CN102854448A - 一种自动判别三极管极性、管脚排布和hfe的装置 - Google Patents

一种自动判别三极管极性、管脚排布和hfe的装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种自动判别三极管极性、管脚排布和hfe的装置,包括单片机、三个阻值相同的电阻R1、R2和R3、三个容量相同的电容C1、C2和C3、三个测试端子以及六个电压采集点;单片机的三个IO口分别经第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3与三个测试端子相连,三个测试端子分别经第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3与地相连;六个电压采集点分别设置在第一电阻R1的两端、第二电阻R2的两端和第三电阻R3的两端。本发明基于单片机实现,可作为万用表的一个模块使用;由于单片机成本越来越低,性能越来越高,本发明只用了极少的器件,就可大大提高万用表的自动化测试水平。

Description

一种自动判别三极管极性、管脚排布和hfe的装置
技术领域
 本发明属于电子检测设备领域,具体涉及一种自动判别三极管极性、管脚排布和hfe的装置。 
背景技术
万用表是电子行业的最基本仪器,销量巨大,但传统的万用表功能较少。高档的万用表一般都带三极管hfe测试装置,但用万用表测试三极管放大倍数需要事先知道三极管是PNP还是NPN,还需知道管脚排布,这给三极管测试带来了很大的局限性。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足,提供了一种自动判别三极管极性、管脚排布和hfe的装置。
本发明是通过如下技术方案实现的:
一种自动判别三极管极性、管脚排布和hfe的装置,包括单片机、三个阻值相同的电阻R1、R2和R3、三个容量相同的电容C1、C2和C3、三个测试端子以及六个电压采集点;
单片机的三个IO口分别经第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3与三个测试端子相连,三个测试端子分别经第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3与地相连;
六个电压采集点分别设置在第一电阻R1的两端、第二电阻R2的两端和第三电阻R3的两端。
进一步的,六个电压采集点分别与单片机的六个ADC引脚相连。
本发明所述的自动判别三极管极性、管脚排布和hfe的装置是由电阻R1-R3、电容C1-C3及单片机IO组成的完全对称的硬件电路,三个测试端子可分别与待测三极管的三个管脚相连,待测三极管不需和电源及地连接,就可实现自动判别三极管的极性 (NPN或PNP)、三极管的材料(锗管或硅管)、三级管的管脚排布以及三级管的直流放大倍数(hfe)。
本发明待测三极管三个管脚均不接电源或地,由单片机直接驱动,能产生三极管测试所需要的全部组合电平,为自动化测试三极管类型(NPN或PNP)及管脚排布提供了硬件平台。
本发明利用三极管各管脚上接的三个容量相同的电容C1-C3,使基极电压缓升或缓降,实现了一种不需数模转换器(DAC)或其它电压产生电路的简易的电压产生电路;同时六路电压采集可用单片机的六路模数转换器(ADC),也可用一片八选一模拟开关加一路模数转换器(ADC)采集六路电压。
本发明基于单片机实现的自动判别三极管极性、管脚排布和hfe的装置可应用于万用表内,作为万用表的一个模块使用;由于单片机成本越来越低,性能越来越高,本发明只用了极少的器件,就可使万用表具有智能功能,性能成倍提高,价钱相对便宜,可大大提高万用表的自动化测试水平。
附图说明
图1为本发明所述自动判别三极管极性、管脚排布和hfe的装置电路原理图;
图2为本发明所述自动判别三极管极性、管脚排布和hfe的装置电路处于测试状态电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示,本发明提供了一种自动判别三极管极性、管脚排布和hfe的装置,其特征在于,包括单片机、三个阻值相同的电阻R1、R2和R3、三个容量相同的电容C1、C2和C3、三个测试端子以及六个电压采集点;单片机的三个IO口PX.0、PX.1、PX.2分别经第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3与三个测试端子相连,三个测试端子分别经第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3与地相连;六个电压采集点ADC_CH0、ADC_CH1、ADC_CH2、ADC_CH3、ADC_CH4、ADC_CH5分别设置在第一电阻R1的两端、第二电阻R2的两端和第三电阻R3的两端。