三极管知识大全

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  三极管*概述

  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结把整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。

  三极管*结构

  三极管的基本结构是两个反向连结的PN接面,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。 且npn与pnp三极管的电路符号,发射极特别被标出,箭号所指的极为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。

  三极管的电特性和两个pn接面的偏压有关,工作区间也依偏压方式来分类,这里 我们先讨论*常用的所谓”正向活性区”(forward active),在此区EB极间的pn接 面维持在正向偏压,而BC极间的pn接面则在反向偏压,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接面的空乏区由于在正向偏压会变窄,载体看到的位障变小,射极的电洞会注入到基极,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,电洞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*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, 射极的电洞注入基极的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。当没有被复合的电洞到达BC接面的耗尽区时,会被此区内的电场加速扫入集电极,电洞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电洞复合部分的电子流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) 射极注入基极的电洞流大小是由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,电子和电洞的角色互易。pnp三极管是利用VEB控制由射极经基极,入射到集电极的电洞,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。

  三极管*工作原理

  每一种三极管有NPN和PNP两种结构形式,但使用*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集电流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。

  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

  电源Ub经过电阻Rb加在发射结上,发射结正偏,发射区的多数载流子(自由电子)不断地越过发射结进入基区,形成发射极电流Ie。同时基区多数载流子也向发射区扩散,但由于多数载流子浓度远低于发射区载流子浓度,可以不考虑这个电流,因此可以认为发射结主要是电子流。

  2、基区中电子的扩散与复合

  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Ic。也有很小一部分电子(因为基区很薄)与基区的空穴复合,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、集电区收集电子

  由于集电结外加反向电压很大,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。

  三极管*工作状态

  三极管工作状态有三种,放大、饱和、截止,其中又以放大状态*为复杂,主要用于小信号的放大领域,常用的三极管放大电路形式有:共发射极放大电路,共集电极放大电路,共基极放大电路三种,其**集电路用于电流放大(功率放大),共基电路用于高频放大,共射电路用于低频放大。

  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,称之为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。

  三极管*主要参数

  1、直流参数

  (1)集电极一基极反向饱和电流Icbo,发射极开路(Ie=0)时,基极和集电极之间加上规定的反向电压Vcb时的集电极反向电流,它只与温度有关,在一定温度下是个常数,所以称为集电极一基极的反向饱和电流。良好的三极管,Icbo很小,小功率锗管的Icbo约为1~10微安,大功率锗管的Icbo可达数毫安,而硅管的Icbo则非常小,是毫微安级。

  (2)集电极一发射极反向电流Iceo(穿透电流)基极开路(Ib=0)时,集电极和发射极之间加上规定反向电压Vce时的集电极电流。Iceo大约是Icbo的β倍即Iceo=(1+β)IcbooIcbo和Iceo受温度影响极大,它们是衡量管子热稳定性的重要参数,其值越小,性能越稳定,小功

  率锗管的Iceo比硅管大。

  (3)发射极---基极反向电流Iebo集电极开路时,在发射极与基极之间加上规定的反向电压时发射极的电流,它实际上是发射结的反向饱和电流。

  (4)直流电流放大系数β1(或hEF)这是指共发射接法,没有交流信号输入时,集电极输出的直流电流与基极输入的直流电流的比值,即:β1=Ic/Ib

  2、交流参数

  (1)交流电流放大系数β(或hfe)这是指共发射极接法,集电极输出电流的变化量△Ic与基极输入电流的变化量△Ib之比,即:β=△Ic/△Ib一般晶体管的β大约在10-200之间,如果β太小,电流放大作用差,如果β太大,电流放大作用虽然大,但性能往往不稳定。

  (2)共基极交流放大系数α(或hfb)这是指共基接法时,集电极输出电流的变化是△Ic与发射极电流的变化量△Ie之比,即:α=△Ic/△Ie因为△Ic<△Ie,故α<1。高频三极管的α>0.90就可以使用α与β之间的关系:α=β/(1+β)β=α/(1-α)≈1/(1-α)

  (3)截止频率fβ、fα当β下降到低频时0.707倍的频率,就是共发射极的截止频率fβ;当α下降到低频时的0.707倍的频率,就是共基极的截止频率fαofβ、fα是表明管子频率特性的重要参数,它们之间的关系为:fβ≈(1-α)fα

  (4)特征频率fT因为频率f上升时,β就下降,当β下降到1时,对应的fT是全面地反映晶体管的高频放大性能的重要参数。

  3、极限参数

  (1)集电极*大允许电流ICM当集电极电流Ic增加到某一数值,引起β值下降到额定值的2/3或1/2,这时的Ic值称为ICM。所以当Ic超过ICM时,虽然不致使管子损坏,但β值显著下降,影响放大质量。

