电子设备发生故障的原因往往是由于晶体管的损坏。怎样用好的晶体管置换已损坏的晶体管呢?根据实际经验,建议按以下步骤进行。
首先弄清已坏晶体管的型号
已损坏的晶体管一般都可以从外壳上看出它的型号。此外,也可以从整机电路图上查找与核对其型号。知道了型号以后,便可以从晶体管手册上查找它的主要特性。如果手头上没有手册,也可以根据各国晶体管型号命名方法确定坏晶体管的产地、类别和主要特性,为进行置换工作作好准备。
国产晶体管一般均按我国国家标准GB249—74规定命名。但也有一些厂家生产的晶体管按自己规定的命名法命名。外国晶体管一般均按世界上通用的四种半导体分立器件型号命名法命名,即日本、西欧、美国、苏联半导体分立器件型号命名法。这四种命名法有的本刊已作过介绍,有的即将介绍。但是也有不少外国厂家生产的晶体管按自己规定的命名法命名,这点应该注意。
争取用同型号晶体管进行置换
用同型号的好晶体管去置换损坏的晶体管,是最可靠与最理想的置换方案。不过实现这种方案时,应注意以下的问题:
1.由于晶体管生产厂家不同,同一型号晶体管的主要特性在个别情况下也可能不完全相同。例如我国大多数厂家生产的3DK3型晶体管,其集电极最大耗散功率P\(_{CM}\)=100mW,而也有极个别的厂家生产的3DK3,其PCM=500mW。
2.即便是主要特性都一样的同型号晶体管,有时还要根据它们在电路中的用途和工作条件,选取一定的参数范围,而不能随便拿来一只就去置换。例如,互补推挽输出对管中损坏了一只,另一只的β=60,则用于置换的晶体管除要求其主要特性与原管一致外,还应挑选β≈60的管子。
3.如果坏晶体管的型号为生产厂家按自己规定的命名法命名的,则应用同一厂家的同一型号晶体管进行置换。
用主要特性相同的其它型号晶体管置换
很多情况下不易找到同型号的晶体管供置换用,尤其是进口整机中损坏的晶体管更不易找,这时,只有用主要特性相同的其它型号晶体管置换。置换时,应按以下规则进行:
1.晶体管使用的半导体材料应当相同,即用硅管置换硅管,用锗管置换锗管。
2.晶体管的极性应当相同,即用NPN型管置换NPN型管,用PNP型管置换PNP型管。
3.晶体管的类型应当相同,即低频管置换低频管,高频管置换高频管;小功率管置换小功率管,大功率管置换大功率管等等。但是,一般情况下高频管可以置换低频管,开关管可以置换高频管等。
4.置换时应重点按以下几个参数选择晶体管:
(1)集电极最大耗散功率P\(_{CM}\):一般要选用集电极最大耗散功率相等或较大的晶体管进行置换。但是,经过计算或测试确知其在电路中实际耗散功率远小于原晶体管最大耗散功率时,也可以用集电极最大耗散功率较小的晶体管进行置换。此外应注意晶体管的散热条件置换前后是否有变化。
(2)集电极最大允许电流I\(_{CM}\):一般应当用集电极最大允许电流相等或较大的晶体管进行置换。不过应特别注意,国外不同厂家对集电极最大允许电流的规定依据不同,因此有时差别很大。主要规定依据有以下几种:
(a)集电极引线的最大允许通过的电流值,一般这个数值很大;
(b)根据集电极最大耗散功率的要求,在额定集电极与发射极电压情况下,最大允许通过的集电极电流;
(c)根据晶体管的某些参数如饱和压降、电流放大系数等允许变化范围来确定的集电极最大允许电流。 我国生产的晶体管一般按上述第二种情况确定集电极电流I\(_{CM}\),置换时应该考虑这个情况。
(3)反向耐压:必须使用能够安全承受最高工作电压的晶体管进行置换。工作于线性电路中的晶体管,在基极开路时,其集——射极间的反向击穿电压(BV\(_{CEO}\))应为电路直流电源电压的1.5~2倍以上。工作于开关电路中的晶体管应根据具体电路进行选择。例如,行输出管的反向击穿电压,一般应大于其集电极直流供电电压的8~10倍才较安全。
(4)频率特性应满足电路功能的要求:
一般情况下晶体管的特征频率f\(_{T}\)应大于电路工作频率的5~10倍。工作于开关电路的晶体管,其开关特性应满足电路要求。
(5)特殊要求在置换中也应考虑:
(a)低噪声晶体管,必须用噪声系数(N\(_{F}\))相等或较小的晶体管置换;
(b)具有自动增益控制特性的晶体管,必须用具有相同特性的晶体管置换;
(c)差分对管、推挽对管等,可以同时置换两个晶体管,以保证置换后的对称性:
(6)置换时应选用外形相同或近似的晶体管,保证安装方便和保持良好的散热条件。
个别情况下,如果连主要特性相同而型号不同的晶体管也找不到,那么可以考虑用多个晶体管去置换一个晶体管。例如,2N4975为一个达林顿晶体管,其P\(_{CM}\)=700mW,ICM=1A,BV\(_{CBO}\)=40V,β≥1000。对这样的晶体管如无法找到合适的晶体管去置换,则可用两只3CK10B按达林顿接线方式连接后去置换。对于两个晶体管封装在一起的差分对管,也可以用两个特性对称的晶体管去置换,但是,两管最好共同使用一个散热器,以保持两管温升一致。(张维力)