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万用表测量三极管电压

时间:2020-01-03 00:28来源:海猎人

 

2.2.3 关于电压

大家也许还记得在Make:Electronics中,三极管就是一个电流放大器。一些入门书籍也常常这么说,β值就是电流放大倍数的测量值。但是他们常常忘记提及NPN三极管发射极上的电压也会跟随基极电流而变化,即使其他因素保持不变(比如三极管的负载)。

2-8上画的电路将给大家证明这一点。请大家记住,大家测量电压的时候通常是测量自己感兴趣的想测量的点和电源负极之间。因此,请不要将万用表和电路中的470Ω电阻串联在一起!另外再给大家一个提醒,不要忘了将万用表设置为测量电压,不能还在测量电流。如有必要,还需要将红色的表笔插在万用表上合适的插孔里面(通常都需要的)。

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2-8

在这个电路中,万用表测量的是三极管发射极和电源负极之间的电压(大家一定要记住将万用表设置为测量电压而不是测量电流)

在图2-6中,第五列就是我测量得到的电压值。我用这些值画了另一张图,参见图2-9,对比的是基极电流和发射极电压。同样,这也是一条很直的线。

如果说三极管是一个电流放大器,那么为什么发射极的电压会发生变化呢?发射极电流也发生了变化吗?那么,让我们来思考一下三极管内部究竟发生了什么。

基极电流的增加使得三极管等效内阻减小了,这是流经三极管的电流增大的原因。

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2-9

2N2222三极管上,发射极电压随着基极电流的变化几乎线性的变化。这个图是用图2-6表里面的数字画成的

同时三极管和470Ω电阻是串联的,这两个元器件组成了分压电路。

大家可能还记得我在Make:Electronics中提及的,如果你有两个串联电阻,那么这两个电阻会根据各自电阻的相对大小来分掉加在它们上面的电压。如果第一个电阻的阻值较小,那就分不到多少电压,而第二个电阻会分到较大的电压差——反过来也是这样。

大家看一看图2-10。在这个电路图里面,我们没有用三极管来和470Ω电阻串联,而是用了多种不同的其他电阻。大家能预测到在ABCD四点上测得的电压值吗?这个项目大家可以很快地做一遍,我会在这本书的最后提供理论答案。

我在这里帮助大家再回忆一下计算两个电阻之间的电压的公式,公式如下:

●VM代表中间点的电压。

●VCC代表电源电压。

●R1代表电源正极一侧的电阻阻值(单位为Ω)。

●R2代表电源负极一侧的电阻阻值(单位为Ω),如图2-10所示。

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2-10

分压电路的概念在电子学里面是一个很基本的概念。大家一定要很透彻地理解

于是公式为

VM=VCC×[R2/(R1+R2)]

大家到这里可能就明白了为什么图2-8中的电路里面,三极管发射极的电压会随着基极电流的增加而增加。因为基极电流的增加降低了三极管的等效内阻。从而在这个分压电路里面三极管从发射极和电源之间分到了更少的电压(当大家在测量电压时)。进而导致了你的测量电压的提升。我们在图2-11里面也解释了这些。

发射极的电压无论如何是超不过电源电压的,同样的道理,加在三极管上的电压也一定是在0V到供电电压之间的某一个值。为什么呢?因为基极电压是从1ΜΩ电阻的变阻器上面分到的,而那又是一个分压电路,分的是电源正负极之间的电压。

因为发射极电压不会超过基极电压,我们可以得出结论:双极型三极管是不能做电压放大器的。

但是,发射极电压的变化是有用处的,大家在项目3中做光敏三极管项目的时候会理解这一点。

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2-11

当更大的电流或者更小的电流流过NPN三极管基极时发生的一系列事件。在真实世界里面,这些假设可不完全正确

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