晶体极管

广州工程仿真科技有限公司工程仿真网CAE有限元工程仿真有限元软件工程分析晶体极管（晶体极管包括晶体二极管和晶体三极管。）晶体二极管简称二极管，是一种常用的具有一个PN结的半导体器件。晶体二极管的用途有：整流、检波、稳压、发光、开关、变频等。晶体三极管通常简称为晶体管或三极管，是一种具有两个PN结的半导体器件。晶体三极管是电子电路中的核心器件之一，在各种电子电路中的应用十分广泛。晶体三极管按用途可分为：低频放大管、高频放大管、开关管、低噪声管、高反压管、复合管；按输出功率的不同可分为：小功率管、中功率管、大功率管；按半导体材料的不同可分为：锗管、硅管和化合管；安导电极性的不同可分为：NPN型和PNP型。晶体三极管有三种状态：放大、截止、饱和。国产晶体管组成型号的符号及其意义见下表广州工程仿真科技有限公司工程仿真网CAE有限元工程仿真有限元软件工程分析第一部分(电极数目)第二部分(极性和材料)第三部分(管子类型)第四部分第五部分符号意义符号意义符号意义2二极管AN型锗材料PWZLKXGDACSBTN普通管稳压管整流管整流堆开关管低频小功率管（fα≤3MHZ,Pc≤1W）高频小功率管（fα＞3MHZ,Pc＜1W）低频大功率管（fα＜3MHZ,Pc＞1W）高频大功率管（fα＞3MHZ,Pc(管子序号)用数字表示.(管子的区别代号)用字母表示.BP型锗材料CN型硅材料DP型硅材料3三极管APNP型锗材料BNPN型锗材料CPNP型硅材料DNPN型硅材料广州工程仿真科技有限公司工程仿真网CAE有限元工程仿真有限元软件工程分析E化合物材料＞1W）场效应管双基极管阻尼管例：2AP9(锗材料普通二极管)，3DG6（NPN型硅材料高频小功率三极管）1.5.1晶体二极管的主要参数晶体二极管一般可用到十万小时以上。但是如果使用不合理，他就不能充分发挥作用，甚至很快地被损坏。要合理地使用二极管，必须掌握他的主要参数，因为参数是反应质量和特性的。最高工作频率fM（MC）二极管能承受的最高频率。通过PN结交流电频率高于此值，二极管将不能正常工作。最高反向工作电压VRM（V）----二极管长期正常工作时，所允许的最高反压。若越过此值，PN结就有被击穿的可能，对于交流电来说，最高反向工作电压也就是二极管广州工程仿真科技有限公司工程仿真网CAE有限元工程仿真有限元软件工程分析的最高工作电压。最大整流电流IOM（mA）----二极管能长期正常工作时的最大正向电流。因为电流通过二极管时就要发热，如果正向电流越过此值，二极管就会有烧坏的危险。所以用二极管整流时，流过二极管的正向电流（既输出直流）不允许超过最大整流电流。1.5.2晶体二极管的正、负极的判别：1．看外壳上的符号标记：通常在二极管的外壳上标有二极管的符号。标有三角形箭头的一端为正极，另一端为负极。（实物照片20-22）2．看外壳上标记的色点：在点接触二极管的外壳上，通常标有色点（白色或红色）。除少数二极管（如2AP9、2AP10等）外，一般标记色点的这端为正极。3．透过玻璃看触针：对于点接触型玻璃外壳二极管，如果标记已磨掉，则可将外壳上的漆层（黑色或白色）轻轻刮掉一点，透过广州工程仿真科技有限公司工程仿真网CAE有限元工程仿真有限元软件工程分析玻璃看那头是金属触针，那头是N型锗片。有金属触针的那头就是正极。4.整流二极管体积较大，而且都是以黑色表示，所有的整流二极管都是负标记，就是在负极用白色或者黑色环状标示。开关管和稳压管在有些型号里面都是红色不好区分，有些稳压管是灰色的。除整流二极管外，其余的二极管很少损坏，其寿命一般都在几十万小时。（实物照片23）5.硅桥，整流桥，硅堆，这些都是指一个东西。整流桥实际上就是将4个二极管组合的桥式整流集成化了，~表示交流输入，+-表示直流输出。实物照片24-256.