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怎樣判斷大功率三極管的好壞 淺析三極管的好壞檢測

2018年09月04日 09:31 作者:工程師譚軍 用戶評論(0

  本文主要是關于大功率三極管的相關介紹,并著重對大功率三極管的好壞判斷及檢測進行了詳盡的闡述。

  怎樣判斷大功率三極管的好壞

  用萬用表吧!

  1、萬無一失: 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行測試。其中,發射結和集電結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。滿足以上全部,說明很正常!

  

  2、機械表:黑筆接中間腳,用紅筆碰觸兩邊腳,如果阻值?。ㄖ羔樒D大),說明很正常!

  3、數字表:紅筆接-----黑------,如果---則三極管好的。也可以用hfe檔測試,如果在70-700間說明很正常!

  三極管的好壞判斷

  檢測三極管的好與壞很其實簡單,主要是測量極間阻值來判斷PN結的好壞。用萬用表R×100檔測發射極和集電極的正向電阻,如果測出都是低阻值,說明管子質量是好的。如果發現測出的阻值正向電阻非常大或者反向電阻非常小,說明管子已損壞。

  三極管用萬用表測量管腳極性

  用萬用表R×100或者R×1K檔分別測量各管腳間電阻,必有一只腳對其它兩腳電阻值相似,那么這只腳是基極,如果紅表筆(正表筆)接基極,測得與其它兩腳電阻都小,那么這只管子是PNP管。如果測得電阻很大,那么這個管子是NPN管。找到基極后,分別測基極對其余兩腳的正向電阻,其中阻值稍小的那個是集電極,另外一個是發射極,這是因為集電結較大,正偏導通電流也較大,所以電阻稍小一點。

  三極管好壞大致判斷

  利用三極管內PN結的單向導電性,檢查各極間PN結的正反向電阻,如果相差較大說明管子是好的,如果正反向電阻都大,說明管子內部有斷路或者PN結性能不好。如果正反向電阻都小,說明管子極間短路或者擊穿了。

  三極管穿透電流測量判斷

  用萬用表檢查管子的穿透電流Iceo,是通過測量集電極與發射極之間的反向阻值來估計的,如果穿透電流大,阻值就較小。

  測PNP小功率鍺管時,萬用表R×100檔正表筆接集電極,負表筆接發射極,相當于測三極管集電結承受反向電壓時的阻值,高頻管讀數應在50千歐姆以上,低頻管讀數應在幾千歐姆到幾十千歐姆范圍內,測NPN鍺管時,表筆極性相反。

  測NPN小功率硅管時,萬用表R×1K檔負表筆接集電極,正表筆接發射極,由于硅管的穿透電流很小,阻值應在幾百千歐姆以上,一般表針不動或者微動。

  測大功率三極管時,由于PN結大,一般穿透電流值較大,用萬用表R×10檔測量集電極與發射極間反向電阻,應在幾百歐姆以上。

  如果測得阻值偏小,說明管子穿透電流過大。如果測試過程中表針緩緩向低阻方向擺動,說明管子工作不穩定。如果用手捏管殼,阻值減小很多,說明管子熱穩定性很差。

  三極管放大系數β的測量估計:

  按測量三極管穿透電流的方法,再用手指同時捏住管子的集電極與基極,表針會迅速向低阻端擺動,擺動范圍越大說明三極管放大系數β值越大。

  三極管的檢測

  1中、小功率三極管的檢測

  A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

 ?。╝)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行測試。其中,發射結和集電結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。

 ?。╞)三極管的穿透電流ICEO的數值近似等于管子的倍數β和集電結的反向電流ICBO的乘積。ICBO隨著環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定性,所以在使用中應盡量選用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??;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,管子的性能不穩定。

 ?。╟)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。先將萬用表功能開關撥至擋,量程開關撥到ADJ位置,把紅、黑表筆短接,調整調零旋鈕,使萬用表指針指示為零,然后將量程開關撥到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。

  B檢測判別電極

  (a)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。

 ?。╞)判定集電極c和發射極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射極。

  C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。

  D在路電壓檢測判斷法

  在實際應用中、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結的面積也較大。PN結較大,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普通達林頓管的檢測

  用萬用表對普通達林頓管的檢測包括識別電極、區分PNP和NPN嘈汀⒐啦夥糯竽芰Φ認钅諶蕁R蛭锪侄俟艿腅-B極之間包含多個發射結,所以應該使用萬用表能提供較高電壓的R×10K擋進行測量。

