電子元器件知識:二極管、三極管與場效應管。

一、半導體二極管

1、英文縮寫:D (Diode),電路符號是

電子元器件知識:二極管、三極管與場效應管。

2、半導體二極管的分類

分類:a 按材質分:硅二極管和鍺二極管;

b按用途分:整流二極管,檢波二極管,穩壓二極管,發光二極管,光電二極管,變容二極管。

3、半導體二極管在電路中常用“D”加數字表示,如:D5表示編號為5的半導體二極管。

4、半導體二極管的導通電壓是:

a;硅二極管在兩極加上電壓,並且電壓大於0.6V時才能導通,導通後電壓保持在0.6-0.8V之間.

B;鍺二極管在兩極加上電壓,並且電壓大於0.2V時才能導通,導通後電壓保持在0.2-0.3V之間.

5、半導體二極管主要特性是單向導電性,也就是在正向電壓的作用下,導通電阻很小;而在反向電壓作用下導通電阻極大或無窮大。

6、半導體二極管可分為整流、檢波、發光、光電、變容等作用。

7、半導體二極管的識別方法:

a;目視法判斷半導體二極管的極性:一般在實物的電路圖中可以通過眼睛直接看出半導體二極管的正負極.在實物中如果看到一端有顏色標示的是負極,另外一端是正極.

b;用萬用表(指針表)判斷半導體二極管的極性:通常選用萬用表的歐姆檔(R﹡100或R﹡1K),然後分別用萬用表的兩表筆分別出接到二極管的兩個極上出,當二極管導通,測的阻值較小(一般幾十歐姆至幾千歐姆之間),這時黑表筆接的是二極管的正極,紅表筆接的是二極管的負極.當測的阻值很大(一般為幾百至幾千歐姆),這時黑表筆接的是二極管的負極,紅表筆接的是二極管的正極.

c;測試注意事項:用數字式萬用表去測二極管時,紅表筆接二極管的正極,黑表筆接二極管的負極,此時測得的阻值才是二極管的正向導通阻值,這與指針式萬用表的表筆接法剛好相反。

8、變容二極管是根據普通二極管內部 “PN結” 的結電容能隨外加反向電壓的變化而變化這一原理專門設計出來的一種特殊二極管。變容二極管在無繩電話機中主要用在手機或座機的高頻調製電路上,實現低頻信號調製到高頻信號上,併發射出去。在工作狀態,變容二極管調製電壓一般加到負極上,使變容二極管的內部結電容容量隨調製電壓的變化而變化。

變容二極管發生故障,主要表現為漏電或性能變差:

(1)發生漏電現象時,高頻調製電路將不工作或調製性能變差。

(2)變容性能變差時,高頻調製電路的工作不穩定,使調製後的高頻信號發送到對方被對方接收後產生失真。

出現上述情況之一時,就應該更換同型號的變容二極管。

9、穩壓二極管的基本知識

a、穩壓二極管的穩壓原理:穩壓二極管的特點就是擊穿後,其兩端的電壓基本保持不變。這樣,當把穩壓管接入電路以後,若由於電源電壓發生波動,或其它原因造成電路中各點電壓變動時,負載兩端的電壓將基本保持不變。

b、故障特點:穩壓二極管的故障主要表現在開路、短路和穩壓值不穩定。在這3種故障中,前一種故障表現出電源電壓升高;後2種故障表現為電源電壓變低到零伏或輸出不穩定。

c、 常用穩壓二極管的型號及穩壓值如下表:

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

穩壓值 3.3V 3.6V 3.9V4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 15V 27V 30V 75V

10、半導體二極管的伏安特性:二極管的基本特性是單向導電性(注:硅管的導通電壓為0.6-0.8V;鍺管的導通電壓為0.2-0.3V),而工程分析時通常採用的是0.7V.

11、半導體二極管的伏安特性曲線:(通過二極管的電流I與其兩端電壓U的關係曲線為二極管的伏安特性曲線。)見圖三.