六个电压采集点ADC_CH0、ADC_CH1、ADC_CH2、ADC_CH3、ADC_CH4、ADC_CH5分别与单片机的六个ADC引脚相连,也可以与一片八选一模拟开关和一路模数转换器(ADC)相连。其中,三个测试端子用于与待测三极管的三个管脚相连;R1、R2、R3阻值相同,均等于Rx,为电流采样电阻;C1、C2、C3容量相同,目的是使当PX.n(n=0,1,2)脚电压由0到1跳变时使加到三极管上的电压缓慢上升或缓慢下降,使各组采样值的Vb基本保持不变,这样就可以不用DAC来产生电压。本发明保证了待测三极管的三个管脚硬件完全对称,且待测三极管的三个管脚均不和电源和地连接。
本发明可自动判别出待测管是PNP管还是NPN管,并自动测出管脚排列及放大倍数,由于三极管可以任意插入,插法可有多种组合。本实施例中仅以NPN管按如图2接法为例描述工作原理,其它接法工作原理类似,本发明中不再赘述。
本发明所述自动判别三极管极性、管脚排布和hfe的装置的工作原理如下:
2.1)先判断基极:
按以下顺序施加电平并采集电压;
1)  PX.1=高电平,PX.2=低电平, PX.3=低电平,采集以下电压:
Vb(ADC1_CH4),Vc(ADC_CH3),Ve(ADC_CH5);
2)  PX.1=低电平,PX.2=高电平, PX.3=低电平,采集以下电压:
Vb(ADC1_CH4),Vc(ADC_CH3),Ve(ADC_CH5);
3)  PX.1=低电平,PX.2=低电平, PX.3=高电平,采集以下电压:
Vb(ADC1_CH4),Vc(ADC_CH3),Ve(ADC_CH5);
对NPN管,当基极接高电平,发射极和集电极均接低电平时,此时两个PN结均因正向偏置而导通,此时Vb显著下降,而Ve及Vc上升且基本相等;由此找出NPN管基极,并计算出导通压降Vb-“Ve”或Vb-“Vc”,此压降还可作为判别硅管或锗管的依据。
2.2)判别发射极和集电极
基极找到后再按以下顺序施加电平并采集电压
1)先将单片机接集电极的管脚输出高电平,接发射极的管脚输出低电平,接基极的管脚输出低电平,延时等待稳定。
2)将单片机接三极管基极的管脚输出高电平,由于基极上接有电容,基极电压会缓慢上升,同时开始采集6路电压值,当集电极电流等于设定值(可预先任意设定)时停止采样,算出此时的放大倍数hfe1, hfe1=Ic1/Ib1;由于Ic1=VRc1/Rx,Ib1= VRb1/Rx ,VRc1为接到三极管集电极的采样电阻两端压降,VRb1为接到三极管基极的采样电阻两端压降,所以hfe1= VRc1/VRb1;
3)再将单片机接集电极的管脚输出低电平,接发射极的管脚输出高电平,接基极的管脚输出低电平,延时等待稳定。
4)将单片机接三极管基极的管脚输出高电平,由于基极上接有电容,基极电压会缓慢上升,同时开始采集6路电压值,当集电极电流等于设定值(可预先任意设定)时停止采样,算出此时的放大倍数hfe2,   hfe2=Ic2/Ib2,由于Ic2=VRc2/Rx,Ib1= VRb2/Rx ,VRc2为接到三极管集电极的采样电阻两端压降,VRb2为接到三极管基极的采样电阻两端压降,所以hfe2== VRc2/VRb2;   
5)比较hfe1和hfe2,放大倍数较大的是正确的集电极和发射极,放大倍数较大的hfe值为正确的hfe,由此即可判断出三极管的极性、管脚排布和hfe。
本发明不仅局限于上述具体实施方式,本领域一般技术人员根据本发明公开的内容,可以采用其它多种具体实施方式实施本发明,因此,凡是采用本发明的设计结构和思路,做一些简单的变化或更改的设计,都落入本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种自动判别三极管极性、管脚排布和hfe的装置,其特征在于,包括单片机、三个阻值相同的电阻(R1)、(R2)和(R3)、三个容量相同的电容(C1)、(C2)和(C3)、三个测试端子以及六个电压采集点;
单片机的三个IO口分别经第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和第三电阻(R3)与三个测试端子相连,三个测试端子分别经第一电容(C1)、第二电容(C2)和第三电容(C3)与地相连;
六个电压采集点分别设置在第一电阻(R1)的两端、第二电阻(R2)的两端和第三电阻(R3)的两端。
2.根据权利要求1所述的自动判别三极管极性、管脚排布和hfe的装置,其特征在于,六个电压采集点分别与单片机的六个ADC引脚相连。
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