项目5---半导体三极管的检测与识别

项目5半导体三极管的检测与识别【项目要求】学会识别三极管的种类，熟悉各种二极管的名称，了解不同类型三极管的作用，掌握三极管的检测方法；【知识要求】（1）掌握三极管的种类、作用与识别方法；（2）掌握各种三极管的主要参数；【能力要求】（1）能用目视法判断、识别常见三极管的种类，能说出各种三极管的名称；（2）对三极管的标识的主要参数能正确设读，了解其作用和用途；（3）会使用万用表对各种三极管进行正确测量，并对其质量进行判断。【项目实施目标】（1）熟悉各种三极管的类型和用途；（2）熟悉各种三极管的规格和用途；（3）掌握万用表检测三极管的方法；【项目实施器材】（1）电子产品：功率放大器若干台，两人配备一台机器（2）各种类型、不同规格的新三极管若干（3）每两人配备指针万用表1只【项目实施步骤】（1）识读功率放大器上各种类型的三极管；（2）用万用表对电路板上的三极管进行在线检测项目实施方法与步骤（3）用万用表对与电路板上相同的新三极管进行离线检测，并分析比较在线与离线检测的结果【项目考核】（1）功放上各种类型的三极管名称；（2）不同类型三极管主要指标的识读；（3）将新的和已损坏的三极管混合在一起，先进行外观识别，再用万用表进行检测，找出已损坏的元器件，说明其故障类型；【实训报告】报告内容应包括项目实施目标、项目实施器材、项目实施步骤、三极管测量数据和实训体会，并按照下列要求将每次结果填入表中。操作1：功率放大器上三极管的直观识别要求：对电路板上各种三极管进行直观识别，将结果填入表4－1中；表4－1：三极管的直观识别记录表序号三极管外形三极管型号三极管材料三极管在电路中用途备注操作2：用指针式万用表对三极管进行质量检测要求：用指针式万用表对三极管的正向电阻、反向电阻进行测量，将结果填入表4－2。表4－2：三极管的正向电阻、反向电阻测量记录表序号三极管型号三极管的正向电阻三极管的反向电阻万用表档位质量判断结果操作3：三极管的型号及其代表意义要求：根据给定的三极管，查阅资料并按照表5－3中的要求进行填写。表5－3：三极管的型号及其代表意义序号三极管型号产地管型材料额定功率最大集电极电流3DD63DA873CG223AD303DG82SC181SH2NS401B9013901285508050操作4三极管的各个极的对地电压及其判断根据表5－4中给出的在放大电路中测得的三极管各个极对地的电压，判断各个极的名称、管型和材料。表5－4三极管的各个极的对地电压及其判断序号三极管三个极对地电压基极发射极集电极管型材料UA=-2.3VUB=-3VUC=-6VUA=-9VUB=-6VUC=-6.3VUA=6VUB=5.7VUC=2VUA=0VUB=-0.7VUC=-6VUA=3VUB=3.7VUC=6V1、晶体三极管是双极性晶体管的简称，具有电流放大和开关作用。晶体三极管的结构：三区三极两结。三区：发射区、基区、集电区；三极：发射极、基极、集电极两结：发射结、集电结晶体三极管有PNP和NPN两种。项目相关知识发射区发射区基区集电区集电区基区基极基极发射极集电极发射极集电极发射结集电结集电结发射结箭头方向-电流方向2、三极管的放大作用和载流子的运动三极管的放大作用：必须由其内部结构和外部电压条件来保证。（1）内部结构：a)发射区掺杂浓度最高，多子载流子浓度很高。发射载流子b)基区做得很薄，掺杂浓度最低，基区中多子浓度很低。传送和控制载流子c)集电结结面积比较大，多子浓度比发射区低（得多）。收集载流子。