CN213813853U - 一种三极管的类型和管脚判断电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三极管的类型和管脚判断电路，其中三极管的类型和管脚判断电路包括单片机控制电路，以及与单片机控制电路连接的检测电路和显示电路；检测电路包括与待测三极管的三个管脚分别连接的第一分支、第二分支和第三分支。设计电路简单、原理简单、实物小巧，成本极低，在电子设计中可以做到替代万用表笔测量的效果。并且基于该判断电路进行三极管判断的方法与实验室万用表判断的方法原理上一致，因此保证了测量的正确性，但是省去了用万用表表笔来回点并记录数据的过程，在保证正确性的同时极大提高了判断效率。

Description

一种三极管的类型和管脚判断电路

技术领域

本申请属于三极管检测技术领域，具体涉及一种三极管的类型和管脚判断电路。

背景技术

三极管是目前电子技术中使用极其广泛的一种元器件，三级管的参数对电子设计的成功与否有着决定性的作用。因此，正确判断三极管的类型(两个方面，一方面是NPN/PNP的判断，另一方面是硅材料和锗材料的判断)、引脚顺序在电子设计中显得尤为重要。目前实验室中最常用的判别方法是用万用表对三极管各管脚之间的关系进行测量，但由于该方法需要反复调换表笔位置，记录数值，且三极管本身体积较小，测量很不方便。而目前市场上存在的三极管检测装置，不仅装置结构复杂、成本高，并且无法全面进行三极管类型、管脚的判断，使用不便。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种三极管的类型和管脚判断电路，实现三极管类型、材料、管脚的便捷判断。

为实现上述目的，本申请所采取的技术方案为：

一种三极管的类型和管脚判断电路，所述三极管的类型和管脚判断电路包括单片机控制电路，以及与所述单片机控制电路连接的检测电路和显示电路；所述检测电路包括与待测三极管的三个管脚分别连接的第一分支、第二分支和第三分支；

所述第一分支包括单刀双掷开关S1、单刀双掷开关S4、电阻R1和电阻R4，所述单刀双掷开关S1的公共触点作为与待测三极管的一个管脚连接的第一采样点，所述单刀双掷开关S1的A触点通过电阻R1与所述单刀双掷开关S4的公共触点连接，所述单刀双掷开关S1的B触点直接与所述单刀双掷开关S4的公共触点连接，所述单刀双掷开关S4的A触点接VCC，所述单刀双掷开关S4的B触点通过电阻R4接地，所述第一采样点连接至单片机控制电路；

所述第二分支包括单刀双掷开关S2、单刀双掷开关S5、电阻R2和电阻R5，所述单刀双掷开关S2的公共触点作为与待测三极管的另一个管脚连接的第二采样点，所述单刀双掷开关S2的A触点通过电阻R2与所述单刀双掷开关S5的公共触点连接，所述单刀双掷开关S2的B触点直接与所述单刀双掷开关S5的公共触点连接，所述单刀双掷开关S5的A触点接VCC，所述单刀双掷开关S5的B触点通过电阻R5接地，所述第二采样点连接至单片机控制电路；

所述第三分支包括单刀双掷开关S3、单刀双掷开关S6、电阻R3和电阻R6，所述单刀双掷开关S3的公共触点作为与待测三极管的最后一个管脚连接的第三采样点，所述单刀双掷开关S3的A触点通过电阻R3与所述单刀双掷开关S6的公共触点连接，所述单刀双掷开关S3的B触点直接与所述单刀双掷开关S6的公共触点连接，所述单刀双掷开关S6的A触点接VCC，所述单刀双掷开关S6的B触点通过电阻R6接地，所述第三采样点连接至单片机控制电路；

所述单片机控制电路获取第一采样点、第二采样点和第三采样点的电压并通过所述显示电路显示。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

作为优选，所述单刀双掷开关为单刀双掷开关继电器，所述单片机控制电路与单刀双掷开关继电器的控制端连接。

作为优选，所述单刀双掷开关继电器采用SRD-05VDC-SL-C型号。

作为优选，所述单片机控制电路包括主控芯片，所述第一采样点、第二采样点和第三采样点分别与主控芯片的ADC引脚连接。

作为优选，所述主控芯片采用STM32F407VGT6型号。

作为优选，所述显示电路包括型号为TFTLCD的显示屏。

本申请提供的一种三极管的类型和管脚判断电路，设计电路简单、原理简单、实物小巧，成本极低，在电子设计中可以做到替代万用表笔测量的效果。并且基于该判断电路进行三极管判断的方法与实验室万用表判断的方法原理上一致，因此保证了测量的正确性，但是省去了用万用表表笔来回点并记录数据的过程，在保证正确性的同时极大提高了判断效率。