  (2)集电极----基极击穿电压BVCBO当发射极开路时,集电结的反向击穿电压称为BVEBO。

  (3)发射极-----基极反向击穿电压BVEBO当集电极开路时,发射结的反向击穿电压称为BVEBO。

  (4)集电极-----发射极击穿电压BVCEO当基极开路时,加在集电极和发射极之间的*大允许电压,使用时如果Vce>BVceo,管子就会被击穿。

  (5)集电极*大允许耗散功率PCM集电流过Ic,温度要升高,管子因受热而引起参数的变化不超过允许值时的*大集电极耗散功率称为PCM。管子实际的耗散功率于集电极直流电压和电流的乘积,即Pc=Uce×Ic.使用时庆使Pc

  三极管*分类

  1.三极管按生产工艺分:合金型、扩散型、抬面和平面型三极管。

  2.按内部结构分:点接触型和面接触型三极管。

  3.按工作频率分:低频三极管、高频三极管、开关三极管。

  4.按功率分:小功率三极管、**率三极管、大功率三极管

  5.按外形结构分:小功率封装、大功率封装、塑料封装等

  6.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。判别时只要知道基极是P型材料还是N型材料即可。当用万用电表R×1k档时,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。

  7.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。

  8.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。

  三极管*作用

  三极管基本机构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。

  三极管是一种控制元件,三极管的作用非常的大,可以说没有三极管的发明就没有现代信息社会的如此多样化,电子管是他的前身,但是电子管体积大耗电量巨大,现在已经被淘汰。三极管主要用来控制电流的大小,以共发射极接法为例(信号从基极输入,从集电极输出,发射极接地),当基极电压UB有一个微小的变化时,基极电流IB也会随之有一小的变化,受基极电流IB的控制,集电极电流IC会有一个很大的变化,基极电流IB越大,集电极电流IC也越大,反之,基极电流越小,集电极电流也越小,即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多,这就是三极管的电流放大作用。

  刚才说了电流放大是晶体三极管的作用,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*基本的和*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。根据三极管的作用我们分析它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号,当然这种转换仍然遵循能量守恒,它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。当三极管的基极上加一个微小的电流时,在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流,即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化,并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化,这就是三极管的放大作用。三极管的作用还有电子开关,配合其它元件还可以构成振荡器,此外三极管还有稳压的作用。

  三极管*特性曲线

  1、输入特性其特点是 :

  1)当Uce在0-2伏范围内,曲线位置和形状与Uce有关,但当Uce高于2伏后,曲线Uce基本无关通常输入特性由两条曲线(Ⅰ和Ⅱ)表示即可。

  2)当UbeUbeR时,Ib随Ube增加而增加,放大时,三极管工作在较直线的区段。

  3)三极管输入电阻,定义为:rbe=(△Ube/△Ib)Q点,其估算公式为:rbe=rb+(β+1)(26毫伏/Ie毫伏)rb为三极管的基区电阻,对低频小功率管,rb约为300欧。

  2、输出特性

  输出特性表示Ic随Uce的变化关系(以Ib为参数),它分为三个区域:截止区、放大区和饱和区。截止区当Ube<0时,则Ib≈0,发射区没有电子注入基区,但由于分子的热运动,集电集仍有小量电流通过,即Ic=Iceo称为穿透电流,常温时Iceo约为几微安,锗管约为几十微安至几百微安,它与集电极反向电流Icbo的关系是:Icbo=(1+β)Icbo常温时硅管的Icbo小于1微安,锗管的Icbo约为10微安,对于锗管,温度每升高12℃,Icbo数值增加一倍,而对于硅管温度每升高8℃,Icbo数值增大一倍,虽然硅管的Icbo随温度变化更剧烈,但由于锗管的Icbo值本身比硅管大,所以锗管仍然受温度影响较严重的管,放大区,当晶体三极管发射结处于正偏而集电结于反偏工作时,Ic随Ib近似作线性变化,放大区是三极管工作在放大状态的区域。饱和区当发射结和集电结均处于正偏状态时,Ic基本上不随Ib而变化,失去了放大功能。根据三极管发射结和集电结偏置情况,可能判别其工作状态。

  截止区和饱和区是三极管工作在开关状态的区域,三极管和导通时,工作点落在饱和区,三极管截止时,工作点落在截止区。

  三极管*简易测量

  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**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

  三极管*电极和管型的判别

  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,例如:

  3AX 为PNP型低频小功率管 3BX 为NPN型低频小功率管

  3CG 为PNP型高频小功率管 3DG 为NPN型高频小功率管

  3AD 为PNP型低频大功率管 3DD 为NPN型低频大功率管

  3CA 为PNP型高频大功率管 3DA 为NPN型高频大功率管

  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。

  用万用表电阻档判别

  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,约为几百欧~几千欧;而将黑、红两表笔对调,测得电阻均较大,在几百千欧以上,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。