  4大功率達林頓管的檢測

  檢測大功率達林頓管的方法與檢測普通達林頓管基本相同。但由于大功率達林頓管內部設置了V3、R1、R2等保護和泄放漏電流元件,所以在檢測量應將這些元件對測量數據的影響加以區分,以免造成誤判。具體可按下述幾個步驟進行:

  A用萬用表R×10K擋測量B、C之間PN結電阻值,應明顯測出具有單向導電性能。正、反向電阻值應有較大差異。

  B在大功率達林頓管B-E之間有兩個PN結,并且接有電阻R1和R2。用萬用表電阻擋檢測時,當正向測量時,測到的阻值是B-E結正向電阻與R1、R2阻值并聯的結果;當反向測量時,發射結截止,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:

  A將紅表筆接E,黑表筆接B,此時相當于測量大功率管B-E結的等效二極管與保護電阻R并聯后的阻值,由于等效二極管的正向電阻較小,而保護電阻R的阻值一般也僅有20~50,所以,二者并聯后的阻值也較?。环粗瑢⒈砉P對調,即紅表筆接B,黑表筆接E,則測得的是大功率管B-E結等效二極管的反向電阻值與保護電阻R的并聯阻值,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電阻R的值,此值仍然較小。

  B將紅表筆接C,黑表筆接B,此時相當于測量管內大功率管B-C結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,即將紅表筆接B,黑表筆接C,則相當于測量管內大功率管B-C結等效二極管的反向電阻,測得的阻值通常為無窮大。

  C將紅表筆接E,黑表筆接C,相當于測量管內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,即紅表筆接C,黑表筆接E,則相當于測量管內阻尼二極管的正向電阻,測得的阻值一般都較小,約幾歐至幾十歐。

  三極管的選擇及型號

  選用三極管需要了解三極管的主要參數, 主要了解三極管的四個極限參數:Icm, BVCEO, Pcm及fT即可滿足95%以上的使用需要

  Icm是集電極最大允許電流,三極管工作時,當它的集電極電流超過一定數值時,他的電流放大系數β將下降。為此規定三級電流放大系數β變化不超過允許值時的集電極最大電流稱為Icm。所以在使用中當集電極電流Ic超過Icm時不至于損壞三級管,但會使β值減小,影響電路的工作性能;

  BVCEO是三級管基極開路時,集電極-發射極反向擊穿電壓。如果在使用中加載集電極與發射極之間的電壓超過這個數值時,將可能使三極管產生很大的集電電流,這種現象叫擊穿。三極管擊穿后會造成永久性損壞或性能下降;

  Pcm是集電極最大允許耗散功率。三極管在工作是,集電極電流集電在集電結上會產生熱量而使三極管發熱。若耗散功率過大,三極管將燒壞。在使用中如果三極管在大于Pcm下長時間工作,將會損壞三極管。需要注意的是大功率的三極管給出的最大允許耗散功率都是在加有一定規格散熱器情況下的參數。使用中一定要注意這一點。

  特征頻率fT。隨著工作頻率的升高,三極管的放大能力將會下降,對應β=1時的頻率fT叫作三極管的特征頻率

  小功率三極管在電子電路的應用最多。主要用作小信號的放大、控制或振蕩器。選用三極管時首先要搞清楚電子電路的工作頻率大概是多少。如中波收音機的振蕩器的最高頻率是2MHz左右;而調頻收音機的最高震蕩頻率為120MHz左右;電視機中 VHF頻段的最高振蕩率為250MHz左右:UHF頻段的最高振蕩率接近1000MHz.因此工程設計中一般要求三極管的fT大于3倍的實際工作頻率。所以可按照此要求來選擇三極管的特征頻率fT。由于硅材料高頻三極管的fT一般不低于50Hz,所以在音頻電子電路中使用這類管子可不考慮fT這個參數。

  小功率三極管BVCEO的選擇可以根據電路的電源電壓來決定,一般情況下只要三極管的BVCEO大于電路中電源的最高電壓即可。當三極管的負載是感性負載是,如變壓器、線圈等時BVCEO數值的選擇要慎重,感性負載上的感應電壓可能達到電源電壓的2~3倍(如節能燈中的升壓三極管)。一般小功率三極管的BVCEO都不低于15V,所以在無電感元件的低電壓電路中也不用考慮這個參數。

