三极管及其种类与识别

1、电子元器件基础知识电子元器件基础知识半导体三极管半导体三极管 三三 极极 管管通用型三级管通用型三级管高、低频三级管高、低频三级管单向、双向可控硅单向、双向可控硅场效应管等场效应管等大、小功率三级管大、小功率三级管mosmos场效应管场效应管结型结型集成型集成型IGBT晶体三极管晶体三极管是由两个做在一起的PN结，和相应导线封装组成。发射区发射结基区集电结集电区PNP型NPN型 三极管的认识三极管的认识: 晶体三极管是双极型晶体管的简称，具有电流放大和开关作用，是电子电路的核心组件。 晶体三极管的基本结构是由两个反向连接的PN结面，中间有一夹层组成的，因此，晶体三极管可有PNP和NPN两种类型

2、，NPN型与PNP型两种晶体三极管的功能差别在于工作时的电流方向不同。晶体管三个接出来的端点依序称为发射极e 基极b 和集电极c三极管的分类v按工作频率分为：低频三极管和高频三极管v按工作功率分为：小功率、中功率和大功率三极管v按封装形式分为：金属封装、玻璃封装、塑料封装v按导电特性分为：PNP型 NPN型三极管的分类三极管的分类 晶体三极管的分类很多，按结构可分为点接触型和面接触型；按生产工艺分为合金型、扩散型和平面型等。但是常用的分类是从应用角度，依工作频率分为低频三极管、高频三极管和开关三极管；依工作功率分为小功率三极管、中功率三极管和大功率三极管；按其导电类型可分为PNP型和NPN型；

3、按其构成材料可分为锗管和硅管。 锗三极管和硅三极管之间的区别。不管是锗管还是硅管，都有PNP型和NPN型两种导电类型，都有高频管和低频管、大功率管和小功率管。但它们在电气特性上还是有一定差距的。首先，锗管比硅管具有较低的起始工作电压，锗三极管的基极和发射极之间有0.2V0.3V的电压即可开始工作，而硅三极管的基极和发射极之间有0.6V0.7V的工作电压才能工作。其次，锗管比硅管具有较低的饱和压降，晶体管导通时，发射极和集电极之间的电压锗管比硅管更低。第三，硅管比锗管具有较小的漏电流和更平直的输出特性。三极管的技术参数电流放大系数：表示三极管电流放大能力一般：Ic(集电极电流) = Ib(基极电

4、流)三极管极间反向电流，包括：1.集电极反向饱和电流Icb0：指发射极开路时，集电极加反向电压时的反向电流，应该很小。2.穿透电流Ice0：指基极开路时，c-e间加反向电压时的反向电流，应该很小。两者之间满足： Ice0 = (1+) Icb0极限参数： 1.集电极最大允许电流（ICM) 2.集电极、发射极间的最大允许反向电压（BVce0） 3.集电极最大允许功耗(PCM)三极管的主要参数三极管的主要参数 1、共发射极直流放大倍数、共发射极直流放大倍数HFE 共发射极直流放大倍数HFE是指在没有交流信号输入时，共发射极电路输出的集电极直流电流与基极输入的直电流之比。这是衡量晶体三极管有无放大作

5、用的主要参数，正常三极管的HFE应为几十至几百倍。常用的三极管的外壳上标有不同颜色点，以表明不同的放大倍数。 放大倍数：-15-25-40-55-80-120-180-270-400- 色标点：棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 黑例如：色点为黄色的三极管的放大倍数是4055倍之间，色点是灰色的三极管的放大倍数为180270倍之间等等。 2、共发射极交流放大倍数、共发射极交流放大倍数 共发射极电路中，集电极电流和基极输入电流的变化量之比称为共发射极交流放大倍数。当三极管工作在放大区小信号运用时，HFE=，三极管的放大倍数一般在10200倍之间。太小，表明三极管的放大能力越差，但越大的管子的往往

6、工作稳定性太差。 3 、特征频率、特征频率 三极管的放大倍数会随着工作信号频率的升高而下降，频率越高，下降越严重。特征频率就是下降到1时的频率。也就是说，当工作信号的频率升高到特征频率时，晶体三极管就失去了交流电流的放大能力。特征频率的大小反映了晶体三极管频率特性的好坏。在高频率电路中，要选用特征频率较高的管子，特征频率一般比电路工作频率至少要高3倍以上。 晶体三极管的放大倍数在集电极电流过大时也会下降。下降到额定值的2/3倍或1/2时的集电极电流为集电极最大允许电流。三极管工作时的集电极电流最好不要超过集电极最大允许电流。 晶体三极管工作时，集电极电流通过集电结要耗散功率，耗散功率越大，集电

