欲先善其事必先利其器：三極管到底有啥管型和管腳

 

半導(dǎo)體三極管也稱為晶體三極管，可以說它是電子電路中最重要的器件。它最主要的功能是電流放大和開關(guān)作用。三極管顧名思義具有三個電極。二極管是由一個PN結(jié)構(gòu)成的，而三極管由兩個PN結(jié)構(gòu)成，共用的一個電極成為三極管的基極（用字母b表示）。其他的兩個電極成為集電極（用字母c表示）和發(fā)射極（用字母e表示）。由于不同的組合方式，形成了一種是NPN型的三極管，另一種是PNP型的三極管。三極管的種類很多，并且不同型號各有不同的用途。三極管大都是塑料封裝或金屬封裝，常見三極管的外觀，有一個箭頭的電極是發(fā)射極，箭頭朝外的是NPN型三極管，而箭頭朝內(nèi)的是PNP型。實際上箭頭所指的方向是電流的方向。

 

電子制作中常用的三極管有90×&TImes;系列，包括低頻小功率硅管9013（NPN）、9012（PNP），低噪聲管9014（NPN），高頻小功率管9018（NPN）等。它們的型號一般都標(biāo)在塑殼上，而樣子都一樣，都是TO-92標(biāo)準(zhǔn)封裝。在老式的電子產(chǎn)品中還能見到3DG6（低頻小功率硅管）、3AX31（低頻小功率鍺管）等，它們的型號也都印在金屬的外殼上。我國生產(chǎn)的晶體管有一套命名規(guī)則，電子工程技術(shù)人員和電子愛好者應(yīng)該了解三極管符號的含義。符號的第一部分“3”表示三極管。符號的第二部分表示器件的材料和結(jié)構(gòu)：A——PNP型鍺材料；B——NPN型鍺材料；C——PNP型硅材料；D——NPN型硅材料。符號的第三部分表示功能：U——光電管；K——開關(guān)管；X——低頻小功率管；G——高頻小功率管；D——低頻大功率管；A——高頻大功率管。另外，3DJ型為場效應(yīng)管，BT打頭的表示半導(dǎo)體特殊元件。

 

 

三極管電極和管型的基礎(chǔ)判別方法 

 

（1） 目測法

① 管型的判別

一般，管型是NPN還是PNP應(yīng)從管殼上標(biāo)注的型號來辨別。依照部頒標(biāo)準(zhǔn)，三極管型號的第二位（字母），A、C表示PNP管，B、D表示NPN管，例如：

3AX 為PNP型低頻小功率管 3BX 為NPN型低頻小功率管

3CG 為PNP型高頻小功率管 3DG 為NPN型高頻小功率管

3AD 為PNP型低頻大功率管 3DD 為NPN型低頻大功率管

3CA 為PNP型高頻大功率管 3DA 為NPN型高頻大功率管

此外有國際流行的9011 ~ 9018系列高頻小功率管，除9012和9015為PNP管外，其余均為NPN型管。

 

② 管極的判別

常用中小功率三極管有金屬圓殼和塑料封裝（半柱型）等外型，圖T305介紹了三種典型的外形和管極排列方式。

 

 

（2） 用萬用表電阻檔判別

三極管內(nèi)部有兩個PN結(jié)，可用萬用表電阻檔分辨e、b、c三個極。在型號標(biāo)注模糊的情況下，也可用此法判別管型。

 

 

① 基極的判別

判別管極時應(yīng)首先確認(rèn)基極。對于NPN管，用黑表筆接假定的基極，用紅表筆分別接觸另外兩個極，若測得電阻都小，約為幾百歐~幾千歐；而將黑、紅兩表筆對調(diào)，測得電阻均較大，在幾百千歐以上，此時黑表筆接的就是基極。PNP管，情況正相反，測量時兩個PN結(jié)都正偏的情況下，紅表筆接基極。 實際上，小功率管的基極一般排列在三個管腳的中間，可用上述方法，分別將黑、紅表筆接基極，既可測定三極管的兩個PN結(jié)是否完好（與二極管PN結(jié)的測量方法一樣），又可確認(rèn)管型。

 

