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日志

 
 

卓越家电维修课程-三极管基础知识  

2013-09-12 03:37:30|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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                                                         卓越家电维修课程-三极管基础知识
一.介绍:
半导体三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”。在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的PN结,组成一个PNP(或NPN)结构。中间的N区(或P区)叫基区,两边的区域叫发射区和集电区,这三部分各有一条电极引线,分别叫基极B、发射极E和集电极C,是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。

二.历史:

1947年12月23日,美国新泽西州墨累山的贝尔实验室里,3位科学家——巴丁博士、布菜顿博士和肖克莱利博士在紧张而又有条不紊地做着实验。他们在导体电路中正在进行用半导体晶体管把声音信号放大的实验。3位科学家惊奇地发现,在他们发明的器件中通过的一部分微量电流,竟然可以控制另一部分流过的大得多的电流,因而产生了放大效应。这个器件,就是在科技史上具有划时代意义的成果——晶体管。因它是在圣诞节前夕发明的,而且对人们未来的生活发生如此巨大的影响,所以被称为“献给世界的圣诞节礼物”。另外,这3位科学家因此共同荣获了1956年诺贝尔物理学奖
晶体管促进并带来了“固态革命”,进而推动了全球范围内的半导体电子工业。作为主要部件,它及时、普遍地首先在通讯工具方面得到应用,并产生了巨大的经济效益。由于晶体管彻底改变了电子线路的结构,集成电路以及大规模集成电路应运而生,这样制造像高速电子计算机之类的高精密装置就变成了现实。

三.名称来源

全称双极性结型晶体管,由于三极管的结构和外形特征,它有三个接出来的端点,所以便被形象的命名为三极管。

结构

三极管的基本结构是两个反向连结的PN结面,如图1所示,可有PNP和NPN两种组合。三个接出来的端点依序称为发射极emitter,E)、基极base,B)和集电极collector,C),名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。图中也显示出 NPN与PNP三极管的电路符号,发射极特别被标出,箭号所指的即为n型半导体, 和二极体的符号一致。在没接外加偏压时,两个pn接面都会形成耗尽区,将中性的p型区和n型区隔开。

  pnp和npn三极管的结构及其示意图

三极管的电特性和两个pn结面的偏压有关,工作区间也依偏压方式来分类,这里 我们先讨论最常用的所谓”正向活性区”(forward active),在此区EB极间的pn结面维持在正向偏压,而BC极间的pn结面则在反向偏压,通常用作放大器的三极管 都以此方式偏压。图2(a)为一PNP三极管在此偏压区的示意图。EB接面的空乏区由于正向偏压会变窄,载体看到的位障变小,射极的空穴会注入到基极,基极的电子也会注入到射极;而BC接面的耗尽区则会变宽,载体看到的位障变大, 故本身是不导通的。图2(b)画的是没外加偏压,和偏压在正向活性区两种情形下,空穴和电子的电位能的分布图。三极管和两个反向相接的pn二极管有什么差别呢?其间最大的不同部分就在于三极管的两个接面相当接近。以上述之偏压在正向活性区之PNP三极管为例, 射极的空穴注入基极的n型中性区,马上被多数载体电子包围遮蔽,然后朝集电极方向扩散,同时也被电子复合。当没有被复合的空穴到达BC接面的耗尽区时,会被此区内的电场加速扫入集电极,空穴在集电极中为多数载体,很快藉由漂移电流到达连结外部的欧姆接点,形成集电极电流IC。IC的大小和BC间反向偏压的大小 关系不大。基极外部仅需提供与注入空穴复合部分的电子流IBrec,与由基极注入 射极的电子流InBE(这部分是三极管作用不需要的部分)。InB E在射极与与电 洞复合,即InB E=IErec。PNP三极管在正向活性区时主要的电流种类可以清楚地 在图3(a)中看出。

  3(a)

