場效應(yīng)管、晶閘管和單結(jié)晶體管的識(shí)別與檢測課件

第6章場效應(yīng)管、晶閘管和單結(jié)晶體管的識(shí)別與檢測第6章場效應(yīng)管、晶閘管和單結(jié)晶體管的識(shí)別與檢測16.1場效應(yīng)管的識(shí)別與檢測

場效應(yīng)管是場效應(yīng)晶體管的簡稱，具有輸入電阻高、噪聲小、功耗低、安全工作區(qū)域?qū)?、受溫度影響小等?yōu)點(diǎn)，特別適用于要求高靈敏度和低噪聲的電路。場效應(yīng)管和三極管都能實(shí)現(xiàn)信號(hào)的控制和放大，但由于它們的結(jié)構(gòu)和工作原理截然不同，所以二者的差別很大。三極管是一種電流控制元件，而場效應(yīng)管是一種電壓控制器件。場效應(yīng)管（FET）是一種電壓控制型半導(dǎo)體器件（通過改變柵極和源極之間電壓來控制其漏極電流），在電路中主要起信號(hào)放大、阻抗變換等作用；晶體閘流管簡稱晶閘管（可控硅），是可控整流半導(dǎo)體器件，主要用于交直流無觸點(diǎn)開關(guān)、調(diào)光、調(diào)速、過壓保護(hù)等電路中；單結(jié)晶體管因只有一個(gè)PN結(jié)，但它與二極管的特性卻不相同，多用于觸發(fā)電路、振蕩電路及雙穩(wěn)態(tài)等電路中。6.1場效應(yīng)管的識(shí)別與檢測26.1.1場效應(yīng)管的分類場效應(yīng)管可分結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）和絕緣柵型場效應(yīng)管(MOSFET)兩大類。結(jié)型場效應(yīng)管因有兩個(gè)PN結(jié)而得名；絕緣柵型場效應(yīng)管則因柵極與其它電極完全絕緣而得名。結(jié)型場效應(yīng)管又分為N溝道和P溝道兩種；絕緣柵型場效應(yīng)管除有N溝道和P溝道之分外，還有增強(qiáng)型與耗盡型之分。6.1.1場效應(yīng)管的分類36.1.2場效應(yīng)管的命名法國產(chǎn)場效應(yīng)管的型號(hào)命名方法有兩種：第一種是與普通三極管相同，第一部分用數(shù)字3表示主稱；第二部分用字母表示材料：D是P型硅N溝道，C是N型硅P溝道；第三部分用字母表示管子種類：字母J代表結(jié)型場效應(yīng)管，O代表絕緣柵場效應(yīng)管；第四部分用數(shù)字表示序號(hào)。例如，3DJ6D表示結(jié)型N溝道場效應(yīng)三極管，3DO6C表示絕緣柵型N溝道場效應(yīng)三極管。第二種命名方法采用字母“CS”+“XX﹟”的形式，其中“CS”代表場效應(yīng)管，“XX”以字代表型號(hào)的序號(hào)，“﹟”用字母代表同一型號(hào)中的不同規(guī)格，如CS16A、CS55G等。6.1.2場效應(yīng)管的命名法4場效應(yīng)管在電路原理圖中常用字母“V”、“VT”表示，在電路原理圖中的符號(hào)如圖所示.場效應(yīng)管在電路原理圖中常用字母“V”、“VT”表示，在電路原56.1.3場效應(yīng)管的識(shí)別場效應(yīng)管引腳排列位置根據(jù)其品種、型號(hào)及功能不同而異。對(duì)于大功率場效應(yīng)管，如圖6.4（a）所示，從左至右，管腳排列基本為G、D、S極（散熱片接D極）；采用絕緣底板模塊封裝的特種場效應(yīng)管通常有四個(gè)管腳，如圖6.4(b)所示，上面的兩個(gè)通常為兩個(gè)S極（相連），下面的兩個(gè)分別為G、D極；采用貼片封裝的場效應(yīng)管，如圖6.4（c）所示，散熱片是D極，下面的三個(gè)腳分別是G、D、S極。6.1.3場效應(yīng)管的識(shí)別66.1.3場效應(yīng)管的檢測1.指針式萬用表檢測場效應(yīng)管結(jié)型場效應(yīng)管的源極和漏極一般可互換使用，因此一般只要判別出其柵極G即可。判別時(shí)，將萬用表置于R×1K擋，任選兩電極，分別測出它們之間的正反、向電阻。若正、反向電阻值相等（約幾千歐），則該兩極為漏極D和源極S，余下的則為柵極G。2.數(shù)字式萬用表檢測場效應(yīng)管利用數(shù)字萬用表不僅能判別場效應(yīng)管的電極，還可以測量場效應(yīng)管的放大系數(shù)。