7、结的温升就越高，根据晶体管允许的最高温度，定出集电极最大允许耗散功率。小功率管的集电极最大允许耗散功率在几十至几百毫瓦之间，大功率管却在1瓦以上。要认识三极管首先要了解晶体三极管的命名方法，各国对晶体管的命名方法的规定不同，我国晶体管的型号一般由五个部分组成，见表1。国外部分公司及产品代号见表2。三极管的识别三极管的识别第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用数字表示器件电极的数目用汉语拼音字母表示器件的材料和极性用汉语拼音字母表示器件的类型 用数字表示序号汉语拼音字母标示规格号符号意义符号意义符号意义3三极管APNN型锗材料X低频小功率BNPN型锗材料G高频小功率CPNP型硅材料D低频大功

8、率DNPN型硅材料A高频大功率E化合物材料国产晶体三极管的型号命名由五部分组成，国产晶体三极管的型号命名由五部分组成，第一部分用数字第一部分用数字“3”表示三极管，表示三极管，第二部分用字母表示材料和极性，第二部分用字母表示材料和极性，第三部分用字母表示类型，第三部分用字母表示类型，第四部分用数字表示序号，第四部分用数字表示序号，第五部分用字母表示规格。第五部分用字母表示规格。 序号（用数字表示）类型（字母表示）材料和极性（用字母表示）三极管3*规格（字母）三极管的命名方法三极管的命名方法表 三极管型号的意义第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分3A：PNP型锗材料B：NPN型锗材料C：PN

9、P型硅材料D：NPN型硅材料E：化合物材料X：低频小功率管G：高频小功率管D：低频大功率管A：高频大功率管K：开关管T：闸流管J：结型场效应管O：MOS场效应管U：光电管序号规格（可缺）例 3AX81表示为PNP型锗材料，低频小功率管三极管例：1) 锗材料PNP型低频大功率三极管： 2) 硅材料NPN型高频小功率三极管： 3 A D 50 C 3 D G 201 B 规格号 规格号 序号 序号 低频大功率 低频大功率 PNP型、锗材料 PNP、锗材料 三极管 三极管 三极管的识别：三极管的识别： 例子：三极管的检测三极管的检测 晶体三极管的检测晶体三极管的检测 在晶体三极管装入电路之前或检修家

10、用电器时经常需要用简易的方法判别它的好坏。下面介绍用万用表测量晶体三极管的几种方法。 1、判断晶体三极管的管脚、判断晶体三极管的管脚 三极管的三个管脚的作用是不同的，工作时不能相互代替。用万用表判断的方法是：将万用表置于电阻R1K档，用万用表的黑表笔接晶体管的某一管脚（假设它是基极），用红表笔分别接另外的两个电极。如果表针指示的两个阻值都很小，那么黑表笔所接的那一个脚便是NPN型管的基极；如果表针指示的两个阻值都很大，那么黑表笔所接的那一个脚便是PNP型管的基极。如果表针指示的阻值一个很大，一个很小，那么黑表笔所接的管脚肯定不是三极管的基极，要换另一个管脚再检测。 2、判断硅管和锗管、判断硅管

11、和锗管利用硅管PN结与锗管PN结正、反向电阻的差异，可以判断不知型号的三极管是硅管还是锗管。用万用表的R1K档，测发射极与基极间和集电极与基极间的正向电阻，硅管大约在310K之间，锗管大约在5001K之间，上述极间的反向电阻，硅管一般大于500K，锗管一般大于1000K左右。 3、测量三极管的直流放大倍数、测量三极管的直流放大倍数将万用表的功能选择开关调到HFE处，一般还需调零，把三极管的三个电极正确的放到万用表的面板上的四个小孔中PNP（P）或NPN（N）的e、b、c处，这时万用表的指针会向右偏转，在表头内部的刻盘上有HFE的指示数，即是测量三极管的直流放大倍数。三极管的测试三极管的测试分为

