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晶體管的選用經驗

 杜銘源 2014-08-14


晶體管的選用經驗   


晶體管的品種繁多,不同的電子設備與不同的電子電路,對晶體管各項性能指標的要求是不同的。所以,應根據(jù)應用電路的具體要求來選擇不同用途,不同類型的晶體管。
1.一般高頻晶體管的選用  一般小信號處理(例如圖像中放、伴音中放、緩沖放大等)電路中使用的高頻晶體管,可以選用特征頻率范圍在30~300MHZ的高頻晶體管,例如3DG6、3DG8、3CG21、2SA1015、2SA673、2SA733、S9011、S9012、S9014、S9015、2N5551、2N5401、BC337、BC338、BC548、BC558等型號的小功率晶體管,可根據(jù)電路的要求選擇晶體管的材料與極性,還要考慮被選晶體管的耗散功率、集電極最大電流、最大反向電壓、電流放大系數(shù)等參數(shù)及外地人形尺寸等是否符合應用電路的要求。
2.末級視放輸出管的選用  彩色電視機中使用的末級視放輸出管,應選用特征頻率高于80MHZ的高頻晶體管。
21in(in=0.0254m)以下的中小屏幕彩色電視機中使用的末級視放輸出管,其耗散功率應大于或等于750mW,最大集電極電流應大于或等于50mA,最高反向電壓應大于200V,一般可選用3DG182J、2SC2229、2SC3942等型號的晶體管。
25英寸以上的大屏幕彩色電視機中使用的末級視放輸出管,其耗散功率應大于或等于1.5W,最大集電極電流應大于或等于50mA,最高反向電壓應大于300V,一般可選用3DG182N、2SC2068、2SC2611、2SC2482等型號的晶體管。
3.行推動管的選用  彩色電視機中使用的行推動管,應選用中、大功率的高頻晶體管。其耗散功率應大于或等于10W,最大集電極電流應大于150mA,最高反向電壓應大于或等于250V。一般可選用3DK204、2SC1569、2SC2482、2SC2655、2SC2688等型號的三極管。
4.行輸出管的選用  彩色電視機中使用的行輸出管屬于高反壓大功率晶體管,其最高反向電壓應大于或等于1200V,耗散功率應大于或等于50W,最大集電極電流應大于或等于3.5A(大屏幕彩色電視機行輸出管的耗散功率應大于或等于60W,最大集電極電流應大于5A)。
21英寸以下小屏幕彩色電視機的行輸出管可選用2SD869、2SD870、2SD871、2SD899A、2SD950、2SD951、2SD1426、2SD1427、2SD1556、2SD1878等型號的晶體管。
25英寸以上的大屏幕彩色電視機的行輸出管可選用2SD1433、2SD2253、2SD1432、2SD1941、2SD953、2SC3153、2SD1887等型號的晶體管。
5.開關三極管的選用  小電流開關電路和驅動電路中使用的開關晶體管,其最高反向電壓低于100V,耗散功率低于1W,最大集電極電流小于1A,可選用3CK3、3DK4、3DK9、3DK12等型號的小功率開關晶體管。
大電流開關電路和驅動電路中使用的開關晶體管,其最高反向電壓大等于100V,耗散功率高于30W,最大集電極電流大于或等于5A,可選用3DK200、DK55、DK56等型號的大功率開關晶體管。
