【導讀】眾所周知,三極管具有基極、集電極、發(fā)射極三極,另外還有NPN型還有PNP型,那么如何用最快的方法進行三極管測量來確認三極管的管腳和管型。另外,三極管的工作狀態(tài)是否可以通過三極管測量進行判斷?以下整理了老司機們到底如何進行三極管測量。
欲先善其事必先利其器:三極管到底有啥管型和管腳
半導體三極管也稱為晶體三極管,可以說它是電子電路中最重要的器件。它最主要的功能是電流放大和開關作用。三極管顧名思義具有三個電極。二極管是由一個PN結構成的,而三極管由兩個PN結構成,共用的一個電極成為三極管的基極(用字母b表示)。其他的兩個電極成為集電極(用字母c表示)和發(fā)射極(用字母e表示)。由于不同的組合方式,形成了一種是NPN型的三極管,另一種是PNP型的三極管。三極管的種類很多,并且不同型號各有不同的用途。三極管大都是塑料封裝或金屬封裝,常見三極管的外觀,有一個箭頭的電極是發(fā)射極,箭頭朝外的是NPN型三極管,而箭頭朝內(nèi)的是PNP型。實際上箭頭所指的方向是電流的方向。
電子制作中常用的三極管有90×&TImes;系列,包括低頻小功率硅管9013(NPN)、9012(PNP),低噪聲管9014(NPN),高頻小功率管9018(NPN)等。它們的型號一般都標在塑殼上,而樣子都一樣,都是TO-92標準封裝。在老式的電子產(chǎn)品中還能見到3DG6(低頻小功率硅管)、3AX31(低頻小功率鍺管)等,它們的型號也都印在金屬的外殼上。我國生產(chǎn)的晶體管有一套命名規(guī)則,電子工程技術人員和電子愛好者應該了解三極管符號的含義。符號的第一部分“3”表示三極管。符號的第二部分表示器件的材料和結構:A——PNP型鍺材料;B——NPN型鍺材料;C——PNP型硅材料;D——NPN型硅材料。符號的第三部分表示功能:U——光電管;K——開關管;X——低頻小功率管;G——高頻小功率管;D——低頻大功率管;A——高頻大功率管。另外,3DJ型為場效應管,BT打頭的表示半導體特殊元件。
三極管電極和管型的基礎判別方法
(1) 目測法
① 管型的判別
一般,管型是NPN還是PNP應從管殼上標注的型號來辨別。依照部頒標準,三極管型號的第二位(字母),A、C表示PNP管,B、D表示NPN管,例如:
3AX 為PNP型低頻小功率管 3BX 為NPN型低頻小功率管
3CG 為PNP型高頻小功率管 3DG 為NPN型高頻小功率管
3AD 為PNP型低頻大功率管 3DD 為NPN型低頻大功率管
3CA 為PNP型高頻大功率管 3DA 為NPN型高頻大功率管
此外有國際流行的9011 ~ 9018系列高頻小功率管,除9012和9015為PNP管外,其余均為NPN型管。
② 管極的判別
常用中小功率三極管有金屬圓殼和塑料封裝(半柱型)等外型,圖T305介紹了三種典型的外形和管極排列方式。
(2) 用萬用表電阻檔判別
三極管內(nèi)部有兩個PN結,可用萬用表電阻檔分辨e、b、c三個極。在型號標注模糊的情況下,也可用此法判別管型。
① 基極的判別
判別管極時應首先確認基極。對于NPN管,用黑表筆接假定的基極,用紅表筆分別接觸另外兩個極,若測得電阻都小,約為幾百歐~幾千歐;而將黑、紅兩表筆對調(diào),測得電阻均較大,在幾百千歐以上,此時黑表筆接的就是基極。PNP管,情況正相反,測量時兩個PN結都正偏的情況下,紅表筆接基極。 實際上,小功率管的基極一般排列在三個管腳的中間,可用上述方法,分別將黑、紅表筆接基極,既可測定三極管的兩個PN結是否完好(與二極管PN結的測量方法一樣),又可確認管型。
