常用电子元件的测量方法

一、实验目的

① 学会用万用表判别晶体二极管的极性和三极管的管脚。

② 学会用万用表判别晶体二极管和三极管的质量。

③ 学会从颜色上识别色环电阻的阻值及阻值的误差。

二、实验原理

1. 万用表测试二极管的原理

晶体二极管内部实质上是一个PN结。当外加正向电压，即P端电位高于N端电位，二极管导通，呈低电阻；当外加反向电压，即 N端电位高于P端电位，二极管截止，呈高电阻。因此，可用万用表的电阻挡辨别二极管的极性和判别其质量的好坏。图1.1.1所示为万用表电阻挡的等效测试电路。由图可知，表外电路的电流方向从万用电表负端（-）流向正端（+），即万用电表处于电阻挡时，其（-）端为内电源的正极，（+）端为内电源的负极。R0是电阻挡表面刻度中心阻值。n是电阻挡旋钮所指倍率。由等效电路图可计算出电阻挡在 n倍率下输出的短路电流值。测试时，由指针偏转角占全量程刻度的百分比θ（可通过指针所处直流电压刻度位置估算）估算流经被测元器件的电流值。可用下式计算：

图1.1.1 万用电表电阻挡等效测试电路

在测试小功率二极管时一般用 R× 100Ω或  R× 1kΩ挡，以避免损坏管子。

2. 万用表测试三极管的原理

（1）判别基极和管型

三极管内部有2个PN结，即集电结和发射结。图1.1.2（a）所示为NPN型三极管。与二极管相似，三极管内的PN结同样具有单向导电特性，因此可用万用表电阻挡判别出基极b和管型。例如，测NPN型三极管，若用黑表棒接基极b，用红表棒分别搭试集电极c和发射极e，则测得阻值均较小；表棒位置对换后，测得电阻均较大。但在测试时电极和管型未知，因此对3个电极脚要调换测试，直到符合上述测量结果为止。然后，根据在公共端电极上表棒所代表的电源极性，可判断出基极b和管型，如图1.1.2（b）所示。

图1.1.2 用万用表判别三极管基极

（2）判别集电极和发射极

这可根据三极管的电流放大作用进行判别。图1.1.3所示的线路，当未接上Rb时，无IB，则IC=ICEO很小，测得c，e间电阻大；当接上Rb时，则有IB，而IC= βIB+ICEO，因此，IC显然要增大，测得c，e间电阻比未接Rb时小。如果c，e调换，三极管成反向运用，则β小，无论Rb接与不接c，e间电阻均较大，因此可以判断出c，e极。例如，测的管型是NPN型，符合β大的情况下，则与黑表棒相接的是集电极c。

（3）反向穿透电流ICEO的检查

ICEO是衡量三极管质量的一个重要指标，要求越小越好。按产品指标是在UCE为某定值下测 ICEO，因此用万用表电阻挡测试时，仅为一参考值。测试方法仍如图1.1.3所示，此时基极应开路，根据指针偏转角的百分比θ，由式（1.1）可估算出ICEO的大小。

图1.1.3 用万用表判别三极管c，e极

（4）共发射极直流电流放大系数β（h EE）性能测试

测试方法与判别c，e极方法相似。由三极管电流放大原理可知，在接Rb时测得阻值比未接Rb时小，即θ越大，表明三极管的电流放大系数越大。

在掌握上述测试方法后，即可判别二极管和三极管的PN结是否损坏，是开路还是短路。这是在实用中判断管子是否良好所经常采用的简便方法。

3. 从颜色上识别色环电阻的阻值及阻值的误差

用色环表示电阻的阻值和误差，电阻表面色环的不同颜色分别代表0～9十个数字，如下所示：黑—0，棕—1，红—2，橙—3，黄—4，绿—5，蓝—6，紫—7，灰—8，白—9。金色环表示误差为Ⅰ级，即±5%；银色环表示误差为Ⅱ级，即±10%；无色（即不标金、银环）表示误差为Ⅲ级，即±20%。

例如，如图1.1.4所示，第1环为红色，表示“2”；第2环为紫色，表示“7”；第3环代表10的n次方，为黄色，则表示104；第4环为银色，表示Ⅱ级误差，为±10%；故该电阻阻值为270 kΩ。(www.xing528.com)

图1.1.4 用色环表示的电阻

2.7 kΩ应表示为：第1环用红色（2），第2环用紫色（7），第3环用红色（2）。

掌握了以上这些规律就能很方便地识别色环电阻的阻值及误差了。

三、实验设备和器件

万用电表1只；2AP型、2CP型二极管各1只；硅、锗材料的NPN型和PNP型三极管各1只；不同阻值的色环电阻3～5只。

四、实验内容

（1）测试二极管的正、负极性和正反向电阻

用万用表电阻挡（R×100Ω或R×1kΩ挡）判别二极管的正、负极，正、反向电阻值。

（2）判别三极管的管脚和管型（NPN型和PNP型，硅材料或者锗材料）

① 用万用表电阻挡（R×100Ω或R×1kΩ挡）先判别出基极b和管型。

② 判别集电极c和发射极e，测定ICEO和β的大小。

（3）识别色环电阻的阻值

从颜色上识别色环电阻的阻值，并用万用表电阻挡验证。

五、预习要求

① 预习PN结外加正、反向电压时的工作原理和三极管电流放大原理。

② 能否用双手将各表棒与管脚捏住进行测量？为什么？

③ 为何不能用R×1kΩ或R×100Ω挡测试小功率管？

六、思考题

① 能否用万用表测量大功率管？测量时用哪一挡较为合理？为什么？

② 为什么用万用表的不同电阻挡测二极管的正向（或反向）电阻值时，测得的阻值不同？

七、实验报告要求

整理所有实验数据。