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什么是晶體管?晶體管基礎(chǔ)知識(shí)解析

發(fā)布人:云漢芯城 時(shí)間:2019-05-14 來(lái)源:工程師 發(fā)布文章

晶體管(transistor)是一種固體半導(dǎo)體器件,具有檢波、整流、放大、開(kāi)關(guān)、穩(wěn)壓、信號(hào)調(diào)制等多種功能。晶體管作為一種可變電流開(kāi)關(guān),能夠基于輸入電壓控制輸出電流。與普通機(jī)械開(kāi)關(guān)(如Relay、switch)不同,晶體管利用電訊號(hào)來(lái)控制自身的開(kāi)合,而且開(kāi)關(guān)速度可以非???,實(shí)驗(yàn)室中的切換速度可達(dá)100GHz以上。

晶體管分類

材料

按晶體管使用的半導(dǎo)體材料可分為硅材料晶體管和鍺材料晶體管。按晶體管的極性可分為鍺NPN型晶體管、鍺PNP晶體管、硅NPN型晶體管和硅PNP型晶體管。

工藝

晶體管按其結(jié)構(gòu)及制造工藝可分為擴(kuò)散型晶體管、合金型晶體管和平面型晶體管。

電流容量

晶體管按電流容量可分為小功率晶體管、中功率晶體管和大功率晶體管。

工作頻率

晶體管按工作頻率可分為低頻晶體管、高頻晶體管和超高頻晶體管等。

封裝結(jié)構(gòu)

晶體管按封裝結(jié)構(gòu)可分為金屬封裝(簡(jiǎn)稱金封)晶體管、塑料封裝(簡(jiǎn)稱塑封)晶體管、玻璃殼封裝(簡(jiǎn)稱玻封)晶體管、表面封裝(片狀)晶體管和陶瓷封裝晶體管等。其封裝外形多種多樣。

按功能和用途

晶體管按功能和用途可分為低噪聲放大晶體管、中高頻放大晶體管、低頻放大晶體管、開(kāi)關(guān)晶體管、達(dá)林頓晶體管、高反壓晶體管、帶阻晶體管、帶阻尼晶體管、微波晶體管、光敏晶體管和磁敏晶體管等多種類型。

晶體管種類

半導(dǎo)體三極管

是內(nèi)部含有兩個(gè)PN結(jié),外部通常為三個(gè)引出電極的半導(dǎo)體器件。它對(duì)電信號(hào)有放大和開(kāi)關(guān)等作用,應(yīng)用十分廣泛。輸入級(jí)和輸出級(jí)都采用晶體管的邏輯電路,叫做晶體管-晶體管邏輯電路,書(shū)刊和實(shí)用中都簡(jiǎn)稱為T(mén)TL電路,它屬于半導(dǎo)體集成電路的一種,其中用得最普遍的是TTL與非門(mén)。TTL與非門(mén)是將若干個(gè)晶體管和電阻元件組成的電路系統(tǒng)集中制造在一塊很小的硅片上,封裝成一個(gè)獨(dú)立的元件。半導(dǎo)體三極管是電路中應(yīng)用最廣泛的器件之一,在電路中用“V”或“VT”(舊文字符號(hào)為“Q”、“GB”等)表示。

半導(dǎo)體三極管主要分為兩大類:雙極性晶體管(BJT)和場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)。晶體管有三個(gè)極;雙極性晶體管的三個(gè)極,分別由N型跟P型組成發(fā)射極(Emitter)、基極 (Base) 和集電極(Collector);場(chǎng)效應(yīng)晶體管的三個(gè)極,分別是源極(Source)、柵極(Gate)和漏極(Drain)。晶體管因?yàn)橛腥N極性,所以也有三種的使用方式,分別是發(fā)射極接地(又稱共射放大、CE組態(tài))、基極接地、集電極接地。最常用的用途應(yīng)該是屬于訊號(hào)放大這一方面,其次是阻抗匹配、訊號(hào)轉(zhuǎn)換……等,晶體管在電路中是個(gè)很重要的組件,許多精密的組件主要都是由晶體管制成的。

