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三极管的识别与检测

晶体三极管的识别和检测晶体三极管又称半导体三极管,简称晶体管或三极管。

在三极管内,有两种载流子:电子与空穴,它们同时参与导电,故晶体三极管又称为双极型晶体三极管,它的基本功能是具有电流放大作用。

一、结构NPN和PNP型两类三极管的结构如图。

它有两个PN结(分别称为发射结和集电结),三个区(分别称为发射区、基区和集电区),从三个区域引出三个电极(分别称为发射极e、基极b和集电极c)。

发射极的箭头方向代表发射结正向导通时的电流的实际流向。

为了保证三极管具有良好的电流放大作用,在制造三极管的工艺过程中,必须作到:①使发射区的掺杂浓度最高,以有效地发射载流子;②使基区掺杂浓度最小,且区最薄,以有效地传输载流子;③使集电区面积最大,且掺杂浓度小于发射区,以有效地收集载流子。

半导体三极管亦称双极型晶体管,其种类非常多。

按照结构工艺分类,有PNP和NPN型;按照制造材料分类,有锗管和硅管;按照工作频率分类,有低频管和高频管;一般低频管用以处理频率在3MHz以下的电路中,高频管的工作频率可以达到几百兆赫。

按照允许耗散的功率大小分类,有小功率管和大功率管;一般小功率管的额定功耗在1W以下,而大功率管的额定功耗可达几十瓦以上。

1、共射电流放大系数β:β值一般在20~200,它是表征三极管电流放大作用的最主要的参数。

2、反向击穿电压值U(BR)CEO:指基极开路时加在c、e两端电压的最大允许值,一般为几十伏,高压大功率管可达千伏以上。

3、最大集电极电流I CM :指由于三极管集电极电流I C过大使β值下降到规定允许值时的电流(一般指β值下降到2/3正常值时的I C值)。

实际管子在工作时超过I CM并不一定损坏,但管子的性能将变差。

4、最大管耗P CM :指根据三极管允许的最高结温而定出的集电结最大允许耗散功率。

在实际工作中三极管的I C与U CE的乘积要小于P CM值,反之则可能烧坏管子。

5、穿透电流I CEO:指在三极管基极电流I B=0时,流过集电极的电流I C。

它表明基极对集电极电流失控的程度。

小功率硅管的I CEO约为0.1mA,锗管的值要比它大1000倍,大功率硅管的I CEO约为mA数量级。

6、特征频率f T:指三极管的β值下降到1时所对应的工作频率。

f T的典型值约在100~1000MHz之间,实际工作频率。

二、半导体器件的命名方法1.中国半导体器件的命名法根据中华人民共和国国家标准,半导体器件型号由五部分组成,其每一部分的含义见表2-15。

表2-15 国产半导体器件的型号命名方法第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用数字表示器件的电极数目用汉语拼音字母表示器件的材料和极性用汉语拼音字母表示器件的类别用数字表示器件序号用汉语拼音字母表示规格号符号意义符号意义符号意义4 52 二极管 ABCD N型锗材料P型锗材料N型硅材料P型硅材料PVWCZLSNUK普通管微波管稳压管参量管整流管整流堆隧道管阻尼管光电器件开关管3 三极管 ABCDE PNP型锗材料NPN型锗材料PNP型硅材料NPN型硅材料化合物材料XGDAUK低频小功率管(f T>3MHz,P C<1W)高频小功率管(f T≥3MHz,P C<1W)低频大功率(f T≤3MHz,P C≥1W)高频大功率(f T≥3MHz,P C≥1W)光电器件开关管IYBJ可控整流器体效应器件雪崩管阶跃恢复管CSBTFHPINJG场效应器件半导体特殊器件复合管PIN型管激光器件例如: 3AD50C表示低频大功率PNP型锗管;3DG6E表示高频小功率NPN型硅管。

2. 美国半导体器件命名法根据美国电子工业协会(EIA)规定的半导体器件型号命名方法如表2-16所示。

表2-16 美国半导体器件型号的命名法第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用符号表示器件的等级用数字表示PN结数目用字母表示材料用数字表示器件登记序号用字母表示同一器件的不同档次符号意义符号意义符号意义符号意义符号意义J 军品 1 二极管N 表示不加热即半导体器件2~4位数字登记顺序号A、B、C…表示器件改进型无非军品2 三极管3 四极管例如: 1N4148表示开关二极管,2N3464表示高频大功率NPN型硅管。

3.日本半导体器件命名法表2-17 日本半导体器件命名法第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用数字表示器件的电极数目用字母表示半导体器件用拉丁字母表示器件的结构和类型用2~3位数字表示器件登记顺序号用拉丁字母表示同一种型号器件的改进型符号意义符号意义符号意义0 光电器件S 半导体器件1 二极管A 高频PNP型三极管快速开关三极管2 三极管 B 低频大功率PNP管3 有三个PN结的器件C 高频及快速开关NPN三极管D 低频大功率NPN管F P控制极可控硅G N控制极可控硅H N基极单结管J P沟道场效应管K N沟道场效应管M 双向可控硅例如: 2SA53表示高频PNP型三极管,1S92表示半导体二极管。