机械万用电表判断二极管的正负极：把万用电表拨到R×100Ω的档上，用万用电表的红黑两表笔接到二极管的两个电极上，若万用电表指针指示的电阻值较少，则黑表笔所接的是二极管的正极，红表笔所接的是二极管的负极；若万用电表指针指示的电阻广州工程仿真科技有限公司工程仿真网CAE有限元工程仿真有限元软件工程分析值大于100ＫΩ，则黑表笔所接的是二极管的负极，红表笔所接的是二极管的正极；这是由于万用电表在使用电阻档测量时，黑表笔是接的是电表内电池的正极，红表笔所接的是电表内电池的负极。1.5.3晶体二极管的简易测试：1.判断二极管的好坏：把万用电表拨到R×1000Ω的档上，用万用电表测量二极管的正反向电阻，好的二极管正向电阻值通常是：锗管是500Ω～2KΩ，硅管是3KΩ～10KΩ，反向电阻值通常是大于100KΩ（硅管更大一些）；正向电阻越少越好，反向电阻越大越好。若测得反向电阻值很小，说明二极管已经失去单向导电的作用；若测得正反向电阻值很大，说明二极管已经损坏（接近断路）。从材料来分，二极管可分为锗管和硅管；它们最显著的特点是门限电压（或者称为接通电压）的不同，通常锗管是0.2～0.4V，硅管是0.6～0.8V；广州工程仿真科技有限公司工程仿真网CAE有限元工程仿真有限元软件工程分析它可以由晶体管特性图示仪来测量。2.用数字式万用表测量二极管一般数字式万用表上都有二极管测试挡。例如，DT890D型数字万用表，但其测试原理与采用模拟式万用表测量电阻完全不同，它实际上测量的是二极管的直流电压降。当二极管的正负极分别与数字万用表的红黑表笔相接时，二极管正向导通，万用表上显示出二极管的正向导通电压UD（门限电压或者称为接通电压）。若二极管的正负极分别与数字万用表的黑红表笔相接，二极管反向偏置，表上显示一固定电压，约为2.8V。*3．用晶体管图示仪测量二极管晶体管图示仪可以显示二极管的伏安特性曲线。例如，测量二极管的正向伏安特性曲线。首先将图示仪荧光屏上的光点置于坐标左下角，峰值电压范围置0—20V．集电极扫描电压极性置于“+”，功耗电阻置1KΩ，x轴集电极电压置“0.1V/度”，y轴集广州工程仿真科技有限公司工程仿真网CAE有限元工程仿真有限元软件工程分析电极电流置“5mA／度”，y轴倍率置“×1”，将二极管的正负极分别接在面板上的C和E接线柱上，缓慢调节峰值电压旋钮，即可得到二极管正向伏安特性曲线。从屏幕显示图可以直接读出二极管的导通电压。4．发光二极管的测量发光二极管一般由磷砷化镓、磷化镓等材料制成．它的内部存在一个PN结，也具有单向导电性，但发光二极管在正向导通时会发光，光的亮度随导通电流增大而增强，光的颜色与波长有关。（实物照片26）用模拟式万用表判别发光二极管。模拟式万用表判断发光二极管的极性的方法与判断普通二极管的方法是一样的，只不过一般发光二极管的正向导通电压值超过1V，实际使用电流可达100mA以上，测量时可用量程较大的“×1KΩ”和“×10KΩ”挡测量其正向和反向电阻。一般正向电阻小于50KΩ，反向电阻大于200KΩ为正常。广州工程仿真科技有限公司工程仿真网CAE有限元工程仿真有限元软件工程分析1.5.4晶体三极管的主要参数半导体三极管是内部含有两个PN结、外部具有三个电极的半导体器件。有PNP和NPN形式。表征晶体管性能的电参数很多，主要分为两大类，一类是运用参数，表明三极管在一般工作时的参数；另一类是极限参数，表明了三极管的安全使用范围。前者主要包括电流放大系数、截止频率、极间反向电流等；后者包括击穿电压、集电极最大允许电流、集电极最大耗散功率等。1．直流电流放大系数β：定义为集电极直流电流ICQ与基极直流电流IBQ的比值。2．交流电流放大系数β，三极管在有信号输入时，交流电流放大系数β定义为集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化量△Ib之比。3．穿透电流Iceo：是基极b开路，集电极c与发射极e间加反向电压时的集电极电广州工程仿真科技有限公司工程仿真网CAE有限元工程仿真有限元软件工程分析流。硅管的Iceo在几微安以下。4．反向击穿电压V(BR)CEO：是基极b开路，集电极c与发射极e间的反向击穿电压。