三極管的導(dǎo)通 三極管處于放大狀態(tài)還是開(kāi)關(guān)狀態(tài)要看給三極管基極加的直流偏 置,隨這個(gè)電流變化,三極管工作狀態(tài)由截止-線性區(qū)-飽和狀態(tài)變化而變, 如果三極管Ib(直流偏置點(diǎn))一定時(shí),三極管工作在線性區(qū),此時(shí)Ic電流的變化只隨著Ib的交流信號(hào)變化,Ib繼續(xù)升高,三極管進(jìn)入飽和狀態(tài),此時(shí)三極管的Ic不再變化,三極管將工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

三極管為開(kāi)關(guān)管使用時(shí)工作在飽和狀態(tài)1,用放大狀態(tài)1表示不是很科學(xué)。

請(qǐng)對(duì)照三極管手冊(cè)的Ib;Ic曲線加以參考我的回答來(lái)理解三極管的工作狀態(tài),三極管be結(jié)和ce結(jié)導(dǎo)通三極管才能正常工作。

如果三極管沒(méi)有加直流偏置時(shí),放大電路時(shí)輸入的交流正弦信號(hào)正半周時(shí),基極對(duì)發(fā)射極而言是正的,由于發(fā)射結(jié)加的是反向電壓,此時(shí)沒(méi)有基極電流和集電極電流,此時(shí)集電極電流變化與基極反相,在輸入電壓的負(fù)半周,發(fā)射極電位對(duì)于基極電位為正的,此時(shí)由于發(fā)射極加的是正向電壓,才有基極和集電極電流通過(guò),此時(shí)集電極電流變化與基極同相,在三極管沒(méi)有加直流偏置時(shí)三極管be結(jié)和ce結(jié)導(dǎo)通,三極管放大電路將只有半個(gè)波輸出將產(chǎn)生嚴(yán)重的失真。

晶體管被認(rèn)為是現(xiàn)代歷史中最偉大的發(fā)明之一,在重要性方面可以與印刷術(shù),汽車(chē)和電話等發(fā)明相提并論。晶體管實(shí)際上是所有現(xiàn)代電器的關(guān)鍵活動(dòng)(active)元件。晶體管在當(dāng)今社會(huì)的重要性,主要是因?yàn)榫w管可以使用高度自動(dòng)化的過(guò)程,進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的能力,因而可以不可思議地達(dá)到極低的單位成本。

雖然數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的單體晶體管還在使用,但是絕大多數(shù)的晶體管是和電阻、電容一起被裝配在微芯片(芯片)上以制造完整的電路。模擬的或數(shù)字的或者這兩者被集成在同一塊芯片上。設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)一個(gè)復(fù)雜芯片的成本是相當(dāng)高的,但是當(dāng)分?jǐn)偟酵ǔ0偃f(wàn)個(gè)生產(chǎn)單位上,每個(gè)芯片的價(jià)格就是最小的。一個(gè)邏輯門(mén)包含20個(gè)晶體管,而2005年一個(gè)高級(jí)的微處理器使用的晶體管數(shù)量達(dá)2.89億個(gè)。

晶體管的低成本、靈活性和可靠性使得其成為非機(jī)械任務(wù)的通用器件,例如數(shù)字計(jì)算。在控制電器和機(jī)械方面,晶體管電路也正在取代電機(jī)設(shè)備,因?yàn)樗ǔJ歉阋?、更有效地,僅僅使用標(biāo)準(zhǔn)集成電路并編寫(xiě)計(jì)算機(jī)程序來(lái)完成同樣的機(jī)械任務(wù),使用電子控制,而不是設(shè)計(jì)一個(gè)等效的機(jī)械控制。

因?yàn)榫w管的低成本和后來(lái)的電子計(jì)算機(jī)、數(shù)字化信息的浪潮來(lái)到了。由于計(jì)算機(jī)提供快速的查找、分類和處理數(shù)字信息的能力,在信息數(shù)字化方面投入了越來(lái)越多的精力。今天的許多媒體是通過(guò)電子形式發(fā)布的,最終通過(guò)計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)化和呈現(xiàn)為模擬形式。受到數(shù)字化革命影響的領(lǐng)域包括電視、廣播和報(bào)紙。

電力晶體管

電力晶體管按英文Giant Transistor直譯為巨型晶體管,是一種耐高電壓、大電流的雙極結(jié)型晶體管(Bipolar Junction Transistor—BJT),所以有時(shí)也稱為Power BJT;其特性有:耐壓高,電流大,開(kāi)關(guān)特性好,但驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜,驅(qū)動(dòng)功率大;GTR和普通雙極結(jié)型晶體管的工作原理是一樣的。