附图说明

图1为本申请的一种三极管的类型和管脚判断电路的结构示意图；

图2为本申请检测电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。

其中一个实施例中，提供一种三极管的类型和管脚判断电路，省去了万用笔频繁切换测量管脚的步骤，实现快速、便捷的三极管的类型(包括材料)、管脚的判断。

如图1所示，本实施例的三极管的类型和管脚判断电路包括单片机控制电路，以及与单片机控制电路连接的检测电路和显示电路。

如图2所示，检测电路包括与待测三极管的三个管脚分别连接的第一分支、第二分支和第三分支。

第一分支包括单刀双掷开关S1、单刀双掷开关S4、电阻R1(例如为100KΩ)和电阻R4(例如为1KΩ)，所述单刀双掷开关S1的公共触点作为与待测三极管的一个管脚连接的第一采样点(采样点1)，所述单刀双掷开关S1的A触点通过电阻R1与所述单刀双掷开关S4的公共触点连接，所述单刀双掷开关S1的B触点直接与所述单刀双掷开关S4的公共触点连接，所述单刀双掷开关S4的A触点接VCC，所述单刀双掷开关S4的B触点通过电阻R4接地，所述第一采样点连接至单片机控制电路。

第二分支包括单刀双掷开关S2、单刀双掷开关S5、电阻R2(例如为100KΩ)和电阻R5(例如为1KΩ)，所述单刀双掷开关S2的公共触点作为与待测三极管的另一个管脚连接的第二采样点(采样点2)，所述单刀双掷开关S2的A触点通过电阻R2与所述单刀双掷开关S5的公共触点连接，所述单刀双掷开关S2的B触点直接与所述单刀双掷开关S5的公共触点连接，所述单刀双掷开关S5的A触点接VCC，所述单刀双掷开关S5的B触点通过电阻R5接地，所述第二采样点连接至单片机控制电路。

第三分支包括单刀双掷开关S3、单刀双掷开关S6、电阻R3(例如为100KΩ)和电阻R6(例如为1KΩ)，所述单刀双掷开关S3的公共触点作为与待测三极管的最后一个管脚连接的第三采样点(采样点3)，所述单刀双掷开关S3的A触点通过电阻R3与所述单刀双掷开关S6的公共触点连接，所述单刀双掷开关S3的B触点直接与所述单刀双掷开关S6的公共触点连接，所述单刀双掷开关S6的A触点接VCC，所述单刀双掷开关S6的B触点通过电阻R6接地，所述第三采样点连接至单片机控制电路；

单片机控制电路获取第一采样点、第二采样点和第三采样点的电压并通过所述显示电路显示。

本实施例通过改变每个单刀双掷开关的状态，即可在三个采样点得到不同的电压，该电压在显示电路中显示，省去了利用万用表测量需要频繁更换以及同时手动记录数据的过程。

为了提高本申请判断电路的使用便利性，在一个实施例中，单刀双掷开关为单刀双掷开关继电器，单片机控制电路与单刀双掷开关继电器的控制端连接。即在检测过程中，可以由单片机控制电路控制单刀双掷开关继电器的状态，以实现自动检测并记录数据。

本实施例中单刀双掷开关继电器采用SRD-05VDC-SL-C型号。在实现相同功能的前提下，可以对单刀双掷开关继电器的型号进行更换。

本实施例中的单片机控制电路包括主控芯片，所述第一采样点、第二采样点和第三采样点分别与主控芯片的ADC引脚连接。由芯片的ADC引脚获取三个采样点的电压，免去了需要人为读数并记录的过程，并且电压采样准确度更高。

考虑到电路功能以及硬件成本，在一个实施例中主控芯片采用STM32F407VGT6型号。容易理解的是，在满足本申请判断电路功能实现的前提下，主控芯片的型号可以进行更换。

并且为了得到更优的控制、采样效果，可以基于主控芯片增加合适的外设，例如为了避免主控芯片输出电流过小无法有效控制单刀双掷开关继电器工作，可以在主控芯片的引脚与单刀双掷开关继电器的控制端之间增加一个三极管；又如为了提高采样点的电压识别，在采样点和主控芯片的ADC引脚之间可以增加信号放大电路等。因此基于本申请的判断电路简单的进行外设的增加后的电路仍属于本申请的保护范围之内。