射极注入基极的空穴流大小是由EB接面间的正向偏压大小来控制,和二极体的情形类似,在启动电压附近,微小的偏压变化,即可造成很大的注入电流变化。更精确的说,三极管是利用VEB(或VBE)的变化来控制IC,而且提供之IB远比IC小。NPN三极管的操作原理和PNP三极管是一样的,只是偏压方向,电流方 向均相反,电子和空穴的角色互易。PNP三极管是利用VEB控制由射极经基极,入射到集电极的空穴,而NPN三极管则是利用VBE控制由射极经基极、入射到集电极的电子。三极管在数字电路中的用途其实就是开关,利用电信号使三极管在正向活性区(或饱和区)与截止区间切换,就开关而言,对应开与关的状态,就数字电路而言则代表0与1(或1与0)两个二进位数字。若三极管一直维持偏压在正向活性区,在发射极与基极间微小的电信号(可以是电压或电流)变化,会造成射极与集电极间电流相对上很大的变化,故可用作信号放大器。

四.工作原理:

晶体三极管(以下简称三极管)按材料分有两种:锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式,但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管,(其中,N表示在高纯度硅中加入磷,是指取代一些硅原子,在电压刺激下产生自由电子导电,而p是加入硼取代硅,产生大量空穴利于导电)。两者除了电源极性不同外,其工作原理都是相同的,下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。 对于NPN管,它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成,发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极c。
当b点电位高于e点电位零点几伏时,发射结处于正偏状态,而C点电位高于b点电位几伏时,集电结处于反偏状态,集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。在制造三极管时,有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的,同时基区做得很薄,而且,要严格控制杂质含量,这样,一旦接通电源后,由于发射结正偏,发射区的多数载流子(电子)及基区的多数载流子(空穴)很容易地越过发射结互相向对方扩散,但因前者的浓度基大于后者,所以通过发射结的电流基本上是电子流,这股电子流称为发射极电流了。由于基区很薄,加上集电结的反偏,注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电极电流Ic,只剩下很少(1-10%)的电子在基区的空穴进行复合,被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补给,从而形成了基极电流Ibo.根据电流连续性原理得:Ie=Ib+Ic,这就是说,在基极补充一个很小的Ib,就可以在集电极上得到一个较大的Ic,这就是所谓电流放大作用,Ic与Ib是维持一定的比例关系,即:β1=Ic/Ib 式中:β1--称为直流放大倍数,集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化量△Ib之比为:β= △Ic/△Ib。式中β--称为交流电流放大倍数,由于低频时β1和β的数值相差不大,所以有时为了方便起见,对两者不作严格区分,β值约为几十至一百多。三极管是一种电流放大器件,但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用,通过电阻转变为电压放大作用。
NPN三极管放大时管子内部的工作原理:
1、发射区向基区发射电子(形成发射极电流)
发射结施加正向电压且掺杂浓度高,所以发射区多数自由电子越过发射结扩散基区,发射区的自由电子由直流电源补充,从而形成了发射极电流。(同时,基区的多数载流子也会扩散到发射区,成为发射极电流的一部分。由于基区很薄,且掺杂浓度较低,因此由基区多数空穴形成的电流可以忽略不计。)
2、自由电子在基区和空穴复合,形成基区电流,并继续向集电区扩散
自由电子进入基区后,先在靠近发射结的附近密集,渐渐形成电子浓度差,在浓度差的作用下,促使电子流在基区中向集电结扩散,被集电结电场拉入集电区形成集电极电流。也有很小一部分电子(因为基区很薄)与基区的空穴复合(基区中的空穴由直流电源补充),扩散的电子流与复合电子流之比例决定了三极管的放大能力。
3、集电区收集自由电子,形成集电极电流
由于集电结加反向电压且面积很大,这个反向电压产生的电场力将阻止集电区电子向基区扩散,同时将扩散到集电结附近的电子拉入集电区从而形成集电极主电流Icn。另外集电区的少数载流子空穴)也会产生漂移运动,流向基区形成反向饱和电流,用Icbo来表示,其数值很小,但对温度却异常敏感。
4 三极管工作状态
NPN 型,当B与E之间电压Vbe>0.5V时,如果三个管脚电压关系是Vc>Vb>Ve,则会处於放大状态;如果是Vb>Vc>Ve 则会处於饱和状态(相当於开关);如果此时Ve>Vc则仍会处於截止状态.
PNP 型,当B和E之间电压Veb>0.5V时,如果三个管脚电压关系是Ve>Vb>Vc,则会处於放大状态;如果是Ve>Vc>Vb则会处於饱和状态(相当於开关);如果此时Vc>Ve则仍会处於截止状态.
注:三极管放大状态时,导通能力大小由基极电流Ib决定,因此三极管是电流控制型元件.