  1. 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。

  2. 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。

  三极管*判断口诀

  三极管的管型及管脚的判别是电子技术初学者的一项基本功,为了迅速掌握测判方法,总结出四句口诀:“三颠倒,找基极;PN结,定管型;顺箭头,偏转大;测不准,动嘴巴。”

  1.三颠倒,找基极 大家知道,三极管是含有两个PN结的半导体器件。根据两个PN结连接方式不同,可以分为NPN型和PNP型两种不同导电类型的三极管。 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。对于指针式万用电表有,其红表笔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**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。

  2.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。

  3.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,由NPN型三极管穿透电流的流向原理,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,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。

  4.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e。其中人体起到直流偏置电阻的作用,目的是使效果更加明显。

  三极管*鉴别

  晶体三极管是电子电路中*常见的器件之一。但是判定三极管的好坏及极性是初学者常碰到的一个难点。利用数字万用表可以判别三极管的极性和好坏。将数字万用表转到二极管挡时,红表笔代表正电极,用红表笔去接三极管的某一管脚(假设是基极),用黑笔分别接另外两个管脚,如果表的液晶屏上两次都显示有零点几的数字(锗管为0.3左右,硅管为0.7左右),则此管应为NPN管,且红表笔所接的那一个管脚是基极。如果两次所显的为“OL”,则红表笔所接的那一个管脚便是PNP型管的基极。

  在判别出管子的型号和基极的基础上,可以再判别发射极和集电极。仍用二极管挡。对于NPN管,���红表笔接其“B”极,黑表笔分别接另两个脚上,两次测得的极间数字中,其值微高的那一极为“E”极,其值低一些的那极为“C”极。如果是PNP管,令黑表笔接其“B”极,同样所得数据高的为“E”极,数据低一些的为“C”极。例如:用红表笔接C9018的中间那个脚(B极),黑表笔分别接另外两个管脚,可得0.719、0.731两个值。其中0.719为“B与“C”之间的测试值,0.731为“D”与“K”之间的测试值。

  判别三极管的好坏时,只要查一下三极管各PN结是否损坏,通过数字万用表测量其发射极、集电极的正向电压和反向电压来判定。如果测得的正向电压与反向电压相似且几乎为零,或正向电压为“OL”,说明三极管已经短路或断路。

  用此法已测得:A1078(PNP)、C3332(NPN)、C9545(NPN)、N222A(NPN)、A733(PNP)、3904、3906及90xx系列,如:9012、9013、9014、9015、9016、9018等晶体管。

  测试的三极管都为TO-92封装。只要环境温度在5℃-35℃的条件下测试都正确。文中的“OL”是指万用表不能正常显示数字时出现的一固定符号,出现什么样的固定符号,要看是使用什么牌子的万用表而定。如有的万用表则会显示一固定符号“1”。本文数据为采用FLUKE数字万用表测得。

  三极管*注意事项

  锗三极管的增益大,频率响应好,尤其适用于低压线路。硅三极管的反向漏电流小,耐压高,温度漂移小,且能在较高的温度下工作和承受较大的功率损耗。

  (1)加到管上的电压极性应正确。PNP管的发射极对其他两电极是正电位,而NPN管则是负电位。

  (2)不论是静态、动态或不稳定态(如电路开启、关闭时),均须防止电流、电压超出*大极限值,也不得有两项或两项以上多数同时达到极限值。

  (3)选用三极管主要应注意极性和下述参数:PCM、ICM、BUCEO、BUEBO、ICBO、β、fT和fβ。因有BUCBO>BUCES>BUCER>BUCEO,因此,只要BUCEO满足要求就可以了。一般高频工作时要求fT=(5~10)f,f为工作频率。开关电路工作时应考虑三极管的开关参数。

  (4)三极管的替换。只要管子的基本参数相同,就能替换,性能高的可替换性能低的。低频小功率管,任何型号的高、低频小功率管都可替换它,但fT不能太高。只要fT符合要求,一般就可以代替高频小功率管,但应选内反馈小的管子,hFE>20即可。对低频大功率管,一般只要PCM、ICM、BUCEO符合要求即可,但应考虑hFE、UCES的影响。应满足电路中有特殊要求的参数(如NF、开关参数)。此外,通常锗、硅管不能互换。

  (5)工作于开关状态的三极管,因BUEBO一般较低,所以应考虑是否要在基极回路加保护线路,以防止发射结击穿;若集电极负载为感性(如继电器的工作线圈),则必须加保护线路(如线圈两端并联续流二极管),以防线圈反电动势损坏三极管。

  (6)管子应避免靠近热元件,减小温度变化和保证管壳散热良好。功率放大管在耗散功率较大时,应加散热板(磨光的紫铜板或铝板)。管壳与散热板应紧密贴牢。散热装置应垂直安装,以利于空气自然对流。