電子元器件識別與檢測晶體管介紹PPT課件

1、 半導(dǎo)體材料和導(dǎo)體、絕緣體相比具有兩個顯著特點(diǎn)：一是電阻率的大小受雜質(zhì)含量的影響極大，二是電阻率受外界條件的影響很大。 第1頁/共62頁 在純凈的半導(dǎo)體中摻入鎵等三價元素后變成了P P型半導(dǎo)體，在純凈的半導(dǎo)體中摻入砷等五價元素后變成了N N型半導(dǎo)體。在P P型半導(dǎo)體和N N型半導(dǎo)體相結(jié)合的地方，就會形成一個特殊的薄層，這個特殊的薄層叫 “PNPN結(jié)”，二極管是由一個PNPN結(jié)組成的。 第2頁/共62頁 單向?qū)щ娦允嵌O管的基本特性，即用萬用表測量二極管的兩端，測量兩次，一次阻值在幾千歐左右，另一次測量萬用表的指針幾乎不動，說明阻值特別大。利用這兩個特性，可以把交流電變成直流電，起整流的作用，還

2、可以把載有低頻信號的高頻信號電流，變成低頻信號電流，起檢波作用。第3頁/共62頁 晶體二極管的種類很多，按材料分為鍺二極管、硅二極管、砷化鎵二極管等；按結(jié)構(gòu)分為點(diǎn)接觸二極管和面接觸二極管；按用途分為檢波二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管和開關(guān)二極管、阻尼二極管、發(fā)光二極管和光敏二極管等；按工作原理分有隧道二極管、變?nèi)荻O管、雪崩二極管、雙基極二極管等。一般二極管 發(fā)光二極管 變?nèi)荻O管 穩(wěn)壓二極管 隧道二極管 雙向二極管第4頁/共62頁 整流二極管多用硅半導(dǎo)體材料制成，有金屬封裝和塑料封裝兩種。整流二極管是利用PN結(jié)的單向?qū)щ娦?，把交流電變成脈動直流電。常用的整流二極管的實物圖見圖1.6。第5頁/

3、共62頁 檢波的作用是把調(diào)制在高頻電磁波的低頻信號檢出來。檢波二極管要求結(jié)電容小，反向電流小，所以檢波二極管常采用點(diǎn)觸式二極管。常用的檢波二極管的實物圖見圖1.7。第6頁/共62頁 光電二極管又叫光敏二極管，它是利用PN結(jié)在施加反向電壓時，在光線照射下反向電阻由大到小的原理進(jìn)行工作的。無光照射時，二極管的反向電流很?。挥泄庹丈鋾r，二極管的反向電流很大。光電二極管不是對所有的可見光及不可見光都有相同的反應(yīng)，它是有特定的光譜范圍的，2DU是利用半導(dǎo)體硅材料制成的光電二極管，2AU是利用半導(dǎo)體鍺材料制成的光電二極管。其實物圖見圖1.8所示。 第7頁/共62頁 穩(wěn)壓二極管是一種齊納二極管，它是利用二極

4、管反向擊穿時，其兩端電壓固定在某一數(shù)值，而基本上不隨電流大小變化的特性來進(jìn)行工作的。穩(wěn)壓二極管的正向特性與普通二極管相似，當(dāng)反向電壓小于擊穿電壓時，反向電流很小；當(dāng)反向電壓臨近擊穿電壓時反向電流急劇增大，發(fā)生電擊穿。第8頁/共62頁這時電流在很大范圍內(nèi)改變時管子兩端的電壓基本保持不變，起到穩(wěn)定電壓的作用。必須注意的是，穩(wěn)壓二極管在電路上應(yīng)用時一定要串聯(lián)限流電阻，不能讓二極管擊穿后電流無限增大，否則二極管將立即被燒毀。常用的二極管實物圖見圖1.8。第9頁/共62頁 變?nèi)荻O管是利用PN結(jié)的空間電荷層具有電容特性的原理制成的特殊二極管。它的特點(diǎn)是結(jié)電容隨加到管子上的反向電壓大小而變化。在一定范圍內(nèi)