12、测试三极管的类型、管脚排列首先是如何测试三极管的类型使用万用表的电阻档(R1)档,判断如下：电阻很小PNPNPN红表笔为基极黑表笔为基极bb(1) 基极的判别：将万用表置于RX1K挡，用黑表笔接三极管的任意一极，再用红表笔分别去接触另外两个电极测其正、反向电阻，直到出现测得的两个电阻都很大。（在测量过程中，如果出现一个阻值很大，另一个阻值很小，此时就需将黑表笔换一个电极再测），此时黑表笔所接电极就是三极管的基极b，而且为PNP型管子。当测得的两个阻值都很小时，黑表笔所接就为基极，而且为NPN型管子。(2) 集电极、发射极的判别。对锗材料的PNP、NPN待测管子，可先用上述方法确定管子的基极b，

13、然后置万用表为RX1K挡，再测剩余两个电极的阻值，对调表笔各测一次，在阻值较小的一次测量中，对PNP型管子红表比所接为集电极，黑表笔所接为发射极。对于NPN型管红表笔所接为发射极，黑表笔所接为集电极。18三极管的管脚判别 其次是如何测试三极管的管脚排列判断出管子类型和基极后，使用万用表的电阻档(R1)档，如下测试：在基极与另两个管脚间接入一个电阻测量三极管的放大作用，然后更换表笔再测，两次测量中表指针偏离较大的那次，可根据不同类型的管子判断出集电极和发射极。CeCeNPNPNP20管脚的判别 n n 选择万用表选择万用表“R1K”挡。挡。n n 用黑表笔接一管脚（假定其为用黑表笔接一管脚（假定

14、其为B极），红表笔分别接另外两管脚，测得两个电极），红表笔分别接另外两管脚，测得两个电阻值。阻值。图 二个阻值均为小数值，则管子为NPN管，则黑表棒接触的为B极，三极管管脚识别检测三极管管脚识别检测判断基极判断基极B和管子类型和管子类型步骤：步骤：如如一个一个阻值均为阻值均为无穷大无穷大，另，另一个一个为为小数值小数值，则黑表，则黑表棒假定的棒假定的B B极错误，需重新假定直致找到为止（如图极错误，需重新假定直致找到为止（如图6 64949所示）。所示）。 判别判别：如二个阻值均为无穷大，则管子为如二个阻值均为无穷大，则管子为PNP管，则黑表管，则黑表棒接触的为棒接触的为B极，极， 假定正确。

15、假定正确。如二个阻值均为小数值，则管子为如二个阻值均为小数值，则管子为NPN管，则黑表棒管，则黑表棒接触的为接触的为B极，极， 假定正确。假定正确。l 具有“或hFE”挡的万用表测量（如MF47）下图测电流的放大系数将万用表置于“hFE”挡，如图所示将三极管插入测量插座（基极插入b孔，另两管脚随意插入），记下读数。再将另两管脚对调后插入，也记下读数。两次测量中，读数大的那一次管脚插入是正确的。测量时需注意NPN管和 PNP管应插入各自相应的插座。图 测电流的放大系数 识别集电极c和发射极e常利用测量三极管的电流放大系数来判别。没有“或hFE”挡的万用表测量（如MF30）将万用表置于“R1K”挡

16、（以NPN管为例），红表笔接基极以外后管脚，左手拇指与中指将黑表笔与基极以外的另一管脚捏在一起，同时用左手食指触摸余下的管脚， 这时表针应向右摆动。将基极以外的两管脚对调后再测一次。两次测量中，表针摆动幅度较大的那一次，黑表笔所接为集电极，红表笔所接为发射极。表针摆动幅度越大，说明被测三极管的值越大。图 MF30测量电流放大系数 三极管封装形式和管脚识别三极管封装形式和管脚识别 晶体三极管的代换晶体三极管的代换 在电器修理中，经常会遇到三级管的损坏，需用同型号、同品种的三极管代换，或用相同（相近）性能的三极管进行代用。代用的原则和方法如下：（1）极限参数高的三极管可以代换较低的三极管。例如集电

