晶体管元件的识别
晶体管(二、三极管)器件识别
学习实践基本要求
1.学会用万用表判别晶体管的管脚和类型。
2.学习用图示仪测量晶体管的特性及主要参数。
(一)、常用晶体管的分类知识(略,可参见相关中外晶体管参数手册)
(二)、用万用表判别晶体管管脚和类型的原理及检测方法
判别管脚和类型时,使用万用表的电阻挡测试。万用表电阻挡等效电路如图2-1所示。其中E0为表内电源电压,R0为等效电阻,不同电阻挡等效内阻各不相同。
万用表R⨯1,R⨯l0,R⨯l00,R⨯lk挡时,一般Eo=1.5V。R⨯l0k挡时,该挡电压为Eo=15V,采用该档测晶体管,易损坏管子。测试小功率晶体管时,一般选R⨯l00Ω,R⨯lk档。
图2—1 万用表电阻挡等效电路
1、用万用表判别二极管
用黑表笔(电源正极)接二极管阳极,红表笔(电源负极)接二极管阴极时,二极管正向导通;反之,二极管反向截止。正向导通电阻约几百欧,反向电阻约几百千欧以上。阻值在这个范围内,说明管子是好的;如果正向和反向电阻均为无穷大,则表明二极管内部断开;如果正向和反向电阻均为零,说明二极管内部短路;如果正、反向电阻接近,则二极管性能严重恶化。
(a)NPN型 (b)PNP型
图2-2 晶体三极管等效图
2、用三用表判别三极管的管脚和类型
(1) 先判别基极b
三极管可等效为两个背靠背连接的二极管。如图2—2所示。
根据PN
结单向导电原理:基—集,基—射结正向导通电阻均较小,反向电阻均较大,很容易把基极判别出
来。现以NPN管为例。
基极
基极
(a) NPN管 (b) PNP管
图2-3 判别三极管基极和类型
测量时,先假设某一管脚为“基极b”,用黑表笔接假设的“基极b”,红表笔分别接其余两个管脚,如图2—3所示,若阻值均较小,再将黑红笔对调(即红笔接假设的基极),重复测量一次,若阻值均较大,则原先假设的基极是正确的.如果两次测得的阻值是一大一小,则假设的基极是错误的,这时应重新假设基极,重新测量。
(2) 判别管子类型
由上面判别基极的结果,同时可知管子类型。如用黑笔(电池正极)接管子基极,红笔(电池负极)分别接其余两脚时,电阻值均较小,由PN结单向导电原理知道,基极是P区,集电极和发射极是N区,故为NPN管。反之,红笔接基极,黑笔分别接c、e极,电阻值均较小,则是PNP管。
(3) 判别集电极C
在已知基极b和管子类型的基础上,进而可判别集电极“由共射极单管放大原理可知;对NPN管而言,当集电极接电源正极,发射极接电源负极,若给基极提供一个合适的偏流时,三极管就处在放大导通状态,IC较大。 测量时,先假设一个管脚为集电极“C”,用手指把基极和假设的集电极“C”捏紧,人体电阻相当于基极偏置电阻Rb,注意不要使两管脚直接接触.用黑笔接“C”,红笔接“e”,读出其阻值;然后再与上述假设相反测量一次,比较两次阻值大小,若第一次阻值小,则第一次假设的集电极是正确的,另一管脚就是发射极。测量电路如图2-4所示。
对PNP管,测试时只需将表笔对调即可,请读者自己分析。图2-5为常用晶体管引脚与极性分布图。
图2-4 判别三极管集电极
图2-5 常用三极管管脚排列规律
(三)半导体二极管的选用原则
通常小功率锗二极管的正向电阻值为300-500Ω,硅管为1kΩ或更大些。锗管反向电阻为几十千欧,硅管反向电阻在500kΩ以上(大功率二极管的数值要大得多)。正反向电阻差值越大越好。
点接触二极管的工作频率高,不能承受较高的电压和通过较大的电流,多用于检波、小电流整流或高频开关电路。面接触二极管的工作电流和能承受的功率都较大,但适用的频率较低.多用于整流、稳压、低频开关电路等方面。
选用整流二极管时,既要考虑正向电压,也要考虑反向饱和电流和最大反向电压。选用检波二极管时,要求工作频率高,正向电阻小,以保证较高的工作效率,特性曲线要好,避免引起过大的失真。