5、，反向偏壓越小，結(jié)電容越大；反之，反向電容偏壓越大，結(jié)電容越小。人們利用變?nèi)荻O管的這種特性取代可變電容器的功能。第10頁/共62頁變?nèi)荻O管多采用硅或砷化鎵材料制成，采用陶瓷或環(huán)氧樹脂封裝。變?nèi)荻O管在電視機(jī)、收音機(jī)和錄像機(jī)中多用于調(diào)諧電路和自動頻率微調(diào)電路中。其實物見圖1.10。第11頁/共62頁 發(fā)光二極管（LED）是一種新穎的半導(dǎo)體發(fā)光器件。在家用電器設(shè)備中常用來做指示作用。例如，有的收錄機(jī)中常用一組或兩組發(fā)光二極管作為音量指示，當(dāng)音量開大時，輸出功率加大，發(fā)光二極管的數(shù)目增多，輸出功率小時，發(fā)光二極管的數(shù)目就少。 第12頁/共62頁 根據(jù)制造的材料和工藝不同，發(fā)光顏色有紅色、綠色、黃

6、色等。有的發(fā)光二極管還能根據(jù)所加電壓的不同發(fā)出不同顏色的光，叫變色發(fā)光二極管。其實物圖見圖1.11。第13頁/共62頁晶體二極管的主要參數(shù)有： 它是指二極管長期正常工作時，能通過的最大正向電流值。因為晶體二極管工作時，有電流通過時則會發(fā)熱，電流過大時就會發(fā)熱過度而燒毀，所以二極管應(yīng)用時要特別注意工作電流不能超過其最大整流電流。第14頁/共62頁 是在給定的反向偏壓下，通過二極管的直流。理想情況下，二極管具有單向?qū)щ娦?，但實際上反向電壓下總有一點(diǎn)微弱的電流，通常硅管有1微安或更小，鍺管有幾百微安。反向電流的大小，反映了晶體二極管的單向?qū)щ娦缘暮脡模聪螂娏鞯臄?shù)值越小越好。第15頁/共62頁 是二

7、極管正常工作時所能承受的反向電壓最大值，二極管反向連接時，如果把反向電壓加到某一數(shù)值，管子的反向電流就會急劇增大，管子呈現(xiàn)擊穿狀態(tài)。這時的電壓稱為擊穿電壓。晶體管的反向工作電壓為擊穿電壓的1/2，其最高反向工作電壓則定為反向擊穿電壓的2/3。 晶體二極管的損壞，一般來說電壓比電流更為敏銳，也就是說，過壓更能引起管子的損壞，故應(yīng)用中一定要保證不超過最大反向工作電壓。 第16頁/共62頁4、最高工作頻率f M 主要取決于PN結(jié)結(jié)電容的大小。結(jié)電容愈大，則二檢管允許的最高工作頻率愈低。第17頁/共62頁 要認(rèn)識二極管首先要了解二極管的命名方法，各國對晶體二極管的命名規(guī)定不同，我國晶體管的型號一般由五

8、個部分組成，見表1.9。例如： 2AP9“2”表示二極管 2CW“2”表示二極管 “A”表示N型，鍺材料 “C”表示N型，硅材料 “P”表示普通管 “W”表示穩(wěn)壓管 “9”表示序號 “10”表示序號第18頁/共62頁 當(dāng)然現(xiàn)在市場上有很多國外晶體二極管，如日本產(chǎn)的1N4148是一種開關(guān)管，1N4001、1N4002、1N4004、1N4007等是整流二極管，其最大整流電流都是1A，反向工作電壓分別是50V、100V、200V、400V和1000V。 第19頁/共62頁第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用數(shù)字表示器件電極的數(shù)目用漢語拼音字母表示器件的材料和極性用漢語拼音字母表示器件的類型