（2）外部条件：三极管在工作时要加上适当的直流偏置电压发射结正偏，由VBB保证集电集反偏，由VCC、VBB保证0BECECBUUUNNPBBVCCVRbRCebc共发射极接法c区b区e区0BBEBBEUUUU载流子的运动：以NPN管：发射区发射电子（IE），到达基区，一小部分与基区空穴复合形成基极电流（IB），大部分被集电极收集（IC）三者电流关系：IE=IB+IC电流放大倍数：β＝IC/IBNNPBBVCCVRbRCebcIENEPIIEBI电流放大系数，它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。3、三种组态双极型三极管有三个电极。两个输入两个输出，必定有一个电极是公共电极。其三种组态：共发射极、共基极、共集电极。4、三极管的电流放大倍数NPN管，共发射极放大电路β=IC/IB共发射极共基极共集电极5、三极管在电路中三种状态：放大，饱和，截止放大：发射极PN结正偏、集电极PN结反偏；饱和：两个PN结均正偏；截止：两个PN结均反偏；例：NPN管，三种工作状态判断6、NPN、PNP管放大状态时，VE、VB、VC关系NPN管：VC＞VB＞VE，PNP管：VE＞VB＞VC，电流方向—电压降低方向放大截止饱和NNPNNPNNP第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用数字表示电极数字母表示器件的材料和类型字母表示器件的用途数字表示序号字母表示规格符号意义符号意义符号意义意义意义3三极管ABCDPNP型，锗材料NPN型，锗材料PNP型，硅材料NPN型，硅材料KXGDATYOJCSBTFHPINGJ开关管低频小功率管高频小功率管低频大功率管高频大功率管半导体闸流管体效应器件MOS场效应管结型场效应管场效应器件半导体特殊器件复合管PIN管激光管反映了极限参数、直流参数、交流参数的差别反映承受反向电压的程度。A,B,C,D，A:最低知识1国产三极管型号命名方法三极管型号：□□□□□，由5部分组成。知识2三极管的类型与用途三极管有多种类型，按材料分：锗三极管、硅三极管；按极性分：PNP管、NPN管；按用途：大功率三极管、小功率三极管、高频三极管、低频三极管、光电三极管；按封装材料不同分：金属封装三极管、塑料封装三极管、玻璃壳封装晶体管、表面封装晶体管、陶瓷封装晶体管。1、大/小功率/低频/高频/超高频三极管最大集电极允许耗散功率PCM＜1W，小功率三极管；1W＜PCM＜10W，中功率三极管；PCM＞10W，大功率三极管；特征频率：f＜3MHZ，低频三极管；3MHZ＜f＜30MHZ，中频三极管；f＞30MHZ，高频三极管；f＞300MHZ，超高频三极管；（微波三极管）高频中、大功率三极管一般用于视频放大电路、前置放大电路、互补驱动电路、高压开关电路及行推动等电路；中、低频小功率三极管主要用于工作频率较低、功率在1W以下的低频放大电路和功率放大等电路中。中、低频大功率三极管一般用于在电视机、音响等家电中作为电压调整器管、开关管场输出管、行输出管、功率输出管、逆变器、不间断电源等系统电路中。2、开关三极管开关三极管是一种饱和、截至状态变换速度较快的三极管，用于各种脉冲电路、开关电路及功率输出电路中。分小功率开关管和高反压大功率开关管。小功率开关管用于高频放大电路、脉冲电路、开关电路、同步分离电路；反压大功率开关管主要用于彩色电视机、计算机显示器中做开关电源管、行输出管、逆变器、不间断电源（UPS）等系统电路中。常用有：MJ13007，2S1942，2SD820，2SD14013、达林顿管也称复合晶体管，采用复合连接方式，将两只或多只晶体管的集电极连在一起，而将第一只晶体管的发射极直接耦合到第二只晶体管的基极，依次连接而成，最后引出E、B、C。大林顿管可以扩大电流驱动能力，β＝β1×β2，晶体管的类型取决于第一个管子。知识3三极管的识别1、普通三极管在电路中用字母“V”或“VT”加数字表示。