(四)半导体三极管的选用原则
选用晶体管一要符合设备及电路的要求,二要符合节约的原则。根据用途的不同,一般应考虑以下几个因素:工作频率、集电极电流、耗散功率、电流放大系数、反向击穿电压、稳定性及饱和压降等。这些因素又具有相互制约的关系,在选管时应抓住主要矛盾,兼顾次要因素。
低频管的特征频率fT一般在2.5MHz以下,而高频管的fT都从几十兆赫到几百兆赫甚至更高。选管时应使fT为工作频率的3~10倍。原则上讲,高频管可以代换低频管,但是高频管的功率一般都比较小,动态范围窄,在代换时应注意功率条件。
一般希望β选大一些,但也不是越大越好。β太高了容易引起自激振荡,何况一般β高的管子工作多不稳定,受温度影响大。通常β多选40~100之间,但低噪声高β值的管子(如1815、9011~9015等),β值达数百时温度稳定性仍较好。另外,对整个电路来说还应该从各级的配合来选择β。例如前级用β高的,后级就可以用β较低的管子;反之,前级用β较低的,后级就可以用β较高的管子。
集电极—发射极反向击穿电压UCEO应选得大于电源电压。穿透电流越小,对温度的稳定性越好。普通硅管的稳定性比锗管好得多,但普通硅管的饱和压降较锗管为大,在某些电路中会影响电路的性能,应根据电路的具体情况选用。选用晶体管的耗散功率时应根据不同电路的要求留有一定的余量。
对高频放大、中频放大、振荡器等电路用的晶体管,应选用特征频率较高、极间电容较小的晶体管,以保证在高频情况下仍有较高的功率增益和稳定性。
二、集成电路基本选用常识
集成电路块IC是封在单个封装件中的一组互连电路。装在陶瓷衬底上的分立元件或电路,有时还和单个集成电路连在一起,称为混合集成电路。把全部元件和电路成型在单片晶体硅材料上称单片集成电路。单片集成电路现在已成为最普及的集成电路形式,它可以封装成各种类型的固态器件,也可以封装成特殊的集成电路。
通用集成电路分为模拟(线性)和数字两大类。模拟电路根据输入的各种电平,在输出端产生各种相应的电平;而数字电路是开关器件,以规定的电平响应导通和截止。有时候集成电路标有LM(线性类型)或DM(数字类型)符号。
集成电路都有二或三个电源接线端:用Vcc、VDD、Vss,+V、-V或GND来表示。这是一般应用所需要的。 双列直插式是集成电路最通用的封装形式。其引脚标记有半圆形豁口、标志线、标志圆点等,一般由半圆形豁口就可以确定各引脚的位置。
(一)使用TTL集成电路与CMOS集成电路的注意事项
(1)使用TTL集成电路注意事项
① TTL集成电路的电源电压不能高于+5.5V。使用时不能将电源与地颠倒错接,否则将会因为过大电流而造成器件损坏。
② 电路的各输入端不能直接与高于+5.5 V和低于-0.5 V的低内阻电源连接,因为低内阻电源能提供较大的电流,导致器件过热而烧坏。
③输出端不允许与电源或地短路。否则可能造成器件损坏。但可以通过电阻与地相连高输出电平。
④在电源接通时,不要移动或插入集成电路,因为电流的冲击可能会造成其永性
损坏。
(2) 使用CMOS电路的注意事项
CMOS集成电路由于输入电阻很高,因此极易接受静电电荷。为了防止产生静电击穿,生产CMOS时,在输入端都要加上标准保护电路,但这并不能保证绝对安全,因此使用CMOS集成电路时,必须采取以下预防措施。
① 存放CMOS集成电路时要屏蔽,一般放在金属容器中,也可以用金属箔将引脚短路。
②焊接CMOS集成电路时,一般用20W内热式电烙铁,而且烙铁要有良好的接地线。也可以利用电烙铁断电后的余热快速焊接。禁止在电路通电的情况下焊接。
③调试CMOS电路时,如果信号电源和电路板用两组电源,则刚开机时应先接通电路板电源,后开信号源电源。关机时则应先关信号源电源,后断电路板电源。即在CMOS本身还没有接通电源的情况下,不允许有输入信号输入。