9、用數(shù)字用數(shù)字表示序號漢語拼音字母標(biāo)示規(guī)格號符號意義符號意義符號意義2二極管AN型鍺材料P普通管BP型鍺材料W穩(wěn)壓管CN型硅材料Z整流管DP型硅材料K開關(guān)管第20頁/共62頁半導(dǎo)體分立器件二極管 普通二極管 符號 極性 用途：檢波、整流 穩(wěn)壓、開關(guān)第21頁/共62頁 通常最簡便的方法是用萬用表來判別二極管的好壞。測量時，將萬用表撥到R1K檔，測量二極管的正、反向電阻，好的管子一般在幾千歐以上，甚至無窮大。正、反向電阻相差的越大越好。如果兩次測量得到的阻值一樣大或一樣小，說明該二極管已損壞。第22頁/共62頁 二極管的代用比較容易，當(dāng)原電路中的二極管損壞時，最好選用同型號同檔次的二極管代替。如果找

10、不到同型號的二極管，必須查清原二極管的主要參數(shù)，對于檢波二極管只要工作頻率滿足即可；整流二極管要滿足反向工作電壓和最大整流電流的要求；穩(wěn)壓二極管一定要注意穩(wěn)壓電壓的數(shù)值。第23頁/共62頁 測量二極管時，以測得小的那一次時（正向電阻）,萬用表黑筆所接的便是二極管的正極，紅表筆所接的便是二極管的負(fù)極。這是因為萬用表在電阻檔時，萬用表的黑表筆接其內(nèi)部電池的正極，紅表筆接其電池內(nèi)部的負(fù)極。 對于發(fā)光二極管而言，一般來說，發(fā)光二極管的長腳是正極，短腳是負(fù)極，或者把二極管放在光線很亮的地方，發(fā)光二極管內(nèi)部有兩個電極，一般是電極較小的是二極管的正極，電極較大的是二極管的負(fù)極。第24頁/共62頁工作在反向擊

11、穿區(qū)工作在反向擊穿區(qū)第25頁/共62頁第26頁/共62頁第27頁/共62頁 晶體三極管是由兩個做在一起的PN結(jié)加上相應(yīng)的引出電極線及封裝組成。由于三極管具有放大作用，它是收音機(jī)、錄音機(jī)、電視機(jī)等家用電器中很重要的器件之一，用三極管可以組成放大、振蕩及各種功能的電子電路。第28頁/共62頁半導(dǎo)體分立器件 三級管 結(jié)構(gòu)： 符號： 作用: 放大，控制 開關(guān)。 第29頁/共62頁半導(dǎo)體分立器件 三級管 判斷三極管 的e、b、c 不同封裝 9014 SOT23 9013 TO92 第30頁/共62頁 晶體三極管的分類很多，按結(jié)構(gòu)可分為點(diǎn)接觸型和面接觸型；按生產(chǎn)工藝分為合金型、擴(kuò)散型和平面型等。但是常用的

12、分類是從應(yīng)用角度，依工作頻率分為低頻三極管、高頻三極管和開關(guān)三極管；依工作功率分為小功率三極管、中功率三極管和大功率三極管；按其導(dǎo)電類型可分為PNP型和NPN型；按其構(gòu)成材料可分為鍺管和硅管。第31頁/共62頁 這里介紹一下鍺三極管和硅三極管之間的區(qū)別。不管是鍺管還是硅管，都有PNP型和NPN型兩種導(dǎo)電類型，都有高頻管和低頻管、大功率管和小功率管。但它們在電氣特性上還是有一定差距的。首先，鍺管比硅管具有較低的起始工作電壓，鍺三極管的基極和發(fā)射極之間有0.2V0.3V的電壓即可開始工作，而硅三極管的基極和發(fā)射極之間有0.6V0.7V的工作電壓才能工作。其次，鍺管比硅管具有較低的飽和壓降，晶體管導(dǎo)

