共發射極小信號正向電流傳輸比（hFE）的檢測項目與方法

一、引言

二、檢測項目的意義

1. • 目的：驗證晶體管能否提供足夠的電流增益，避免因hFE過低導致驅動能力不足、信號失真等問題。
   • 應用場景：低功耗放大電路、開關電路中的導通閾值驗證。
2. • 目的：防止hFE過高引發熱失控、噪聲敏感或電路振蕩（如高頻應用）。
   • 適用條件：高增益放大器、精密模擬電路設計等需嚴格限制增益范圍的場景。

三、檢測設備與測試條件

1. • 晶體管特性圖示儀：直接測量hFE曲線并生成輸出特性圖。
   • 數字萬用表（帶hFE檔）：快速篩選大批量器件。
   • 信號源與示波器組合：適用于小信號動態hFE測試（頻率范圍：1 kHz–100 kHz）。
   • 溫度控制箱：評估溫度對hFE的影響（典型范圍：-40°C至+85°C）。
2. • 靜態工作點設置：???VCE?通常設定為5V（根據器件規格調整）。
   • 小信號輸入：基極電流??IB?為µA級（如10 µA–100 µA），避免進入非線性區。
   • 環境控制：室溫（25°C±2°C）、濕度<60% RH（參考IEC 60747標準）。

四、檢測步驟與關鍵參數

1. • 步驟1：設定???=5?VCE?=5V，逐步增加??IB?直至??IC?達到規格書標稱值的10%（如2N3904的??=1??IC?=1mA）。
   • 步驟2：記錄此時???(???)=??/??hFE(min)?=IC?/IB?，比對規格書要求（如2N3904的???(???)=40hFE(min)?=40）。
   • 關鍵點：確保測試點避開飽和區（???≥1?VCE?≥1V）。
2. • 步驟1：在???=5?VCE?=5V下，掃描??IB?范圍（如1 µA至1 mA），繪制???−??hFE?−IC?曲線。
   • 步驟2：識別hFE峰值點（通常在??=1??–10??IC?=1mA–10mA區間），記錄???(???)hFE(max)?。
   • 驗證條件：若應用電路要求限制最大增益，需在峰值點進行長期穩定性測試。

五、數據分析與判據

1. • 最小值合格線：實測???(???)≥標稱值下限hFE(min)?≥標稱值下限（如標稱hFE=40–300，下限為40）。
   • 最大值合格線：若應用要求限制，需滿足???(???)≤設計允許上限hFE(max)?≤設計允許上限（如某些射頻電路要求hFE≤250）。
2. • 低溫（-40°C）下hFE可能下降20%，高溫（+85°C）下可能上升50%，需結合應用環境修正合格范圍。

六、注意事項與常見問題

1. • 使用屏蔽電纜降低外部噪聲。
   • 在探頭接地端就近連接，避免地環路干擾。
2. • 同一型號不同批次的hFE可能存在±30%波動，建議抽樣率≥5%。
3. • hFE過低：可能因封裝缺陷或摻雜工藝偏差。
   • hFE過高：常見于摻雜濃度異常或結溫失控。

七、

• 典型測試電路圖（共發射極配置下的hFE測量）
• hFE隨溫度變化曲線示例
• IEC 60747-1標準中hFE測試條款摘要