五.主要参数

特征频率fT
当f= fT时,三极管完全失去电流放大功能。如果工作频率大于fT,电路将不正常工作。
工作电压/电流
用这个参数可以指定该管的电压电流使用范围。
hFE
电流放大倍数。
VCEO
集电极发射极反向击穿电压,表示临界饱和时的饱和电压。
PCM
最大允许耗散功率。

六.封装形式

指定该管的外观形状,如果其它参数都正确,封装不同将导致组件无法在电路板上实现。

  三极管封装形式SOT-223示意图

七.判断三极管

(一).目测法

一、管型的判别 一般,管型是NPN还是PNP应从管壳上标注的型号来辨别。依照部分标准,三极管型号的第二位(字母),A、C表示PNP管,B、D表示NPN管(A、B表示锗管(Ge),C、D表示硅管(Si)),例如:
3AX 为PNP型低频小功率管(Ge) 3BX 为NPN型低频小功率管(Ge)
3CG 为PNP型高频小功率管(Si) 3DG 为NPN型高频小功率管(Si)
3AD 为PNP型低频大功率管(Ge) 3DD 为NPN型低频大功率管(Si)
3CA 为PNP型高频大功率管(Si) 3DA 为NPN型高频大功率三级管(Si)
此外有国际流行的9011~9018系列高频小功率管,除9012和9015为PNP管外,其余均为NPN型管。
二、 管极的判别
常用中小功率三极管有金属圆壳和塑料封装(半柱型)等外型。

(二).指针式万用表

三极管内部有两个PN结,可用万用表电阻档分辨e、b、c三个极。在型号标注模糊的情况下,也可用此法判别管型。
① 基极的判别
判别管极时应首先确认基极。对于NPN管,用黑表笔接假定的基极,用红表笔分别接触另外两个极,若测得电阻都小,也就是测量指针的偏转角度大;而将黑、红两表笔对调,测得电阻均较大,也就是测量指针的偏转角度小,此时假定极就是基极。PNP管,情况正相反,测量时两个PN结都正偏(电阻均较小)的情况下,红表笔接基极。
实际上,小功率管的基极一般排列在三个管脚的中间,可用上述方法,分别将黑、红表笔接基极,既可测定三极管的两个PN结是否完好(与二极管PN结的测量方法一样),又可确认管型。
② 集电极和发射极的判别
确定基极后,假设余下管脚之一为集电极c,另一为发射极e,用手指分别捏住c极与b极(即用手指代替基极电阻Rb)。同时,将万用表两表笔分别与c、e接触,若被测管为NPN,则用黑表笔接触c极、用红表笔接e极(PNP管相反),观察指针偏转角度;然后再设另一管脚为c极,重复以上过程,比较两次测量指针的偏转角度大的一次表明IC大,管子处于放大状态,相应假设的c、e极正确。
(三). 用指针式万用表检测
首先选量程:R﹡100或R﹡1K档位;然后,测量PNP型半导体三极管的发射极和集电极的正向电阻值,红表笔接基极,黑表笔接发射极,所测得阻值为发射极正向电阻值,若将黑表笔接集电极(红表笔不动),所测得阻值便是集电极的正向电阻值,正向电阻值愈小愈好。再次,测量PNP型半导体三极管的发射极和集电极的反向电阻值。将黑表笔接基极,红表笔分别接发射极与集电极,所测得阻值分别为发射极和集电极的反向电阻,反向电阻愈小愈好。倘若测试结果偏离甚远,就可以认为管子是坏的,如极间击穿,则正、反向电阻值均为零。若烧断,则均为无穷大。测量NPN型半导体三极管的发射极和集电极的正向电阻值的方法和测量PNP型半导体三极管的方法相反。
(四).用数字式万用表检测
利用数字万用表不仅能判定晶体管的电极、测量管子的共发射极电流放大系数HFE,还可以鉴别硅管与锗管。由于数字万用表电阻档的测试电流很小,所以不适用于检测晶体管,应使用二极管档或者HFE进行测试。
将数字万用表拨至二极管档,红表笔固定任接某个引脚,用黑表笔依次接触另外两个引脚,如果两次显示值均小于1V或都显示溢出符号“OL”或“1”,若是PNP型三极管,则红表笔所接的引脚就是基极B。如果在两次测试中,一次显示值小于1V,另外一次显示溢出符号“OL”或“1”(视不同的数字万用表而定),则表明红表笔接的引脚不是基极B,此时应改换其他引脚重新测量,直到找出基极为止。
用红表笔接基极,用黑表笔先后接触其他两个引脚,如果显示屏上的数值都显示为0.6-0.8V,则被测管属于硅NPN型中、小功率三极管;如果显示屏上的数值都显示为0.4-0.6V,则被测管属于硅NPN型大功率三极管。其中,显示数值较大的一次,黑表笔所接的电极为发射极。在上述测量过程中,如果显示屏上的数值都显示都小于0.4V,则被测管属于锗三极管。
HFE是三极管的直流电流放大倍数。用数字万用表可以方便的测出三极管的HFE,将数字万用表置于HFE档,若被测管是NPN型管,则将管子的各个引脚插入NPN插孔相应的插座中,此时屏幕上就会显示出被测管的HFE值。