② 集電極和發(fā)射極的判別
確定基極后,假設余下管腳之一為集電極c,另一為發(fā)射極e,用手指分別捏住c極與b極(即用手指代替基極電阻Rb)。同時,將萬用表兩表筆分別與c、e接觸,若被測管為NPN,則用黑表筆接觸c極、用紅表筆接e極(PNP管相反),觀察指針偏轉角度;然后再設另一管腳為c極,重復以上過程,比較兩次測量指針的偏轉角度,大的一次表明IC大,管子處于放大狀態(tài),相應假設的c、e極正確。
三極管的管型和管腳究極判斷大法:四句口訣
關于三極管的管型和管腳江湖一直傳言著這樣的四句口訣:“三顛倒,找基極;PN結,定管型;順箭頭,偏轉大;測不準,動嘴巴。”下面是其詳細講解部分。
一、三顛倒,找基極
大家知道,貼片三極管是含有兩個PN結的半導體器件。根據(jù)兩個PN結連接方式不同,可以分為NPN型和PNP型兩種不同導電類型的貼片三極管。
測試貼片三極管要使用萬用電表的歐姆擋,并選擇R×100或R×1k擋位。對于指針式萬用電表有,其紅表筆所連接的是表內(nèi)電池的負極,黑表筆則連接著表內(nèi)電池的正極。假定我們并不知道被測貼片三極管是NPN型還是PNP型,也分不清各管腳是什么電極。測試的第一步是判斷哪個管腳是基極。這時,我們?nèi)稳蓚€電極(如這兩個電極為1、2),用萬用電表兩支表筆顛倒測量它的正、反向電阻,觀察表針的偏轉角度;接著,再取1、3兩個電極和2、3兩個電極,分別顛倒測量它們的正、反向電阻,觀察表針的偏轉角度。在這三次顛倒測量中,必然有兩次測量結果相近:即顛倒測量中表針一次偏轉大,一次偏轉??;剩下一次必然是顛倒測量前后指針偏轉角度都很小,這一次未測的那只管腳就是我們要尋找的基極。
二、PN結,定管型
找出貼片三極管的基極后,我們就可以根據(jù)基極與另外兩個電極之間PN結的方向來確定管子的導電類型。將萬用表的黑表筆接觸基極,紅表筆接觸另外兩個電極中的任一電極,若表頭指針偏轉角度很大,則說明被測貼片三極管為NPN型管;若表頭指針偏轉角度很小,則被測管即為PNP型。
三、順箭頭,偏轉大
找出了基極b,另外兩個電極哪個是集電極c,哪個是發(fā)射極e呢?這時我們可以用測穿透電流ICEO的方法確定集電極c和發(fā)射極e。
(1)對于NPN型貼片三極管,由NPN型貼片三極管穿透電流的流向原理,用萬用電表的黑、紅表筆顛倒測量兩極間的正、反向電阻Rce和Rec,雖然兩次測量中萬用表指針偏轉角度都很小,但仔細觀察,總會有一次偏轉角度稍大,此時電流的流向一定是:黑表筆→c極→b極→e極→紅表筆,電流流向正好與貼片三極管符號中的箭頭方向一致,所以此時黑表筆所接的一定是集電極c,紅表筆所接的一定是發(fā)射極e。
(2)對于PNP型的貼片三極管,道理也類似于NPN型,其電流流向一定是:黑表筆→e極→b極→c極→紅表筆,其電流流向也與貼片三極管符號中的箭頭方向一致,所以此時黑表筆所接的一定是發(fā)射極e,紅表筆所接的一定是集電極c。
四、測不出,動嘴巴
若在“順箭頭,偏轉大”的測量過程中,若由于顛倒前后的兩次測量指針偏轉均太小難以區(qū)分時,就要“動嘴巴”了。具體方法是:在“順箭頭,偏轉大”的兩次測量中,用兩只手分別捏住兩表筆與管腳的結合部,用嘴巴含住(或用舌頭抵住)基電極b,仍用“順箭頭,偏轉大”的判別方法即可區(qū)分開集電極c與發(fā)射極e。其中人體起到直流偏置電阻的作用,目的是使效果更加明顯。
