【導讀】于三極管的電流增益在正向與反向（也就是將C,E對調(diào)）的變化通過實驗測量，觀察到其中的數(shù)據(jù)的分散。對于三極管的CB，EB的PN的反向擊穿電壓進行測量，他們與電流增益之間的也是沒有明顯的相關關系。
01 BJT正反特性
一、BJT正反對稱嗎？
從基本結構上，雙極性三極管（Bipolar Junction Transistor），無論是NPN還是PNP型，關于基極（base）是對稱。但如果將集電極(collector)，發(fā)射極（emitter）進行對換，三極管的特性參數(shù)會出現(xiàn)變化，最為突出的參數(shù)是：
● 電流放大倍數(shù)hFE（β）；通常情況下，正向的hFE比起反向（也就是將C,E對調(diào)）要大；
● 集電極反向擊穿電壓；通常情況下，集電極的反向電壓遠大于發(fā)射極反向擊穿電壓；
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上述不同主要來自于BJT三極管實際結構以及制作C,E半導體的工藝不同。
圖1.1.1 BJT符號表示與實際工藝示意圖
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那么，有一個問題：兩個方向的電流放大倍數(shù)的差異與反向擊穿電壓的差異有關系嗎？
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如果回答這個問題，只需要從半導體基礎理論，推導出三極管決定hFE、PN反向擊穿電壓決定參數(shù)便可以得到答案。
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當然對于這個問題，也可以從非專業(yè)角度，直接測試一批三極管的上述參數(shù)，可以檢查它們之間是否具有相關聯(lián)性。
二、測量hFE方法
1、測量hFE
最簡單測量BJT電流放大倍數(shù)就是使用帶有測量hFE功能的數(shù)字萬用表進行測量。
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根據(jù) How to Measure Gain (β) of a BJT 給出的測量BTJ電流增益電路圖，搭建測量電路圖。
（1）測量NPN型三極管hFE
下圖中參數(shù)設置：
圖1.2.1 用于測試的2N3904測試結果
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三極管
的基極被運放固定在GND。假設它的發(fā)射極的電壓為Vb，那么考慮第一個運放，它的正，負輸入端都為Vb。根據(jù)R3=R5，所以它的輸出電壓
與輸入
滿足：
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那么：
這樣可以計算出
的大小：
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上式化簡過程使用到
第二個運放輸出：
。綜上，可以獲得待測三極管的電流增益為：
（2）測量PNP型三極管hFE
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測量PNP型BJT三極管的hFE，只要將上面的V+修改成負電壓就可以了。
2、搭建測試電路
（1）搭建測試電路
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在面包板上搭建測量電路，其中的雙運放使用 LM358[1] 構成。電路的工作電壓為±9V。
圖1.2.2 在面包板上搭建的測量電路
（2）測試三極管
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選擇一個NPN三極管2N3904進行測試。使用 晶體管測試助手[2] 測量它的基本參數(shù)為。
圖1.2.3 用于測試的三極管基本參數(shù)
（3）測試數(shù)據(jù)
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為了獲得與上述晶體管助手測量的結果可比性，選取
，這樣三極管的
。
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測量得到
。可以計算出三極管的hFE參數(shù)：
（4）測試三極管反向hFE
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如果還是維持測量電路工作電壓為±9V，會出現(xiàn)Vb電壓為負值，考慮到這種情況是三極管2N3904在方向后，也就是將C，E對調(diào)，B-E PN結反向擊穿，造成的結果，將LM358的工作電壓降低到±6V，這種現(xiàn)象笑出了。
? ● 測試條件：
???Va：0.2V
???Vb：2.942
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根據(jù)上述條件計算出2N3904的反向電流放大倍數(shù)：
?
通過上述測量結果，可以看到，對于2N3904正向與反向的電流增益相差：
倍。
三、測量反向擊穿電壓
1、測量方法
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測量三極管的PN結反向擊穿電壓使用 ?，?AR907C絕緣電阻測試儀基本實驗[3] 的高壓測量特性來測量。
圖1.3.1 利用AR907C+數(shù)字萬用表測量器件的擊穿電壓
2、測量結果
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利用上面測量方法，測量2N3904的PN結反向擊穿電壓。
? ● PN結反向擊穿電壓：
???E-B PN結：9.84V
???C-B PN結：108.7V
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通過上述測量結果來看，2N3904 的EB，CB的PN結反向擊穿電壓相差
倍左右。
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初步來看，一個三極管的正向，反向的電流增益相差結果與CB，EB PN結反向擊穿電壓之間并沒有數(shù)值上的直接關系。不過可以通過若干種不同的三極管上述數(shù)值關系來測量其中存在的關系。
02 測試數(shù)據(jù)
一、測試一組BJT數(shù)據(jù)
選擇手邊的24鐘三級豐潤樣品，分別測試它們對應的正向與反向的電流增益，CB-EB的PN結反向擊穿電壓。
圖2.1.1 用于實驗的三極管
1、測試方法
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通過以下步驟對于每個三極管進行測試。
● 使用晶體管特性模塊測量三極管的管腳分布以及電流增益；
● 使用上面搭建面包板上的三極管測量電路elder三極管的正向與反向電流增益；
● 使用絕緣電阻測試表測量三極管的CB，EB反向擊穿電壓數(shù)值；
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然后對于結果在進行分析。
2、測量結果
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自己觀察上面表格測量的數(shù)據(jù)，可以看到三極管的hFE的正向與反向的變化并沒有太大的規(guī)律。而對應的CB，EB的PN的反向擊穿電壓則大體處在相同的數(shù)值。
二、測量Ie與hFE關系
在 三極管hFE參數(shù)隨著Ic，Vc的變化情況[4] 測試了BJT的hFE隨著Ic之間的關系。下面對于前面測量的三極管測量不同Ie下對應的hFE。
1、測量9013
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使用DP1038數(shù)控DC電源設置Va，測量不同設置電壓下對應的hFE。
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下面是第一次測量，看到對于電流非常小的情況下，對應的hFE非常大，這一點與常見到的BJT在小電流下對應的hFE較小矛盾，所以猜測這是由于電路的零偏造成的誤差。
圖2.2.1 測量9013不同的Ie下對應的hFE
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下圖顯示了設置電壓從0.5 變化到10V對應的hFE的情況。對于電壓超過7V左右，hFE呈現(xiàn)線性上升，這一點可有是由于LM358工作電壓在±9V所引起的輸出飽和引起的。
圖2.2.2 測量9013不同的Ie下對應的hFE
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下面將LM358的工作電壓修改到±12V，重新測量輸入電壓在1 ~ 10V的對應的測量結果。
圖2.2.3 測量9013不同的Ie下對應的hFE
2、測量8050
圖2.2.4 對于不同的Ie下晶體管hFE的數(shù)值
3、測量2222
圖2.2.5 對于不同Ie晶體管的hFE
4、測量BC549
圖2.2.6 不同Ie下晶體管hFE
※ 測量總結 ※
關于三極管的電流增益在正向與反向（也就是將C,E對調(diào)）的變化通過實驗測量，觀察到其中的數(shù)據(jù)的分散。對于三極管的CB，EB的PN的反向擊穿電壓進行測量，他們與電流增益之間的也是沒有明顯的相關關系。
參考資料
[1]LM358: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/120951959
[2]晶體管測試助手: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/109223139
[3]希瑪 AR907C絕緣電阻測試儀基本實驗: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/120628992
[4]三極管hFE參數(shù)隨著Ic，Vc的變化情況: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/109242968
來源： TsinghuaJoking
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