13、通時，發(fā)射極和集電極之間的電壓鍺管比硅管更低。第三，硅管比鍺管具有較小的漏電流和更平直的輸出特性。第32頁/共62頁1、共發(fā)射極直流放大倍數(shù)HFE 共發(fā)射極直流放大倍數(shù)HFE是指在沒有交流信號輸入時，共發(fā)射極電路輸出的集電極直流電流與基極輸入的直電流之比。這是衡量晶體三極管有無放大作用的主要參數(shù)，正常三極管的HFE應(yīng)為幾十至幾百倍。常用的三極管的外殼上標(biāo)有不同顏色點(diǎn)，以表明不同的放大倍數(shù)。第33頁/共62頁放大倍數(shù)：-15-25-40-55-80-120-180-270-400-色標(biāo)點(diǎn)：棕 紅 橙 黃 綠 藍(lán) 紫 灰 白 黑 色點(diǎn)為黃色的三極管的放大倍數(shù)是4055倍之間，色點(diǎn)是灰色的三極管的放

14、大倍數(shù)為180270倍之間等等。第34頁/共62頁 共發(fā)射極電路中，集電極電流和基極輸入電流的變化量之比稱為共發(fā)射極交流放大倍數(shù)。當(dāng)三極管工作在放大區(qū)小信號運(yùn)用時，HFE=，三極管的放大倍數(shù)一般在10200倍之間。太小，表明三極管的放大能力越差，但越大的管子的往往工作穩(wěn)定性太差。第35頁/共62頁 三極管的放大倍數(shù)會隨著工作信號頻率的升高而下降，頻率越高，下降越嚴(yán)重。特征頻率就是下降到1時的頻率。也就是說，當(dāng)工作信號的頻率升高到特征頻率時，晶體三極管就失去了交流電流的放大能力。特征頻率的大小反映了晶體三極管頻率特性的好壞。在高頻率電路中，要選用特征頻率較高的管子，特征頻率一般比電路工作頻率至少

15、要高3倍以上。第36頁/共62頁 晶體三極管的放大倍數(shù)在集電極電流過大時也會下降。下降到額定值的2/3倍或1/2時的集電極電流為集電極最大允許電流。三極管工作時的集電極電流最好不要超過集電極最大允許電流。 第37頁/共62頁 晶體三極管工作時，集電極電流通過集電結(jié)要耗散功率，耗散功率越大，集電結(jié)的溫升就越高，根據(jù)晶體管允許的最高溫度，定出集電極最大允許耗散功率。小功率管的集電極最大允許耗散功率在幾十至幾百毫瓦之間，大功率管卻在1瓦以上。第38頁/共62頁 要認(rèn)識三極管首先要了解晶體三極管的命名方法，各國對晶體管的命名方法的規(guī)定不同，我國晶體管的型號一般由五個部分組成，見表1.10。國外部分公司

16、及產(chǎn)品代號見表1.11。例：1) 鍺材料PNP型低頻大功率三極管： 2) 硅材料NPN型高頻小功率三極管： 3 A D 50 C 3 D G 201 B 規(guī)格號 規(guī)格號 序號 序號 低頻大功率 低頻大功率 PNP型、鍺材料 PNP、鍺材料 三極管 三極管 第39頁/共62頁第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用數(shù)字表示器件電極的數(shù)目用漢語拼音字母表示器件的材料和極性用漢語拼音字母表示器件的類型 用數(shù)字表示序號漢語拼音字母標(biāo)示規(guī)格號符號意義符號意義符號意義3三極管APNN型鍺材料X低頻小功率BNPN型鍺材料G高頻小功率CPNP型硅材料D低頻大功率DNPN型硅材料A高頻大功率E化合物材料第40

17、頁/共62頁公司名稱代號公司名稱代號美國無線電公司(BCA)CA美國悉克尼特公司(SIC)NE美國國家半導(dǎo)體公司 (NSC)LM日本電氣工業(yè)公司(NEC)PC美國莫托洛拉公司(MOTA)MC日本日立公司(HIT)RA美國仙童公司(PSC)A日本東芝公司(TOS)TA美國德克薩斯公司(TII)TL日本三洋公司(SANYO)LA，LB美國模擬器件公司(ANA)AD日本松下公司AN美國英特西爾公司(INL)IC日本三菱公司M第41頁/共62頁 在晶體三極管裝入電路之前或檢修家用電器時經(jīng)常需要用簡易的方法判別它的好壞。下面介紹測量晶體三極管的幾種方法。第42頁/共62頁第43頁/共62頁常用三極管的外