  一般小功率三極管的Icm在30-50mA之間,對于小信號電路一般可以不予以考慮。但對于驅動繼電器及推動大功率音箱的管子要認真計算一下。當然首先要了解繼電器的吸合電流是多少毫安,一次來確定三極管的Icm

  當我們估算了電路中三極管的工作電流(即集電極電流),有知道了三極管電集到發射極之后的電壓后,就可以根據P=U*I來計算三極管的集電極最大允許耗散功率Pcm。

  國產及國外產的小功率三極管的型號極多,它們的參數有一部分是相同的,有一部分是不同的。只要你根據以上分析的使用條件,本著“大能代小”的原則(即BVCEO高的三極管可以代替BVCEO低的三極管:Icm大的三極管可以代替Icm小的三極管等),就可以對三極管應用自如了。

  對于大功率三極管,只要不是高頻發射電路,我們都不必考慮三極管的特征頻率fT。對于三極管的集電極-發射極反向擊穿電壓BVCEO這個極限參數的考慮與小功率三極管也是一樣的。對于集電極最大允許電流ICM的選擇主要也是根據三極管所帶的負載情況而計算的,三極管的集電極最大允許耗散功率PCM是大功率三極管重點考慮的問題,需要注意的是大功率三極管必須有良好的散熱器并考慮它的安裝條件。

  三極管型的選擇

  應根據電路的實際需要選擇三極管的類型,即三極管在電路中的作用應與所選三極管的功能相吻合。

  三極管的種類很多,分類的方法也不同,一般按半導體導電特性分為NPN型與PNP型兩大類;按其在電路中的作用分為放大管和開關管等。各種三極管在電路中的作用如下:

  低頻小功率三極管一般工作在小信號狀態,主要用于各種電子設備的低頻放大,輸出功率小于1W的功率放大器;

  高頻小功率三極管主要應用于工作頻率大于3MHZ、功率小于1W的高頻率振蕩及放大電路;

  低頻大功率三極管主要用于特征頻率Fr在3MHz以下、功率大于1W的低頻功率放大電路中,也可用于大電流輸出穩壓電源中做調整管,有時在低速大功率開關電路中也用到它;

  高頻大功率三極管主要應用于特征頻率Fr大于3MHz、功率小于1W的高頻振蕩及放大電路;

  低頻大功率三極管主要用于特征頻率Fr在3MHz以下、功率大于1W的低頻功率放大電路中,也可用于大電流輸出穩壓電源中做調整管,有時在低速大功率開關電路中也用到它;

  高頻大功率三極管主要應用于特征頻率Fr大于3MHz、功率大于1W的電路中,可作功率驅動、放大,也可用于低頻功率放大或開關穩壓電路。

  三極管主要參數的選擇

  三極管主要參數的選擇一般是指特征頻率 、噪音和輸出功率的選擇。

  特征頻率fT。在設計和制作電子電路是,對高頻放大、中頻放大、振蕩器等電路中的三極管,宜選用極間電容較小的三極管,并應使其特征頻率Fr為工作頻率的3~10倍。如制作無線話筒就應選特征頻率大于600NHz的三極管9018等。

  β值(Hfe)的選擇。在選用三極管時,一般希望β值選大一點,但也并不是越大越好。β值太大,容易引起自激振蕩(自生干擾信號),此外一般β值高的管子工作都不穩定,受溫度影響大。通常,硅管β值選在40~150,鍺管β值選在40~80為適合。對整個電子產品的電路而言,還應該從各級的配合來選擇β值。例如,在音頻放大電路中,如果前級用值較低,那么后級就可以用β值較低的管子。反之,若前級的管子β值低,那么后級則用β值高的。對稱電路,如未極乙類推挽功率放大電路及雙穩態、無穩態等開關電路、需要選用兩只β值和Iceo值盡可能相同的三極管,否則就會出現信號失真。

  噪聲和輸出功率的選擇。在制作低頻放大器時,主要考慮三極管的噪聲和輸出功率等參數。宜選用穿透電流Iceo較小的管子,因為Iceo越小對放大器的溫度穩定性越好。在低放電路中,如果采用中,小功率互補推挽對管,其耗散功率宜小于或等于1W,最大極電極電流宜小于或等于1.5A,最高反向電壓為50~300V.