開關電源等電路中使用的開關晶體管,其耗散功率大于或等于50W,最大集電極電流大于或等于3A,最高反向電壓高于800V。一般可選用2SD820、2SD850、2SD1403、2SD1431、2SD1553、2SD1541等型號的高反壓大功率開關晶體管。
6.達林頓管的選用  達林頓管廣泛應用于音頻功率輸出、開關控制、電源調整、繼電器驅動、高增益放大等電路中。
繼電器驅動電路與高增益放大電路中使用的達林頓管,可以選用不帶保護電路的中、小功率普通達林頓晶體管。而音頻功率輸出、電源調整等電路中使用的達林頓管,可選用大功率、大電流型普通達林頓晶體管或帶保護電路的大功率達林頓晶體管。
7.音頻功率放大互補對管的選用  音頻功率放大器的低放電路和功率輸出電路,一般均采用互補推挽對管(通常由1只NPN型晶體管和1只PNP型晶體管組成)。選用時要求兩管配對,即性能參數(shù)要一致。
低放電路中采用的中、小功率互補推挽對管,其耗散功率小于或等1W,最大集電極電流小于或等于1.5A,最高反向電壓為50~300V。常見的有2SC945/2SA733、2SC1815/2SA1015、2N5401/2N5551、S8050/S8550等型號。選用時應根據(jù)應用電路具體要求而定。
后級功率放大電路中使用的互補推挽對管,應選用大電流、大功率、低噪聲晶體管,其耗散功率為100~200W,集電極最大電流為10~30A,最高反向電壓為120~200V。常用的大功率互補對管有2SC2922/2SA1216、2SC3280/2SA1301、2SC3281/2SA1302、2N3055/MJ2955等型號。
8.帶阻晶體管的選用  帶阻晶體管是錄像機、影碟機、彩色電視機中常用的晶體管,其種類較多,但一般不能作為普通晶體管使用,只能“專管專用”。
選用帶阻晶體管時,應根據(jù)電路的要求(例如輸入電壓的高低、開關速度、飽和深度、功耗等)及其內部電阻器的阻值搭配,來選擇合適的管型。
9.光敏三極管的選用  光敏三極管和其它三極管一樣,不允許其電參數(shù)超過最大值(例如最高工作電壓、最大集電極電流和最大允許功耗等),否則會縮短光敏三極管的使用壽命甚至燒毀三極管。
另外,所選光敏三極管的光譜響應范圍必須與入射光的光譜牧場生相互匹配,以獲得最佳的響應特性。晶體管的檢測經驗介紹

 
(一)晶體管材料與極性的判別
   1.從晶體管的型號命名上識別其材料與極性  國產晶體管型號命名的第二部分用英文字母A~D表示晶體管的材料和極性。其中,“A”代表鍺材料PNP型管,“B”代表鍺材料NPN型管,“C”代表硅材料PNP型管,“D”代表硅材料NPN型管。
    ***產晶體管型號命名的第三部分用字母A~D來表示晶體管的材料和類型(不代表極性)。其中,“A”、“B”為PNP型管,“C”、“D”為NPN型管。通常,“A”、“C”為高頻管,“B”、“D”為低頻管。
    歐洲產晶體管型號命名的第一部分用字母“A”和“B”表示晶體管的材料(不表示NPN或PNP型極性)。其中,“A”表示鍺材料,“B”表示硅材料。
   2.從封裝外形上識別晶體管的引腳  在使用權晶體管之前,首先要識別晶體管各引腳的極性。
   不同種類、不同型號、不同功能的晶體管,其引腳排列位置也不同。通過閱讀上述“晶體管的封裝外形”中的內容,可以快速識別也常用晶體管各引腳的極性。
   3.用萬用表判別晶體管的極性與材料  對于型號標志不清或雖有型號但無法識別其引腳的晶體管,可以通過萬用表測試來判斷出該晶體管的極性、引腳及材料。
    對于一般小功率晶體管,可以用萬用表R×100Ω檔或R×1k檔,用兩表筆測量晶體管任意兩個引腳間的正、反向電阻值。