光晶體管

光晶體管(phototransistor)由雙極型晶體管或場(chǎng)效應(yīng)晶體管等三端器件構(gòu)成的光電器件。光在這類器件的有源區(qū)內(nèi)被吸收,產(chǎn)生光生載流子,通過(guò)內(nèi)部電放大機(jī)構(gòu),產(chǎn)生光電流增益。光晶體管三端工作,故容易實(shí)現(xiàn)電控或電同步。光晶體管所用材料通常是砷化鎵(GaAs),主要分為雙極型光晶體管、場(chǎng)效應(yīng)光晶體管及其相關(guān)器件。雙極型光晶體管通常增益很高,但速度不太快,對(duì)于GaAs-GaAlAs,放大系數(shù)可大于1000,響應(yīng)時(shí)間大于納秒,常用于光探測(cè)器,也可用于光放大。場(chǎng)效應(yīng)光晶體管響應(yīng)速度快(約為50皮秒),但缺點(diǎn)是光敏面積小,增益?。ǚ糯笙禂?shù)可大于10),常用作極高速光探測(cè)器。與此相關(guān)還有許多其他平面型光電器件,其特點(diǎn)均是速度快(響應(yīng)時(shí)間幾十皮秒)、適于集成。這類器件可望在光電集成中得到應(yīng)用。

雙極晶體管

雙極晶體管(bipolar transistor)指在音頻電路中使用得非常普遍的一種晶體管。雙極則源于電流系在兩種半導(dǎo)體材料中流過(guò)的關(guān)系。雙極晶體管根據(jù)工作電壓的極性而可分為NPN型或PNP型。

雙極結(jié)型

“雙極”的含義是指其工作時(shí)電子和空穴這兩種載流子都同時(shí)參與運(yùn)動(dòng)。雙極結(jié)型晶體管(Bipolar Junction Transistor—BJT)又稱為半導(dǎo)體三極管,它是通過(guò)一定的工藝將兩個(gè)PN結(jié)結(jié)合在一起的器件,有PNP和NPN兩種組合結(jié)構(gòu);外部引出三個(gè)極:集電極,發(fā)射極和基極,集電極從集電區(qū)引出,發(fā)射極從發(fā)射區(qū)引出,基極從基區(qū)引出(基區(qū)在中間);BJT有放大作用,重要依靠它的發(fā)射極電流能夠通過(guò)基區(qū)傳輸?shù)竭_(dá)集電區(qū)而實(shí)現(xiàn)的,為了保證這一傳輸過(guò)程,一方面要滿足內(nèi)部條件,即要求發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度要遠(yuǎn)大于基區(qū)雜質(zhì)濃度,同時(shí)基區(qū)厚度要很小,另一方面要滿足外部條件,即發(fā)射結(jié)要正向偏置(加正向電壓)、集電結(jié)要反偏置;BJT種類很多,按照頻率分,有高頻管,低頻管,按照功率分,有小、中、大功率管,按照半導(dǎo)體材料分,有硅管和鍺管等;其構(gòu)成的放大電路形式有:共發(fā)射極、共基極和共集電極放大電路。

場(chǎng)效應(yīng)晶體管

“場(chǎng)效應(yīng)”的含義是這種晶體管的工作原理是基于半導(dǎo)體的電場(chǎng)效應(yīng)的。

場(chǎng)效應(yīng)晶體管(field effect transistor)利用場(chǎng)效應(yīng)原理工作的晶體管,英文簡(jiǎn)稱FET。場(chǎng)效應(yīng)晶體管又包含兩種主要類型:結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(Junction FET,縮寫(xiě)為JFET)和金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(Metal-Oxide Semiconductor FET,縮寫(xiě)為MOS-FET)。與BJT不同的是,F(xiàn)ET只由一種載流子(多數(shù)載流子)參與導(dǎo)電,因此也稱為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件,具有輸入電阻高、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成、沒(méi)有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn)。