② 集電極和發(fā)射極的判別

確定基極后，假設(shè)余下管腳之一為集電極c，另一為發(fā)射極e，用手指分別捏住c極與b極（即用手指代替基極電阻Rb）。同時，將萬用表兩表筆分別與c、e接觸，若被測管為NPN，則用黑表筆接觸c極、用紅表筆接e極（PNP管相反），觀察指針偏轉(zhuǎn)角度；然后再設(shè)另一管腳為c極，重復(fù)以上過程，比較兩次測量指針的偏轉(zhuǎn)角度，大的一次表明IC大，管子處于放大狀態(tài)，相應(yīng)假設(shè)的c、e極正確。

 

三極管的管型和管腳究極判斷大法：四句口訣 

 

關(guān)于三極管的管型和管腳江湖一直傳言著這樣的四句口訣：“三顛倒，找基極;PN結(jié)，定管型;順箭頭，偏轉(zhuǎn)大;測不準(zhǔn)，動嘴巴。”下面是其詳細(xì)講解部分。

 

一、三顛倒，找基極

 

大家知道，貼片三極管是含有兩個PN結(jié)的半導(dǎo)體器件。根據(jù)兩個PN結(jié)連接方式不同，可以分為NPN型和PNP型兩種不同導(dǎo)電類型的貼片三極管。

 

測試貼片三極管要使用萬用電表的歐姆擋，并選擇R×100或R×1k擋位。對于指針式萬用電表有，其紅表筆所連接的是表內(nèi)電池的負(fù)極，黑表筆則連接著表內(nèi)電池的正極。假定我們并不知道被測貼片三極管是NPN型還是PNP型，也分不清各管腳是什么電極。測試的第一步是判斷哪個管腳是基極。這時，我們?nèi)稳蓚€電極(如這兩個電極為1、2)，用萬用電表兩支表筆顛倒測量它的正、反向電阻，觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度；接著，再取1、3兩個電極和2、3兩個電極，分別顛倒測量它們的正、反向電阻，觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度。在這三次顛倒測量中，必然有兩次測量結(jié)果相近：即顛倒測量中表針一次偏轉(zhuǎn)大，一次偏轉(zhuǎn)?。皇Ｏ乱淮伪厝皇穷嵉箿y量前后指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，這一次未測的那只管腳就是我們要尋找的基極。

 

二、PN結(jié)，定管型

 

找出貼片三極管的基極后，我們就可以根據(jù)基極與另外兩個電極之間PN結(jié)的方向來確定管子的導(dǎo)電類型。將萬用表的黑表筆接觸基極，紅表筆接觸另外兩個電極中的任一電極，若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很大，則說明被測貼片三極管為NPN型管；若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，則被測管即為PNP型。

 

三、順箭頭，偏轉(zhuǎn)大

 

找出了基極b，另外兩個電極哪個是集電極c，哪個是發(fā)射極e呢?這時我們可以用測穿透電流ICEO的方法確定集電極c和發(fā)射極e。

 

(1)對于NPN型貼片三極管，由NPN型貼片三極管穿透電流的流向原理，用萬用電表的黑、紅表筆顛倒測量兩極間的正、反向電阻Rce和Rec，雖然兩次測量中萬用表指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，但仔細(xì)觀察，總會有一次偏轉(zhuǎn)角度稍大，此時電流的流向一定是：黑表筆→c極→b極→e極→紅表筆，電流流向正好與貼片三極管符號中的箭頭方向一致，所以此時黑表筆所接的一定是集電極c，紅表筆所接的一定是發(fā)射極e。

 

(2)對于PNP型的貼片三極管，道理也類似于NPN型，其電流流向一定是：黑表筆→e極→b極→c極→紅表筆，其電流流向也與貼片三極管符號中的箭頭方向一致，所以此時黑表筆所接的一定是發(fā)射極e，紅表筆所接的一定是集電極c。

 

四、測不出，動嘴巴

 

若在“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的測量過程中，若由于顛倒前后的兩次測量指針偏轉(zhuǎn)均太小難以區(qū)分時，就要“動嘴巴”了。具體方法是：在“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的兩次測量中，用兩只手分別捏住兩表筆與管腳的結(jié)合部，用嘴巴含住(或用舌頭抵住)基電極b，仍用“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的判別方法即可區(qū)分開集電極c與發(fā)射極e。其中人體起到直流偏置電阻的作用，目的是使效果更加明顯。