利用三極管測量判斷三極管性能
1、已知型號和管腳排列的三極管,可按下述方法來判斷其性能好壞
(1)測量極間電阻。將萬用表置于R×100或R×1K擋,按照紅、黑表筆的六種不同接法進行測試。其中,發(fā)射結和集電結的正向電阻值比較低,其他四種接法測得的電阻值都很高,約為幾百千歐至無窮大。但不管是低阻還是高阻,硅材料三極管的極間電阻要比鍺材料三極管的極間電阻大得多。
(2)三極管的穿透電流ICEO的數(shù)值近似等于管子的倍數(shù)β和集電結的反向電流ICBO的乘積。ICBO隨著環(huán)境溫度的升高而增長很快,ICBO的增加必然造成ICEO的增大。而ICEO的增大將直接影響管子工作的穩(wěn)定性,所以在使用中應盡量選用ICEO小的管子。通過用萬用表電阻直接測量三極管e-c極之間的電阻方法,可間接估計ICEO的大小,具體方法如下:萬用表電阻的量程一般選用R×100或R×1K擋,對于PNP管,黑表管接e極,紅表筆接c極,對于NPN型三極管,黑表筆接c極,紅表筆接e極。要求測得的電阻越大越好。e-c間的阻值越大,說明管子的ICEO越?。环粗?,所測阻值越小,說明被測管的ICEO越大。一般說來,中、小功率硅管、鍺材料低頻管,其阻值應分別在幾百千歐、幾十千歐及十幾千歐以上,如果阻值很小或測試時萬用表指針來回晃動,則表明ICEO很大,管子的性能不穩(wěn)定。
(3)測量放大能力(β)。目前有些型號的萬用表具有測量三極管hFE的刻度線及其測試插座,可以很方便地測量三極管的放大倍數(shù)。先將萬用表功能開關撥至?擋,量程開關撥到ADJ位置,把紅、黑表筆短接,調(diào)整調(diào)零旋鈕,使萬用表指針指示為零,然后將量程開關撥到hFE位置,并使兩短接的表筆分開,把被測三極管插入測試插座,即可從hFE刻度線上讀出管子的放大倍數(shù)。 另外:有此型號的中、小功率三極管,生產(chǎn)廠家直接在其管殼頂部標示出不同色點來表明管子的放大倍數(shù)β值,其顏色和β值的對應關系如表所示,但要注意,各廠家所用色標并不一定完全相同。
2、檢測判別電極
(1)判定基極。用萬用表R×100或R×1k擋測量三極管三個電極中每兩個極之間的正、反向電阻值。當用第一根表筆接某一電極,而第二表筆先后接觸另外兩個電極均測得低阻值時,則第一根表筆所接的那個電極即為基極b。這時,要注意萬用表表筆的極性,如果紅表筆接的是基極b。黑表筆分別接在其他兩極時,測得的阻值都較小,則可判定被測三極管為PNP型管;如果黑表筆接的是基極b,紅表筆分別接觸其他兩極時,測得的阻值較小,則被測三極管為NPN型管。 (2)判定集電極c和發(fā)射極e。(以PNP為例)將萬用表置于R×100或R×1K擋,紅表筆基極b,用黑表筆分別接觸另外兩個管腳時,所測得的兩個電阻值會是一個大一些,一個小一些。在阻值小的一次測量中,黑表筆所接管腳為集電極;在阻值較大的一次測量中,黑表筆所接管腳為發(fā)射極。
3、判別高頻管與低頻管 高頻管的截止頻率大于3MHz,而低頻管的截止頻率則小于3MHz,一般情況下,二者是不能互換的。
4、在路電壓檢測判斷法