在一个实施例中，显示电路包括型号为TFTLCD的显示屏，该显示屏由主控芯片驱动控制。需要说明的是，本实施例主控芯片控制显示屏、继电器的过程为电子元器件控制领域较为成熟的技术，这里就不再进行赘述。

由于本申请的判断电路设计原理基于万用表判断三极管的原理实现，因此本实施例中主控芯片在获取采样点的电压后，可以直接在显示屏上显示电压，也可以根据三极管判断逻辑处理后在显示屏上显示判断结果。

当然，本实施例为基础的电路结构，在本实施例的判断电路的基础上简单叠加其余部件，仍属于本申请的保护范围，例如增加排母连接器与检测电路连接，以便于待测三极管直接插入检测；例如在采样点增加滤波电路，以排除干扰信号等等。

为了便于对本申请的三极管的类型和管脚判断电路的理解，在另一个实施例中，说明本申请的三极管的类型和管脚判断电路的一种工作原理如下：

步骤1、三极管类型和基极判断。

三极管是一种流控的半导体器件，它由两个PN结组成，中间部分是基极，两边部分分别为发射极和集电极，排列方式有NPN和PNP两种。不管是PNP还是NPN。三极管基极位置对应极性都与发射极和集电极的极性不同，详细如下：

PNP三极管基极对应的是PN结的N极，发射极和集电极分别对应两个PN结的P极。当基极接入高电平时两个PN结都反偏截止，故此时检测电位只有基极处于高电平，集电极和发射极都处于低电平。当集电极或发射极接入高电平时，对应的PN结正偏导通，故此时基极和接入高电平的引脚呈现高电平(但存在0.7V或0.3V的压降，整体上还是高电平)。此时由于基极和接入高电平的引脚之间存在压差，故另一个引脚的电平状态也为高电平。

NPN三极管基极对应的是PN结的P极，集电极和发射极分别对应两个PN结的N极。当基极接入高电平时，两个PN结都正偏导通，故此时检测电位三个管脚都是高电平(但存在0.7V或0.3V的压降，整体上还是高电平)。当集电极或发射极接高电平时，对应的PN结反偏截止。故此时检测电位只有接入高电平的管脚呈现高电平，其余管脚处于低电平。

综上，根据PN结的单向导电性，对三极管的三个管脚分别接入高电平，检测三个管脚的电位即可区分三极管的极性和基极位置，因此本实施例中基于本申请的判断电路提供三极管类型和基极的具体判断方法如下：

步骤1.1、复位所有单刀双掷开关至B触点；

步骤1.2、将待测三极管的三个管脚分别连接至单刀双掷开关S1的公共触点、单刀双掷开关S2的公共触点、单刀双掷开关S3的公共触点；

步骤1.3、控制单刀双掷开关S4切换至A触点，记录第一采样点、第二采样点和第三采样点的电压，完成第一次采样；

步骤1.4、控制单刀双掷开关S4恢复至B触点，同时控制单刀双掷开关S5切换至A触点，记录第一采样点、第二采样点和第三采样点的电压，完成第二次采样；

步骤1.5、控制单刀双掷开关S5恢复至B触点，同时控制单刀双掷开关S6切换至A触点，记录第一采样点、第二采样点和第三采样点的电压，完成第三次采样；需要说明的是，步骤1.3～步骤1.5为分别对三个分支采取相同的切换方式并记录电压，因此三个分支的执行顺序无先后要求，本实施例的步骤1.3～步骤1.5仅说明了其中一种可行方式，其余执行顺序仍属于本申请的保护范围。

步骤1.6、根据记录的电压值判断三极管类型和基极位置：

若三次采样中，存在一次采样的三个电压均为高电平，另两次采样的三个电压为一个高电平和两个低电平，则判待测三极管为NPN型三极管，且三个电压均为高电平时单刀双掷开关位于A触点的分支所连接的三极管的管脚为三极管的基极；

若三次采样中，存在两次采样的三个电压均为高电平，另一次采样的三个电压为一个高电平和两个低电平，则判断待测三极管为PNP型三极管，且三个电压为一个高电平和两个低电平时单刀双掷开关位于A触点的分支所连接的三极管的管脚为三极管的基极；

否则判断三极管损坏或未连接，即采样中电压出现了其他情况，则认为三极管损坏或未连接。

步骤2、三极管发射极和集电极判断。

三极管中的PN结是在P和N交界两侧形成的一个由不能移动的正负离子组成的空间电荷区(也叫耗尽层)。三极管并不是一个对称结构，其非对称性主要体现在发射区和集电区的半导体参杂浓度不相同，发射区参杂浓度远高于集电区。掺杂度的高低会影响到电子和空穴的浓度，所以会影响到空间电荷区的大小(即厚薄)，这将导致集电极流向发射极的电流和发射极流向集电极的电流不同。若待测三极管为NPN，则集电极流向发射极的电流大于发射极流向集电极的电流，PNP则相反。电流大小主要由发射极和集电极间电压差来体现。