場(chǎng)效應(yīng)就是改變外加垂直于半導(dǎo)體表面上電場(chǎng)的方向或大小,以控制半導(dǎo)體導(dǎo)電層(溝道)中多數(shù)載流子的密度或類型。它是由電壓調(diào)制溝道中的電流,其工作電流是由半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子輸運(yùn)。這類只有一種極性載流子參加導(dǎo)電的晶體管又稱單極型晶體管。與雙極型晶體管相比,場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有輸入阻抗高、噪聲小、極限頻率高、功耗小,制造工藝簡(jiǎn)單、溫度特性好等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各種放大電路、數(shù)字電路和微波電路等。以硅材料為基礎(chǔ)的金屬0-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)和以砷化鎵材料為基礎(chǔ)的肖特基勢(shì)壘柵場(chǎng)效應(yīng)管(MESFET )是兩種最重要的場(chǎng)效應(yīng)晶體管,分別為MOS大規(guī)模集成電路和MES超高速集成電路的基礎(chǔ)器件。

靜電感應(yīng)

靜電感應(yīng)晶體管SIT(Static Induction Transistor)誕生于1970年,實(shí)際上是一種結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管。將用于信息處理的小功率SIT器件的橫向?qū)щ娊Y(jié)構(gòu)改為垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu),即可制成大功率的SIT器件。SIT是一種多子導(dǎo)電的器

件,其工作頻率與電力MOSFET相當(dāng),甚至超過(guò)電力MOSFET,而功率容量也比電力MOSFET大,因而適用于高頻大功率場(chǎng)合,目前已在雷達(dá)通信設(shè)備、超聲波功率放大、脈沖功率放大和高頻感應(yīng)加熱等某些專業(yè)領(lǐng)域獲得了較多的應(yīng)用。

但是SIT在柵極不加任何信號(hào)時(shí)是導(dǎo)通的,柵極加負(fù)偏壓時(shí)關(guān)斷,這被稱為正常導(dǎo)通型器件,使用不太方便。此外,SIT通態(tài)電阻較大,使得通態(tài)損耗也大,因而SIT還未在大多數(shù)電力電子設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。

單電子晶體管

用一個(gè)或者少量電子就能記錄信號(hào)的晶體管。隨著半導(dǎo)體刻蝕技術(shù)和工藝的發(fā)展,大規(guī)模集成電路的集成度越來(lái)越高。以動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)為例,它的集成度差不多以每?jī)赡暝黾铀谋兜乃俣劝l(fā)展,預(yù)計(jì)單電子晶體管將是最終的目標(biāo)。目前一般的存儲(chǔ)器每個(gè)存儲(chǔ)元包含了20萬(wàn)個(gè)電子,而單電子晶體管每個(gè)存儲(chǔ)元只包含了一個(gè)或少量電子,因此它將大大降低功耗,提高集成電路的集成度。1989年斯各特(J.H. F.Scott-Thomas)等人在實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)了庫(kù)侖阻塞現(xiàn)象。在調(diào)制摻雜異質(zhì)結(jié)界面形成的二維電子氣上面,制作一個(gè)面積很小的金屬電極,使得在二維電子氣中形成一個(gè)量子點(diǎn),它只能容納少量的電子,也就是它的電容很小,小于一個(gè)?F (10~15法拉)。當(dāng)外加電壓時(shí),如果電壓變化引起量子點(diǎn)中電荷變化量不到一個(gè)電子的電荷,則將沒(méi)有電流通過(guò)。直到電壓增大到能引起一個(gè)電子電荷的變化時(shí),才有電流通過(guò)。因此電流-電壓關(guān)系不是通常的直線關(guān)系,而是臺(tái)階形的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)在歷史上第一次實(shí)現(xiàn)了用人工控制一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng),為制造單電子晶體管提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。為了提高單電子晶體管的工作溫度,必須使量子點(diǎn)的尺寸小于10納米,目前世界各實(shí)驗(yàn)室都在想各種辦法解決這個(gè)問(wèn)題。有些實(shí)驗(yàn)室宣稱已制出室溫下工作的單電子晶體管,觀察到由電子輸運(yùn)形成的臺(tái)階型電流——電壓曲線,但離實(shí)用還有相當(dāng)?shù)木嚯x。

IGBT

絕緣柵雙極晶體管(Insulate-Gate Bipolar Transistor—IGBT)綜合了電力晶體管(Giant Transistor—GTR)和電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Power MOSFET)的優(yōu)點(diǎn),具有良好的特性,應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛;IGBT也是三端器件:柵極,集電極和發(fā)射極。