17、极最大允许耗散功率大的三极管可以代换小的三极管。 （2）性能好的三极管可以代换性能差的三极管。例如参数值高的三极管可以代换值低的三极管，但值不宜过高，否则三极管工作不稳定。 （3）高频、开关三极管可以代换普通低频三极管。当其它参数满足要求时，高频管可以代替低频管。 （4）锗管和硅管可以相互代换。两种材料的管子相互代换时，首先要导电类型相同（PNP型代换PNP型，NPN型代换NPN型），其次，要注意管子的参数是否相似，第三更换管子后由于偏置不同，需重新调整偏流电阻。场效管场效管 场效应管是利用电场效应来控制电流变化的放大元件。它与晶体管相比，具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好等优点，因而得到迅速

18、发展与应用。场效应管与三极管同为放大器件，但工作原理不同：三极管是电流控制器件，在一定条件下，集电极电流受基极电流控制，而场效应管是电压控制器件，电子电流受栅极电压控制。达林顿管达林顿晶体管DT（Dar1ington Transistor）亦称复合晶体管。它采用复合过接方式，将两只或更多只晶体管的集电极连在一起，而将第一只晶体管的发射极直接耦合到第二只晶体管的基极，依次级连而成，最后引出E、B、C三个电极。 达林顿管具有很高的放大系数，值可以达到几千倍，甚至几十万倍。利用它不仅能构成高增益放大器，还能提高驱动能力，获得大电流输出，构成达林顿功率开关管。在光电耦合器中，也有用达林顿管作为接收管的

19、。达林顿管产品大致分成两类，一类是普通型，内部无保护电路，另一类则带有保护电路。 达林顿管的测试 普通达林顿管内部由两只或多只晶体管的集电极连接在一起复合而成，其基极B与发射极E之间包含多个发射结。检测时可使用万用表的R1k或R10k档来测量。测量达林顿管各电极之间的正、反向电阻值。正常时，集电极C与基极B之间的正向电阻值（测NPN管时，黑表笔接基极B；测PNP管时，黑表笔接集电极C）值与普通硅晶体管集电结的正向电阻值相近，为310k之间，反向电阻值为无穷大。而发射极E与基极B之间的的正向电阻值（测NPN管时，黑表笔接基极 B；测PNP管时，黑表笔接发射极E）是集电极C与基极B之间的正、反向电

20、阻值的23倍，反向电阻值为无穷大。集电极C与发射极E之间的正、反向电阻值均应接近无穷大。若测得达林顿管的C、E极间的正、反向电阻值或BE极、BC极之间的正、反向电阻值均接近0，则说明该管已击穿损坏。若测得达林顿管的 BE极或BC极之间的、反向电阻值为无穷大，则说明该管已开路损坏。 场效管的种类场效管的种类场效应管的类型可分两类：一类是结型场效应管，一类是绝缘栅型场效应管，也叫金属氧化物半导体绝缘栅型场效应管，简称MOS管。场效应管根据其沟道所采用的半导体材料，另分为P型和N型沟道两种。沟道，就是电流通道。 1 1、结型场效应管、结型场效应管 N型沟道结型场效应管的基体是一块N型硅材料，为N沟道

21、。从基体引出两个电极分别叫源极（S）和漏极（D）。在基体两边各附一小片P型材料，其引出的电极叫栅极（G）。这样，在沟道和栅极之间形成了两个PN结，当栅极开路时，沟道就相当于一个电阻，不同型号的管子其阻值不相同，一般大约数百欧到千欧不等。 2 2、绝缘栅场效应管、绝缘栅场效应管 绝缘栅场效应管的特点是输入电阻高，便于做成集成电路。在一块N型硅片上有两个相距很近浓度很高的P扩散区，分别为源极和漏极，在源区与漏区之间的硅片上，有一层绝缘二氧化硅，绝缘层上覆盖着金属铝，这就是栅极。栅极和其它电极之间是绝缘的，所以称为绝缘栅场效应管。由于源、栅之间有一层氧化层，这种管子基本上没有栅极电流，因此输入阻抗非

22、常高。场效管的检测场效管的检测数字万用表不仅能叛定场效管的电极，还可以测量场效应管的跨导（放大系数）。由于数字万用表电阻挡的测试电流很小，所以不适用于检测场效应管，应使用hee挡进行测试。将场效应管的G、D、S极分别插入hee测量插座的B、C、E孔中（N沟道管插入NPN插座中，P沟道管插入PNP插座中）此时，显示屏上会显示一个数值，这个数值就是场效应管的跨导（放大系数）；若电极插错或极性插错，则显示屏都不会显示出这个数值，此时将显示为“0000”或“1”五、场效应管的测试1、结型场效应管的管脚识别：场效应管的栅极相当于晶体管的基极，源极和漏极分别对应于晶体管的发射极和集电极。将万用表置于R1k