(五).简易判断

用万用表测试三极管
(1)将万用表打到蜂鸣档, 红笔固定一个极 用黑笔试其他两个极 分别有几百几的读数时 说明该红笔的是基极。 反复试即可。
(2)待基极测试出来后,用红笔接基极(B) 万用表有 读数 则该三极管为 NPN
(3)待基极测试出来后,用黑笔接基极(B)万用表有 读数 则该三极管为 PNP 一般一块主板的数量只有几个。

(六).简易测量

(1) 用万用表电阻档测ICEO和β
基极开路,万用表黑表笔接NPN管的集电极c、红表笔接发射极e(PNP管相反),此时c、e间电阻值大则表明ICEO小,电阻值小则表明ICEO大。
用手指代替基极电阻Rb,用上法测c、e间电阻,若阻值比基极开路时小得多则表明 β值大。
(2) 用万用表hFE档测β
有的万用表有hFE档,按表上规定的极型插入三极管即可测得电流放大系数β,若β很小或为零,表明三极管己损坏,可用电阻档分别测两个PN结,确认是否有击穿或断路。

八.检测

一、 三颠倒,找基极
测试三极管要使用万用电表的欧姆挡,并选择R×100或R×1k挡位。红表笔(指针式)所连接的是表内电池的负极,黑表笔则连接着表内电池的正极。
假定我们并不知道被测三极管是NPN型还是PNP型,也分不清各管脚是什么电极。测试的第一步是判断哪个管脚是基极。这时,我们任取两个电极(如这两个电极为1、2),用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻,观察表针的偏转角度;接着,再取1、3两个电极和 2、3两个电极,分别颠倒测量它们的正、反向电阻,观察表针的偏转角度。在这三次颠倒测量中,必然有两次测量结果相近:即颠倒测量中表针一次偏转大,一次偏转小;剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小,这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基极。
二、 PN结,定管型 找出三极管的基极后,我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型。将万用表的黑表笔接触基极,红表笔接触另外两个电极中的任一电极,若表头指针偏转角度很大,则说明被测三极管为NPN型管;若表头指针偏转角度很小,则被测管即为PNP型。
三、 顺箭头,偏转大 找出了基极b,另外两个电极哪个是集电极c,哪个是发射极e呢?这时我们可以用测穿透电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。
(1) 对于NPN型三极管,穿透电流的测量电路。根据这个原理,用万用电表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec,虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小,但仔细观察,总会有一次偏转角度稍大,此时电流的流向一定是:黑表笔→c极→b极→e极→红表笔,电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致(“顺箭头”),所以此时黑表笔所接的一定是集电极c,红表笔所接的一定是发射极e。