4.欧洲半导体器件命名法由于目前欧洲各国没有明确统一的标准半导体器件型号命名法,故他们大都使用国际电子联合会的标准。

半导体器件的型号一般由四部分组成,其基本含义如表2-18。

表2-18 欧洲半导体器件命名法第一部分第二部分第三部分第四部分用字母表示器件使用的材料用字母表示器件的类型及主要特性用数字或字母加数字表示登记号用字母表示对同一型号器件的改进符号意义符号意义符号意义符号意义符号意义A 锗材料 A 检波二极管、开关二极管、混频二极管P 光敏器件三位数字代表半导体器件的登记序号(同一类型器件使用一个登记号)ABCDE表示同一型号的半导体器件在某一参数方面的分档标志B 硅材料B变容二极管Q 发光器件C 砷化镓 C 低频小功率三极管R 小功率可控硅D 锑化铟 D 低频大功率三极管S 小功率开关管R 复合材料E 隧道二极管T 大功率可控硅F 高频小功率三极管U 大功率开关管一个字母二位数字代表专用半导体器件的登记序号(同一类型器件使用一个登记号)G 复合器件、其他器件X 倍增二极管H 磁敏二极管Y 整流二极管K 霍尔器件Z 稳压二极管L 高频大功率三极管补充说明:欧洲半导体器件型号除以上基本组成部分外,为进一步标明器件的特性,或对器件进一步分类,有时还加有后缀,后缀用破折号与基本部分分开。

常见的后缀有以下几种。

(1)稳压二极管型号后缀的第一部分是一个字母,用来表示器件标称稳定电压值的允许误差范围。

其代表的意义如表2-19。

表2-19 稳压二极管后缀字母的含义符号 A B C D E 允许误差% ±1 ±2 ±5 ±10 ±20后缀的第二部分是数字,表示稳压二极管的标称稳定电压的整数值;后缀的第三部分是字母V,代表小数点,字母V之后的数字为稳压管标称稳定电压的小数值。

(2)整流二极管和可控硅型号的后缀是数字,表示其最大反向电压值,单位是伏。

例如BZY88-C9V1表示标称稳压值是9.1V、精度为±5%的硅稳压二极管;BTX64-200表示反向耐压为200V的大功率可控硅;BU406D表示大功率硅开关三极管。

三、几种常用半导体三极管的性能1. 常用小功率半导体三极管 ,常用小功率半导体三极管的特性见表2-20。

表2-20 常用小功率半导体三极管特性型号极限参数直流参数交流参数类型P CM(mW)I CM(mA)V(BR)CEO(V)I CEO(uA)V CE(sat)(V)βf T(MHz)C ob(pF)CS9011300 100 18 0.05 0.3 28150 3.5 NPN 39E F G H I54 72 97 132CS9012EFG H 600 500 25 0.5 0.664150 PNP7896118144CS9013EFG H 400 500 25 0.5 0.664150 NPN7896118144CS9014300 100 18 0.05 0.3 60150 NPN 60A B C D 100 200 400CS9015AB C D 310600 100 18 0.050.5 60 50 6PNP0.760100100200400CS9016 310 25 20 0.05 0.3 28~97500 NPNCS9017 310 100 12 0.05 0.528~72600 2 NPNCS9018 310 100 12 0.05 0.528~72700 NPN8050 1000 1500 2585~300100 NPN8550 1000 1500 2585~300100 PNP2.常用大功率三极管大功率三极管具有输出功率大、反向耐压高等特点,主要用于功率放大、电源变换、低频开关等电路中。

常用的大功率三极管型号及特性如表2-21所示。

表2-21 常用大功率三极管的主要参数型号极限参数直流参数交流参数NPN PNP P CM(W) I CM(A) U(BR)CEO(V) βf M(MHz)2N5758 2N6226150 6 100 25~10012N5759 2N6227 120 20~80 2N5760 2N6228 140 15~602N6058 2N8053100 8 60≥1000 42N8058 2N8054 802N3713 2N3789150 10 60≥15 42N3714 2N3790 802N5832 2N6228 100 25~1001 2N5633 2N6230 120 20~802N5634 2N6231 140 15~602N6282 2N6285 6020 60 750~18k 42N5303 2N5745 140 80 15~60 200 2N6284 2N6287 160 100 750~18k 42N5031 2N4398200 30 4015~60 22N5032 2N4399 602N6327 2N6330 806~30 3 2N6328 2N6331 100四、半导体三极管的正确使用1.半导体三极管的管脚判别在安装半导体三极管之前,首先搞清楚三极管的管脚排列。

一方面可以通过查手册获得,另一方面也可利用电子仪器进行测量,下面讲一下利用万用表判定三极管管脚的方法。

首先判定PNP型和NPN型晶体管:用万用表的R×1k(或R×100)档,用黑表笔接三极管的任一管脚,用红表笔分别接其他两管脚。

若表针指示的两阻值均很大,那么黑表笔所接的那个管脚是PNP型管的基极;如果万用表指示的两个阻值均很小,那么黑表笔所接的管脚是NPN型的基极;如果表针指示的阻值一个很大,一个很小,那么黑表笔所接的管脚不是基极。

需要新换一个管脚重试,直到满足要求为止。

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