將數(shù)字萬用表調(diào)至hFE擋，場效應(yīng)管的G、D、S極分別插入hFE測量插座的B、C、E孔中（N溝道管插入NPN插座中，P溝道管插入PNP插座中），此時(shí)，顯示屏上會(huì)顯示一個(gè)數(shù)值，這個(gè)數(shù)值就是場效應(yīng)管的放大系數(shù)；若電極插錯(cuò)或極性插錯(cuò)，則顯示屏將顯示為“000”或“1”。6.1.3場效應(yīng)管的檢測76.1.4場效應(yīng)管使用注意事項(xiàng)1.使用場效應(yīng)管之前，必須首先搞清楚場效應(yīng)管的類型及它的電極，必要時(shí)應(yīng)通過儀表進(jìn)行測試。結(jié)型場效應(yīng)管的S、D極可互換，MOS場效應(yīng)管的S、D極一般也可互換，但有些產(chǎn)品S極與襯底連在一起，這時(shí)S極與D極不能互換。2.在線路設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)電路的需要選擇場效應(yīng)管的類型及參數(shù)，使用時(shí)不允許超過場效應(yīng)管的耗散功率、最大漏源電流和電壓的極限值。3.各類型場效應(yīng)管在使用時(shí)，都要嚴(yán)格按要求的偏置接入電路中，要注意場效應(yīng)管偏置的極性。4.在安裝場效應(yīng)管時(shí)，注意安裝的位置要盡量避免靠近發(fā)熱元件；為了防止管子振動(dòng)，安裝時(shí)要將管子緊固；管腳引線在彎曲時(shí)，應(yīng)當(dāng)大于管子根部尺寸５mm以上處進(jìn)行，以防止彎斷管腳而引起漏氣。6.1.4場效應(yīng)管使用注意事項(xiàng)85.對(duì)于絕緣柵型場效應(yīng)管(MOS管)，因?yàn)闁艠O處于絕緣狀態(tài)，感應(yīng)電荷不容易放掉，而且絕緣層很薄，極易擊穿，所以在使用這種類型的場效應(yīng)管時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題:①運(yùn)輸和儲(chǔ)藏中必須將引出腳短路或采用金屬屏蔽包裝，以防外來感應(yīng)電勢將柵極擊穿。拿場效應(yīng)管時(shí)，要拿它的外殼，不要拿它的管腳，因?yàn)槿梭w帶有少量的電荷，拿場效應(yīng)管的管腳，少量的電荷跑到柵極上，會(huì)使柵、漏結(jié)感應(yīng)充電，易擊穿場效應(yīng)管。②焊接用的電烙鐵外殼要接地，或者利用烙鐵斷電后的余熱焊接。焊接絕緣柵型場效應(yīng)管的順序是:漏極、源極、柵極。拆機(jī)時(shí)順序相反。為防止場效應(yīng)管擊穿，在接入電路時(shí)，將管子各引線短接，焊接完再將短接線剪掉。③在焊接前應(yīng)把電路板的電源線與地線短接，在MOS器件焊接完成后再分開。④電路板在裝機(jī)之前，要用接地的線夾子去碰一下機(jī)器的各接線端子，再把電路板接上去。⑤測試儀器、工作臺(tái)要良好地接地，要采取防靜電措施。⑥MOS場效應(yīng)管的柵極在允許的條件下，最好接入保護(hù)晶體二極管，防止場效應(yīng)管柵極被擊穿。5.對(duì)于絕緣柵型場效應(yīng)管(MOS管)，因?yàn)闁艠O處于絕緣狀態(tài)，96.2晶閘管的識(shí)別與檢測晶閘管又叫可控硅，是一種大功率半導(dǎo)體器件，具有體積小、重量輕、容量大、效率高、控制靈敏等優(yōu)點(diǎn)。晶閘管具有硅整流器件的特性，能在高電壓、大電流條件下工作，工作過程可以控制，被廣泛應(yīng)用在可控整流、交流調(diào)壓、無觸點(diǎn)電子開關(guān)、逆變及變頻等電子電路中。6.2晶閘管的識(shí)別與檢測106.2.1晶閘管的分類晶閘管有多種分類方法。晶閘管按關(guān)斷、導(dǎo)通及控制方式，可以分為單項(xiàng)晶閘管、雙向晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、門極關(guān)斷（可關(guān)斷）晶閘管（GTO）、BTG晶閘管、溫控晶閘管、快速晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管以及光控晶閘管等多種；按引腳極性可分為二極晶閘管、三極晶閘管和四極晶閘管；按封裝形式可分為金屬封裝晶閘管、塑料晶閘管和陶瓷封裝晶閘管。