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圖三 硅和鍺管的伏安特性曲線

12、半導體二極管的好壞判別:用萬用表(指針表)R﹡100或R﹡1K檔測量二極管的正,反向電阻要求在1K左右,反向電阻應在100K以上.總之,正向電阻越小,越好.反向電阻越大越好.若正向電阻無窮大,說明二極管內部斷路,若反向電阻為零,表明二極管以擊穿,內部斷開或擊穿的二極管均不能使用。

二、半導體三極管

1、半導體三極管英文縮寫:Q/T

2、半導體三極管在電路中常用“Q”加數字表示,如:Q17表示編號為17的三極管。

3、半導體三極管特點:半導體三極管(簡稱晶體管)是內部含有2個PN結,並且具有放大能力的特殊器件。它分NPN型和PNP型兩種類型,這兩種類型的三極管從工作特性上可互相彌補,所謂OTL電路中的對管就是由PNP型和NPN型配對使用。

按材料來分 可分硅和鍺管,我國目前生產的硅管多為NPN型,鍺管多為PNP型。

4、半導體三極管放大的條件:要實現放大作用,必須給三極管加合適的電壓,即管子發射結必須具備正向偏壓,而集電極必須反向偏壓,這也是三極管的放大必須具備的外部條件。

5、半導體三極管的主要參數

a; 電流放大係數:對於三極管的電流分配規律Ie=Ib+Ic,由於基極電流Ib的變化,使集電極電流Ic發生更大的變化,即基極電流Ib的微小變化控制了集電極電流較大,這就是三極管的電流放大原理。即β=ΔIc/ΔIb。

b;極間反向電流,集電極與基極的反向飽和電流。

c;極限參數:反向擊穿電壓,集電極最大允許電流、集電極最大允許功率損耗。

6、半導體三極管具有三種工作狀態,放大、飽和、截止,在模擬電路中一般使用放大作用。飽和和截止狀態一般合用在數字電路中。

a;半導體三極管的三種基本的放大電路。

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b;三極管三种放大電路的區別及判斷可以從放大電路中通過交流信號的傳輸路徑來判斷,沒有交流信號通過的極,就叫此極為公共極。

注:交流信號從基極輸入,集電極輸出,那發射極就叫公共極。

交流信號從基極輸入,發射極輸出,那集電極就叫公共極。

交流信號從發射極輸入,集電極輸出,那基極就叫公共極。

7、用萬用表判斷半導體三極管的極性和類型(用指針式萬用表).

a;先選量程:R﹡100或R﹡1K檔位.

b;判別半導體三極管基極:

用萬用表黑表筆固定三極管的某一個電極,紅表筆分別接半導體三極管另外兩各電極,觀察指針偏轉,若兩次的測量阻值都大或是都小,則改腳所接就是基極(兩次阻值都小的為NPN型管,兩次阻值都大的為PNP型管),若兩次測量阻值一大一小,則用黑筆重新固定半導體三極管一個引腳極繼續測量,直到找到基極。

c;.判別半導體三極管的c極和e極:

確定基極後,對於NPN管,用萬用表兩表筆接三極管另外兩極,交替測量兩次,若兩次測量的結果不相等,則其中測得阻值較小得一次黑筆接的是e極,紅筆接得是c極(若是PNP型管則黑紅表筆所接得電極相反)。

d; 判別半導體三極管的類型.

如果已知某個半導體三極管的基極,可以用紅表筆接基極,黑表筆分別測量其另外兩個電極引腳,如果測得的電阻值很大,則該三極管是NPN型半導體三極管,如果 測量的電阻值都很小,則該三極管是PNP型半導體三極管.

8、現在常見的三極管大部分是塑封的,如何準確判斷三極管的三隻引腳哪個是b、c、e?三極管的b極很容易測出來,但怎麼斷定哪個是c哪個是e?

