现代电子工艺技术4

任务4THT/SMT晶体管的识别与测试4.1任务描述晶体管主要包括晶体二极管、晶体三极管，是半导体器件中最基本、最常用的元器件。晶体二极管由于单向导电的特性，因此广泛应用于整流、检波、开关、钳位、保护、稳压、发光等电路中；晶体三极管由于具有放大和开关作用，因此广泛应用于放大、倒相、开关、控制等电路中。本任务就是按照电子工艺的要求来正确识别与检测各类型电阻器。4.2任务资讯4.2.1晶体管的分类1.二极管的分类二极管的规格品种很多，按所用半导体材料的不同，可以分为锗二极管、硅二极管、砷化镓二极管；按结构工艺不同，可分为点接触型二极管和面接触型二极管；按用途分为整流二极管、开关二极管、稳压二极管、检波二极管、发光二极管、钳位二极管等；按频率分：有普通二极管和快恢复二极管等；按引脚结构分，有二引线型、圆柱型（玻封或塑封）和小型塑封型。贴片式二极管只有短引线和无引线两种。(1)整流二极管的外形及特点整流二极管是将交流电转变（整流）成脉动直流电的二极管。整流二极管的外壳封装常采用金属壳封装、塑料封装和玻璃封装三种形式。(2)检波二极管的外形及特点检波二极管是用于把在高频载波上的低频信号卸载下来（去载）的器件，具有较高的检波效率和良好的频率特性。(3)稳压二极管的外形及特点稳压二极管国外又称齐纳二极管，它是利用硅二极管的反向击穿特性（雪崩现象）来稳定直流电压的，根据击穿电压来决定稳压值，因此，需注意的是，稳压二极管是加反向偏压的。(4)开关二极管的外形及特点开关二极管是利用半导体二极管的单向导电性，导通时相当于开关闭合（电路接通），截止时相当于开关打开（电路切断）而特殊设计制造的一类二极管。(5)发光二极管的外形及特点发光二极管（LED）是除了具有普通二极管的单向导电特性之外，还可以将电能转化为光能的器件。给发光二极管外加正向电压时，它处于导通状态，当正向电流流过管芯时，发光二极管就会发光，将电能转化成光能。常见的发光二极管发光颜色有红色、黄色、绿色、橙色、蓝色、白色等。发光二极管根据发出的光可见与否，又分为可见发光二极管和不可见发光二极管。1可见发光二极管发光二极管发光时，是以电磁波辐射形式向远方发射的。发光波长为630～780nm的为红光；发光波长为555～590nm的为黄光；发光波长为495～555nm的为绿光。2不可见发光二极管不可见发光二极管就是红外线发光二极管，其发光波长为940nm，人眼无法见到这样的光，长称之为发射二极管或红外线发射二极管。3双色发光二极管双色二极管是将两种颜色的发光二极管制作在一起组成的，常见的有红绿双色发光二极管。它的内部结构有两种连接方式：一是共阳极或共阴极（即正极或负极连接为公共端），二是正负连接形式（即一只二极管正极与另一只二极管负极连接）。共阴极或共阴极双色二极管有三只引脚，正负连接式双色二极管有两只引脚。双色二极管可以发单色光，也可以发混合色光，即红、绿管都亮时，发黄色光。4闪烁发光二极管闪烁发光二极管在通电后会时亮时暗闪烁发光，它是将集成电路（IC）和二极管制作并封装在一起的。常见的闪烁发光二极管有红、绿、橙和黄四种，它们的正常工作电压一般为3~5.5V左右。(6)变容二极管的外形及特点变容二极管是利用反向偏压来改变PN结电容量的特殊二极管。(7)光敏二极管的外形及特点光敏二极管是当受到光照射时反向电阻会随之变化的二极管。随着光照射的增强，光敏二极管反向电阻由大到小变化，常用做光电传感器件使用。(8)双向触发二极管的外形及特点双向触发二极管是一种硅双向电压触发开关器件，当双向触发二极管两端施加的电压超过其击穿电压时，两端即导通，导通将持续到电流中断或降到器件的最小保持电流后会再次关断。(9)快恢复二极管的外形及特点快恢复二极管是一种开关特性好，反向恢复时间短的二极管，主要应用于开关电源、PWM脉宽调制器及变频器等电子电路中。(10)整流桥的外形及特点由于整流电路通常为桥式整流电路，将几个整流二极管封装在一起的组件叫整流桥。