6.2.1晶閘管的分類111.單向晶閘管單向晶閘管是一種由PNPN四層半導(dǎo)體材料構(gòu)成的三端半導(dǎo)體器件，三個(gè)引出電極分別是陽極A、陰極K和控制極G（又稱門極或觸發(fā)極）。單向晶閘管的陽極與陰極之間具有單向?qū)щ姷男阅?。單向晶閘管導(dǎo)通必須具備兩個(gè)條件：陽極A和陰極K之間加上正向電壓；控制極G和陰極K之間必須加上一定大小的正向觸發(fā)電壓。1.單向晶閘管122.雙向晶閘管雙向晶閘管是在單向晶閘管的基礎(chǔ)上研制出的一種新型半導(dǎo)體器件。雙向晶閘管由NPNPN五層半導(dǎo)體材料構(gòu)成的三端半導(dǎo)體器件，三個(gè)電極分別是主電極T1、主電極T2和控制極G。雙向晶閘管的陽極與陰極之間具有雙向?qū)щ姷男阅?，其?nèi)部電路可以等效為由兩只單向晶閘管反向并聯(lián)組成的復(fù)合管。2.雙向晶閘管13雙向晶閘管可以雙向?qū)?，通常情況下，雙向晶閘管的觸發(fā)方式有四種：雙向晶閘管可以雙向?qū)?，通常情況下，雙向晶閘管的觸發(fā)方式有四143.可關(guān)斷晶閘管單、雙向晶閘管一旦導(dǎo)通，控制極就失去了控制作用。在晶閘管的工作電流小于維持電流后，晶閘管才能截止?？申P(guān)斷晶閘管的工作狀態(tài)與它們不同，控制極既對(duì)導(dǎo)通電流有控制作用，也能觸發(fā)管子由截止變?yōu)閷?dǎo)通，還能控制管子由導(dǎo)通變?yōu)榻刂梗怀龅乇憩F(xiàn)了可關(guān)斷的特點(diǎn)，因此稱為可關(guān)斷晶閘管。主要用于逆變器、直流斷續(xù)器等需要強(qiáng)迫關(guān)斷的地方，可以簡化主電路。3.可關(guān)斷晶閘管156.2.2晶閘管的命名法國產(chǎn)晶閘管的型號(hào)命名（JB1144-75部頒發(fā)標(biāo)準(zhǔn)）主要由四部分組成.6.2.2晶閘管的命名法166.2.3晶閘管的識(shí)別晶閘管在電路原理圖中常用字母“SCR”表示，如：SCR2表示編號(hào)為2的晶閘管。在原理圖中晶閘管的符號(hào)如圖所示.6.2.3晶閘管的識(shí)別176.2.4晶閘管的檢測1.指針式萬用表檢測晶閘管（1）單向晶閘管極性的判斷單向晶閘管的三個(gè)引腳可用指針式萬用表R×1K或R×100Ω擋來判別。根據(jù)單向晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知：G、K之間相當(dāng)一個(gè)二極管，G為二極管正極，K為負(fù)極，所以分別測量各引腳之間的正反電阻。如果測得其中兩引腳的電阻較大（如90K）,對(duì)調(diào)兩表筆，再測這兩個(gè)引腳之間的電阻，阻值又較?。ㄈ?.5K），這時(shí)萬用表黑表筆接的是G極，紅表筆接的是K極，剩下的一個(gè)是A極。6.2.4晶閘管的檢測18（2）單向晶閘管觸發(fā)能力的判斷