(2) 对于PNP型的三极管,道理也类似于NPN型,其电流流向一定是:黑表笔→e极→b极 →c极→红表笔,其电流流向也与三极管符号中的箭头方向一致,所以此时黑表笔所接的一定是发射极e,红表笔所接的一定是集电极c。
四、 测不出,动嘴巴 若在“顺箭头,偏转大”的测量过程中,若由于颠倒前后的两次测量指针偏转均太小难以区分时,就要“动嘴巴”了。具体方法是:在“顺箭头,偏转大”的两次测量中,用两只手分别捏住两表笔与管脚的结合部,用嘴巴含住(或用舌头抵住)基电极b,仍用“顺箭头,偏转大”的判别方法即可区分开集电极c与发射极 。
八.三极管分类:
1.普通分类:| 带阻三极管 | 磁敏三极管
| 开关晶体管 | 闸流晶体管
| 中高频放大三极管 | 低噪声放大三极管
| 低频、高频、微波功率晶体管 | 开关三极管
| 光敏三极管 | 微波三极管
| 高反压三极管 | 达林顿三极管
| 光敏晶体管 | 低频放大三极管
| 功率开关晶体管 | 其他三极管
2.电子制作中常用的三极管有90××系列,包括低频小功率硅管9013(NPN)、9012(PNP),低噪声管9014(NPN),高频小功率管9018(NPN)等。
它们的型号一般都标在塑壳上,而样子都一样,都是TO-92标准封装。
在老式的电子产品中还能见到3DG6(低频小功率硅管)、3AX31(低频小功率锗管)等,它们的型号也都印在金属的外壳上。
我国生产的晶体管有一套命名规则,电子工程技术人员和电子爱好者应该了解三极管符号的含义。
符号的第一部分“3”表示三极管。
符号的第二部分表示器件的材料和结构:
A——PNP型锗材料;
B——NPN型锗材料;
C——PNP型硅材料;
D——NPN型硅材料。
符号的第三部分表示功能:
U——光电管
K——开关管;
X——低频小功率管
G——高频小功率管
D——低频大功率管;
A——高频大功率管。
另外,3DJ型为场效应管,BT打头的表示半导体特殊元件。
3.特别注意:晶体三极管的种类很多,分类方法也有多种。下面按用途、频率、功率、材料等进行分类:   1,按材料和极性分有硅材料的NPN与PNP三极管.锗材料的NPN与PNP三极管;
2,按用途分有高、中频放大管、低频放大管、低噪声放大管、光电管、开关管、高反压管、达林顿管、带阻尼的三极管等;
3,按功率分有小功率三极管、中功率三极管、大功率三极管;
4,按工作频率分有低频三极管、高频三极管和超高频三极管;
5,按制作工艺分有平面型三极管、合金型三极管、扩散型三极管;
6,按外形封装的不同可分为金属封装三极管、玻璃封装三极管、陶瓷封装三极管、塑料封装三极管等晶体三极管的种类很多,分类方法也有多种。下面按用途、频率、功率、材料等进行分类。
九.判断基极和三极管的类型:

先假设三极管的某极为“基极”,将黑表笔接在假设基极上,再将红表笔依次接到其余两个电极上,若两次测得的电阻都大(约几K到几十K),或者都小(几百至几K),对换表笔重复上述测量,若测得两个阻值相反(都很小或都很大),则可确定假设的基极是正确的,否则另假设一极为“基极”,重复上述测试,以确定基极.

当基极确定后,将黑表笔接基极,红表笔笔接基它两极若测得电阻值都很少,则该三极管为NPN,反之为PNP.

判断集电极C和发射极E,以NPN为例:

把黑表笔接至假充的集电极C,红表笔接到假设的发射极E,并用手捏住B和C极,读出表头所示C,E电阻值,然后将红,黑表笔反接重测.若第一次电阻比第二次小,说明原假设成立.