进行发射极和集电极位置判断时，需先在基极接一大电阻分压，且根据三极管的类型(PNP/NPN)给基极提供合适的电压，再在发射极和集电极之间分别通正反向电流，比较电流大小(通过电压体现)来判断发射极与集电极。本实施例中基于判断电路提供的三极管发射极和集电极判断具体判断方法如下：

步骤2.1、若步骤1中判断待测三极管为NPN型三极管，则三极管发射极和集电极判断如下：

步骤2.1.1、将三极管的基极所在分支作为已知分支，另两个分支作为未知分支，将已知分支上的两个单刀双掷开关均切换至A触点，两个未知分支上的单刀双掷开关均恢复至B触点；

步骤2.1.2、将两个未知分支分为第一未知分支和第二未知分支，将第一未知分支上远离待测三极管的单刀双掷开关切换至A触点，记录第一未知分支和第二未知分支上采样点的电压，完成第四次采样；

需要说明的是，根据本申请中各分支上单刀双掷开关的连接方式，可以知道远离待测三极管的单刀双掷开关在本申请中为单刀双掷开关S4、S5、S6，对应的靠近待测三极管的单刀双掷开关在本申请中为单刀双掷开关S1、S2、S3，再结合各自的分支即可确定对应的单刀双掷开关。例如第一分支中远离待测三极管的单刀双掷开关指单刀双掷开关S4，其余同理。

步骤2.1.3、将第一未知分支上远离待测三极管的单刀双掷开关恢复至B触点，同时将第二未知分支上远离待测三极管的单刀双掷开关切换至A触点，记录第二未知分支和第一未知分支上采样点的电压，完成第五次采样；

步骤2.1.4、计算第四、第五次采样中单次采样的两个采样点的电压差值，取电压差值较大的一次采样中远离待测三极管的单刀双掷开关位于A触点对应的未知分支对应的管脚为三极管的发射极，另一未知分支对应的管脚为三极管的集电极；

步骤2.2、若步骤1中判断待测三极管为PNP型三极管，则三极管发射极和集电极判断如下：

步骤2.2.1、将三极管的基极所在分支作为已知分支，另两个分支作为未知分支，将已知分支上靠近待测三极管的单刀双掷开关切换至A触点、远离待测三极管的单刀双掷开关恢复至B触点，两个未知分支上的单刀双掷开关均恢复至B触点；

步骤2.2.2、将两个未知分支分为第一未知分支和第二未知分支，将第一未知分支上远离待测三极管的单刀双掷开关切换至A触点，记录第一未知分支和第二未知分支上采样点的电压，完成第四次采样；

步骤2.2.3、将第一未知分支上远离待测三极管的单刀双掷开关恢复至B触点，同时将第二未知分支上远离待测三极管的单刀双掷开关切换至A触点，记录第二未知分支和第一未知分支上采样点的电压，完成第五次采样；

步骤2.2.4、计算第四、第五次采样中单次采样的两个采样点的电压差值，取电压差值较大的一次采样中远离待测三极管的单刀双掷开关位于A触点对应的未知分支对应的管脚为三极管的集电极，另一未知分支对应的管脚为三极管的发射极。

需要说明的是，步骤2.1.2～步骤2.1.3或者步骤2.2.2～步骤2.2.3为分别对两个未知分支采取相同的切换方式并记录电压，因此两个未知分支的执行顺序无先后要求，本实施例仅说明了其中一种可行方式，其余执行顺序仍属于本申请的保护范围。

并且在一个实施例中，当步骤1.6中判待测三极管为NPN型三极管以及基极所在分支后，若三个电压均为高电平时基极所在分支的电压与另两个分支的压差最大为0.7V(由于压差存在波动，因此应理解为约为0.7V即可)，则该三极管为硅管；若三个电压均为高电平时基极所在分支的电压与另两个分支的压差最大为0.3V(由于压差存在波动，因此应理解为约为0.3V即可)，则该三极管为锗管。

判断待测三极管为PNP型三极管以及基极所在分支后，若三个电压均为高电平时基极所在分支的电压与此时远离待测三极管的单刀双掷开关位于A触点对应的分支的电压的压差最大为0.7V，则该三极管为硅管；若三个电压均为高电平时基极所在分支的电压与此时远离待测三极管的单刀双掷开关位于A触点对应的分支的电压的压差最大为0.3V，则该三极管为锗管。

