晶体管使用常识

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晶体管也叫“半导体管”。它有许多比电子管好的地方,例如寿命长,用电省,体积小,以及不怕振动等;但晶体管比较脆弱,例如在焊接中稍一不慎就会烫坏。要正确地使用晶体管,必须了解晶体管的特性和用途。这里介绍一些使用晶体管所需要知道的常识,供大家参考。

一、晶体管的种类、用途和电极标志

晶体二极管有点接触型和面接合型两种。前一种作检波用,如2AP1(Д1A)等;后一种作整流用,如ДГЦ—21到ДГЦ—27等。

图1
图1 🔍原图 (364×158)

晶体二极管的两头分正、负极。一般有色点的那一头为正极,另一头为负极(见图1)。如果没有色点,而是玻璃壳的,可以仔细看一看,也能判别,其中连触针的一头为正极;连小金属片的为负极。如果壳外涂有不透明保护层的话,可以用万能表的电阻档来测量判别正负极。要用R×100或R×1000档测量;不可用R×1档或R×10000档,因前者电流太大,后者电压太高,都会损坏晶体二极管。如果量出的电阻为几百欧时,与电表负笔连接的那一头(图2上端)为正极,另一头即是负极。这个电阻一般称为晶体二极管的正向电阻。好的晶体二极管的正向电阻大约为400~1000欧。业余使用,不大过2千欧都还可以用。如果量出的电阻有几百千欧,那么接负表笔的一头是负极,另一头是正极。这时量出的电阻叫反向电阻,一般大约在500千欧以上。

图2
图2 🔍原图 (425×296)

晶体三极管分为高频的、中频的和低频的三种。高频管可用于高频放大、变频、检波和高频振荡等;也可以用作中频放大。中频管可以用作中频放大及检波,也可以用作小功率低放。低频管只能用于低频放大和低频振荡。

国产高频晶体三极管有3AG11~3AG14(П401~П403A)、3AG1~3AG4(2Z301~2Z304),以及3GZ103等。中频管有3AX4(П6Г)等。低频管有3AX1~3AX3(П6A~П6B)、3AX13(2Z171)、 3AX14(2Z172)和2G100等。

晶体三极管有三个电极,所以有三个管脚。管脚的排列方式各类管都不一样,但同一类型的管脚排列方法相同。集电极的符号用c表示;发射极用e表示;基极用b表示(见图3)。三极管还有两类,即PNP和NPN型,它们的构造不同,代表符号也不一样(如图3所示)。一般常见的都是PNP型的。各类晶体三极管的管脚排列法见图4所示,基本上有两种,一种是三脚在一条线上,各脚间距离不等;另一种是三脚间距离相等,三脚排成一条线,或排成三角形,而在管壳上标以红点规定为某电极。

图3
图3 🔍原图 (539×214)
图4
图4 🔍原图 (862×357)

二、晶体管的主要特性参数

1.集电极反向饱和电流I\(_{c}\)0:它是指当发射极开路时,集电极与基极间的反向电流,即集电极接电源负极,基极接正极时(指PNP型)的电流。这个电流愈小愈好。一般好的晶体管约只有几十微安左右。如果太大了工作就不稳定,杂音大。

2.穿透电流I\(_{a}\)0:这是指基极开路时,发射极与集电极之间的电流,这时集电极接电源负极,发射极接正极(也是指PNP型管)。这个电流较Ic0要大些。

3.共基极电流放大系数α:这是指晶体管接成共基极电路且输出端短路时的电流放大系数,即基极——集电极电流(输出电流)与发射极——基极电流(输入电流)之比,参看图5。严格地说,应当用交流测量,为了简单一些,在图中用直流测量,故这样测量结果是不够准确的。一般晶体三极管的α约在0.9~0.97之间。有些特性表上用h\(_{21}\)表示。

图5
图5 🔍原图 (552×307)

4.共发射极电流放大系数β:这是指在共发射极电路中,当输出端短路时,发射极——集电极电流(输出电流)与发射极——基极电流(输入电流)之比,见图6。一般晶体三极管的β约在20~250之间。

图6
图6 🔍原图 (584×335)

