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电子元器件知识:二极管、三极管与场效应管。

发布时间:2020-05-06

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一、半导体二极管

1、英文缩写:D (Diode),电路符号是


2、半导体二极管的分类

分类:a 按材质分:硅二极管和锗二极管;

b按用途分:整流二极管,检波二极管,稳压二极管,发光二极管,光电二极管,变容二极管。

3、半导体二极管在电路中常用“D”加数字表示,如:D5表示编号为5的半导体二极管。

4、半导体二极管的导通电压是:

a;硅二极管在两极加上电压,并且电压大于0.6V时才能导通,导通后电压保持在0.6-0.8V之间.

B;锗二极管在两极加上电压,并且电压大于0.2V时才能导通,导通后电压保持在0.2-0.3V之间.

5、半导体二极管主要特性是单向导电性,也就是在正向电压的作用下,导通电阻很小;而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。

6、半导体二极管可分为整流、检波、发光、光电、变容等作用。

7、半导体二极管的识别方法:

a;目视法判断半导体二极管的极性:一般在实物的电路图中可以通过眼睛直接看出半导体二极管的正负极.在实物中如果看到一端有颜色标示的是负极,另外一端是正极.

b;用万用表(指针表)判断半导体二极管的极性:通常选用万用表的欧姆档(R﹡100或R﹡1K),然后分别用万用表的两表笔分别出接到二极管的两个极上出,当二极管导通,测的阻值较小(一般几十欧姆至几千欧姆之间),这时黑表笔接的是二极管的正极,红表笔接的是二极管的负极.当测的阻值很大(一般为几百至几千欧姆),这时黑表笔接的是二极管的负极,红表笔接的是二极管的正极.

c;测试注意事项:用数字式万用表去测二极管时,红表笔接二极管的正极,黑表笔接二极管的负极,此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值,这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。

8、变容二极管是根据普通二极管内部 “PN结” 的结电容能随外加反向电压的变化而变化这一原理专门设计出来的一种特殊二极管。变容二极管在无绳电话机中主要用在手机或座机的高频调制电路上,实现低频信号调制到高频信号上,并发射出去。在工作状态,变容二极管调制电压一般加到负极上,使变容二极管的内部结电容容量随调制电压的变化而变化。

变容二极管发生故障,主要表现为漏电或性能变差:

(1)发生漏电现象时,高频调制电路将不工作或调制性能变差。

(2)变容性能变差时,高频调制电路的工作不稳定,使调制后的高频信号发送到对方被对方接收后产生失真。

出现上述情况之一时,就应该更换同型号的变容二极管。

9、稳压二极管的基本知识

a、稳压二极管的稳压原理:稳压二极管的特点就是击穿后,其两端的电压基本保持不变。这样,当把稳压管接入电路以后,若由于电源电压发生波动,或其它原因造成电路中各点电压变动时,负载两端的电压将基本保持不变。

b、故障特点:稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定。在这3种故障中,前一种故障表现出电源电压升高;后2种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定。

c、 常用稳压二极管的型号及稳压值如下表:

型 号 1N4728 1N4729 1N4730 1N4732 1N4733 1N4734 1N4735 1N4744 1N47501N4751 1N4761

稳压值 3.3V 3.6V 3.9V4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 15V 27V 30V 75V

10、半导体二极管的伏安特性:二极管的基本特性是单向导电性(注:硅管的导通电压为0.6-0.8V;锗管的导通电压为0.2-0.3V),而工程分析时通常采用的是0.7V.

11、半导体二极管的伏安特性曲线:(通过二极管的电流I与其两端电压U的关系曲线为二极管的伏安特性曲线。)

图三 硅和锗管的伏安特性曲线

12、半导体二极管的好坏判别:用万用表(指针表)R﹡100或R﹡1K档测量二极管的正,反向电阻要求在1K左右,反向电阻应在100K以上.总之,正向电阻越小,越好.反向电阻越大越好.若正向电阻无穷大,说明二极管内部断路,若反向电阻为零,表明二极管以击穿,内部断开或击穿的二极管均不能使用。