晶體管判別及計(jì)算

判別基極和管子的類型

選用歐姆檔的R*100(或R*1K)檔,先用紅表筆接一個(gè)管腳,黑表筆接另一個(gè)管腳,可測(cè)出兩個(gè)電阻值,然后再用紅表筆接另一個(gè)管腳,重復(fù)上述步驟,又測(cè)得一組電阻值,這樣測(cè)3次,其中有一組兩個(gè)阻值都很小的,對(duì)應(yīng)測(cè)得這組值的紅表筆接的為基極,且管子是PNP型的;反之,若用黑表筆接一個(gè)管腳,重復(fù)上述做法,若測(cè)得兩個(gè)阻值都小,對(duì)應(yīng)黑表筆為基極,且管子是NPN型的。

判別集電極

因?yàn)槿龢O管發(fā)射極和集電極正確連接時(shí)β大(表針擺動(dòng)幅度大),反接時(shí)β就小得多。因此,先假設(shè)一個(gè)集電極,用歐姆檔連接,(對(duì)NPN型管,發(fā)射極接黑表筆,集電極接紅表筆)。測(cè)量時(shí),用手捏住基極和假設(shè)的集電極,兩極不能接觸,若指針擺動(dòng)幅度大,而把兩極對(duì)調(diào)后指針擺動(dòng)小,則說(shuō)明假設(shè)是正確的,從而確定集電極和發(fā)射極。

電流放大系數(shù)β的估算

選用歐姆檔的R*100(或R*1K)檔,對(duì)NPN型管,紅表筆接發(fā)射極,黑表筆接集電極,測(cè)量時(shí),只要比較用手捏住基極和集電極(兩極不能接觸),和把手放開(kāi)兩種情況小指針擺動(dòng)的大小,擺動(dòng)越大,β值越高。

晶體管檢測(cè)更換

電路中的晶體管主要有晶體二極管、晶體三極管、可控硅和場(chǎng)效應(yīng)管等等,其中最常用的是三極管和二極管,如何正確地判斷二、三極管的好壞等是學(xué)維修關(guān)鍵之一。

1晶體二極管:首先我們要知道該二極管是硅管還是鍺管的,鍺管的正向壓降一般為0.1伏~0.3伏之間,而硅管一般為0.6伏~0.7伏之間。測(cè)量方法為:用兩只萬(wàn)用表測(cè)量,當(dāng)一只萬(wàn)用表測(cè)量其正向電阻的同時(shí)用另外一只萬(wàn)用表測(cè)量它的管壓降。最后可根據(jù)其管壓降的數(shù)值來(lái)判斷是鍺管還是硅管。硅管可用萬(wàn)用表的R×1K擋來(lái)測(cè)量,鍺管可用R×100擋來(lái)測(cè)。一般來(lái)說(shuō),所測(cè)的二極管的正反向電阻兩者相差越懸殊越好。一般如正向電阻為幾百到幾千歐,反向電阻為幾十千歐以上,就可初步斷定這個(gè)二極管是好的。同時(shí)可判定二極管的正負(fù)極,當(dāng)測(cè)得的阻值為幾百歐或幾千歐時(shí),為二極管的正向電阻,這時(shí)負(fù)表筆所接的為負(fù)極,正表筆所接的為正極。另外,如果正反向電阻為無(wú)窮大,表示其內(nèi)部斷線;正反向電阻一樣大,這樣的二極管也有問(wèn)題;正反向電阻都為零表示已短路。

2晶體三極管: 晶體三極管主要起放大作用,那么如何來(lái)判測(cè)三極管的放大能力呢?其方法是:將萬(wàn)用表調(diào)到R×100擋或R×1K擋,當(dāng)測(cè)NPN型管時(shí),正表筆接發(fā)射極,負(fù)表筆接集電極,測(cè)出的阻值一般應(yīng)為幾千歐以上;然后在基極和集電極之間串接一個(gè)100千歐的電阻,這時(shí)萬(wàn)用表所測(cè)的阻值應(yīng)明顯的減少,變化越大,說(shuō)明該三極管的放大能力越強(qiáng),如果變化很小或根本沒(méi)有變化,那就說(shuō)明該三極管沒(méi)有放大能力或放大能力很弱。

電極的判斷方法

測(cè)量的鍺管用R*100檔,硅管用R*1k檔,先固定紅表筆與任意一支腳接觸,黑表筆分別對(duì)其余兩支腳測(cè)量??茨芊裾业絻蓚€(gè)小電阻,若不能再把紅表筆移向其他的腳繼續(xù)測(cè)量照顧到兩個(gè)小電阻為止,若固定紅線找不到兩個(gè)小電阻,可固定黑表筆繼續(xù)查找。