2、三极管的型号识别（1）常用的2SA、2SB、2SC、2SD系列三极管，常把2S省掉，例：C1518就表示2SC1518；（2）日产塑料小功率管，其型号后面标有“R”，说明引脚排列与普通管子相反。（3）根据国产三极管命名规则识别。例3AX81:锗材料PNP型低频小功率管。（4）美国电子工业协会规定的晶体管分立元件命名规则JAN(J):军用品；1：二极管；N：美国；2：三极管；例：JAN2N2904:等记序号为2904的军用三极管2N3464：NPN高频大功率管（5）日本半导体器件型号命名方法第1位：0：光电二极管；1：二极管；2：三极管；3：有3个PN结的晶体管；n-1：n-1个PN结晶体管金属封装三极管塑料封装三极管第2位：S；第3位：A:PNP型高频管；B:PNP型低频管；C:NPN型高频管；D:NPN型低频管；F:P控制极晶闸管；G:N控制极晶闸管；H:N基极单结晶体管；J:P沟道场效应管；K:N沟道场效应管；M:双向晶闸管；第4位：四位以上数字，登记序号例：2SD1427:NPN型低频三极管2SC2680:NPN型高频三极管常把2S省略。（6）三极管壳顶上有色点，作为β值的标志，其标志分档如下：0～15～25～40～55～80～120～180～270～400～600棕红橙黄绿蓝紫灰白黑知识4三极管的检测1、三极管引脚的识别（1）中小功率金属封装三极管，小凸片附近的引脚：e极；大功率金属封装三极管，其管壳为集电极；（2）指针式万用表检测判定管子基极及管子类型：用R×100档或R×1k档，黑表棒接三极管任一极，红表棒接另外两极，如果测定的电阻都很小，则黑表棒接的是b极，该管是NPN管；反之，如果：红表棒接任一极，黑表棒接另外两个极，测定电阻都很小，则红表棒接的是b极，管子是PNP管。判定集电极和发射极：PNP管：红表棒接基极，黑表棒分别接两个极，测量电阻，其中测得电阻较小的一次，黑表棒接的是集电极，电阻大的一次，黑表棒接的是发射极；（3）用数字万用表检测判定管子电极及类型步骤：数字万用表拨至二极管档，红表棒接某一引脚，黑表棒分别接触另两个极①如果两次显示值都小于1V，则管子是NPN，红表棒接的是基极；如果两次都显示“OL”（1），则管子是PNP，红表棒接的是基极；如果两次显示值不一致，则不是基极；②如果显示值都为0.6~0.8V，则被测管为NPN中小功率管；值较大一次黑表棒接的是发射极；(例：0.684,0.682)③如果显示值都为0.4~0.6V，则被测管为NPN大功率管；值较大一次黑表棒接的是发射极；(例：0.468,0.557)④如果显示值都小于0.4V,则为PNP管，数值大的一次，红表棒接的是发射极；知识5三极管的主要参数1、电流放大系数直流电流放大倍交流电流放大倍数2、耗散功率PCM=UCE*IC3、集电极最大电流ICM4、最大反向电压集电极-发射极之间的反向击穿电压UCEO集电极-基极之间的反向击穿电压UCBO发射极-基极之间的反向击穿电压UEBO5、通频带BCIIBCII指针式万用表使用技巧（1）“舍近求远”转动万用表拨盘，一定要顺时针旋转，保护万用表的多刀多掷开关；（2）“偷工减料”测量电路通断或者测量二极管、三极管的PN结电阻时，不必做欧姆档校准工作；（3）“避低就高”用万用表测量电路通断或者测量二极管、三极管的PN结电阻时，尽量不使用“R×1”“R×10”低档位，而用“R×1k”档，避免增加电池电量的消耗；（4）“联合作战”测量发光二极管，可用两块指针式万用表串联测量，档位“R×10k”档，可使发光二极管发出亮光。（注意：档位要一致）技能与技巧1、三极管的主要技术指标有3个：β值、集电极最大电流和集电极反向耐压。2、检测三极管最常用的方法是用万用表测量集电极和发射极的正反向电阻，根据其判定三极管的管型、极性。项目小结课后练习1、三极管有何用途?2、三极管主要有那些性能参数？3、如何用万用表判定三极管的好坏和极性？