整流桥可分全桥和半桥两种形式.2.三极管的分类三极管的种类较多。按三极管制造的材料来分，有硅管和锗管两种；按三极管的内部结构来分，有NPN和PNP两种；按三极管的工作频率来分，有低频管和高频管两种；按三极管允许耗散的功率来分，有小功率管、中功率管和大功率管。(1).小功率三极管通常情况下，把集电极最大允许耗散功率PCM在1W以下的三极管称为小功率三极管。(2)中功率三极管中功率三极管主要用在驱动和激励电路，为大功率放大器提供驱动信号。通常情况下，集电极最大允许耗散功率PCM在1～10W的三极管称为中功率三极管。(3)．大功率三极管集电极最大允许耗散功率PCM在10W以上的三极管称为大功率三极管。(4)贴片三极管的外形及特点采用表面贴装技术SMT（SurfaceMountedTechnology）的三极管称为贴片三极管。贴片三极管有三个引脚的，也有四个引脚的。在四个引脚的三极管中，比较大的一个引脚是集电极，两个相通引脚是发射极，余下的一个引脚是基极。(5)．带阻尼三极管带阻尼三极管是将三极管与阻尼二极管、保护电阻封装为一体构成的特殊三极管，常用于彩色电视机和计算机显示器的行扫描电路中。(6)．差分对管差分对管是将两只性能参数相同的三极管封装在一起构成的电子器件，一般用在音频放大器或仪器、仪表的输入电路做差分放大管。(7)．达林顿管达林顿管是复合管的一种连接形式。它是将两只三极管或更多只三极管集电极连在一起，而将第一只三极管的发射极直接耦合到第二只三极管的基极，依次级联而成。(8).带阻三极管带阻三极管是指基极和发射极之间接有一只或两只电阻并与晶体管封装为一体的三极管。由于带阻三极管通常应用在数字电路中，因此带阻三极管有时候又被称为数字三极管或者数码三极管。常见三极管的封装对照图4.2.2晶体管型号命名方法1.国产半导体分立元器件命名规则国产晶体管型号命名规则如表4.3所示。1.国产二极管的型号命名法(1).国产普通二极管的型号命名法国家标准国产二极管的型号命名分为五个部分.(2).国产发光二极管型号命名法发光二极管是在普通二极管之后开发生产的，其型号命名主要由六部分组成.2.国产三极管型号的命名方法国产三极管的型号命名由五部分组成例如：1)三极管3AD50C：锗材料PNP型低频大功率三极管，如图（a）所示；2)三极管3DG201B:硅材料NPN型高频小功率三极管如图（b）所示。如：2AP9为锗材料、普通二极管；2CN1为硅材料、阻尼二极管；3AG1为锗材料、PNP型、高频小功率三极管；3DG201为硅材料、NPN型、高频小功率三极管；3DD15D为为硅材料、NPN型、低频大功率三极管。2.日本半导体器件型号命名法有如下特点：（1）型号中的第一部分是数字，表示器件的类型和有效电极数。例如，用“1”表示二极管，用“2”表示三极管。而屏蔽用的接地电极不是有效电极。（2）第二部分均为字母S，表示日本电子工业协会注册产品，而不表示材料和极性。(3)第三部分表示极性和类型。例如用A表示PNP型高频管，用J表示P沟道场效应三极管。但是，第三部分既不表示材料，也不表示功率的大小。(4)第四部分只表示在日本工业协会（EIAJ）注册登记的顺序号，并不反映器件的性能，顺序号相邻的两个器件的某一性能可能相差很远。例如，2SC2680型的最大额定耗散功率为200mW，而2SC2681的最大额定耗散功率为100W。但是，登记顺序号能反映产品时间的先后。登记顺序号的数字越大，越是近期产品。(5)第六、七两部分的符号和意义各公司不完全相同。(6)日本有些半导体分立器件的外壳上标记的型号，常采用简化标记的方法，即把2S省略。例如，2SD764，简化为D764，2SC502A简化为C502A。2.日本产晶体管型号命名法日本生产的晶体管型号命名由五至七部分组成，通常只用到前五个部分.日本有些半导体生产厂家，在外壳上的标记型号常采用简化的方法，即把2S省略。