當(dāng)找到兩個(gè)小電阻后,所固定的一支表筆所用的為基極。若固定的表筆為黑筆,則三極管為NPN型,若固定的為紅筆,則該管為PNP。

A 判斷ce極電阻法

用萬(wàn)用表測(cè)量除基極為的兩極的電阻,交換表筆測(cè)兩次,如果是鍺管,所測(cè)電阻較小的一次為準(zhǔn),若為PNP型,測(cè)黑表筆所接的為發(fā)射極,紅表筆接的是集電極,若為NPN型,測(cè)黑表筆所接的為集電極,紅表筆接的是發(fā)射極;如果是硅管,所測(cè)電阻較大的一次為準(zhǔn),若為PNP型,測(cè)黑表筆所接的為發(fā)射極,紅表筆接的是集電極,若為NPN型,測(cè)黑表筆所接的為集電極,紅表筆接的是發(fā)射極。

B PN結(jié)正向電阻法

分別測(cè)兩PN結(jié)的正向電阻,較大的為發(fā)射極,較小的為集電極。

C 放大系數(shù)法

用萬(wàn)用表的兩支表筆與基極除外的兩支腳接觸,若為PNP,則用手指接觸基極與紅筆所接的那一極看指針擺動(dòng)的情況,然后交換表筆測(cè)一次,以指針擺動(dòng)幅度大的一次為準(zhǔn),這時(shí),接紅表筆的為集電極;若為NPN,則用手指接觸基極與紅筆所接的那一極看指針擺動(dòng)的情況,然后交換表筆測(cè)一次,以指針擺動(dòng)幅度大的一次為準(zhǔn),這時(shí),接黑表筆的為集電極。

注意:模擬表和數(shù)字表的區(qū)別,模擬表的紅表筆接的是電源的負(fù)極,而數(shù)字表相反。

檢測(cè)方法

1.普通達(dá)林頓管的檢測(cè)

普通達(dá)林頓管內(nèi)部由兩只或多只晶體管的集電極連接在一起復(fù)合而成,其基極b 與發(fā)射極e之間包含多個(gè)發(fā)射結(jié)。檢測(cè)時(shí)可使用萬(wàn)用表的R×1 kΩ或R×10 kΩ檔來(lái)測(cè)量。

測(cè)量達(dá)林頓管各電極之間的正、反向電阻值。正常時(shí),集電極c與基極b之間的正向電阻值(測(cè)NPN 管時(shí),黑表筆接基極b;測(cè)PNP 管時(shí),黑表筆接集電極c)與普通硅晶體管集電結(jié)的正向電阻值相近,為3~10 kΩ,反向電阻值為無(wú)窮大。而發(fā)射極e與基極b之間的正向電阻值(測(cè)NPN 管時(shí),黑表筆接基極b;測(cè)PNP 管時(shí),黑表筆接發(fā)射極e)是集電極c與基極b之間正向電阻值的2~3 倍,反向電阻值為無(wú)窮大。集電極c與發(fā)射極e之間的正、反向電阻值均應(yīng)接近無(wú)窮大。若測(cè)得達(dá)林頓管的c、e極間的正、反向電阻值或b、e極、b、c極之間的正、反向電阻值均接近0,則說(shuō)明該管已擊穿損壞。若測(cè)得達(dá)林頓管的b、e極b、c極之間的正、反向電阻值為無(wú)窮大,則說(shuō)明該管已開(kāi)路損壞。

2.大功率達(dá)林頓管的檢測(cè)

大功率達(dá)林頓在普通達(dá)林頓管的基礎(chǔ)上增加了由續(xù)流二極管和泄放電阻組成的保護(hù)電路,在測(cè)量時(shí)應(yīng)注意這些元器件對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的影響。

用萬(wàn)用表R×1 kΩ 或R×10 kΩ 檔,測(cè)量達(dá)林頓管集電結(jié)(集電極c與基極b之間)的正、反向電阻值。正常時(shí),正向電阻值(NPN 管的基極接黑表筆時(shí))應(yīng)較小,為1~10 kΩ,反向電阻值應(yīng)接近無(wú)窮大。若測(cè)得集電結(jié)的正、反向電阻值均很小或均為無(wú)窮大,則說(shuō)明該管已擊穿短路或開(kāi)路損壞。