体三极管的结构和类型
晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把正块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种,

从三个区引出相应的电极,分别为基极b发射极e和集电极c。

发射区和基区之间的PN结叫发射结,集电区和基区之间的PN结叫集电极。基区很薄,而发射区较厚,杂质浓度大,PNP型三极管发射区"发射"的是空穴,其移动方向与电流方向一致,故发射极箭头向里;NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子,其移动方向与电流方向相反,故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。

三极管的封装形式和管脚识别

常用三极管的封装形式有金属封装和塑料封装两大类,引脚的排列方式具有一定的规律,

底视图位置放置,使三个引脚构成等腰三角形的顶点上,从左向右依次为e b c;对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己,三个引脚朝下放置,则从左到右依次为e b c。

目前,国内各种类型的晶体三极管有许多种,管脚的排列不尽相同,在使用中不确定管脚排列的三极管,必须进行测量确定各管脚正确的位置,或查找晶体管使用手册,明确三极管的特性及相应的技术参数和资料。

晶体三极管的电流放大作用
晶体三极管具有电流放大作用,其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数,用符号“β”表示。电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值,但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。

晶体三极管的三种工作状态
截止状态:当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零,集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,我们称三极管处于截止状态。

放大状态:当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并处于某一恰当的值时,三极管的发射结正向偏置,集电结反向偏置,这时基极电流对集电极电流起着控制作用,使三极管具有电流放大作用,其电流放大倍数β=ΔIc/ΔIb,这时三极管处放大状态。

饱和导通状态:当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并当基极电流增大到一定程度时,集电极电流不再随着基极电流的增大而增大,而是处于某一定值附近不怎么变化,这时三极管失去电流放大作用,集电极与发射极之间的电压很小,集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。

根据三极管工作时各个电极的电位高低,就能判别三极管的工作状态,因此,电子维修人员在维修过程中,经常要拿多用电表测量三极管各脚的电压,从而判别三极管的工作情况和工作状态。

使用多用电表检测三极管

三极管基极的判别:根据三极管的结构示意图,我们知道三极管的基极是三极管中两个PN结的公共极,因此,在判别三极管的基极时,只要找出两个PN结的公共极,即为三极管的基极。具体方法是将多用电表调至电阻挡的R×1k挡,先用红表笔放在三极管的一只脚上,用黑表笔去碰三极管的另两只脚,如果两次全通,则红表笔所放的脚就是三极管的基极。如果一次没找到,则红表笔换到三极管的另一个脚,再测两次;如还没找到,则红表笔再换一下,再测两次。如果还没找到,则改用黑表笔放在三极管的一个脚上,用红表笔去测两次看是否全通,若一次没成功再换。这样最多没量12次,总可以找到基极。

三极管类型的判别: 三极管只有两种类型,即PNP型和NPN型。判别时只要知道基极是P型材料还N型材料即可。当用多用电表R×1k挡时,黑表笔代表电源正极,如果黑表笔接基极时导通,则说明三极管的基极为P型材料,三极管即为NPN型。如果红表笔接基极导通,则说明三极管基极为N型材料,三极管即为PNP型。

十.晶体三极管的主要参数

  晶体三极管的参数可分为直流参数、交流参数、极限参数、特征频率。晶体三极管的参数是使用与选用晶体三极管时的重要依据,为此了解晶体三极管的参数可避免选用或使用不当而引起管子的损坏。

  (1)直流参数。

  1)集电极—基极反向电流I(CBO)。当发射极开路、在集电极与基极间加上规定的反向电压时,集电结中的漏电流就称I(CBO)此值越小表明晶体管的热稳定性越好。一般小功率管约1OμA左右,硅管更小些。

  2)集电极一一发射极反向电流I(CBO)也称穿透电流。它是指基极开路时,在集电极与发射极之间加上规定的反向电压时,集电极的漏电流。此值越小越好。硅管一般较小,约在1μA以下。如果测试中发现此值较大,此管就不易使用。

  (2)极限参数。

  1)集电极最大允许电流I(CM ) 当三极管的β值下降到最大值的一半时,管子的集电极电流就称集电极最大允许电流。当管子的集电极电流Ic超过一定值时,将引起晶体管某些参数的变化,最明显的是β值下降。因此,实际应用时Ic要小于I(CM °)

  2)集电极最大允许耗散功率P(CM)当晶体管工作时,由于集电极要耗散一定的功率而使集电结发热,当温度过高时就会导致参数的变化,甚至烧毁晶体管。为此规定晶体管集电极温度升高到不至于将集电极烧毁所消耗的功率,就成为集电极最大耗散功率。使用时为提高P(CM)值,可给大功率管子加上散热片,散热片愈大其P(CM)值就提高得越多。

  3)集电极发射极反向击穿电压BU(CEO)当基极开路时,集电极与发射极之间允许加的最大电压。在实际应用时,加到集电极与发射极之间的电压,一定要小于BU(CEO),否则将损坏三极管。

  (3)电流放大系数。

  1)直流放大系数β"或用h(FE)表示。它是指无交流信号时,共发射极电路,集电极输出直流I(B)与基极输入直流几的比值。

  即:  β=I(c)/I(B)

  β是衡量三极管电流放大能力的一个重要参数,但对于同一个三极管来说,在不同的集电极电流下有不同的β.