如，2SD1427简写为D1427，2SC9013简写为C9013或9013。3.美国产晶体管型号命名法美国生产的晶体管型号命名由五部分组成.2.美国晶体管型号命名法的特点：(1)型号命名法规定较早，又未作过改进，型号内容很不完备。例如，对于材料、极性、主要特性和类型，在型号中不能反映出来。例如，2N开头的既可能是一般晶体管，也可能是场效应管。因此，仍有一些厂家按自己规定的型号命名法命名。(2)组成型号的第一部分是前缀，第五部分是后缀，中间的三部分为型号的基本部分。(3)除去前缀以外，凡型号以1N、2N或3N开头的晶体管分立器件，大都是美国制造的，或按美国专利在其它国家制造的产品。(4)第四部分数字只表示登记序号，而不含其它意义。因此，序号相邻的两器件可能特性相差很大。例如，2N3464为硅NPN，高频大功率管，而2N3465为N沟道场效应管。(5)不同厂家生产的性能基本一致的器件，都使用同一个登记号。同一型号中某些参数的差异常用后缀字母表示。因此，型号相同的器件可以通用。(6)登记序号数大的通常是近期产品。4.国际电子联合会半导体器件命名法国际电子联合会半导体器件命名由四部分组成.4.2.3晶体管的参数1.晶体二极管的参数二极管的参数是用来表示其本身的性能好坏和适用范围的技术指标。不同类型的二极管其参数也不同，主要参数有以下几个。（1）额定正向工作电流额定正向工作电流是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。（2）最高反向工作电压最高反向工作电压是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压。（3）最大功率最大功率就是加在二极管两端的电压与与流过的电流的乘积。上述为普通二极管的主要参数，对于有些特殊二极管还会有一些其他参数。如稳压二极管的主要参数有：稳压值UZ、最大允许耗散功率PZM等2.晶体三极管的参数（1）电流放大系数电流放大系数也称电流放大倍数，是用来表示三极管的放大能力。电流放大系数又分为直流电流放大系数和交流放大系数。β的标注方法常用色标法和英文字母标注法两种。色标法是用各种不同颜色的色点表示β的大小，通常色点涂在管壳的顶面。（2）耗散功率PCM集电极最大允许耗散功率简称耗散功率，它是三极管的最大允许平均功率，是IC和VCE乘积允许的最大值，超过此值三极管会过热而损坏。(3)集电极最大允许电流ICM若三极管的IC超过此值，其β值将下降到正常值的2/3以下。（4）最大反向电压最大反向电压是指三极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（UCEO或BVCEO）、集电极-基极反向击穿电压（UCBO或BVCBO）及发射极-基极反向击穿电压(UEBO或BVEBO)。三极管除了上述几个主要参数之外，还有频率特性、反向电流等参数。4.3任务分析4.3.1各种二极管的识别与检测1.各种二极管的识别普通二极管在电路中常用字母“D”、“V”、“VT”或“VD”表示，稳压二极管在电路中用字母“ZD”表示。二极管排的外形及特点二极管排是将两只或两只以上的二极管通过一定的生产工艺封装在一起的.二极管按其内部电路的连接形式，可分为共阴极型（内部所有二极管的阴极连接在一起的）、共阳型（内部所有二极管的阳极连接在一起的）、串联型及独立型等。二极管的极性识别(1).普通二极管极性识别小功率二极管的负极通常在表面用一个色环标出；金属封装二极管的螺母部分通常为负极引线。(2).发光二极管极性识别发光二极管通常用引脚长短来标识正、负极，长脚为正极，短脚为负极；仔细观察发光二极管，可以发现内部的两个电极一大一小：一般电极较小，个头较矮的一个是发光二极管的正极，电极较大的一个是负极，负极一边带缺口。(3).整流桥的极性识别整流桥的表面通常标注内部电路结构或交流输入端及直流输出端的名称，交流输入端通