(1)在實際應用中、小功率三極管多直接焊接在印刷電路板上,由于元件的安裝密度大,拆卸比較麻煩,所以在檢測時常常通過用萬用表直流電壓擋,去測量被測三極管各引腳的電壓值,來推斷其工作是否正常,進而判斷其好壞。
(2)大功率晶體三極管的檢測 利用萬用表檢測中、小功率三極管的極性、管型及性能的各種方法,對檢測大功率三極管來說基本上適用。但是,由于大功率三極管的工作電流比較大,因而其PN結的面積也較大。PN結較大,其反向飽和電流也必然增大。所以,若像測量中、小功率三極管極間電阻那樣,使用萬用表的R×1k擋測量,必然測得的電阻值很小,好像極間短路一樣,所以通常使用R×10或R×1擋檢測大功率三極管。
(3)普通達林頓管的檢測 用萬用表對普通達林頓管的檢測包括識別電極、區(qū)分PNP和NPN類型、估測放大能力等項內(nèi)容。因為達林頓管的E-B極之間包含多個發(fā)射結,所以應該使用萬用表能提供較高電壓的R×10K擋進行測量。
(4)大功率達林頓管的檢測 檢測大功率達林頓管的方法與檢測普通達林頓管基本相同。但由于大功率達林頓管內(nèi)部設置了V3、R1、R2等保護和泄放漏電流元件,所以在檢測量應將這些元件對測量數(shù)據(jù)的影響加以區(qū)分,以免造成誤判。具體可按下述幾個步驟進行: 用萬用表R×10k擋測量B、C之間PN結電阻值,應明顯測出具有單向?qū)щ娦阅堋U?、反向電阻值應有較大差異。 在大功率達林頓管B-E之間有兩個PN結,并且接有電阻R1和R2。用萬用表電阻擋檢測時,當正向測量時,測到的阻值是B-E結正向電阻與R1、R2阻值并聯(lián)的結果;當反向測量時,發(fā)射結截止,測出的則是(R1+R2)電阻之和,大約為幾百歐,且阻值固定,不隨電阻擋位的變換而改變。但需要注意的是,有些大功率達林頓管在R1、R2、上還并有二極管,此時所測得的則不是(R1+R2)之和,而是(R1+R2)與兩只二極管正向電阻之和的并聯(lián)電阻值。
5、帶阻尼行輸出三極管的檢測
將萬用表置于R×1擋,通過單獨測量帶阻尼行輸出三極管各電極之間的電阻值,即可判斷其是否正常。具體測試原理,方法及步驟如下: 將紅表筆接E,黑表筆接B,此時相當于測量大功率管B-E結的等效二極管與保護電阻R并聯(lián)后的阻值,由于等效二極管的正向電阻較小,而保護電阻R的阻值一般也僅有20~50,所以,二者并聯(lián)后的阻值也較?。环粗?,將表筆對調(diào),即紅表筆接B,黑表筆接E,則測得的是大功率管B-E結等效二極管的反向電阻值與保護電阻R的并聯(lián)阻值,由于等效二極管反向電阻值較大,所以,此時測得的阻值即是保護電阻R的值,此值仍然較小。 將紅表筆接C,黑表筆接B,此時相當于測量管內(nèi)大功率管B-C結等效二極管的正向電阻,一般測得的阻值也較小;將紅、黑表筆對調(diào),即將紅表筆接B,黑表筆接C,則相當于測量管內(nèi)大功率管B-C結等效二極管的反向電阻,測得的阻值通常為無窮大。 將紅表筆接E,黑表筆接C,相當于測量管內(nèi)阻尼二極管的反向電阻,測得的阻值一般都較大,約300~∞;將紅、黑表筆對調(diào),即紅表筆接C,黑表筆接E,則相當于測量管內(nèi)阻尼二極管的正向電阻,測得的阻值一般都較小,約幾至幾十。
以上就是關于三極管測量的全部內(nèi)容,原來三極管測量有這么多檢測知識,原來還有四字口訣這種利器,那么你在三極管測量上又有何心得呢?