檢修晶體管分壓器偏壓電路
發(fā)布時間:2011/12/14 14:10:04 訪問次數(shù):1538
圖5. 25顯示一個分壓器偏壓晶體管電路。QS5V991-7JRI如圖所標示的元件值,如果該電路正常動作情況下,你應該會測量到接近如圖所標的電壓值。
分析此種偏壓電路,會發(fā)現(xiàn)有一組特別的故障原因,造成晶體管集電極對接地之間的電壓成為VCC。五種故障情況顯示在圖5. 26(a)。這些故障情況的集電極對接地電壓都是10V。針對每種故障情況,其基極對接地電壓與發(fā)射極對接地電壓顯示于圖(b)。
1.故障狀況1:電阻Ri開路
此種故障情況無法提供基極偏壓,會使基極電壓歸零,晶體管基極直接經(jīng)過R2接地,強迫晶體管截止,即VR=OV,IB=OA。由于晶體管此時無法導通,因此集電極電流IC不會產(chǎn)生,故RC電阻上沒有任何電壓降。如此造成集電極電壓等于Vcc(10V)。既然沒有集電極電流和基極電流,所以也沒有發(fā)射極電流,促使發(fā)射極對接地電壓VE=OV。
2.故障狀況2:電阻RE開路
此種故障阻止基極電流、發(fā)射極電流及集電極電流的產(chǎn)生,除了會有一個小到可以忽略的漏電流ICBO。由于IC=OA,所以電阻RC上沒有電壓降,因此VC=VCC=10V;鶚O對接地電壓可由分壓器得到如下偏壓:
用一般伏特表去測量發(fā)射極電壓,由于伏特表內(nèi)部高阻抗提供了電流通路,造成基極一發(fā)射極的正向偏壓。因此,量得的發(fā)射極電壓為VE=VB-VBE。真正的VBE結(jié)面間的電壓降,是由通過的電流所決定。通常為方便說明,都假設(shè)VBE=0.7V,實際上,也可能遠小于此值。故發(fā)射極對接地電壓的測量結(jié)果如下: VE=VB-VBE=3.2V-0.7V-2.5V
3.故障狀況3:墓極內(nèi)部接線開路
晶體管內(nèi)部接線開路的故障可能性,遠大于一般外部電阻開路。同理,由于晶體管并未導通,所以IC=OA,故VC=VCC=10V。如同電阻風開路故障情況一樣,分壓器提供3.2V給晶體管基極。至于晶體管發(fā)射極接點則因為沒有電流通過RE,所以沒有電壓降,即VE=OV。
4.故障狀況4:BE結(jié)或發(fā)射極內(nèi)部接線開路
同理,由于晶體管并未導通,所以IC=OA,Ve=VCC=10V。與前述RE開路,基極內(nèi)部開路的故障情況完全相同,基極偏壓為3.2V。由于發(fā)射極內(nèi)部開路,且經(jīng)由電阻RE接地,所以在發(fā)射極測得電壓為OV。請注意故障情況3與故障情況4呈現(xiàn)相同的故障情況。
5.故障情況5:BC結(jié)或集電極內(nèi)部接線開路
由于晶體管內(nèi)部集電極接線開路,導致沒有Ie電流,故Ve=Vcc=10V。在這種故障情況下,分壓器偏壓電路受到RE經(jīng)由晶體管正向偏置電壓下的BE結(jié)面接地,所造成的負載效應,其等效電路顯示于圖5.27中。基極對地電壓與發(fā)射極電壓分別如下:
儂據(jù)集電極對地的測量電壓,另外尚有兩種晶體管導通或呈現(xiàn)導通假象的故障情況。在圖5. 28中分別說明其故障情況。
6.故障狀況6:電阻Rc開路
此故障情況,由圖5.28(a)所測得集電極對地電壓,會令人以為晶體管處在飽和狀態(tài)下,實際上它并未導通。很明顯地,若電阻RC開路,則沒有集電極電流。在此情形下,偏壓等效電路如同故障情況5,請參見圖5.27。因此VB=1.11V,而且由于BE結(jié)正向偏置電壓,故VE=VB-VBE =1.11V-0.7V=0.41V。若再用電壓表測量集電極對地電壓VC時,電流可以從正向偏置電壓的BC結(jié)與電表的內(nèi)部電阻的通路流過。因此,VC=VB-VBC=l.llV-O.7V-0.41V。再次說明,晶體管內(nèi)部結(jié)面的正向偏置電壓降的高低,是由通過的電流大小所決定。我們常用正向電壓降為0. 7V說明例題,實際上可能遠小于此值。
7.故障狀況7:R2電阻開路
如圖5. 28(b)所示,R2開路下,基極電流和基極電壓比正常值增加,因為此時的分壓器是由Ri電阻與[3DCRIN(BASE),組成。在此情況下,基極電壓是由發(fā)射極電壓決定(VB=VE+VBE)。
首先,確認晶體管是否處于飽和狀態(tài)。理論上集電極飽和電流,以及提供集電極飽和電流的基極電流,計算如下(假設(shè)VCE(sat)=0.2V)
假設(shè)圖5.28(b)的晶體管已進入飽和區(qū),則基極最大電流值為
由于上述的計算出的基極電流遠大于飽和所需,故晶體管當然是在飽和區(qū)。因此VE、VB與VE求得如下:
