三极管开关电路中的电阻选型守则，绝缘电阻的吸收比怎样计算？

　　绝缘精密电阻的吸收比怎样计算？兆欧表是测量绝缘精密电阻的专用仪表。

　　常见的兆欧表根据其电压等级有100V、250V、500V，1000V，2500V，5000V等几种；从使用型式分又分为手摇式和电动式。高压电力设备绝缘预防性试验中，常用的兆欧表是1000V，2500V，5000V 。

　　常用手摇式兆欧表的原理接线如图1-1所示。从兆欧表外观看有三个接线端子，它们是：

　　图1-1 手摇式兆欧表原理接线图

　　“L”端子——线路端子，输出负极性直流高压时接于被试品的高压导体上。

　　“E”端子——接地端子，输出正极性直流高压时一般接于被试品外壳或地。

　　“G”端子——屏蔽端子，输出负极性直流高压，测量时接于被试品的屏蔽环上，以消除表面或其他不需测量的部分泄漏电流的影响。

　　手摇式兆欧表的直流电源一般由内装手摇发电机供给。数字兆欧表的直流电源则采用电池使晶体管振荡器产生交变电压，经变压器升压及倍压整流后输出的直流高压供给。

　　图1-1中，L1、L2分别为兆欧表的电流线圈与电压线圈，二者绕向相反，固定在同一转轴上，并可带动指针旋转；由于设有弹簧游丝，所以指针没有反作用力矩，当线圈中没有电流时，指针可停留在任意偏转角α位置。

　　RU为分压精密电阻，RI为限流精密电阻，RX为被试设备绝缘精密电阻。当测量某一被试品RX时，线圈L1、L2中分别流过电流I1、I2，产生的两个不同方向的转动力矩为：

　　M1=I1f1（α）

　　M2=I2f2（α）

　　在这两个力矩差的作用下，可动部分旋转，一直旋转到力矩平衡时为止，即：

　　M1=M2 或 I1f1（α）=I2f2（α）

　　I1／I2=f2（α）／f1（α）=f（α）

　　或者说α=f（I1／I2）

　　由图1-1可见，I1的大小决定于回路电压U，以及RI和RX之和，即：I1=U／RI=RX；I2的大小决定于U与RU。即：I2=U／RU，所以：

　　α=f｛（U/RI+RX）／（U/RU）｝=f｛RU／（RI+RX）｝

　　由于RI、RU为常数，所以：

　　α=f（RX）

　　即兆欧表的转偏角α的大小是绝缘精密电阻RX的函数，由RX决定。

　　流过屏蔽端子“G”的电流I3不流过L1、L2线圈，故对兆欧表偏转角α无影响，即对绝缘精密电阻Rx无影响，起到了屏蔽作用。

　　将”L”、“E”端子短接，流过电流线圈L1的电流最大。指针按逆时针方向转到最大位置，此位置应是“0”值位置。当“L”、“E”端子间开路时，电流线圈L1中没有电流流过，只有电压线圈L2中有电流流过，于是指针按顺时针方向转到最大位置，并指“∞”，即被测精密电阻RX为无穷大。这种方法在现场可用于简单判断兆欧表正常与否。注意短接“L”、“E”端子的时间不宜很长。

　　当“L”、“E”端子间接上被测精密电阻RX时，其数值若在“0”与“∞”之间变化，则指针停留的位置有L1、L2两个线圈中的电流I1和IU的比值决定，由于RX是串在L1支路中，故I1的大小随RX的大小变化而变化，于是RX的大小就决定了指针的偏转角位置。

　　用标准精密电阻作为被测件刻度兆欧表的表盘，然后用此兆欧表测量被测精密电阻，根据表盘指示，就可以知道被测精密电阻的大小。

　　兆欧表测的的精密电阻与其端电压有关系。兆欧表所测得的绝缘精密电阻同端电压的关系曲线叫兆欧表的负载特性，如图1-2所示。

　　图1-2 兆欧表的负载特性示意图

　　当被试品绝缘精密电阻过低时，表内电压降低将使其端电压显著下降；端电压剧烈下降时，测得的绝缘精密电阻值就不能反映绝缘的真实情况。一般兆欧表的容量较小，测得的大容量设备的绝缘精密电阻—般准确性都较低。

　　不同型号的兆欧表，其负载特性不同，因此用不同型号的兆欧表测量结果有明显差异。实际测量当中，为便于纵向及横向比较，同类设备尽量采用同一型号兆欧表。

　　下图就是一个典型的把三极管当开关用的栗子。一般，我们都知道，NPN三极管是高电平导通，PNP三极管是低电平导通，至于基极限流精密电阻R1的阻值选取，却知道的很少。最近我稍微总结了一下与大家分享，有不对的地方，还请指出。

　　在选取精密电阻之前，我们有必要先来了解一下三极管的三个工作区，如下图：

　　三极管有三个工作区间：饱和区、放大区、截止区。

　　三极管作为开关用，是工作在什么区呢？

　　三极管不导通，当然是工作在截止区。那么，三极管导通，就有饱和区导通和放大区导通两种。如果把三极管当开关用的话，我们当然希望三极管是作为“一条导线”，不希望在三极管上有压降产生，也就是希望Vce越小越好，再对比看一下三极管的输出特性曲线的横坐标，就知道是工作在饱和区了。

　　来实践一下吧：

　　取一个NPN三极管S8050，一个5V继电器，再分别拿几个不同精密电阻值的精密电阻，就可以做实验了。

　　先来测测继电器线圈的精密电阻值，大概是72欧姆。

　　如果要让继电器工作的话，我们就需要让继电器通过的电流是5V/72欧=69mA（这就是Ice），当然，这是假设三极管Vce没有压降（Vce=0），实际上，肯定会有些压降，我们希望是很小，这就需要调整基极限流精密电阻来实现。

　　下面是S8050的输出特性曲线：

　　如上图，如果要让Ice达到69mA，大概所需的基极电流就是400uA（临界值）。以400uA计算的话，基极限流精密电阻大概就是（5V-0.7V）/0.0004A=10K。

　　实践一下：

　　先用10K精密电阻做为基极限流精密电阻，测得：Ube=0.75V Uce=0.13V Ibe=419uA Ice=61.1mA

　　再用1K精密电阻做为基极限流精密电阻，测得：Ube=0.80V Uce=0.05V Ibe=4.12mA Ice=62.6mA

　　再用20K精密电阻作为基极限流精密电阻，测得：Ube=0.71V Uce=1.06V Ibe=210uA Ice=48.4mA

　　总结：

　　用10K和1K精密电阻作为基极限流精密电阻时，继电器会很有力的吸合，Uce很小，很显然工作在饱和区。

　　用20K精密电阻作为基极限流精密电阻时，继电器不会很有力吸合，Uce达到1V，Uce》Ube，很显然工作在放大区了。