 

 

利用三極管測量判斷三極管性能 

 

1、已知型號和管腳排列的三極管，可按下述方法來判斷其性能好壞

（1）測量極間電阻。將萬用表置于R×100或R×1K擋，按照紅、黑表筆的六種不同接法進(jìn)行測試。其中，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)的正向電阻值比較低，其他四種接法測得的電阻值都很高，約為幾百千歐至無窮大。但不管是低阻還是高阻，硅材料三極管的極間電阻要比鍺材料三極管的極間電阻大得多。

 

（2）三極管的穿透電流ICEO的數(shù)值近似等于管子的倍數(shù)β和集電結(jié)的反向電流ICBO的乘積。ICBO隨著環(huán)境溫度的升高而增長很快，ICBO的增加必然造成ICEO的增大。而ICEO的增大將直接影響管子工作的穩(wěn)定性，所以在使用中應(yīng)盡量選用ICEO小的管子。通過用萬用表電阻直接測量三極管e－c極之間的電阻方法，可間接估計ICEO的大小，具體方法如下：萬用表電阻的量程一般選用R×100或R×1K擋，對于PNP管，黑表管接e極，紅表筆接c極，對于NPN型三極管，黑表筆接c極，紅表筆接e極。要求測得的電阻越大越好。e－c間的阻值越大，說明管子的ICEO越小；反之，所測阻值越小，說明被測管的ICEO越大。一般說來，中、小功率硅管、鍺材料低頻管，其阻值應(yīng)分別在幾百千歐、幾十千歐及十幾千歐以上，如果阻值很小或測試時萬用表指針來回晃動，則表明ICEO很大，管子的性能不穩(wěn)定。

 

（3）測量放大能力（β）。目前有些型號的萬用表具有測量三極管hFE的刻度線及其測試插座，可以很方便地測量三極管的放大倍數(shù)。先將萬用表功能開關(guān)撥至？擋，量程開關(guān)撥到ADJ位置，把紅、黑表筆短接，調(diào)整調(diào)零旋鈕，使萬用表指針指示為零，然后將量程開關(guān)撥到hFE位置，并使兩短接的表筆分開，把被測三極管插入測試插座，即可從hFE刻度線上讀出管子的放大倍數(shù)。 另外：有此型號的中、小功率三極管，生產(chǎn)廠家直接在其管殼頂部標(biāo)示出不同色點來表明管子的放大倍數(shù)β值，其顏色和β值的對應(yīng)關(guān)系如表所示，但要注意，各廠家所用色標(biāo)并不一定完全相同。

 

2、檢測判別電極

（1）判定基極。用萬用表R×100或R×1k擋測量三極管三個電極中每兩個極之間的正、反向電阻值。當(dāng)用第一根表筆接某一電極，而第二表筆先后接觸另外兩個電極均測得低阻值時，則第一根表筆所接的那個電極即為基極b。這時，要注意萬用表表筆的極性，如果紅表筆接的是基極b。黑表筆分別接在其他兩極時，測得的阻值都較小，則可判定被測三極管為PNP型管；如果黑表筆接的是基極b，紅表筆分別接觸其他兩極時，測得的阻值較小，則被測三極管為NPN型管。 （2）判定集電極c和發(fā)射極e。（以PNP為例）將萬用表置于R×100或R×1K擋，紅表筆基極b，用黑表筆分別接觸另外兩個管腳時，所測得的兩個電阻值會是一個大一些，一個小一些。在阻值小的一次測量中，黑表筆所接管腳為集電極；在阻值較大的一次測量中，黑表筆所接管腳為發(fā)射極。

 

3、判別高頻管與低頻管 高頻管的截止頻率大于3MHz，而低頻管的截止頻率則小于3MHz，一般情況下，二者是不能互換的。

 

4、在路電壓檢測判斷法

（1）在實際應(yīng)用中、小功率三極管多直接焊接在印刷電路板上，由于元件的安裝密度大，拆卸比較麻煩，所以在檢測時常常通過用萬用表直流電壓擋，去測量被測三極管各引腳的電壓值，來推斷其工作是否正常，進(jìn)而判斷其好壞。

 

