2.4 半导体器件的识别与型号命名
2.4.1 半导体器件型号命名
半导体二极管和三极管是组成分立元器件电子电路的核心器件。二极管具有单向导电性,可用于整流、检波、稳压、混频电路;三极管对信号具有放大和开关作用。它们的管壳上都印有规格和型号。
1.国产半导体器件型号命名
国产半导体型号命名一般有五个部分,各部分的意义见表2.7。
表2.7 国产半导体型号命名各部分的意义
示例:3AX31A。
含义:三极管,PNP型锗材料,低频小功率管,序号为31,规格为A档。
2.国际电子联合会半导体器件型号命名
国际电子联合会半导体器件命名是主要由欧盟等国家依照国际电子联合会规定制定的命名方法,见表2.8。
表2.8 国际电子联合会半导体器件型号命名
3.美国半导体器件型号命名
美国半导体器件型号命名是由美国电子工业协会(EIA)制定的晶体管分立器件型号命名方法,见表2.9。
表2.9 美国半导体器件型号命名
例如,2N2222表示三极管。至于它是什么用途,标识上没有明确说明,只能查参数资料。
4.日本半导体器件型号命名
日本半导体器件型号命名按日本工业标准(JIS)规定的命名法(JIS-C-702)命名,由五至七个部分组成,第六、七部分的符号及意义通常是各公司自行规定的,其余各部分的符号及意义见表2.10。
表2.10 日本半导体器件型号命名
2.4.2 二极管的识别与测试
1.普通二极管的识别与测试
普通二极管一般有玻璃封装和塑料封装两种,如图2.15所示。其外壳上均印有型号,箭头所指方向为阴极。有的二极管上只有一个色点,有色点的一端为阳极。
图2.15 普通二极管实物外形及不同封装的符号
若遇到型号标识不清时,可以借助万用表的欧姆挡进行判别。具体操作方法:将万用表调置R×100或R×1k挡,红、黑表笔正、反两次接触二极管两端,若两次阻值相差很大,说明该二极管的单向导电性好,并且阻值大(几百千欧以上)的那次,红表笔所接为二极管的阳极;若两次指示的阻值相差很小,说明该二极管已失去单向导电性;若两次指示的阻值均很大,则说明该二极管已开路。
2.特殊二极管的识别与测试
特殊二极管的种类较多,在此只介绍4种常用的特殊二极管。
(1)发光二极管(LED)
发光二极管是用砷化镓、磷化镓等制成的二极管,具有工作电压低、耗电少、响应速度快、抗冲击、耐振动、性能好及轻而小的特点,被广泛用于单个显示电路或制成七段矩阵式显示器,在数字电路实验中,常用作逻辑显示器。发光二极管的电路图形符号如图2.16所示。
发光二极管和普通二极管一样具有单向导电性,正向导通时才能发光。发光二极管的发光颜色有多种,如红、绿、黄等,形状有圆形和长方形等。发光二极管在出厂时,一根引线比另一根引线长,通常,较长的引线为阳极(+),另一根引线为阴极(-),如图2.17所示。若辨别不出引线的长短,则可以用辨别普通二极管引脚的方法来辨别阳极和阴极。发光二极管的正向工作电压一般为1.5~3V,允许通过的电流为2~20mA,电流的大小决定发光的亮度,电压、电流的大小依型号不同而稍有差异,若与TTL组件相连接使用,则一般需串联一个470Ω的降压电阻,以防止损坏。
图2.16 发光二极管的电路图形符号
图2.17 发光二极管的外形示意图
(2)稳压管
稳压管有SMT封装、塑料封装和金属外壳封装三种。塑料封装的外形与普通二极管相似,如2CW7。金属外壳封装的外形与小功率三极管相似,内部为双稳压二极管,具有温度补偿作用,如2CW231,如图2.18所示。
图2.18 稳压管的电路图形符号及实物外形
稳压管在电路中是反向连接的,能使所接电路两端的电压稳定在一个规定的电压范围内,称其为稳压值。确定稳压管稳压值的方法有如下三种:
①根据稳压管的型号查阅手册得知;
②在JT-1型晶体管测试仪上测出其伏安特性曲线获得;
③通过简单实验电路测得,实验电路如图2.19所示。
图2.19中,改变直流电源电压U,使其由0开始缓慢增加,同时稳压管两端用直流电压表监视。当电压增加到一定值时,稳压管反向击穿,直流电压表指示某一电压值,这时再增加直流电源电压,稳压管两端的电压将不再变化,直流电压表所指示的电压值就是该稳压管的稳压值。