18、形和電路符號 第44頁/共62頁1 1、外觀判別三極管的極性、外觀判別三極管的極性第45頁/共62頁其它封裝三極管的引腳判斷其它封裝三極管的引腳判斷 第46頁/共62頁 第47頁/共62頁 三極管的三個管腳的作用是不同的，工作時不能相互代替。用萬用表判斷的方法是：將萬用表置于電阻R1K檔，用萬用表的黑表筆接晶體管的某一管腳（假設(shè)它是基極），用紅表筆分別接另外的兩個電極。如果表針指示的兩個阻值都很小，那么黑表筆所接的那一個腳便是NPN型管的基極；如果表針指示的兩個阻值都很大，那么黑表筆所接的那一個腳便是PNP型管的基極。如果表針指示的阻值一個很大，一個很小，那么黑表筆所接的管腳肯定不是三極管的基

19、極，要換另一個管腳再檢測。第48頁/共62頁 利用硅管PN結(jié)與鍺管PN結(jié)正、反向電阻的差異，可以判斷不知型號的三極管是硅管還是鍺管。用萬用表的R1K檔，測發(fā)射極與基極間和集電極與基極間的正向電阻，硅管大約在310K之間，鍺管大約在5001K之間，上述極間的反向電阻，硅管一般大于500K，鍺管一般大于1000K左右。第49頁/共62頁 將萬用表的功能選擇開關(guān)調(diào)到HFE處，一般還需調(diào)零，把三極管的三個電極正確的放到萬用表的面板上的四個小孔中PNP（P）或NPN（N）的e、b、c處，這時萬用表的指針會向右偏轉(zhuǎn)，在表頭內(nèi)部的刻盤上有HFE的指示數(shù)，即是測量三極管的直流放大倍數(shù)。第50頁/共62頁 在家

20、用電器修理中，經(jīng)常會遇到三級管的損壞，需用同型號、同品種的三極管代換，或用相同（相近）性能的三極管進(jìn)行代用。代用的原則和方法如下：（1）極限參數(shù)高的三極管可以代換較低的三極管。例如集電極最大允許耗散功率大的三極管可以代換小的三極管。 （2）性能好的三極管可以代換性能差的三極管。例如參數(shù)值高的三極管可以代換值低的三極管，但值不宜過高，否則三極管工作不穩(wěn)定。 第51頁/共62頁 （3）高頻、開關(guān)三極管可以代換普通低頻三極管。當(dāng)其它參數(shù)滿足要求時，高頻管可以代替低頻管。 （4）鍺管和硅管可以相互代換。兩種材料的管子相互代換時，首先要導(dǎo)電類型相同（PNP型代換PNP型，NPN型代換NPN型），其次，要

21、注意管子的參數(shù)是否相似，第三更換管子后由于偏置不同，需重新調(diào)整偏流電阻。第52頁/共62頁第53頁/共62頁 場效應(yīng)管是利用電場效應(yīng)來控制電流變化的放大元件。它與晶體管相比，具有輸入阻抗高、噪聲低、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，因而得到迅速發(fā)展與應(yīng)用。場效應(yīng)管與三極管同為放大器件，但工作原理不同：三極管是電流控制器件，在一定條件下，集電極電流受基極電流控制，而場效應(yīng)管是電壓控制器件，電子電流受柵極電壓控制。 場效應(yīng)管的類型可分兩類：一類是結(jié)型場效應(yīng)管，一類是絕緣柵型場效應(yīng)管，也叫金屬氧化物半導(dǎo)體絕緣柵型場效應(yīng)管，簡稱MOS管。場效應(yīng)管根據(jù)其溝道所采用的半導(dǎo)體材料，另分為P型和N型溝道兩種。溝道，就是電流通道。實物如圖1.18所示。 第54頁/共62頁 N型溝道結(jié)型場效應(yīng)管的基體是一塊N型