任务3 晶体管识别与检测
晶体管在各种电路中得以广泛应用,不同型号的晶体管,其功能和作用也大不相同,在电路检查及维修过程中,经常遇到各种各样的晶体管,只有掌握晶体管检测的方法,才能在电路维修过程中事半功倍。本实训以晶体二极管和晶体三极管为例讲解晶体管的检测方法。
1.3.1 晶体二极管的检测
晶体二极管是由一个PN结构成的,从P区引出的是正极,从N区引出的是负极,具有单向导电性,对于二极管的检测还是比较容易。
1.通过外形识别引脚
图1-5 二极管外形标记
(1)如果二极管实物如图1-5(a)所示,色环端为二极管负极,另一端为二极管正极。
(2)如果二极管实物如图1-5(b)所示,色点端为二极管正极,另一端为二极管负极。
(3)如果二极管实物如图1-5(c)所示,左端为二极管正极,右端为二极管负极。
(4)如果二极管实物如图1-5(d)所示,长引脚为二极管正极,短引脚为二极管负极。
2.使用指针式万用表检测极性及正向电阻
(1)将指针式万用表欧姆表置于Ω×100或Ω×1K档。
(2)测量任意两脚间的电阻,然后交换万用表红黑表笔再测量两脚间的电阻。正、反向电阻,测得的电阻值越小,说明电路中的电流越大,导电性能越好;电阻值大,说明电路中的电流小,导电性能差。
当出现一次测量值小,一次测量值大,说明二极管质量是好的,而且处于电阻值小时,二极管处于正向导通状态,这时黑表笔连接的引脚是二极管的正极。
当出现两次测量结果都较小时,说明二极管短路;当出现两次测量结果都较大时,说明二极管断路。
(3)依据测量结果填写表1-6。
表1-6 二极管检测表
1.3.2 晶体三极管检测
如图1-7所示晶体三极管是由两个PN结(发射结、集电结)构成的,有三个区(基区、发射区、集电区),从三个区分别引出3个极(基极b、发射极e、集电极c)。使用万用表可以判别三极管的极性(NPN或PNP型)、管脚(e、b、c)和估计三极管的性能好坏。
图1-7 二极管测试原理图
根据图示结构,可以使用万用电表区分出三极管的极性和接脚,以下的测量方法适用于数字表和指针表万用表。
1.检测晶体三极管基极b
如图1-8所示,如果在c、e之间加测量电压,无论电源方向如何,总有一个PN结处于反向偏置状态,电路不会导通。
图1-8 三极管极性检测图
测量方法:用万用表的红、黑表笔分别接触三极管的任意两个管脚,测量一次后,如果电阻值无穷大(指针表的表针不动;数字表只显示“1”),则将红、黑表笔交换,再测这两个管脚一次。如果两次测得的电阻值都是无穷大,说明被测的两个管脚是集电极c和发射极e,剩下的一个则是基极b。如果在两次测量中,有一次的阻值不是无穷大,则换一个管脚再测,直到找出正、反向电阻都大的两个管脚为止。(如果在三个管脚中找不出正、反向电阻都大的两个管脚,说明三极管已经损坏,至少有一个PN结已经击穿短路。)
要想区别e和c,需要测出三极管的极性后再进一步测量。
2.检测三极管的极性(NPN、PNP)
测出三极管的基极b后,通过再次测量来区分三极管是NPN型还是PNP型。由图1-8可知:当在基极加测量电压的正极时,NPN管的基极对另外两个极都是正向偏置,而PNP管的基极对另外两个极都是反向偏置。
测量方法如下:将万用表的正表笔(指针表的黑表笔;数字表的红表笔)接触已知的基极,用另一支表笔分别接触另外两个管脚,如果另外两个管脚都导通,说明被测管是NPN型,否则是PNP型。
3.检测三极管是否损坏
三极管的损坏,是因为三极管的PN结损坏所致。PN结的损坏分为两种情况:短路和断路。短路是指PN结失去“单向”导电性,成为通路,正、反向电阻都近似为零;断路是指PN结内部开路,电阻无穷大。使用万用表判别三极管是否损坏,就是通过测量三极管的发射结和集电结是否具有单向导电性来判别三极管的好坏。在以上两项的测量中,可以发现是否有PN结损坏。损坏的PN结或者是正、反向电阻都趋于零,或正、反向电阻都无穷大,由此可以判别三极管是否损坏。
4.检测发射极和集电极
使用指针式万用表:三极管的发射结、集电结对称于基极,所以仅仅通过测量“PN结单向导电性”难以区分出哪一个是发射极,哪一个是集电极。但发射结和集电结的结构有所不同。制造三极管时,发射区面积(体积)做得小,掺杂浓度高,便于发射载流子;而集电区面积大,掺杂浓度低,便于收集载流子,所以c、e正确连接电源时,三极管具有较大的电流放大的能力,用万用表Ω档测量,c、e之间的电阻小;当c、e与电源连接反了时,电流放大能力很差,c、e之间的电阻很大。
图1-9 三极管发射极、集电极检测图
测试方法:在已经确定了“极性”和“基极”的被测三极管上,先假定基极之外的两个脚中的某一个脚是集电极,则另一个脚为假定发射极。用万用表的Ω×1K档按图1-6测试,图中的100K电阻是基极偏流电阻,需要外接,并与假定的集电极连接。在假定的集电极和发射极引脚上加正确测试电压:NPN管的集电极应连接黑表笔,发射极连红表笔;PNP管相反。记录万用表的读数;然后将假定管脚交换,即将假定的集电极与发射极交换,仍按上述方法连线测量(注意基极偏流电阻总是连接假定的集电极),再次记录读数。两次测量中,读数小(即电阻值小)的一次是正确的假定。这样就区分出了发射极和集电极。测量时两人同时操作较方便。如果单人操作,可使用“鳄鱼夹”夹持管脚,或用两手分别捏住表笔和管脚,然后用舌尖舔基极,利用人体电阻作为基极偏流电阻,也可进行测量(除了急需,不建议使用此法)。
图1-6 二极管测试原理图
5.依据测量数据填写表格(见表1-7)。
表1-7 三极管检测表
1.3.3 安全文明操作
(1)严禁带电操作(不包括通电测试),保证人身及设备安全。
(2)工具摆放有序,保持桌面整洁。
(3)放置工具时要规范,防止损坏桌面或其他物件。
(4)使用测量仪表,应选用合适的量程,防止损坏。
(5)考试结束要清理现场。