1.對(duì)1A～10A的晶閘管，可用萬用表的R×1檔，紅表筆接A極，黑表筆接K極，表針不動(dòng)；然后使紅表筆周與A極相接的情況下，同時(shí)與控制極G接觸。此時(shí)可從萬用表的指針上看到晶閘管的A-K之間的電阻值明顯變小，指針停在幾歐到十幾歐處，晶閘管因觸發(fā)處于導(dǎo)通狀態(tài)。給G極一個(gè)觸發(fā)電壓后離開，仍保持紅表筆接A極，黑表筆接K極，若晶閘管處于導(dǎo)通狀態(tài)不變，則表明晶閘管是好的；否則，晶閘管可能是損壞的。（2）單向晶閘管觸發(fā)能力的判斷192.對(duì)10A到100A的晶閘管，其處于大電流的控制極觸發(fā)電壓、維持電流都應(yīng)增大，萬用表的R×1檔提供的電流低于維持電流，使得導(dǎo)通情況不良，此時(shí)可按圖6.13（c）所示增加可變電阻W（阻值選取200～390Ω）和1.5V電池相串。測量方法同上1。3.對(duì)100A以上的晶閘管，其處于更大電流的控制極觸發(fā)電壓、維持電流也更大。此時(shí)可采用圖6.13（d）所示的電路進(jìn)行測試，萬用表置于直流電流500mA檔。測量方法同上1。2.對(duì)10A到100A的晶閘管，其處于大電流的控制極觸發(fā)電20（3）雙向晶閘管的檢測指針式萬用表檢測雙向晶閘管的方法如下。①首先確定主電極T2，控制極G與主電極T1之間的距離較近，其正反向電阻都較小。用萬用表R×1Ω擋測量G、T1兩腳之間的電阻時(shí)表針偏轉(zhuǎn)幅度較大，而G～T2、T1～T2之間的正反向電阻均為無窮大。這表明，如果測出某腳和其他兩腳都不通，就能確定該腳為T2極。有散熱板的雙向晶閘管T2極往往與散熱板相連通。②確定T2極之后，假設(shè)剩下兩腳中某一腳為T1極，另一腳假設(shè)為G極，將黑表筆接假設(shè)T1極，紅表筆接T2極，并在黑表筆不斷開與T1極連接的情況下，把T2極與假設(shè)G極瞬時(shí)短接一下（給G極加上負(fù)觸發(fā)信號(hào)），萬用表指針向右偏轉(zhuǎn)，說明管子已經(jīng)導(dǎo)通，導(dǎo)通方向?yàn)門1→T2，上述假設(shè)的兩極正確。如果萬用表沒有指示，電阻值仍為無窮大，說明管子沒有導(dǎo)通，假設(shè)錯(cuò)誤，可改變兩極假設(shè)連接表筆再測。③把紅表筆接T1極，黑表筆接T2極，然后使T2極與G極瞬時(shí)短接一下（給G極加上正觸發(fā)信號(hào)），電阻值仍較小，證明管子再次導(dǎo)通，導(dǎo)通方向?yàn)門2→T1。如果按哪種假設(shè)去測量，都不能使雙向晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通，證明管子已損壞。（3）雙向晶閘管的檢測212.數(shù)字式萬用表檢測晶閘管將數(shù)字萬用表置于二極管擋，紅表筆固定任接某個(gè)管腳，用黑表筆依次接觸另外兩個(gè)管腳，如果在兩次測試中，一次顯示值小于1V；另一次顯示溢出符號(hào)“OL”或“1”（視不同的數(shù)字萬用表而定)，則表明紅表筆接的管腳不是陰極K（單向晶閘管）就是主電極T2（雙向晶閘管）。若紅表筆固定接任意一個(gè)管腳，黑表筆接第二個(gè)管腳時(shí)顯示的數(shù)值為0.6～0.8V，黑表筆接第三個(gè)管腳顯示溢出符號(hào)“OL”或“1”，且紅表筆所接的管腳與黑表筆所接的第二個(gè)管腳對(duì)調(diào)時(shí)，顯示的數(shù)值由0.6～0.8V變?yōu)橐绯龇?hào)“OL”或“1”，，就可判定該晶閘管為單向晶閘管，此時(shí)紅表筆所接的管腳是控制極G，第二個(gè)管腳是陰極K，第三個(gè)管腳為陽極A。若紅表筆固定接一個(gè)管腳，黑表筆接第二個(gè)管腳時(shí)顯示的數(shù)值為0.2～0.6V，黑表筆接第三個(gè)管腳顯示溢出符號(hào)“OL”或“1”，且紅表筆所接的管腳與黑表筆所接的第二個(gè)管腳對(duì)調(diào)，顯示的數(shù)值固定為0.2～0.6V，就可判定該管為雙向晶閘管，此時(shí)紅表筆所接的管腳是主電極T1，第二個(gè)管腳為控制極G，第三個(gè)管腳是主電極T2。2.數(shù)字式萬用表檢測晶閘管226.3單結(jié)晶體管的識(shí)別與檢測

6.3.1單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)、外形及特點(diǎn)單結(jié)晶體管（簡稱UJT）又稱雙基極二極管，是一種只有一個(gè)PN結(jié)和兩個(gè)電阻接觸電極的三端半導(dǎo)體器件，單結(jié)晶體管（簡稱UJT）又稱基極二極管，它的基片為條狀的高阻N型硅片，兩端分別用電阻接觸引出兩個(gè)基極b1和b2。

6.3單結(jié)晶體管的識(shí)別與檢測236.3.2單結(jié)晶體管的型號(hào)命名法單結(jié)晶體管型號(hào)命名與二極管、三極管有所不同，其命名組成部分及含義如圖6.3.2單結(jié)晶體管的型號(hào)命名法246.3.3單結(jié)晶體管的主要參數(shù)（1）基極間電阻Rbb。發(fā)射極開路時(shí)，基極b1、b2之間的電阻，一般為2～10KΩ，其數(shù)值隨溫度上升而增大。通常Rbb具有純電阻特性，阻值大小與溫度有關(guān)。

（2）分壓比η。分壓比是指Rb1上產(chǎn)生電壓Ub1與兩基極電壓Ubb的比值，公式為：η=Ub1/Ubb=Rb1/Rbb，它由管子內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的常數(shù)，一般為0.3～0.9。

（3）