5．集电极最大允许电流ICM：是β值下降到额定值的1／3时所允许的最大集电极电流。6．集电极最大允许功耗PCM:是集电极上允许消耗功率的最大值。VCEO、ICM、PCM的值可由器件手册查得，β、β、Iceo的值可用晶体管图示仪进行测量。1.5.5晶体三极管管型和管脚的判别：１.判别管型和基极（ｂ极）：根据晶体管Ｐ－Ｎ结正向电阻小、反向电阻大的特点，可以判别管子的基极和管子的类型（是ＰＮＰ型还是ＮＰＮ型）。把万用电表拨到R×１００Ω或R×１ＫΩ的档上，先假设管子的一根管脚为“基极”，用万用电表的红表笔接“基极”，黑笔分别接另外两个管脚，若万用电表指针指示的电阻值均较少，则红表笔所接的是要找的基极，而且广州工程仿真科技有限公司工程仿真网CAE有限元工程仿真有限元软件工程分析是ＰＮＰ型的管子；再将红、黑表笔对调（即用黑表笔接“基极”，红笔分别接另外两个管脚），这时若测量得到的电阻值均较大，则上述假设的基极是正确的。如果红表笔接“基极”，按上述的方法测量得到的电阻值均较大，且用黑表笔接“基极”，红笔分别接另外两个管脚），这时若测量得到的电阻值均较小，则所接的“基极”是ＮＰＮ型管子的基极。如果按上述的方法测量得到的电阻值是一个较大、一个较小，则原假设的“基极”是错误的，这样就需要重新假设管子的另一根管脚为“基极”，再进行测量直到满足上述要求为止。2.判别发射极（ｅ极）和集电极（ｃ极）：对于ＰＮＰ型的管子，先假设红表笔接的是ｃ极，黑表笔接ｅ极，并用手捏住ｂ、ｃ二个极（但不能使ｂ、ｃ直接接触），通过人体，相当于在ｂ、ｃ之间接入广州工程仿真科技有限公司工程仿真网CAE有限元工程仿真有限元软件工程分析一个偏置电阻，读出ｃ、ｅ间的电阻值，如图1.1所示。然后将红、黑表笔对调，重新测ｃ、ｅ间的电阻值，并与前次的读数比较；哪一次阻值较小，说明哪一次的假设是正确的，即该次红表笔接的是ｃ极，其原理图见图1.2。因为ｃ、ｅ间的电阻值较小正说明通过万用电表的电流较大，偏置正常，因而表明原来的假设是正确的。若是ＮＰＮ型的管子，只要将红、黑表笔对调（即黑表笔接ｃ极），按照上述的方法测试判别即可。3.粗略判断晶体三极管的质量：对于ＰＮＰ型的管子，当用红表笔接的是ｃ极，黑表笔接ｅ极，电阻值越大说明管子的穿透电流Ｉceo越小，若电阻值很小，或者表针不稳，则说明管子的穿透电流Ｉceo大，质量较差。当按照图1.1所示的方法给管子ｂ极加上一正向偏流时，电阻值变化越大，说明管子的放大倍数越大。有一些万用电表设有测量三极管直流Ｈ广州工程仿真科技有限公司工程仿真网CAE有限元工程仿真有限元软件工程分析fe参数档，根据读数也可以粗略判断晶体三极管的质量。方法是：先将万用电表拨到R×１０Ω的档上，红、黑两表笔短接，调节万用电表的欧姆调零电位器，使表针指示在欧姆刻度的“０”处，然后分开红、黑两表笔，将万用电表拨到Ｈfe参数的档上，按照晶体三极管管脚的排列，将晶体三极管插入万用电表Ｈfe参数的测试管座上，（注意：测试管座上有分ＮＰＮ型和ＰＮＰ型）；这时就可以根据表针所指示的值（万用电表有专门的直流Ｈfe参数的刻度）读出晶体三极管的直流Ｈfe参数值。如果所用的晶体三极管是有型号标称的，可以根据晶体管手册找出管子的ｂ、ｃ、ｅ三个电极。图1.3列出一些常用的晶体三极管的管脚位置，供参考。实物照片31-37晶体三极管有金属封装和塑料封装两种，一广州工程仿真科技有限公司工程仿真网CAE有限元工程仿真有限元软件工程分析般金属封装的管子的外壳接C极。1.5.6三极管的替换三极管的替换一般掌握这么几个原则，PNP对换PNP,NPN对换NPN；在开关管使用当中放大倍数不需要考虑的，耐压和电流要重点考虑。在替换过程中，管脚的不一致是经常存在的，不能直接替换的，要么查找相关手册确定引脚顺序再进行替换，要么运用万用表进行测试，有很多数字表都带有三极管放大倍数的检测，有PNP和NPN的测试总共8个插孔，把三极管的引脚通过调换方向就可以在这些插孔中的三个得到一个准确的放大倍数的显示