圖5. 25顯示一個分壓器偏壓晶體管電路。QS5V991-7JRI如圖所標示的元件值,如果該電路正常動作情況下,你應該會測量到接近如圖所標的電壓值。
分析此種偏壓電路,會發(fā)現(xiàn)有一組特別的故障原因,造成晶體管集電極對接地之間的電壓成為VCC。五種故障情況顯示在圖5. 26(a)。這些故障情況的集電極對接地電壓都是10V。針對每種故障情況,其基極對接地電壓與發(fā)射極對接地電壓顯示于圖(b)。
1.故障狀況1:電阻Ri開路
此種故障情況無法提供基極偏壓,會使基極電壓歸零,晶體管基極直接經(jīng)過R2接地,強迫晶體管截止,即VR=OV,IB=OA。由于晶體管此時無法導通,因此集電極電流IC不會產(chǎn)生,故RC電阻上沒有任何電壓降。如此造成集電極電壓等于Vcc(10V)。既然沒有集電極電流和基極電流,所以也沒有發(fā)射極電流,促使發(fā)射極對接地電壓VE=OV。
2.故障狀況2:電阻RE開路
此種故障阻止基極電流、發(fā)射極電流及集電極電流的產(chǎn)生,除了會有一個小到可以忽略的漏電流ICBO。由于IC=OA,所以電阻RC上沒有電壓降,因此VC=VCC=10V。基極對接地電壓可由分壓器得到如下偏壓:
用一般伏特表去測量發(fā)射極電壓,由于伏特表內(nèi)部高阻抗提供了電流通路,造成基極一發(fā)射極的正向偏壓。因此,量得的發(fā)射極電壓為VE=VB-VBE。真正的VBE結(jié)面間的電壓降,是由通過的電流所決定。通常為方便說明,都假設(shè)VBE=0.7V,實際上,也可能遠小于此值。故發(fā)射極對接地電壓的測量結(jié)果如下: VE=VB-VBE=3.2V-0.7V-2.5V
3.故障狀況3:墓極內(nèi)部接線開路
晶體管內(nèi)部接線開路的故障可能性,遠大于一般外部電阻開路。同理,由于晶體管并未導通,所以IC=OA,故VC=VCC=10V。如同電阻風開路故障情況一樣,分壓器提供3.2V給晶體管基極。至于晶體管發(fā)射極接點則因為沒有電流通過RE,所以沒有電壓降,即VE=OV。
4.故障狀況4:BE結(jié)或發(fā)射極內(nèi)部接線開路
同理,由于晶體管并未導通,所以IC=OA,Ve=VCC=10V。與前述RE開路,基極內(nèi)部開路的故障情況完全相同,基極偏壓為3.2V。由于發(fā)射極內(nèi)部開路,且經(jīng)由電阻RE接地,所以在發(fā)射極測得電壓為OV。請注意故障情況3與故障情況4呈現(xiàn)相同的故障情況。
5.故障情況5:BC結(jié)或集電極內(nèi)部接線開路
由于晶體管內(nèi)部集電極接線開路,導致沒有Ie電流,故Ve=Vcc=10V。在這種故障情況下,分壓器偏壓電路受到RE經(jīng)由晶體管正向偏置電壓下的BE結(jié)面接地,所造成的負載效應,其等效電路顯示于圖5.27中。基極對地電壓與發(fā)射極電壓分別如下:
儂據(jù)集電極對地的測量電壓,另外尚有兩種晶體管導通或呈現(xiàn)導通假象的故障情況。在圖5. 28中分別說明其故障情況。
6.故障狀況6:電阻Rc開路
此故障情況,由圖5.28(a)所測得集電極對地電壓,會令人以為晶體管處在飽和狀態(tài)下,實際上它并未導通。很明顯地,若電阻RC開路,則沒有集電極電流。在此情形下,偏壓等效電路如同故障情況5,請參見圖5.27。因此VB=1.11V,而且由于BE結(jié)正向偏置電壓,故VE=VB-VBE =1.11V-0.7V=0.41V。若再用電壓表測量集電極對地電壓VC時,電流可以從正向偏置電壓的BC結(jié)與電表的內(nèi)部電阻的通路流過。因此,VC=VB-VBC=l.llV-O.7V-0.41V。再次說明,晶體管內(nèi)部結(jié)面的正向偏置電壓降的高低,是由通過的電流大小所決定。我們常用正向電壓降為0. 7V說明例題,實際上可能遠小于此值。
7.故障狀況7:R2電阻開路
如圖5. 28(b)所示,R2開路下,基極電流和基極電壓比正常值增加,因為此時的分壓器是由Ri電阻與[3DCRIN(BASE),組成。在此情況下,基極電壓是由發(fā)射極電壓決定(VB=VE+VBE)。
首先,確認晶體管是否處于飽和狀態(tài)。理論上集電極飽和電流,以及提供集電極飽和電流的基極電流,計算如下(假設(shè)VCE(sat)=0.2V)
假設(shè)圖5.28(b)的晶體管已進入飽和區(qū),則基極最大電流值為
由于上述的計算出的基極電流遠大于飽和所需,故晶體管當然是在飽和區(qū)。因此VE、VB與VE求得如下:
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