的斜率(电压差除以电流差)就是电阻R1的值,再把R值减去 R1的值就是电阻R2的值。

从理论上分析,用测正向特性的方法来测两个电阻正确性比较差,因为加正向电压时,品体管的eb 结并不要到0.7V 才导通,加到0.5V 电压就有一点点正向电流出现,正向电压加到0.7V以上正向电流迅速上升时,上升曲线也不完全是一条直线。因此所测得的总电阻R及电阻R1均有误差,从图 5可看出两个电阳线段带有一点非线性,而用测反向特性的方法来测电阻,理论上讲正确性好,因为eb 结反向击穿前,eb结的反向电流基本等于0,相当于完全截止,可以正确测出R,而反向雪崩击穿后电阻 2R被短路,完全导通,能够正确测出R1。

二、测试程序与数据

罗姆   ROHM   晶体管

表1是通过 eb 结加反向电压测电阻的一组数据13VFBE 及14VFBE、15DELTA 是测R总电阻上的电压差△V,16DEF是R总电阻上的电流差△I,17 R1+R2是△ V/△I=R,18 VFBE 及19 VFBE、20DELTA为电阻R上的电压差△V,21 DEF 为电阻R1上的电流差△I,22R1= △V/ △I=R1,23 R2=17R1+ R2-R1=R2,24R1/R2为R1与R2的比值。表1中数据与B370图示仪曲线不是同一批产品,测R1时,把拐点也包括进去了,测出的R2就不太准确了。所以每批产品要在B370上先看一下拐点才能正确选取△V和△I的范围。

三、结论

数字晶体管内置电阻的测试,要有相当的实际经验,才能把电阻测得相当准确。

测试时具体情况必须具体对待:(1)对于R1、R2电阻较大的数字晶体管,电流差△I不易取正确,R1、R2电阻过小的,电压差△V不易取正确,这些都会造成 R1、R2测试有一定的误差;(2) 选取△I及△V时如果位置选得不恰当,超过R与12之间的拐点,均会使测试误差比较大;(3)一般编测试程序前,要在图示仪上看一下,两个电阻段的拐点在什么地方,便于正确选取△I及△V,使R及R1测得较正确;(4)对于R1、R2较大的数字晶体管,反向测试需加的反向电压会相当高,对晶体管可靠性会有影响,这时加正向测试比较方便,也可以测得比较正确。

更多详情请查看:罗姆数字晶体管

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