（2）大功率晶體三極管的檢測 利用萬用表檢測中、小功率三極管的極性、管型及性能的各種方法，對檢測大功率三極管來說基本上適用。但是，由于大功率三極管的工作電流比較大，因而其PN結(jié)的面積也較大。PN結(jié)較大，其反向飽和電流也必然增大。所以，若像測量中、小功率三極管極間電阻那樣，使用萬用表的R×1k擋測量，必然測得的電阻值很小，好像極間短路一樣，所以通常使用R×10或R×1擋檢測大功率三極管。

 

（3）普通達(dá)林頓管的檢測 用萬用表對普通達(dá)林頓管的檢測包括識別電極、區(qū)分PNP和NPN類型、估測放大能力等項內(nèi)容。因為達(dá)林頓管的E－B極之間包含多個發(fā)射結(jié)，所以應(yīng)該使用萬用表能提供較高電壓的R×10K擋進(jìn)行測量。

 

（4）大功率達(dá)林頓管的檢測 檢測大功率達(dá)林頓管的方法與檢測普通達(dá)林頓管基本相同。但由于大功率達(dá)林頓管內(nèi)部設(shè)置了V3、R1、R2等保護(hù)和泄放漏電流元件，所以在檢測量應(yīng)將這些元件對測量數(shù)據(jù)的影響加以區(qū)分，以免造成誤判。具體可按下述幾個步驟進(jìn)行： 用萬用表R×10k擋測量B、C之間PN結(jié)電阻值，應(yīng)明顯測出具有單向?qū)щ娦阅?。正、反向電阻值?yīng)有較大差異。 在大功率達(dá)林頓管B－E之間有兩個PN結(jié)，并且接有電阻R1和R2。用萬用表電阻擋檢測時，當(dāng)正向測量時，測到的阻值是B－E結(jié)正向電阻與R1、R2阻值并聯(lián)的結(jié)果；當(dāng)反向測量時，發(fā)射結(jié)截止，測出的則是（R1＋R2）電阻之和，大約為幾百歐，且阻值固定，不隨電阻擋位的變換而改變。但需要注意的是，有些大功率達(dá)林頓管在R1、R2、上還并有二極管，此時所測得的則不是（R1＋R2）之和，而是（R1＋R2）與兩只二極管正向電阻之和的并聯(lián)電阻值。

 

5、帶阻尼行輸出三極管的檢測

將萬用表置于R×1擋，通過單獨測量帶阻尼行輸出三極管各電極之間的電阻值，即可判斷其是否正常。具體測試原理，方法及步驟如下： 將紅表筆接E，黑表筆接B，此時相當(dāng)于測量大功率管B－E結(jié)的等效二極管與保護(hù)電阻R并聯(lián)后的阻值，由于等效二極管的正向電阻較小，而保護(hù)電阻R的阻值一般也僅有20～50，所以，二者并聯(lián)后的阻值也較小；反之，將表筆對調(diào)，即紅表筆接B，黑表筆接E，則測得的是大功率管B－E結(jié)等效二極管的反向電阻值與保護(hù)電阻R的并聯(lián)阻值，由于等效二極管反向電阻值較大，所以，此時測得的阻值即是保護(hù)電阻R的值，此值仍然較小。 將紅表筆接C，黑表筆接B，此時相當(dāng)于測量管內(nèi)大功率管B－C結(jié)等效二極管的正向電阻，一般測得的阻值也較小；將紅、黑表筆對調(diào)，即將紅表筆接B，黑表筆接C，則相當(dāng)于測量管內(nèi)大功率管B－C結(jié)等效二極管的反向電阻，測得的阻值通常為無窮大。 將紅表筆接E，黑表筆接C，相當(dāng)于測量管內(nèi)阻尼二極管的反向電阻，測得的阻值一般都較大，約300～∞；將紅、黑表筆對調(diào)，即紅表筆接C，黑表筆接E，則相當(dāng)于測量管內(nèi)阻尼二極管的正向電阻，測得的阻值一般都較小，約幾至幾十。

 

 

以上就是關(guān)于三極管測量的全部內(nèi)容，原來三極管測量有這么多檢測知識，原來還有四字口訣這種利器，那么你在三極管測量上又有何心得呢？