1.5 三极管与IGBT
1.5.1 三极管的识别与代换
电磁炉电路中，常用的三极管有小功率和中功率，其外形结构如图1-43所示。
图1-43 小功率和中功率三极管
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。常见贴片三极管外形如图1-44所示。
图1-44 常见贴片三极管外形
三极管在电路中常用字母“Q”、“V”或“VT”加数字表示，电路原理图中三极管的符号如图1-45所示。
图1-45 三极管的符号图
三极管的代换原则如下。
（1）类型相同的可代换
材料和极性都相同，如都是PNP型硅材料。
实际型号是一样的，只是标注方法不同或厂家不同。如9014同3DG9014等。
（2）特性相近的可代换
集电极最大耗散功率（PCM）一般要求用与原管相等或较大的三极管进行代换。
集电极最大允许直流电流（ICM）一般要求用与原管相等或较大的三极管进行代换。
击穿电压用于代换的三极管，必须能够在整机中安全地承受最高工作电压。三极管的击穿电压参数主要有：集电极-基极击穿电压（BVcbo）、集电极-发射极击穿电压（BVceo）；
通常要求用于代换的三极管，其上述击穿电压应不小于原管对应的击穿电压。
对于“对管”在代换时，一定要严格配对。常用的最佳组合方式一般为：8550+8050、9012+9013、9014+9015、2N5401+2N5551、2SC1815+2SA1015等。总之，不同用途的三极管代换原则是不一样的。
1.5.2 三极管的检测
指针式万用表判断普通三极管的三个电极、极性及好坏时，选择R×100或R×1k挡位，常分两步进行测量判断。
测量前的准备工作：三极管的内部等效图如图1-46所示，测量时要时刻想着此图，从而达到熟能生巧。
图1-46 三极管的内部等效图
第1步：三颠倒，找基极；PN结，定极型。
三颠倒，找基极。任取一个电极，把它定为基极（如这个电极为2），任意一只表笔接这个电极，另一只表笔去测量剩下的两只电极（如电极1、电极3），记下两次数据；然后，对调表笔，再按上述方法测量一次，记下两次数据。在这三次颠倒测量中（不一定必须测三次），直到测量结果为两次阻值都很小（正向电阻）或两次阻值都很大（反向电阻），那么假定的基极正确。
PN结，定管型。找出三极管的基极后，就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型。在上述测量过程中，黑表笔接基极，测量结果阻值都很小，则该管为NPN型；反之，红表笔接基极，测量结果阻值都很小，则该管为PNN型。找基极、定极型的测量示意图如图1-47所示。
图1-47
图1-47 找基极、定极型的测量示意图
第2步：判断发射极和集电极。
基极找到之后，判断出PNP型或NPN型，再找发射极和集电极。若为NPN型，黑笔接假设的集电极，红笔接假设的发射极，加合适电阻（50～100kΩ电阻或湿手指）在黑笔与基极之间，记住此时的阻值，然后对调两表笔，电阻仍跨接在黑笔与基极之间（电阻随着黑笔走），万用表又指出一个阻值，比较两次所测数值的大小，哪次阻值小（偏转大），假设成立。如图1-48所示。
图1-48 万用表判断发射极和集电极的方法
PNP型与NPN型正好相反，移动红笔接假设的基极，电阻（手指）随着红笔走。
正常三极管极间正反向电阻值如表1-2所示。
表1-2 正常三极管极间正反向电阻值
1.5.3 IGBT的识别与代换
绝缘栅双极晶体管（Iusulated Gate Bipolar Transistor）简称IGBT，是一种集BJT的大电流密度和MOSFET等电压激励场控型器件优点于一体的高压、高速大功率器件。
目前有用不同材料及工艺制作的IGBT，但它们均可被看作是一个MOSFET输入跟随一个双极型晶体管放大的复合结构。在电磁炉电路中，常采用N-IGBT，其外形和符号如图1-49所示。
图1-49 IGBT外形和符号图
IGBT有三个电极，分别称为栅极G（也叫控制极或门极）、集电极C（亦称漏极）及发射极E（也称源极）。
电磁炉中IGBT的主要作用是实现低电压对高电压、小电流对大电流控制的关键器件，是谐振电路的重要元件之一。通过它的开关作用，把变化电流转换成磁场，从而实现电磁转换。
由于IGBT管工作在高电压、大电流状态，工作温度高，易损坏，在电磁炉故障实际维修中，IGBT管损坏占70％以上。因此，在维修中代换时应注意以下两点。
①IGBT管的主要参数宜大不宜小，2000W以下的电磁炉可选用最大电流为20～25A的IGBT管，2000W或以上的电磁炉可选用最大电流为40A的IGBT管。
②应区分IGBT管内是否含有阻尼二极管，内含阻尼二极管的IGBT管可代换不含阻尼二极管的IGBT管；若用不含阻尼二极管的IGBT管代换内含有阻尼二极管的IGBT管时，应在新更换的IGBT管的漏极和源极之间并接一只快速恢复二极管。最常用的管子有FGA25N120、SGW25N120、H20T120、H20R120等。
1.5.4 IGBT的检测
（1）选用指针式万用表
正常情况下，IGBT管三个电极互不导通。
①判断极性。把万用表置于R×1k挡，将黑表笔固定接在某一引脚上，红表笔分别接其他两只引脚，若阻值均为无穷大；对调用红表笔固定接在这一电极（原黑表笔接的那只引脚）上，黑表笔分别接其他两只引脚，若阻值均为无穷大，则固定不动的那只表笔所接引脚为栅极。其余两引脚再用万用表测量，若测得阻值为无穷大，对调表笔后测量阻值较小；在测量阻值较小的一次中，则红表笔所接为漏极，黑表笔所接为源极。
②判断好坏。将万用表置于R×10k挡，用黑表笔接IGBT的漏极，红表笔接源极，此时万用表的示数应为无穷大。用手指同时触及一下栅极和漏极，这时IGBT被触发导通，万用表的指针摆向阻值较小的方向，并能稳定在某一数值。然后再用手指同时触及一下源极和栅极，这时IGBT被阻断，万用表的指针回到无穷大处。此时即可判断IGBT是好的。
注意
若进行第二次测量时，应短接一下源极和栅极。
（2）选用数字式万用表
用万用表（二极管挡）红表笔接IGBT的发射极，黑表笔接集电极，所测得的数值为450左右；相反，红表笔接IGBT的集电极，黑表笔接发射极，所测得的数值应为无穷大。而控制极与集电极、发射极之间有一定的电阻值。
注意
当IGBT管带阻尼时（内含），会出现E-C极导通，C-E极无穷大，即为正常。