(3)光电二极管
光电二极管是一种将光电信号转换成电信号的二极管,电路图形符号如图2.20(a)所示。在光电二极管的管壳上有一个玻璃口,以便于接收光。当有光照时,其反向电流随光照强度的增加而成正比上升。
图2.19 测试稳压管稳压值的实验电路
图2.20 光电二极管电路图形符号及实物外形
光电二极管可用于光的测量。当制成大面积的光电二极管时,可作为一种能源,被称为光电池。光电二极管的实物外形如图2.20(b)所示。
(4)变容二极管
变容二极管在电路中能起到可变电容的作用,其结电容随反向电压的增加而减小。变容二极管的电路图形符号如图2.21(a)所示。
变容二极管主要用于高频电路,如变容二极管调频电路。变容二极管的实物外形如图2.21(b)所示。
图2.21 变容二极管的电路图形符号及实物外形
2.4.3 三极管的识别与测试
三极管主要有NPN型和PNP型,一般可以根据命名从三极管管壳上的符号识别型号和类型。例如,三极管管壳上印有3DG6,表明它是NPN型高频小功率硅三极管。同时,还可以从管壳上色点的颜色来判断放大系数β的大致范围。以3DG6为例,若色点为黄色,则表示β在30~60之间;绿色,表示β在50~110之间;蓝色,表示β在90~160之间;白色,表示β在140~200之间。但是有些厂家并非按此规定,使用时要注意。当从管壳上知道三极管的类型、型号及β后,还应进一步辨别三个电极。对于小功率三极管来说,有金属外壳封装和塑料封装两种。
如果金属外壳封装的管壳上带有定位销,则将管底朝上,从定位销起,按顺时针方向,三个引脚依次为e、b、c极。如果管壳上无定位销,且三个引脚在半圆内,则可将有三个引脚的半圆置于上方,按顺时针方向,依次为e、b、c极,如图2.22(a)所示。
如果为塑料封装,则可面对平面,将三个引脚置于下方,从左到右,依次为e、b、c极,如图2.22(b)所示。
图2.22 三极管引脚极性的识别
对于大功率三极管,一般分为F型和G型:F型,从外形上只能看到两个电极,可将管底朝上,两个电极置于左侧,则上为e极,下为b极,底座为c极;G型,三个电极一般在管壳的顶部,将管底朝下,三个电极置于左方,从最下方电极起,沿顺时针方向,依次为e、b、c极。
F型和G型三极管引脚极性的识别如图2.23所示。
图2.23 F型和G型三极管引脚极性的识别
常见三极管的实物外形如图2.24所示。
图2.24 常见三极管的实物外形
三极管的引脚相性必须正确确认,否则,接入电路不但不能正常工作,还可能被烧坏。当一个三极管没有任何标识时,可以用万用表初步确定好坏及类型(NPN型还是PNP型),并辨别出e、b、c三个电极。
(1)先判断基极b和类型。
将万用表置于R×100或R×1k挡,先假设三极管的某极为基极,并将黑表笔接在假设的基极上,再将红表笔先后接到其余两个电极上,如果两次测得的电阻值都很大(或都很小),为几千欧至几十千欧(为几百欧至几千欧),对换表笔后测得的两个电阻值都很小(或都很大),则可确定假设的基极是正确的。如果两次测得的电阻值一大一小,则可肯定原假设的基极是错误的,这时就必须重新假设另一电极为基极,重复上述的测试。最多重复两次就可以找出真正的基极。
当基极确定以后,将黑表笔接基极,红表笔分别接其他两极。此时,若测得的电阻值都很小,则该三极管为NPN型;反之,为PNP型。
(2)判断集电极c和发射极e。
以NPN型为例,把黑表笔接到假设的集电极c上,红表笔接到假设的发射极e上,用手捏住b极和c极(不能使b极、c极直接接触),通过人体,相当于在b极、c极之间接入偏置电阻,读出表头所示c极、e极间的电阻值后,将红、黑表笔反接重测。若第一次电阻值比第二次小,说明原假设成立,黑表笔所接为集电极c,红表笔所接为发射极e。因为c极、e极间电阻值小,说明通过万用表的电流大,偏置正常,如图2.25所示。
图2.25 判别三极管c极、e极的示意图
以上介绍的是比较简单的测试方法,要想进一步精确测试,则可借助JT—1型晶体管图示仪,它能十分清晰地显示出三极管的输入特性曲线及电流放大系数β等。