[发明专利]晶体三极管在线测试的方法及装置

说明书

本发明涉及一种晶体三极管在线测试的方法及其装置。

晶体三极管（简称晶体管）是一种半导体元件，其输出电流可由加到其一个输入端的信号控制。晶体三极管可分两种类型。一种是双极型晶体管、有基极、发射极及收集极，并有pnp及npn两种形式。双极型晶体管是一种电流控制型的电流放大器，具有低输入阻抗及高输出阻抗。另一种是场效应晶体管。有源极、漏极、控制栅极，主要由一个半导体材料的沟道组成，其电阻可由控制极的电压来控制。场效应晶体管的特征是控制栅极的输入电阻很高因而输入电流可忽略不计。且场效应晶体管为电压控制型与电子管的性质相同。场效应晶体管也有两种极性类型。这取决于场效应晶体管的结构和材料，通常场效应晶体管系根据沟道所属的半导体导电类型来区分。有N沟道场效应晶体管也有P型沟道场效应管。在使用晶体管的设备中，晶体管常常焊接在电路印刷板上，在维修时为了判断晶体管的工作是否正常，一般有两种方法，第一种方法是把晶体管焊下来，用晶体管特性测试仪进行测试，但这样做有可能损坏印刷板，又有可能会将晶体管的管脚扳断而报废。第二种方法是在不焊下晶体管，而在晶体管接在电路中的情况下，进行在线测量，如测量其各极工作电压，或测量各极之间的正反向电阻，但这样测得的结果会受电路中与该管相连的电阻的影响，如果该电阻阻值发生变化也会造成测得的电压、电阻不正常，此时仍需将晶体管焊下来再测试。为了在线测试晶体管，在1977年1月7日公开的法国专利FR-2310-574中，曾提出一种具有多谐振荡器及有关直流电源的测试装置，据说既能测试不在线的晶体管，又能测试在线的晶体管。但用该装置测试仍未排除与该晶体管相联的电阻的影响。而且测量时用电珠来显示晶体管的工作是否正常。仅是一种粗略的定性测量。为了排除相联电阻的影响并作出定量测量。在1983年3月3日出版的美国EDN杂志（电子设计手册）上胡诞康曾在133页到134页的“就地测试晶体三极管β”一文中提出了对电流控制型的晶体三极管的放大倍数β及漏电电流I_ceo进行在线测试的方法。其电路如图1所示，在断开印刷板的电源后，将待测晶体管的基极连到一个电压跟随器的输入端，而将印刷板的接地处[B]连到该电压跟随器的输出端，再将集电极经电阻R5[100Ω]接到直流电源，在原电源[F]及原接地端[B]之间跨接上电阻R₆（1Ω）。由于电压跟随器的放大倍数接近于1，因而其输入端与输出端之间电位差为零，即电阻R₂两端的电位差为零，因而，在图1中I₃为零。由于R₆电阻很小，使F、B两端的电压降接近于零，因而R₁两端的电压降也接近于零，故I₂为零。故I₁＝I₆，由于此时Ic＝I₅-I₄，故该文中设计了一个减法器电路，使其输出电压即电压表的读数为I₅R₅A₁-I₄R₆A₂＝I₅·100·1-I₄·1·100＝100（I₅-I₄）＝100Ic。即电流Ic的100倍，因而可求得Ic值。用此法虽排除了R₁、R₂的影响，但Ic的求得还必须通过计算装置，要使用两个运算放大器，因而增大了计算的误差，且用此方法时必须连上五根表笔线，才能将被测印刷板与测试装置相连，一个人很难进行测试操作，至于能直接测出输出电流的测试方法及对电压控制型的场效应晶体管的在线测试，尚未见诸报导。

为了克服以上缺点本发明的目的是提供一种改进的能减少测试表笔数的在线测试方法，做到一个人就能进行测试操作，本发明的目的还在于提供一种直接测量晶体管输出电流的方法，而不采用计算电路，以降低测量误差。本发明的目的还在于提供既能在线测试电流控制型的晶体管又能在线测试电压控制型的晶体管的方法及其装置。

本发明提供了一种晶体三极管在线测试的方法，包括在切断被测晶体管电路的电源后，将电压跟随器的输入端接到晶体管的控制极并将其输出端接到晶体管电路的接地端以排除有关相连的电阻的影响，本发明的改进在于还使用了无电阻电流表或将电压跟随器的输入端、输出端分别接到晶体管的输出极及被测电路的电源端，以排除有关相连的电阻的影响，然后输入控制信号并提供直流电源，直接通过电流测量装置测出晶体管的输出电流。