跟我学识电子元器件(6)——三极管(下)

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2.三极管型号的识别

图1
图1 🔍原图 (283×205)

三极管的型号通常都印在管子的表面。在有些塑料封装的三极管中,由于管面较小,为了打印方便,许多型号通常把通用的前缀去掉,而只打印后面的数字型号。如常用的2SA、2SB、2SC、2SD系列三极管,就常把前面的2S省略。如C1815就表示2SC1815。

另外,有些日本产的塑料小功率晶体管,其型号后面标有“R”,说明其管脚排列与普通管子相反。

表面安装三极管的型号是采用数字或数字和字母混合的代码来表示,不同公司生产的产品代码不一样。


3.三极管引脚的识别

图2
图2 🔍原图 (283×222)

三极管引脚排列位置依其品种、型号及功能等不同而异。要正确使用三极管,首先必须识别出三极管的各个电极。


①用指针式万用表检测

图3
图3 🔍原图 (283×557)

用指针式万用表的R×100或R×1k挡分别测量三极管三个电极中每两个极之间的正、反向电阻值。当用一个表笔接某一电极,而另一个表笔先后接触另外两个电极均测得低阻值时,则第一根表笔所接的那个电极即为基极。这时,要注意万用表表笔的极性,如果红表笔接的是基极b,黑表笔分别接在其他两极时,测得的阻值都较小,则可判定被测三极管为PNP型管;如果黑表笔接的是基极b,红表笔分别接触其他两极时,测得的阻值较小,则被测三极管为NPN型管。

将指针式万用表置于R×100或R×1k挡,红表笔接基极b(PNP三极管),用黑表笔分别接触另外两个管脚时,所测得的两个电阻值会是一个大一些,一个小一些。在阻值小的一次测量中,黑表笔所接管脚为集电极;在阻值较大的一次测量中,黑表笔所接管脚为发射极。

国产中小功率金属封装三极管通常在管壳上有一个小凸片(如图11所示),与该小凸片相邻最近的引脚即为发射极。

大功率金属封装的三极管,其管壳通常为集电极,另外的两个电极则为发射极和基极,在有些管子上,还标出了另外两个电极,以方便使用,如图12所示。

当用万用表R×lk挡测试时,硅管PN结的正向电阻通常小于300Ω,反向电阻大于100kΩ;锗管PN结的正向电阻通常小于100Ω,反向电阻大于50kΩ。

倘若测试结果偏离甚远,就可以认为管子是坏的,例如极间击穿则正反向电阻均为零,若烧断则均为无限大。


②用数字万用表检测

图4
图4 🔍原图 (283×559)

利用数字万用表不仅能判定晶体管电极、测量管子的共发射极电流放大系数hFE,还可鉴别硅管与锗管。由于数字万用表电阻挡的测试电流很小,所以不适用于检测晶体管,应使用二极管挡或者hFE挡进行测试。

将数字万用表拨至二极管挡,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,另一次显示溢出符号“OL”或“1” (视不同的数字万用表而定),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B为止。

在红表笔接基极,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0.600~0.800V,则被测管属于硅NPN型中小功率三极管,其中显示数值较大的一次,黑笔所接的电极为发射极,如在图13和图14所示的测试结果中,图13中黑表笔所接的电极即为发射极; 如果显示屏上的数值都显示为0.400~0.600V,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,黑笔所接的电极为发射极,如在图15和图16所示的测试结果中,图16中黑表笔所接的电极即为发射极; 在红表笔接基极,用黑表笔先后接触其他两个引脚,若两次都显示溢出符号“OL”或“1”(视不同的数字万用表而定),则表明被测管属于硅PNP型三极管,此时数值大的那次,红表笔所接的电极为发射极。

图5
图5 🔍原图 (283×550)
图6
图6 🔍原图 (283×556)

在上述测量过程中,若显示屏上的显示数值都小于0.4V(如图17所示),则被测管属于锗三极管。

一般的贴片三极管从顶端往下看有两边,上边只有一脚的为集电极,下边的两脚分别是基极和发射极,知道这些后,用万用表就不难区分了;当然是指三极管好的情况。如果三极管坏的,还要结合它的偏置电路判定它是NPN型还是PNP型。


4.三极管h\(^{FE}\)的测量

图10
图10 🔍原图 (897×73)

h\(^{FE}\)是三极管的直流电流放大系数,用数字万用表可以方便地测出三极管的hFE值。将数字万用表置于h\(^{FE}\)挡。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h\(^{FE}\)值,如图18所示。