二、半导体三极管

1、半导体三极管英文缩写:Q/T

2、半导体三极管在电路中常用“Q”加数字表示,如:Q17表示编号为17的三极管。

3、半导体三极管特点:半导体三极管(简称晶体管)是内部含有2个PN结,并且具有放大能力的特殊器件。它分NPN型和PNP型两种类型,这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补,所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用。

按材料来分 可分硅和锗管,我国目前生产的硅管多为NPN型,锗管多为PNP型。

4、半导体三极管放大的条件:要实现放大作用,必须给三极管加合适的电压,即管子发射结必须具备正向偏压,而集电极必须反向偏压,这也是三极管的放大必须具备的外部条件。

5、半导体三极管的主要参数

a; 电流放大系数:对于三极管的电流分配规律Ie=Ib+Ic,由于基极电流Ib的变化,使集电极电流Ic发生更大的变化,即基极电流Ib的微小变化控制了集电极电流较大,这就是三极管的电流放大原理。即β=ΔIc/ΔIb。

b;极间反向电流,集电极与基极的反向饱和电流。

c;极限参数:反向击穿电压,集电极允许电流、集电极允许功率损耗。

6、半导体三极管具有三种工作状态,放大、饱和、截止,在模拟电路中一般使用放大作用。饱和和截止状态一般合用在数字电路中。

a;半导体三极管的三种基本的放大电路。

b;三极管三种放大电路的区别及判断可以从放大电路中通过交流信号的传输路径来判断,没有交流信号通过的极,就叫此极为公共极。

注:交流信号从基极输入,集电极输出,那发射极就叫公共极。

交流信号从基极输入,发射极输出,那集电极就叫公共极。

交流信号从发射极输入,集电极输出,那基极就叫公共极。

7、用万用表判断半导体三极管的极性和类型(用指针式万用表).

a;先选量程:R﹡100或R﹡1K档位.

b;判别半导体三极管基极:

用万用表黑表笔固定三极管的某一个电极,红表笔分别接半导体三极管另外两各电极,观察指针偏转,若两次的测量阻值都大或是都小,则改脚所接就是基极(两次阻值都小的为NPN型管,两次阻值都大的为PNP型管),若两次测量阻值一大一小,则用黑笔重新固定半导体三极管一个引脚极继续测量,直到找到基极。

c;.判别半导体三极管的c极和e极:

确定基极后,对于NPN管,用万用表两表笔接三极管另外两极,交替测量两次,若两次测量的结果不相等,则其中测得阻值较小得一次黑笔接的是e极,红笔接得是c极(若是PNP型管则黑红表笔所接得电极相反)。

d; 判别半导体三极管的类型.

如果已知某个半导体三极管的基极,可以用红表笔接基极,黑表笔分别测量其另外两个电极引脚,如果测得的电阻值很大,则该三极管是NPN型半导体三极管,如果 测量的电阻值都很小,则该三极管是PNP型半导体三极管.

8、现在常见的三极管大部分是塑封的,如何准确判断三极管的三只引脚哪个是b、c、e?三极管的b极很容易测出来,但怎么断定哪个是c哪个是e?

a; 这里推荐三种方法:第一种方法:对于有测三极管hFE插孔的指针表,先测出b极后,将三极管随意插到插孔中去(当然b极是可以插准确的),测一下hFE值,

b;然后再将管子倒过来再测一遍,测得hFE值比较大的一次,各管脚插入的位置是正确的。第二种方法:对无hFE测量插孔的表,或管子太大不方便插入插孔的,可以用这种方法:对NPN管,先测出b极(管子是NPN还是PNP以及其b脚都很容易测出,是吧?),将表置于R×1kΩ档,将红表笔接假设的e极(注意拿红表笔的手不要碰到表笔尖或管脚),黑表笔接假设的c极,同时用手指捏住表笔尖及这个管脚,将管子拿起来,用你的舌尖舔一下b极,看表头指针应有一定的偏转,如果你各表笔接得正确,指针偏转会大些,如果接得不对,指针偏转会小些,差别是很明显的。由此就可判定管子的c、e极。对PNP管,要将黑表笔接假设的e极(手不要碰到笔尖或管脚),红表笔接假设的c极,同时用手指捏住表笔尖及这个管脚,然后用舌尖舔一下b极,如果各表笔接得正确,表头指针会偏转得比较大。当然测量时表笔要交换一下测两次,比较读数后才能判定。这个方法适用于所有外形的三极管,方便实用。根据表针的偏转幅度,还可以估计出管子的放大能力,当然这是凭经验的。