  常見的有2SC945/2SA733、2SC1815/2SA1015\2N5401/2N551\S8550和8050三極管等型號,選用時應根據應用電路的具體要求而定。后級功率放大電路中使用的互補推挽對管,應選用大電流、大功率、低噪音晶體管,其耗散功率為100~200V。常用的大功率互補對管SC2922/2SA1216\2SC3280/2SA1301\2SC3281/2SA1302\2N3055/MJ2955等型號。

  常見三極管的使用場景

  9011: 除是音頻低噪音管外。還是長尾可變放大倍數的第一中放專用管。 長尾--即使電流一直延伸到接近0. 仍不會截止??勺兎糯蟊稊?-電流變小。放大倍數不斷變小。好象幾乎是日常常用管中唯一一只第一中放專用管

  9012: PNP

  9013: NPN, Ic = 500mA, fT = 150 ~ ? ~ ? MHz, 中功率, 低頻, 能推動普通音頻輸出的中功率放大

  9014: NPN, Ic = 100mA, fT = 150 ~ ? ~ ? MHz, 小功率, 低頻, 低噪放大

  9015: PNP

  9018: NPN, Ic = 50mA, fT = ? ~ 620 ~ 1100 MHz, 小功率, 高頻, 小電流低噪音

  8050: NPN, Ic = 1000~1500mA, fT = ?, 高頻放大, 速度慢一些, 中功率管, 小功率放大電路中配對管, 小電子產品, 高頻電路和電話中常見

  8550: PNP, Ic = 1000~1500mA, fT = ?, 高頻放大, 速度慢一些, 中功率管

  2N3904: NPN,

  2N3906: PNP, Ic = 200mA, fT = ? ~ 300 ~ ? MHz, 小功率管, 速度比較快, 延時特別少, 最大通過的電流是在200mA, It is a 200 mA, 40 V, 625 mW transistor with a transition frequency of 300 MHz,[4] with a minimal beta, or current gain, of 100 at a collector current of 10 mA. It is used in a variety of analog amplification and switching applications. The 2N3904 is used very frequently in hobby electronics projects, including home-made ham radios, code-practice oscillators and as an interfacing device for microcontrollers.

  2N2222: NPN, Ic = 500mA, fT = 250 ~ ? ~ ? MHz, 可與2N2907/2N2907A PNP管做互補對稱管使用, common NPN bipolar junction transistor (BJT) used for general purpose low-power amplifying or switching applications. It is designed for low to medium current, low power, medium voltage, and can operate at moderately high speeds. It was originally made in the TO-18 metal can as shown in the picture

  2N2907: PNP,

  2N5551: NPN, Ic = 600mA, fT = 100 ~ 300 ~ ? MHz, VCEO=160V, 高反壓三極管, 主要用途是1)做高壓開關管, 2)做中功率功放, 3)做視頻放大器

  2N5401: PNP

  BC184: NPN, VCEO=30V, Ic = 500mA, ICBO=《15nA, 通用小信號放大

  BC550: NPN, VCEO=45V, Ic = 100mA, ICBO=《15nA, 通用小信號放大

  BC560: PNP, VCEO=-45V, Ic = -100mA, ICBO=《15nA, 通用小信號放大

  MMBTA63, LMBTA63, SMBTA63: PNP, Darlington, Ic = -500mA, fT = 125 ~ ? ~ ? MHz, VCEO=-30V, hFE=5k~10k

  MPSA64, MMBTA64, LMBTA64, SMBTA64: PNP, Darlington, VCEO=-30V, Ic = -100mA, hFE=10k~20k,

  MPSA14, KSP14: NPN, Darlington, Ic在0.1~100mA之間hFE為1萬至4萬, 80mA處達到最大.hFE隨溫度上升明顯升高, 低噪音微小信號放大

  KSP13: NPN, Darlington, Ic = 500mA, fT = 125 ~ ? ~ ? MHz, VCEO=30V, hFE=5k~10k

  MPSA18: NPN, ICBO=《15nA, 低噪音微小信號放大

  MPSA92: PNP, VCEO=-300V, Ic = -30mA, 高壓小信號, 功放

  MPSA42: NPN, VCEO=300V, Ic = 30mA, 高壓小信號, 功放與MPSA92組成對管

  FMMT734: PNP, Darlington, Ic = -800mA, fT = 140 ~ ? ~ ? MHz, VCEO=-100V, hFE=20k~60k, 高負壓高電流大放大倍數達林頓管, 室溫下Ic在1~100mA間能保持7.5萬的hFE. hFE隨溫度上升明顯升高

  FMMT634: NPN, Darlington

  結語

  關于三極管的相關介紹就到這了,希望本文能讓你對三極管有更全面的認識。

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( 發表人:金巧 )

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