  2)交流放大系数β也可用h(FE);表示。这个参数是指有交流信号输人时,在共发射极电路中,集电极电流的变化量△AIc与基极电流的变化量△I(B)的比值。

  即 β=△Ic/△I(B)

  以上两个参数分别表明了三极管对直流电流的放大能力和对交流电流的放大能力。但由于这两个参数值近似相等,即β≈β,因此在实际使用时一般不再区分。

  由于生产工艺的原因,即使同一批生产的管子,其β值也是不一样的,为方便实用,厂家有时将尸值标记在三极管上,供使用者选用。

  (4)特征频率品 因为尸值随工作频率的升高而下降,频率越高,β下降的越严重。三极管的特征频率光是指尸值下降到1时的频率值。就是说在这个频率下工作的三极管,已失去放大能力,即f(T)是三极管使用中的极限频率,因此在选用三极管时,一般管子的特征频率品要比电路的1作频率至少高出3倍以上。但不是f(T)越高越好,如果选的太高,就会引起电路的振荡。>应如何识别晶体三极管的型号

  1)国内的合资企业生产的三极管有相当一部分是采用国外同类产品的型号。如ZSC1815、2SA562等。

  2) 有些日产三极管受管面积较小的限制,为打印型号的方便,往往把型号的前两个部分2S省掉。如ZSA733型三极管可简化为A733,2SD8砂型可简写为D869,2SD的3型可简写成D903等。

  3)表面封装的三极管因受体积微小的限制,其型号是用数字表示的,使用时应将数字表示的型号与标准型号相对应,以防用错。

  4)美国产的三极管型号是用2N开头的,N表示美国电子工业协会注册标志,其后面的数字是表示登记序号。从型号中无法反映出管子的极性、材料及高、低频特性和功率的大小。如2N6275、2N5401、2N5551等。

  5)欧洲国家生产的三极管各部分字母和数字所表示的含义见表1所示。

  表1所示欧洲国家产三极管型号中字母与数字的含义

晶体三极管的型号

  如: BU408D、 BU607D、 BU2O6A、 BC548、 BD234、BD410、BF458等。

  6)韩国三星电子公司产的三极管在我国电子产品中应用也很多,他是以四位数字表示管子的型号。常用的有9011-9018等儿种型号。

  9011、9013、9014、9016、9018为NPN型三极管。9012、9015为PNP型三极管9016、9018为高频三极管,它们的特征频率f(T)都在5OOMHz以上。

  9012、9013型三极管为功放管,它的耗散功率为625mW。

  7)日本产三极管型号中第四部分,表示注册登记的顺序数字越大,则表明是近期产品。>晶体三极管的三种工作状态

  截止状态:当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零,集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,我们称三极管处于截止状态。

  放大状态:当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并处于某一恰当的值时,三极管的发射结正向偏置,集电结反向偏置,这时基极电流对集电极电流起着控制作用,使三极管具有电流放大作用,其电流放大倍数β=ΔIc/ΔIb,这时三极管处放大状态。

  饱和导通状态:当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并当基极电流增大到一定程度时,集电极电流不再随着基极电流的增大而增大,而是处于某一定值附近不怎么变化,这时三极管失去电流放大作用,集电极与发射极之间的电压很小,集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。

  根据三极管工作时各个电极的电位高低,就能判别三极管的工作状态,因此,电子维修人员在维修过程中,经常要拿多用电表测量三极管各脚的电压,从而判别三极管的工作情况和工作状态。>晶体三极管的电流放大作用   晶体三极管具有电流放大作用,其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数,用符号“β”表示。电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值,但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。

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