三、三极管的主要参数

晶体管的主要参数有电流放大系数、耗散功率、频率特性、集电极最大电流、最大反向电压、反向电流等。


1.电流放大系数

电流放大系数也称电流放大倍数,用来表示晶体管放大能力。根据晶体管工作状态的不同,电流放大系数又分为直流电流放大系数和交流电流放大系数。


①直流电流放大系数。
直流电流放大系数也称静态电流放大系数或直流放大倍数,是指在静态无变化信号输入时,晶体管集电极电流I\(^{C}\)与基极电流I\(^{B}\)的比值,一般用h\(^{FE}\)或β表示。


②交流电流放大系数。
交流电流放大系数也称动态电流放大系数或交流放大倍数,是指在交流状态下,晶体管集电极电流变化量△I\(^{C}\)与基极电流变化量△I\(^{B}\)的比值,一般用h\(^{fe}\)或β表示。由于工艺上的原因,即使同一批次生产的同型号的三极管,其β值也可能不同。

β值的标示方法通常有色标法和字母法两种。

色标法即在三极管的顶面点上不同的色点(如图19所示)表示不同的β值。不同色点所代表的含义如表2所示。

h\(^{FE}\)与β既有区别又关系密切,这两个参数值在低频时较接近,在高频时有一些差异。

字母法即是在三极管的型号后面缀上不同的字母表示不同的β值,由于篇幅所限,在此就不再介绍这部分的内容。


2.耗散功率

耗散功率也称集电极最大允许耗散功率P\(^{CM}\),是指三极管参数变化不超过规定允许值时的最大集电极耗散功率。

耗散功率与三极管的最高允许结温和集电极最大电流有密切关系。三极管在使用时,其实际功耗不允许超过P\(^{CM}\)值,否则会造成晶体管因过载而损坏。

通常将耗散功率P\(^{CM}\)小于1W的晶体管称为小功率晶体管,P\(^{FE}\)等于或大于1W、小于5W的晶体管被称为中功率晶体管,将P\(^{CM}\)等于或大于5W的晶体管称为大功率晶体管。


3.频率特性

晶体管的电流放大系数与工作频率有关。若晶体管超过了其工作频率范围,则会出现放大能力减弱甚至失去放大作用。

晶体管的频率特性参数主要包括特征频率fT和最高振荡频率f\(^{M}\)等。

特征频率f\(^{T}\)。晶体管的工作频率超过截止频率f\(^{β}\)或f\(^{α}\)时,其电流放大系数β值将随着频率的升高而下降。特征频率是指β值降为1时晶体管的工作频率。

最高振荡频率f\(^{M}\)。最高振荡频率是指晶体管的功率增益降为1时所对应的频率。通常,高频晶体管的最高振荡频率低于共基极截止频率f\(^{α}\),而特征频率fT则高于共基极截止频率f\(^{α}\)、低于共集电极截止频率f\(^{β}\)。


4.集电极最大电流I\(^{CM}\)

集电极最大电流是指三极管集电极所允许通过的最大电流。当晶体管的集电极电流I\(^{C}\)超过I\(^{CM}\)时,晶体管的β值等参数将发生明显变化,影响其正常工作,甚至还会损坏。


5.最大反向电压

最大反向电压是指晶体管在工作时所允许施加的最高工作电压。它包括集电极-发射极反向击穿电压、集电极-基极反向击穿电压和发射极-基极反向击穿电压。

集电极-发射极反向击穿电压。该电压是指当晶体管基极开路时,其集电极与发射极之间的最大允许反向电压,一般用V\(^{CEO}\)或BV\(^{CEO}\)表示。

集电极-基极反向击穿电压。该电压是指当晶体管发射极开路时,其集电极与基极之间的最大允许反向电压,用V\(^{CBO}\)或BV\(^{CBO}\)表示。

发射极-基极反向击穿电压。该电压是指当晶体管的集电极开路时,其发射极与基极之间的最大允许反向电压,用VEBO或BV\(^{EBO}\)表示。


6.反向电流

晶体管的反向电流包括其集电极-基极之间的反向电流I\(^{CBO}\)和集电极-发射极之间的反向击穿电流I\(^{CEO}\)。

集电极-基极之间的反向电流I\(^{CBO}\)。I\(^{CBO}\)也称集电结反向漏电电流,是指当晶体管的发射极开路时,集电极与基极之间的反向电流。I\(^{CBO}\)对温度较敏感,该值越小,说明晶体管的温度特性越好。

集电极-发射极之间的反向击穿电流I\(^{CEO}\)。I\(^{CEO}\)是指当晶体管的基极开路时,其集电极与发射极之间的反向漏电电流,也称穿透电流。此电流值越小,说明晶体管的性能越好。

(文/赵理科 辛然)