由于当三极管为PNP型时，步骤1.3～1.5的三次采样中存在两次三个电压均为高电平，因此需要计算每次基极所在分支与当前有单刀双掷开关切换至A触点时的分支电压最大压差，若两次的电压差中的较大值约为0.7V则为硅管；若两次的电压差中的较大值约为0.3V则为硅管。

例如若此时第一分支为基极，那么当第二分支远离三极管的单刀双掷开关S5切换至A触点时，取第一分支和第二分支的电压差为V1，当第三分支远离三极管的单刀双掷开关S6切换至A触点时，取第一分支和第三分支的电压差为V2。若V1和V2两个电压差中的较大值约为0.7V，则待测三极管为硅管，若V1和V2两个电压差中的较大值约为0.3V，则待测三极管为锗管。

本实施例中提供的判断电路在工作时，通过多次采样电压，即可得到三极管的类型以及管脚，工作原理简单且准确性高。容易理解的是，在判断电路工作中，若采用机械的单刀双掷开关，并且主控芯片仅在显示电路上显示电压，则在进行三极管判断时，需要人为切换单刀双掷开关，并且根据最终显示电路显示的电压人为根据判断逻辑得出三极管判断结果；若采用单刀双掷开关继电器，并且主控芯片运行上述工作原理，则在判断电路工作时，自动切换单刀双掷开关继电器，并在在显示电路上显示三极管判断结果，以实现自动判断。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种三极管的类型和管脚判断电路，其特征在于，所述三极管的类型和管脚判断电路包括单片机控制电路，以及与所述单片机控制电路连接的检测电路和显示电路；所述检测电路包括与待测三极管的三个管脚分别连接的第一分支、第二分支和第三分支；

所述第一分支包括单刀双掷开关S1、单刀双掷开关S4、电阻R1和电阻R4，所述单刀双掷开关S1的公共触点作为与待测三极管的一个管脚连接的第一采样点，所述单刀双掷开关S1的A触点通过电阻R1与所述单刀双掷开关S4的公共触点连接，所述单刀双掷开关S1的B触点直接与所述单刀双掷开关S4的公共触点连接，所述单刀双掷开关S4的A触点接VCC，所述单刀双掷开关S4的B触点通过电阻R4接地，所述第一采样点连接至单片机控制电路；

所述第二分支包括单刀双掷开关S2、单刀双掷开关S5、电阻R2和电阻R5，所述单刀双掷开关S2的公共触点作为与待测三极管的另一个管脚连接的第二采样点，所述单刀双掷开关S2的A触点通过电阻R2与所述单刀双掷开关S5的公共触点连接，所述单刀双掷开关S2的B触点直接与所述单刀双掷开关S5的公共触点连接，所述单刀双掷开关S5的A触点接VCC，所述单刀双掷开关S5的B触点通过电阻R5接地，所述第二采样点连接至单片机控制电路；

所述第三分支包括单刀双掷开关S3、单刀双掷开关S6、电阻R3和电阻R6，所述单刀双掷开关S3的公共触点作为与待测三极管的最后一个管脚连接的第三采样点，所述单刀双掷开关S3的A触点通过电阻R3与所述单刀双掷开关S6的公共触点连接，所述单刀双掷开关S3的B触点直接与所述单刀双掷开关S6的公共触点连接，所述单刀双掷开关S6的A触点接VCC，所述单刀双掷开关S6的B触点通过电阻R6接地，所述第三采样点连接至单片机控制电路；

所述单片机控制电路获取第一采样点、第二采样点和第三采样点的电压并通过所述显示电路显示。

2.如权利要求1所述的三极管的类型和管脚判断电路，其特征在于，所述单刀双掷开关为单刀双掷开关继电器，所述单片机控制电路与单刀双掷开关继电器的控制端连接。

3.如权利要求2所述的三极管的类型和管脚判断电路，其特征在于，所述单刀双掷开关继电器采用SRD-05VDC-SL-C型号。

4.如权利要求1所述的三极管的类型和管脚判断电路，其特征在于，所述单片机控制电路包括主控芯片，所述第一采样点、第二采样点和第三采样点分别与主控芯片的ADC引脚连接。

5.如权利要求4所述的三极管的类型和管脚判断电路，其特征在于，所述主控芯片采用STM32F407VGT6型号。

6.如权利要求1所述的三极管的类型和管脚判断电路，其特征在于，所述显示电路包括型号为TFTLCD的显示屏。

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