用表检测晶体管放大电路静态参数的优化方法

用晶体管组成的放大电路，在未加信号时所处的一种状态称为静态。在静态条件下测得的电路工作参数称为晶体管放大电路的静态参数。这一参数的良好设定是保证放大电路正常工作的基本前提。当放大电路的静态参数偏离正常数值时，可用万用电表进行测试与分析。

晶体管典型放大电路如图5-17所示。

为叙述方便，约定参考点为电源正极，并且在用万用表直流电压挡测量时，正表笔搭在参考点上，然后用负表笔测量各点，其结果均将“-”号省去，以便表述。

当开关SA接通后，可用万用表直流电压挡进行测量的参数有：电源电压U_E、晶体管集电极电压U_c、基极电压U_b、发射极电压U_e、发射极与基极之间的电压U_eb、基极与集电极之间的电压U_bc、发射极与集电极之间的电压U_ec。这些参数相互之间有一定的内在联系，通过用万用表对这些参数进行测量，便能很快确定电路的状态，并从中找出故障点。

1.如何测量与分析电源电压U_E

当开关SA断开时，用万用表测得电源电压U_E为U₁；当开关SA接通时，用万用表测得电源电压U_E为U₂。将两次测量结果进行比较，在正常情况下，U₁大于U₂。如果U₁等于U₂，则表示负载没有参与工作。如果出现U₂大于U₁，则可能是万用表失准，或出现粗大误差。

2.如何测量与分析集电极电压U_c

集电极电压U_c是用万用表直流电压挡测得的晶体管集电极对地的电压。集电极电压U_c可以从一个侧面告诉我们电路所处的状态，通常它有4种情况：一是约等于电源电压；二是等于零；三是在正常值（放大状态）至饱和压降加U_c值之间；四是正常值。具体情形如图5-18所示。

图5-17 晶体管典型放大电路

图中U_c=6V的情形有7种可能：R_b2短路；R_b1断路；b极断路；e极断路；c极断路；b、e极间断路；R_e断路。

U_c=0V的情形可能是R_c断路、ce结短路。

U_c非6V、非0V、非正常值，其电路工作状况应分别详细分析，如晶体管放大能力下降，R_b1、R_b2、R_c、R_e的任一电阻值发生变化都会导致电路故障的发生。

图5-18 晶体管放大电路故障图解

3.如何测量与分析基极电压U_b

当直流放大器的发射极接有电阻且是正常偏置时，基极对地电压应大于发射极电阻R_e上的压降0.10～0.30V，即U_b=U_be+U_e。如果用指针万用电表测量，上偏置电阻的阻值较高（几十千欧），万用电表接入后，要分去一定的电流，因此测出的U_b值比实际值要小些，严重时则可能改变电路的工作状况。由于U_b值较小，最好采用数字万用电表测量，能使仪表阻抗的影响减少到最低程度。

U_b值有下列几种情形：

1）当下偏置电阻R_b2短路时，U_b=0V。

2）当下偏置电阻R_b2断路时，U_b大于正常值。

3）当上偏置电阻R_b1短路时，U_b=U₂。

4）当上偏置电阻R_b1断路时，U_b小于0.1V。

5）当发射极电阻R_e短路时，U_b小于正常值（如0.15V）。

6）当e、c极短路时，U_b是R_b1//R_e与R_b2//R_e的分压结果（如0.30V）。

7）当发射极或集电极中任一极断路时，U_b都小于正常值（如0.40V）。

8）当集电极断路时，U_b=U_eR_b2/（R_b1+R_b2）。

9）当b-e极短路时，U_b=U_e（R_b2//R_e）/[R_b1+（R_b2//R_e）]。

式中：“//”表示并联。

4.如何测量与分析电压U_c

晶体管的发射极接电阻R_e，当有电流I_e流过时，所产生的压降用U_re表示。以电源正端为参考点，且万用表的红表笔搭在参考点上，黑表笔测得晶体管e极的电压U_e称为发射极电压。该电压可以反映电路的状态，大约有以下12种情形。

1）当电路正常时，U_e=0.75V。

2）当R_b2短路时，U_e=0V，晶体管截止。

3）当R_b2断路时，U_b比U_e小，晶体管处于导通状态。

4）当R_b1短路时，U_b=U₂。

5）当R_b1断路时，U_e很小。

6）当R_e短路时，U_e=0V。(www.xing528.com)

7）当e、c极短路时，U_e值增大，并且U_e=U_C。

8）当发射极断路时，U_e=0V。

9）当R_e断路时，U_e取决于三极管的be反向漏电流及测试仪表的内阻。

10）当c极断路时，U_e值取决于R_b2并上R_e加be极电阻和R_b1分压的结果。

11）当R_c断路时，测得的U_e值与c极断路的结果十分相似。

12）如果eb结内部短路，则明显的特点是U_e=U_b。

5.如何测量与分析U_eb

U_eb是晶体管的发射极与基极之间的直流电压，通过测量U_eb值，可以了解晶体管的工作状态。一般情况下，不论电路中是否接有发射极电阻R_e，对锗管来说，U_eb^在0.10～0.30V之间；对硅管来说，U_eb在0.50～0.70V之间。

仍然以图5-18为例进行分析，U_eb会出现下列情形。

1）当电路正常时，U_eb=0.15V。

2）当R_b2短路时，b点被迫与地端等电位，U_eb=0V。

3）当R_b2断路时，b电位低于e点，晶体管处于导通状态。

4）当R_b1被短路时，晶体管处于饱和导通状态，U_eb=0.35V。

5）当R_b1断路时，U_b电压由晶体管的b、c极间漏电流确定；同样U_e由晶体管的e、c极之间的漏电流确定，U_eb约等于零。

6）当R_e短路时，U_eb=0.15V。

7）当e-c结短路时，U_e升高，于是U_eb=1.80V。

8）当e极断路时，U_eb=0.38V。

9）当R_e断路时，U_eb=0V。

10）当c极断路时，U_eb=0.30V。

11）当R_e断路时，U_eb=0.10V。

12）如果e-b结内部短路，U_e=U_b，则U_eb=0V。

6.如何测量与分析U_ce

Uce等于集电极电压Uc与发射极电压Ue之差，也可以直接将万用表的“+”、“-”测试笔搭在三极管的集电极与发射极之间进行测量。如果使用指针万用表，就将红表笔搭在发射极，黑表笔搭在集电极；若使用数字式万用表，虽不受电源极性限制，但测试方法要与本例一致，这样可方便读者对照分析。

偏置电阻对U_ce的影响如下。

1）当R_b1短路时，U_ce=0V。

2）当R_b2短路时，U_ce=6V。

3）当R_b1断路时，U_ce=5.97V。

4）当R_b2断路时，U_ce=0.60V。

晶体管发生故障时，U_ce的变化如下。

1）当c-e结短路时，U_ce=0V。

2）当b-e结短路时，U_ce=6V。

3）当c极断路时，U_ce=6V。

4）当e极断路时，U_ce=6V。

实际检修的思路与上述思路相反。例如：已测得U_ce=6V，那么应考虑目前晶体管可能处于以下哪种状态：R_b2短路；R_b1断路；e极断路；c极断路；b-e结短路等。又如：U_ce=0V，应考虑晶体管可能处于以下哪种状态：R_b1短路；e-c结或e-c极间短路；R_e开路；集电极负载回路开路等。当对这些故障点逐一检查后，故障也就找出来了。