c;第三种方法:先判定管子的NPN或PNP类型及其b极后,将表置于R×10kΩ档,对NPN管,黑表笔接e极,红表笔接c极时,表针可能会有一定偏转,对PNP管,黑表笔接c极,红表笔接e极时,表针可能会有一定的偏转,反过来都不会有偏转。由此也可以判定三极管的c、e极。不过对于高耐压的管子,这个方法就不适用了。

对于常见的进口型号的大功率塑封管,其c极基本都是在中间(我还没见过b在中间的)。中、小功率管有的b极可能在中间。比如常用的9014三极管及其系列的其它型号三极管、2SC1815、2N5401、2N5551等三极管,其b极有的在就中间。当然它们也有c极在中间的。所以在维修更换三极管时,尤其是这些小功率三极管,不可拿来就按原样直接安上,一定要先测一下.

9、半导体三极管的分类:

a;按频率分:高频管和低频管

b;按功率分:小功率管,中功率管和的功率管

c;按机构分:PNP管和NPN管

d;按材质分:硅管和锗管

e;按功能分:开关管和放大

10、半导体三极管特性:三极管具有放大功能(三极管是电流控制型器件-通过基极电流或是发射极电流去控制集电极电流;又由于其多子和少子都可导电称为双极型元件)


NPN型三极管共发射极的特性曲线

三极管各区的工作条件:

1.放大区:发射结正偏,集电结反偏:

2.饱和区:发射结正偏,集电结正偏;

3.截止区:发射结反偏,集电结反偏。

11、半导体三极管的好坏检测

a;先选量程:R﹡100或R﹡1K档位

b;测量PNP型半导体三极管的发射极和集电极的正向电阻值:

红表笔接基极,黑表笔接发射极,所测得阻值为发射极正向电阻值,若将黑表笔接集电极(红表笔不动),所测得阻值便是集电极的正向电阻值,正向电阻值愈小愈好.

c;测量PNP型半导体三极管的发射极和集电极的反向电阻值:

将黑表笔接基极,红表笔分别接发射极与集电极,所测得阻值分别为发射极和集电极的反向电阻,反向电阻愈小愈好.

d;测量NPN型半导体三极管的发射极和集电极的正向电阻值的方法和测量PNP型半导体三极管的方法相反.

三、场效应管(MOS管)

1、场效应管英文缩写:FET(Field-effecttransistor)

2、场效应管分类:结型场效应管和绝缘栅型场效应管

3、场效应管电路符号:

4、场效应管的三个引脚分别表示为:G(栅极),D(漏极),S(源极)

注:场效应管属于电压控制型元件,又利用多子导电故称单极型元件,且具有输入电阻高,噪声小,功耗低,无二次击穿现象等优点。

5、场效应晶体管的优点:具有较高输入电阻高、输入电流低于零,几乎不要向信号源吸取电流,在在基极注入电流的大小,直接影响集电极电流的大小,利用输出电流控制输出电源的半导体。

6、场效应管与晶体管的比较

(1)场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管。

(2)场效应管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是即有多数载流子,也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。

(3)有些场效应管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵活性比晶体管好。

(4)场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作,而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上,因此场效应管

7、场效应管好坏与极性判别:将万用表的量程选择在RX1K档,用黑表笔接D极,红表笔接S极,用手同时触及一下G,D极,场效应管应呈瞬时导通状态,即表针摆向阻值较小的位置,再用手触及一下G,S极, 场效应管应无反应,即表针回零位置不动.此时应可判断出场效应管为好管.

将万用表的量程选择在RX1K档,分别测量场效应管三个管脚之间的电阻阻值,若某脚与其他两脚之间的电阻值均为无穷大时,并且再交换表笔后仍为无穷大时,则此脚为G极,其它两脚为S极和D极.然后再用万用表测量S极和D极之间的电阻值一次,交换表笔后再测量一次,其中阻值较小的一次,黑表笔接的是S极,红表笔接的是D极.
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