     在測量中會發(fā)現(xiàn):當黑表筆(或紅表筆)接晶體管的某一引腳時,用紅表筆(或黑表筆)去分別接觸另外兩個引腳,萬用表上指示均為低阻值。此時,所測晶體管與黑表筆(或紅表筆)連接的引腳便是基極B,而別外兩個引腳為集電極C和發(fā)射極E。若基極接的是紅表筆,則該管為PNP管;若基極接的是黑表筆,則該管國NPN管。
    也可以先假定晶體管的任一個引腳為基極,與紅表筆或黑表筆接觸,再用另一表筆去分別接觸另外兩個引腳,若測出兩個均較小的電阻值時,則固定不動的表筆所接的引腳便是基極B,而另外兩個引腳為發(fā)射極E和集電極C。
    找到基極B后,再比較基極B與另外兩個引腳之間正向電阻值的大小。通常,正向電阻值較大的電極為發(fā)射極E,正向電阻值較小的為集電極C。
    PNP型晶體管,可以將紅表筆接基極B,用黑表筆分別接觸另外兩個引腳,會測出兩個略有差異的電阻值。在阻值較小的一次測量中,黑表筆所接的引腳為集電極C;在阻值較大的一次測量中,黑表筆所接的引腳為發(fā)射極E。
    NPN型晶體管,可將黑表筆接基極B。用紅表筆去分別接觸另外兩個引腳。在阻值較小的一次測量中,紅表筆所接的引腳為集電極C;在阻值較大一次測量中,紅表筆所接的引腳為發(fā)射極E。
    通過測量晶體管PN結的正、反向電阻值,還可判斷出晶體管的材料(區(qū)分出是硅管還是鍺管)及好壞。一般鍺管PN結(B、E極之間或B、C極之間)的正向電阻值為200~500Ω,反向電阻值大于100kΩ;硅管PN結的正向電阻值為3~15kΩ,反向電阻值大于500kΩ。若測得晶體管某個PN結的正、反向電阻值均為0或均為無窮大,則可判斷該管已擊穿或開路損壞。
(二)晶體管性能的檢測
    1.反向擊穿電流的檢測  普通晶體管的反向擊穿電流(也稱反向漏電流或穿透電流),可通過測量晶體管發(fā)射極E與集電極C之間的電阻值來估測。測量時,將萬用表置于R×1k檔,NPN型管的集電極C接黑表筆,發(fā)射極E接紅表筆;PNP管的集電極C接紅表筆,發(fā)射極E接黑表筆。
    正常時,鍺材料的小功率晶體管和中功率晶體管的電阻值一般大于10Kω(用R×100檔測,電阻值大于2kΩ),鍺大功率晶體管的電阻值為1.5kΩ(用R×10檔測)以上。硅材料晶體管的電阻值應大于100kΩ(用R×10k檔測),實測值一般為500kΩ以上。
    若測得晶體管C、E極之間的電阻值偏小,則說明該晶體管的漏電流較大;若測得C、E極之間的電阻值接近0,則說明其C、E極間已擊穿損壞。若晶體管C、E極之間的電阻值隨著管殼溫度的增高而變小許多,則說明該管的熱穩(wěn)定性不良。
   也可以用晶體管直流參數(shù)測試表的ICEO檔來測量晶體管的反向擊穿電流。測試時,先將hFE/ICEO選擇開關置于ICEO檔,選擇晶體管的極性,將被測晶體管的三個引腳插個測試孔,然后按下ICEO鍵,從表中讀出反向擊穿電流值即可。
    2.放大能力的檢測  晶體管的放大能力可以用萬用表的hFE檔測量。測量時,應先將萬用表置于ADJ檔進行調零后,再撥至hFE檔,將被測晶體管的C、B、E三個引腳分別插入相應的測試插孔中(采用TO-3封裝的大功率晶體管,可將其3個電極接出3根引線后,再分別與三個插孔相接),萬用表即會指示出該管的放大倍數(shù)。