23、档，用两表笔分别测量每两个管脚间的正、反向电阻。当某两个管脚间的正、反向电阻相等，均为数K时，则这两个管脚为漏极D和源极S（可互换），余下的一个管脚即为栅极G。对于有4个管脚的结型场效应管，另外一极是屏蔽极（使用中接地）。2、判定栅极用万用表黑表笔碰触管子的一个电极，红表笔分别碰触另外两个电极。若两次测出的阻值都很小，说明均是正向电阻，该管属于N沟道场效应管，黑表笔接的也是栅极。注意不能用此法判定绝缘栅型场效应管的栅极。因为这种管子的输入电阻极高，栅源间的极间电容又很小，测量时只要有少量的电荷，就可在极间电容上形成很高的电压，容易将管子损坏。3、估测场效应管的放大能力将万用表拨到R100档，红

24、表笔接源极S，黑表笔接漏极D，相当于给场效应管加上1.5V的电源电压。这时表针指示出的是D-S极间电阻值。然后用手指捏栅极G，将人体的感应电压作为输入信号加到栅极上。由于管子的放大作用，UDS和ID都将发生变化，也相当于D-S极间电阻发生变化，可观察到表针有较大幅度的摆动。如果手捏栅极时表针摆动很小，说明管子的放大能力较弱；若表针不动，说明管子已经损坏。由于人体感应的50Hz交流电压较高，而不同的场效应管用电阻档测量时的工作点可能不同，因此用手捏栅极时表针可能向右摆动，也可能向左摆动。本方法也适用于测MOS管。为了保护MOS场效应管，必须用手握住螺钉旋具绝缘柄，用金属杆去碰栅极，以防止人体感应

25、电荷直接加到栅极上，将管子损坏。MOS管每次测量完毕，G-S结电容上会充有少量电荷，建立起电压UGS，再接着测时表针可能不动，此时将G-S极间短路一下即可。场效应管的主要参数场效应管的主要参数 场效应管的参数很多，包括直流参数、交流参数和极限参数，但一般使用时关注以下主要参数： 1、I DSS 饱和漏源电流。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中，栅极电压U GS=0时的漏源电流。 2、UP 夹断电压。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中，使漏源间刚截止时的栅极电压。 3、UT 开启电压。是指增强型绝缘栅场效管中，使漏源间刚导通时的栅极电压。 4、gM 跨导。是表示栅源电压U GS 对漏极电流I D的控

26、制能力，即漏极电流I D变化量与栅源电压UGS变化量的比值。gM 是衡量场效应管放大能力的重要参数。 5、BUDS 漏源击穿电压。是指栅源电压UGS一定时，场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。这是一项极限参数，加在场效应管上的工作电压必须小于BUDS。 6、PDSM 最大耗散功率。也是一项极限参数，是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率。使用时，场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量。 7、IDSM 最大漏源电流。是一项极限参数，是指场效应管正常工作时，漏源间所允许通过的最大电流。场效应管的工作电流不应超过IDSM 场效应管的作用场效应管的作用 1 、场效应管可应用于放大。

27、由于场效应管放大器的输入阻抗很高，因此耦合电容可以容量较小，不必使用电解电容器。 2、场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。 3、场效应管可以用作可变电阻。 4、场效应管可以方便地用作恒流源。 5、场效应管可以用作电子开关。 可控硅（晶闸管）可控硅（晶闸管）晶闸管是晶体闸流管的简称，是一种大功率开关型半导体器件。它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。 晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制，故被广泛应用在可整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。 栅极悬空时，BG1和BG2截止,没有电流流过负载电阻RL。 栅极输入一个正脉冲电压时,BG2道通，VCE(BG2)下降，VBE(BG1)升高。 正反馈过程使BG1和BG2进入饱和道通状态。 电路很快从截止状态进入道通状态。 由于正反馈的作用栅极没有触发将保持道通状态不变。可控硅工作原理-导通阳极和阴极加上反向电压BG1和BG2截止。加大