第3节 Meter Check of a Transistor (BJT) (修订中)
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双极晶体管由 PNP 或 NPN 的三层半导体“三明治”构成。因此,当使用[万用表](https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct- (opens new window)

PNP晶体管表检查:(一)正向BE、BC、电阻低;(b) 反向BE、BC,电阻为∞。
在这里,我假设使用只有一个连续性范围(电阻 (opens new window))功能的万用表来检查 PN 结。一些万用表配备了两个独立的连续性检查功能:电阻和“二极管检查”,每个功能都有自己的用途。如果您的仪表具有指定的“二极管检查”功能,请使用该功能而不是“电阻”范围,仪表将显示 PN 结的实际正向电压,而不仅仅是它是否传导电流。
当然,对于 NPN 晶体管,仪表读数将完全相反,两个 PN 结都朝向另一方向。基极上带有红色 (+) 引线的低电阻读数是 NPN 晶体管的“相反”条件。
如果在这个测试中使用带有“二极管检查”功能的万用表,会发现发射极-基极结的正向压降略大于集电极-基极结的正向压降。这种正向电压差是由于晶体管的发射极和集电极区域之间的掺杂浓度差异造成的:发射极是比集电极重得多的半导体材料,导致其与基极的结产生更高的正向电压降低。
知道了这一点,就可以确定在未标记的晶体管上哪根导线是哪根导线。这很重要,因为不幸的是,晶体管封装没有标准化。当然,所有双极晶体管都有三根线,但实际物理封装上三根线的位置并没有按照任何通用的、标准化的顺序排列。
假设技术人员找到了一个双极晶体管,并继续使用设置在“二极管检查”模式的万用表测量导通性。测量线对之间并记录仪表显示的值,技术人员获得下图中的数据。

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未知的双极晶体管。哪些端子是发射极、基极和集电极?终端之间的 Ω 表读数。
提供导电仪表读数的测试点的唯一组合是导线 1 和 3(红色测试导线位于 1,黑色测试导线位于 3),导线 2 和 3(红色测试导线位于 2,黑色测试导线位于 3)。这两个读数_必须_指示发射极至基极结(0.655 伏)和集电极至基极结(0.621 伏)的正向偏置。
现在我们寻找两组导电读数共有的一根导线。它必须是晶体管的基极连接,因为基极是三层器件中唯一的一层,这两组 PN 结(发射极-基极和集电极-基极)共用。在此示例中,该线为 3 号线,对于 1-3 和 2-3 测试点组合都是通用的。在这两组仪表读数中,黑色(-) 仪表测试引线接触到导线 3,这告诉我们该晶体管的基极是由 N 型半导体材料制成的(黑色 = 负极)。因此,晶体管是一个 PNP,其基极位于导线 3 上,发射极位于导线 1 上,集电极位于导线 2 上,如下图所示。

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BJT 端子由 Ω-meter 识别。
请注意,本例中的基极线_不是_晶体管的中间引线,正如人们对双极晶体管的三层“三明治”模型所期望的那样。这种情况经常发生,并且往往会使电子学的新学生感到困惑。确定哪条引线的唯一方法是通过仪表检查,或参考制造商关于晶体管特定部件号的“数据表”文档。
了解双极晶体管在使用电导率计测试时表现为两个背靠背二极管,这有助于仅通过仪表读数识别未知晶体管。它还有助于快速检查晶体管的功能。如果技术人员要测量六个测试引线组合中多于两个或少于两个的连续性,他或她会立即知道晶体管有缺陷(或者它_不是_双极晶体管,而是其他东西——如果没有零件号可用于确定识别,这是一种明显的可能性!)。然而,晶体管的“双二极管”模型无法解释它如何或为何充当放大设备。
为了更好地说明这一点,让我们使用下图中的物理图而不是示意图符号来表示晶体管来检查其中一个晶体管开关电路。这样两个 PN 结将更容易看到。

在正向偏置的基极-发射极结中流动的小基极电流允许大电流流过反向偏置的基极-集电极结。
灰色对角线箭头表示电流流过发射极-基极结的方向。这部分是有道理的,因为电流从 P 型基极流向 N 型发射极:结显然是正向偏置的。然而,基极-集电极结完全是另一回事。请注意灰色粗箭头如何指向从集电极到基极的电流方向(向下)。底座采用P型材料,集电极采用N型材料。基极和集电极处于与电流相反的反向偏置上。然而,一个饱和的晶体管对电流的流动几乎没有抵抗力,从集电极到发射极的整个过程,正如灯的照明所证明的那样!
很明显,这里发生的事情与双极晶体管的简单“双二极管”解释模型背道而驰。当我第一次学习晶体管操作时,我尝试用两个背靠背二极管构建自己的晶体管,如下图所示。

一对背靠背二极管不像晶体管,电流不能流过灯!
在晶体管中,当晶体管处于截止模式(即没有基极电流时)时,基极- 双极结型晶体管,第 2 章。 (opens new window)
集电极和发射极不可互换的事实进一步证明了掺杂浓度在晶体管的特殊能力中起着至关重要的作用。如果晶体管仅被视为两个背靠背的 PN 结,或仅被视为普通的 NPN 或 PNP 材料夹层,则看起来晶体管的任一端都可以用作集电极或发射极。然而,事实并非如此。如果在电路中“反向”连接,则基极-集电极电流将无法控制集电极和发射极之间的电流。尽管双极晶体管的发射极和集电极层具有相同的掺杂_类型_(N 或 P),但集电极和发射极绝对不相同!
基极-发射极结允许电流,因为它是正向偏置的,而基极-集电极结是反向偏置的。基极电流的作用可以被认为是为通过集电极的电流“打开一个门”。更具体地说,任何给定量的基极到发射极电流都_允许有限量_的基极到集电极电流。
在下一节中,将更详细地研究晶体管的这种电流限制。
# 1. 总结
- 在“电阻”或“二极管检查”模式下使用万用表进行测试,晶体管的行为类似于两个背靠背的 PN(二极管)结。
- 由于发射极半导体层的掺杂较重,发射极-基极 PN 结的正向电压降略大于集电极-基极 PN 结。
- 反向偏置的基极 - 集电极结通常会阻止任何电流通过发射极和集电极之间的晶体管。但是,如果电流流过基线,则该结开始导通。基极电流可以被认为是为通过集电极的一定数量的电流“打开门”。
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