    若萬用表無hFE檔,則也可使用萬用表的R×1k檔來估測晶體管放大能力。測量PNP管時,應將萬用表的黑表筆接晶體管的發(fā)射極E,紅表筆接晶體管的集電極C,再在晶體管的集電結(B、C極之間)上并接1只電阻(硅管為100kΩ鍺管為20 kΩ),然后觀察萬用表的阻值變化情況。若萬用表指針擺動幅度較大,則說明晶體管的放大能力較強。若萬用表指針不變或擺動幅較小,則說明晶體管無放大能力或放大能力較差。
    測量NPN管時,應將萬用表的黑表筆接晶體管的集電極C,紅表筆接晶體管的發(fā)射極E,在集電結上并接1只電阻,然后觀察萬用表的阻值變化情況。萬用表指針擺動幅度越大,說明晶體管的放大能力越強。
    也可以用晶體管直流參數(shù)測試表的hFE/測試功能來測量放大能力。測量時,先將測試表的hFE/ICEO檔置于hFE–100檔或hFE–300檔,選擇晶體管的極性,將晶體管插入測試孔后,按動相應的hFE鍵,再從表中讀出hFE值即可。
    3.反向擊穿電壓的檢測  晶體管的反向擊穿電壓可使用晶體管直流參數(shù)測試表的V(BR)測試功能來測量。測量時,先選擇被測晶體管的極性,然后將晶體管插入測試孔,按動相應的V(BR)鍵,再從表中讀出反向擊穿電壓值。
    對于反向擊穿電壓低于50V的晶體管,也可用圖5-58中所示的電路進行測試。將待測晶體管VT的集電極C、發(fā)射極E與測試電路的A端、B端相連(PNP管的E極接A點,C極接B點;NPN管的E有接B點,C極接A點)后,調節(jié)電源電壓,當發(fā)光二極管LED點亮時,A、B兩端之間的電壓值即是晶體管的反向擊穿電壓。
(三)特殊晶體管的檢測
    1.帶阻尼行輸出管的檢測  用萬用表R×1檔,測量發(fā)射結(基極B與發(fā)射極E之間)的正、反向電阻值。正常的行輸出管,其發(fā)射結的正、反向電阻值均較小,只有20~50Ω。
    用萬用表R×1k檔,測量行輸出管集電結(基極B與集電極C之間)的正、反向電阻值。正常時,正向電阻值(黑表筆接基極B,紅表筆接集電極C)為3~10kΩ,反向電阻值為無窮大。若測得正、反向電阻值均為0或均為無窮大,則說明該管的集電結已擊穿損壞或開路損壞。
    用萬用表R×1k檔,測量行輸出管C、E極內部阻尼二極管的正、反向電阻值,正常時正向電阻值較?。?~7 kΩ),反向電阻值為無窮大,若測得C、E極之間的正反向電阻值均很小,則是行輸出管C、E極之間短路或阻尼二極管擊穿損壞。若測得C、E極之間的正、反向電阻值均為無窮大,則是阻尼二極管開路損壞。
    帶阻尼行輸出管的反向擊穿電壓可以用晶體管直流參數(shù)測試表測量,其方法與普通晶體管相同。
    帶阻尼行輸出管的放大能力(交流電流放大系數(shù)β值)不能用萬用表的hFE檔直接測量,因為其內部有阻尼二極管和保護電阻器。測量時可在行輸出管的集電極C與基極B之間并接1只30 kΩ的電位器,然后再將行輸出管各電極與hFE插孔連接。適當調節(jié)電位器的電阻值,并從萬用表上讀出β值。
   2.帶阻晶體管的檢測  因帶阻晶體管內部含有1只或2只電阻器,故檢測的方法與普通晶體管略有不同。檢測之前應先了解管內電阻器的阻值。
   測量時,將萬用表置于R×1k檔,測量帶阻晶體管集電極C與發(fā)射極E之間的電阻值(測NPN管時,應將黑表筆接C極,紅表筆接E極;測PNP管時,應將紅表筆接C極,黑表筆接E極),正常時,阻值應為無窮大,且在測量的同時,若將帶阻晶體管的基極B與集電極C之間短路后,則應有小于50kΩ的電阻值。否則,可確定為晶體管不良。