5.临界频率f\(_{α}\):这是指在共基极电路中,当工作于这个频率时,其电流放大系数已降到额定值的70%。一般应在这个频率以下工作。

6.最高集电极反向电压:这是指加到集电极的反向电压如果超过这个电压,晶体管就会被击穿。一般集电极电源电压不能超过此电压的一半。

7.最大集电极电流:工作时一般不允许超过这个电流值。但如果集电极电源电压远小于最高允许电压,那么集电极电流可大于这个最大电流值。

三、怎样检查晶体管的好坏

要严格地判断一个晶体管的质量好坏,需要用复杂的、精确的仪器测量晶体管的上述各项特性参数后,才能作出准确的答案。这在业余条件下是很难办到的。所以这里介绍一些用普通仪器,如万能表等检查的方法,可以大致评定晶体三极管的质量。关于晶体二极管在上面已谈过,这里不再重复。

反 向 电 阻 正 向 电 阻

晶体管型号

测量点 欧姆表 一般应有 测量点 欧姆表 一般应有

试笔 阻值 试 笔 阻 值

3AGll 基 极 - 5M以上 基 极 + 200~1K

(П401)等

(高频管) 集电极 + 集电极 -

基 极 - 20~50K 基 极 + 200~1K

发射极 + 发射极 -

3AX1 基 极 - 3M以上 基 极 + 200~1K

(П6A)等

(低频管) 集电极 + 集电极 -

基 极 - 2M以上 基 极 + 200~1K

发射极 + 发射极 -

首先用R×100或R×1000档测量发射结及集电结的正反向电阻。附表上列出了3AG11和3AX1(高、低频)两类晶体三极管的各个正常的正反向电阻值,对其它型管子也可以参考。如果测出的数值与表中相差很远,说明管子有问题。如果有一个正向电阻值接近无限大,则说明该管内部断路。如果有一个反向电阻为零或很小,则该管已被击穿短路。

图7
图7 🔍原图 (502×264)

其次,接成图7电路,测量晶体三极管的放大能力。当K未合上时,欧姆表量出的电阻愈大愈好。一般在几十千欧以上的可用。当按下K时,量出的电阻愈小愈好。一般应在几千欧以内。这两次测出的电阻值相差愈大,说明被测的晶体三极管的放大能力愈大。如果相差很小,或相同,说明这个晶体管放大能力很小或无放大能力。必须注意,作这种测量时,也不能用R×1档或R×10000档,因为前一档电流很大,后一档则因表内有22.5伏高压,晶体管将损坏。

四、装置与焊接时注意事项

晶体管接入电路时,一般并不像电子管那样需要管座,可以像电阻、电容器似地焊接到电路中。晶体三极管的管脚约有30~40毫米长。一般不宜将管脚剪短。为了美观及节省地方,可以把它套上套管,并弯成图8形状(图中只弯了一脚,其它两脚同样处理)。套上套管是防止碰连。如果是装在小型机器内,可以将管脚适当剪短二分之一左右,太短了也不便焊接。装置时,不宜将管脚从根部与管壳弯成90°角,以免晶体管内部结构变形,导使它的特性变化或损坏。

图8
图8 🔍原图 (191×292)

焊接晶体管时间愈短愈好,但为了焊接可靠,应不少于3秒,不多于5秒。电烙铁要用45瓦的,用大烙铁很容易把管子烫坏。焊接时,烙铁应与管子成45°角度(图9);并以平口钳或镊子夹住被焊端附近,不让热量传导至晶体管内部而损坏晶体管。晶体管焊到底板上之前,最好把三根引线头上先上一层锡,然后再往底板上焊。

图9
图9 🔍原图 (385×309)

晶体管从电路中拆下来或焊上去,应先断开电路中的电源;并应先焊开或接入基极,以免万一不慎引起过大基极电流,使集电结过荷损坏。焊接过程中还必须断开机器的地线(例如仪器等的外接地线),并检查电烙铁有否漏电。否则很大的电源电流会通过晶体管入地而烧坏它。

另外,半导体元件一般都有光敏作用,因此不宜破坏晶体管的表面涂层(尤其是玻璃管壳的晶体管)。涂层如有脱落,可以用黑色油漆涂补。晶体管也不宜存放在高温的地方,例如靠近火炉或被日光曝晒。一般存放温度不应高于40℃。

在调整晶体管的偏流时,应在可变电阻的一端串连一只固定电阻,它的阻值应使得可变电阻(或电位器接成两头作可变电阻用)调到零时电路内电流仍不超过允许值。(毛瑞年)