用萬(wàn)用表R×100 Ω 檔,測(cè)量達(dá)林頓管發(fā)射極e與基極b之間的正、反向電阻值,正常值均為幾百歐姆至幾千歐姆(具體數(shù)據(jù)根據(jù)b、e極之間兩只電阻器的阻值不同而有所差異。例如:BU932R、MJ10025 等型號(hào)大功率達(dá)林頓管b、e極之間的正、反向電阻值均為600 Ω左右),若測(cè)得阻值為0 或?yàn)闊o(wú)窮大,則說(shuō)明被測(cè)管已損壞。

用萬(wàn)用表R×l kΩ或R×10 kΩ檔,測(cè)量達(dá)林頓管發(fā)射極e與集電極c之間的正、反向電阻值。正常時(shí),正向電阻值(測(cè)NPN 管時(shí),黑表筆接發(fā)射極e,紅表筆接集電極c;測(cè)PNP 管時(shí),黑表筆接集電極c,紅表筆接發(fā)射極e)應(yīng)為5~15 kΩ(BU932R 為7 kΩ),反向電阻值應(yīng)為無(wú)窮大,否則是該管的c、e極(或二極管)擊穿或開(kāi)路損壞。

代換原則

無(wú)論是專業(yè)無(wú)線電維修人員。還是業(yè)余無(wú)線電愛(ài)好者,在工作中都會(huì)碰到晶體管置換問(wèn)題。如果掌握了晶體管的代換原則,往往能使維修工作事半功倍,提高維修效率。晶體管的置換原則可概括為三條:即類型相同、特性相近、外形相似。

一、類型相同

1.材料相同。即鍺管置換鍺管,硅管置換硅管。

2.極性相同。即npn型管置換npn型管,pnp型管置換pnp型管。

二、特性相近

用于置換的晶體管應(yīng)與原晶體管的特性相近,它們的主要參數(shù)值及特性曲線應(yīng)相差不多。晶體管的主要參數(shù)近20個(gè),要求所有這些參數(shù)都相近,不但困難,而且沒(méi)有必要。一般來(lái)說(shuō),只要下述主要參數(shù)相近,即可滿足置換要求。

1.集電板最大直流耗散功率(pcm)

一般要求用pcm與原管相等或較大的晶體管進(jìn)行置換。但經(jīng)過(guò)計(jì)算或測(cè)試,如果原晶體管在整機(jī)電路中實(shí)際直流耗散功率遠(yuǎn)小于其pcm,則可以用pcm較小的晶體管置換。

2.集電極最大允許直流電流(icm)

一般要求用icm與原管相等或較大的晶體管進(jìn)行置換。

3.擊穿電壓

用于置換的晶體管,必須能夠在整機(jī)中安全地承受最高工作電壓;

來(lái)源:輸配電設(shè)備網(wǎng)

4.頻率特性

晶體管頻率特性參數(shù),常用的有以下2個(gè):

(1)特征頻率ft:它是指在測(cè)試頻率足夠高時(shí),使晶體管共發(fā)射極電流放大系數(shù)時(shí)的頻率。

(2)截止頻率fb:

在置換晶體管時(shí),主要考慮ft與fb。通常要求用于置換的晶體管,其ft與fb,應(yīng)不小于原晶體管對(duì)應(yīng)的ft與fb。

5.其他參數(shù)

除以上主要參數(shù)外,對(duì)于一些特殊的晶體管,在置換時(shí)還應(yīng)考慮以下參數(shù):

(1)對(duì)于低噪聲晶體管,在置換時(shí)應(yīng)當(dāng)用噪聲系數(shù)較小或相等的晶體管。

(2)對(duì)于具有自動(dòng)增益控制性能的晶體管,在置換時(shí)應(yīng)當(dāng)用自動(dòng)增益控制特性相同的晶體管。

(3)對(duì)于開(kāi)關(guān)管,在置換時(shí)還要考慮其開(kāi)關(guān)參數(shù)。

三、外形相似

小功率晶體管一般外形均相似,只要各個(gè)電極引出線標(biāo)志明確,且引出線排列順序與待換管一致,即可進(jìn)行更換。大功率晶體管的外形差異較大,置換時(shí)應(yīng)選擇外形相似、安裝尺寸相同的晶體管,以便安裝和保持正常的散熱條件。

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