    也可以用測量帶阻晶體管BE極、CB極及CE極之間正、反向電阻值的方法(應考慮到內含電阻器對各極間正、反向電阻值的影響)來估測晶體管是否損壞。
    3.普通達林頓管的檢測  普通達林頓管內部由兩只或多只晶體管的集電極連接在一起復合而成,其基極B與發(fā)射極E之間包含多個發(fā)射結。檢測時可使用萬用表的R×1k或R×10k檔來測量。
    測量達林頓管各電極之間的正、反向電阻值。正常時,集電極C與基極B之間的正向電阻值(測NPN管時,黑表筆接基極B;測PNP管時,黑表筆接集電極C)值與普通硅晶體管集電結的正向電阻值相近,為3~10kΩ之間,反向電阻值為無窮大。而發(fā)射極E與基極B之間的的正向電阻值(測NPN管時,黑表筆接基極B;測PNP管時,黑表筆接發(fā)射極E)是集電極C與基極B之間的正、反向電阻值的2~3倍,反向電阻值為無窮大。集電極C與發(fā)射極E之間的正、反向電阻值均應接近無窮大。若測得達林頓管的C、E極間的正、反向電阻值或BE極、BC極之間的正、反向電阻值均接近0,則說明該管已擊穿損壞。若測得達林頓管的BE極或BC極之間的、反向電阻值為無窮大,則說明該管已開路損壞。
    4.大功率達林頓管的檢測  大功率達林頓管在普通達林頓管的基礎上增加了由續(xù)流二極管和泄放電阻組成的保護電路,在測量時應注意這些元器件對測量數(shù)據(jù)的影響。
    用萬用表R×1k或R×10k檔,測量達林頓管集電結(集電極C與基極B之間)的正、反向電阻值。正常時,正向電阻值(NPN管的基極接黑表筆時)應較小,為1~10kΩ,反向電阻值應接近無窮大。若測得集電結的正、反向電阻值均很小或均為無窮大,則說明該管已擊穿短路或開路損壞。
    用萬用表R×100檔,測量達林頓管發(fā)射極E與基極B之間的正、反向電阻值,正常值均為幾百歐姆至幾千歐姆(具體數(shù)據(jù)根據(jù)B、E極之間兩只電阻器的阻值不同而有所差異。例如,BU932R、MJ10025等型號大功率達林頓管B、E極之間的正、反向電阻值均為600Ω左右),若測得阻值為0或無窮大,則說明被測管已損壞。
    用萬用表R×1k或R×10k檔,測量達林頓管發(fā)射極E與集電極C之間的正、反向電阻值。正常時,正向電阻值(測NPN管時,黑表筆接發(fā)射極E,紅表筆接集電極C;測PNP管時,黑表筆接集電極C,紅表筆接發(fā)射極E)應為5~15kΩ(BU932R為7kΩ),反向電阻值應為無窮大,否則是該管的C、E極(或二極管)擊穿或開路損壞。
    5.光敏三極管的檢測  光敏三極管只有集電極C和發(fā)射極E兩個引腳,基極B為受窗口。通常,較長(或靠近管鍵的一端)的引腳為E極,較短的引腳的C極。達林頓型光敏三極管封裝缺圓的一側為C極。
    檢測時,先測量光敏三極管的暗電阻:將光敏三極管的受光窗口用黑紙或黑布遮住,再將萬用表置于R×1k檔。紅表筆和黑表筆分別接光敏三極管的兩個引腳。正常時,正、反向電阻均為無窮大。若測出一定阻值或阻值接近0,則說明該光敏三極管已漏電或已擊穿短路。
    測量光敏三極管的亮電阻:在暗電阻測量狀態(tài)下,若將遮擋受光窗口的黑紙或黑布移開,將受光窗口靠近光源,正常時應有15~30kΩ的電阻值。則說明光敏三極管已開路損壞或靈敏度偏低。



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