现代PCB设计及雕刻工艺实训教程
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1.4 中、小功率三极管

1.4.1 三极管结构及引脚

图1.21是三极管(Transistor)的内部结构图。

图1.21 三极管的内部结构

1.4.2 PNP型与NPN型三极管的判别

管型识别(The Type Recognition of Transistor)是指识别一只没有型号标志的管子是NPN型还是PNP型,是硅管还是锗管,是高频管还是低频管。电极识别是指分辨出晶体管的e、b、c极。

PNP管子的c、e极分别为其内部两个PN结的正极,b极为它们共同的负极;NPN管子的c、e极分别为两个PN结的负极,b极为它们共同的正极。

利用万用表判断三极管类型的方法如图1.22所示,将万用表置×100或×1k挡上,红表笔任意接触三极管的一个电极后,黑表笔依次接触另外两个电极,分别检测它们之间的电阻值。

图1.22 PNP型和NPN型三极管的判别

当红表笔接触某一电极,另外两电极与该电极之间有几百欧的低电阻时,此管为PNP型管,红表笔所接电极为b极,如图1.22(A)所示。

但是,当测量值为几十至上百千欧的高电阻时,此管为NPN型,此时,红笔接触的电极是b极,如图1.22(b)所示。

如以黑笔为基准,将两只表笔对调后,重复上述检测方法。同时出现低电阻时,此管为NPN管,同时出现高电阻时,此管为PNP管。两种情况中,黑笔所接的脚为b脚。

1.4.3 三极管的电极判别

利用万用表判断三极管电极的方法如下。

(1)利用图1.22所示方法判断出三极管的管型和基极b。

(2)任意假定一个电极为e极,另一个电极为c极。

(3)将万用表量程置R×1k挡上。

(4)对于PNP型管,令红表笔接其c极,黑表笔接e极,再用手同时捏一下管子的b、c极,注意不要让电极直接相碰,如图1.23所示,在用手捏管子b、c极的同时,注意观察万用电表的指针向右摆动的幅度。

图1.23 万用表判断三极管的电极

(5)使假设的e、c极对调,重复第(4)步。

(6)比较两次检测中表针向右摆动的幅度,若第一次检测时摆动幅度大,则说明对e、c极的假设是符合实际情况的;若第二次检测时摆动幅度大,则说明第二次的假定与实际情况相符。

这种判别三极管电极的方法基于三极管的电流放大原理。利用万用电表欧姆挡内部的电池,给三极管的c、e极加上电压,使之具有放大能力。用手捏其b、c极时,就相当于从三极管的基极输入一个微小的电流,此时表针向右的摆动幅度就间接反映出其放大能力的大小,因而能正确地判别出e、c极。

在上述检测过程中,若表针摆动幅度太小,可将手指润湿一下重测(即适当减小 b、c之间的电阻)。不难推知,用一只100kΩ 左右的电阻接在管子的b-c极间,显然比用手指捏的方法更科学一些,测量原理如图1.24所示。积累一定经验后,利用该方法还可以估计管的放大倍数。

图1.24 万用表判断三极管的电极

顺便指出,三极管电极e、b、c的排列,并不是乱而无序的,而是有比较强的规律性。图1.25给出了塑封三极管电极的排列顺序,供测试时参考。另外,还有些甚高频三极管有4个电极,其中一个电极与它的金属外壳相连接。根据这一点,利用万用电表的电阻挡,依次检测4个电极与其管壳是否相通,便可方便地检测出来。对于大功率三极管,集电极c与管壳相通,以便于散热。

图1.25 塑封三极管及片状三极管电极顺序

1.4.4 三极管的电流放大作用

三极管处于放大状态的条件是发射结(be)结正偏,集电结(cb)结反偏。图1.26(a)中的VT为NPN三极管,其be结施加正向电压,be结处于正向偏置,bc结施加了反向电压,bc结处于反向偏置,VT处于放大状态。同理,图1.26(b)中的PNP三极管也处于放大状态。调节电路中的RP电位器可改变基极电流IB,这时,发射极和集电极电流随之相应变化。

图1.26 三极管各极所加电压极性

三极管三个电极的电流关系为:

其中IB很小,IEIC比较大。

若将IB从0.05mA调至0.15mA,这时,IC从3mA增至9mA,IBIC的变化比为

IC的变化大于IB,两个之比是60,此电路的电流放大系数为60。

1.4.5 三极管的在路检测

三极管工作正常时,发射结(b-e极间)上有正向偏置电压,硅管为0.6~0.8V,锗管为0.2~0.3V;集电结(c-b极间)有反向偏置电压,约2V以上。在路检测原理图如图1.27所示。

注:图1.27中X为断路,双向箭头为短路。

图1.27 三极管的在路检测

当遇到其中类似情况时,先判断外部有关元器件有无损坏情况。当确认有关元器件无故障时,可断定三极管有问题。