a; 這裡推薦三種方法:第一種方法:對於有測三極管hFE插孔的指針表,先測出b極後,將三極管隨意插到插孔中去(當然b極是可以插準確的),測一下hFE值,

b;然後再將管子倒過來再測一遍,測得hFE值比較大的一次,各管腳插入的位置是正確的。第二種方法:對無hFE測量插孔的表,或管子太大不方便插入插孔的,可以用這種方法:對NPN管,先測出b極(管子是NPN還是PNP以及其b腳都很容易測出,是吧?),將表置於R×1kΩ檔,將紅表筆接假設的e極(注意拿紅表筆的手不要碰到表筆尖或管腳),黑表筆接假設的c極,同時用手指捏住表筆尖及這個管腳,將管子拿起來,用你的舌尖舔一下b極,看錶頭指針應有一定的偏轉,如果你各表筆接得正確,指針偏轉會大些,如果接得不對,指針偏轉會小些,差別是很明顯的。由此就可判定管子的c、e極。對PNP管,要將黑表筆接假設的e極(手不要碰到筆尖或管腳),紅表筆接假設的c極,同時用手指捏住表筆尖及這個管腳,然後用舌尖舔一下b極,如果各表筆接得正確,表頭指針會偏轉得比較大。當然測量時表筆要交換一下測兩次,比較讀數後才能最後判定。這個方法適用於所有外形的三極管,方便實用。根據錶針的偏轉幅度,還可以估計出管子的放大能力,當然這是憑經驗的。

c;第三種方法:先判定管子的NPN或PNP類型及其b極後,將表置於R×10kΩ檔,對NPN管,黑表筆接e極,紅表筆接c極時,錶針可能會有一定偏轉,對PNP管,黑表筆接c極,紅表筆接e極時,錶針可能會有一定的偏轉,反過來都不會有偏轉。由此也可以判定三極管的c、e極。不過對於高耐壓的管子,這個方法就不適用了。

對於常見的進口型號的大功率塑封管,其c極基本都是在中間(我還沒見過b在中間的)。中、小功率管有的b極可能在中間。比如常用的9014三極管及其系列的其它型號三極管、2SC1815、2N5401、2N5551等三極管,其b極有的在就中間。當然它們也有c極在中間的。所以在維修更換三極管時,尤其是這些小功率三極管,不可拿來就按原樣直接安上,一定要先測一下.

9、半導體三極管的分類:

a;按頻率分:高頻管和低頻管

b;按功率分:小功率管,中功率管和的功率管

c;按機構分:PNP管和NPN管

d;按材質分:硅管和鍺管

e;按功能分:開關管和放大

10、半導體三極管特性:三極管具有放大功能(三極管是電流控制型器件-通過基極電流或是發射極電流去控制集電極電流;又由於其多子和少子都可導電稱為雙極型元件)

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NPN型三極管共發射極的特性曲線

三極管各區的工作條件:

1.放大區:發射結正偏,集電結反偏:

2.飽和區:發射結正偏,集電結正偏;

3.截止區:發射結反偏,集電結反偏。

11、半導體三極管的好壞檢測

a;先選量程:R﹡100或R﹡1K檔位

b;測量PNP型半導體三極管的發射極和集電極的正向電阻值:

紅表筆接基極,黑表筆接發射極,所測得阻值為發射極正向電阻值,若將黑表筆接集電極(紅表筆不動),所測得阻值便是集電極的正向電阻值,正向電阻值愈小愈好.

c;測量PNP型半導體三極管的發射極和集電極的反向電阻值:

將黑表筆接基極,紅表筆分別接發射極與集電極,所測得阻值分別為發射極和集電極的反向電阻,反向電阻愈小愈好.

d;測量NPN型半導體三極管的發射極和集電極的正向電阻值的方法和測量PNP型半導體三極管的方法相反.

三、場效應管(MOS管)

1、場效應管英文縮寫:FET(Field-effecttransistor)

2、場效應管分類:結型場效應管和絕緣柵型場效應管

3、場效應管電路符號:

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4、場效應管的三個引腳分別表示為:G(柵極),D(漏極),S(源極)

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注:場效應管屬於電壓控制型元件,又利用多子導電故稱單極型元件,且具有輸入電阻高,噪聲小,功耗低,無二次擊穿現象等優點。

5、場效應晶體管的優點:具有較高輸入電阻高、輸入電流低於零,幾乎不要向信號源吸取電流,在在基極注入電流的大小,直接影響集電極電流的大小,利用輸出電流控制輸出電源的半導體。

6、場效應管與晶體管的比較

(1)場效應管是電壓控制元件,而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號源取較少電流的情況下,應選用場效應管;而在信號電壓較低,又允許從信號源取較多電流的條件下,應選用晶體管。

(2)場效應管是利用多數載流子導電,所以稱之為單極型器件,而晶體管是即有多數載流子,也利用少數載流子導電。被稱之為雙極型器件。

(3)有些場效應管的源極和漏極可以互換使用,柵壓也可正可負,靈活性比晶體管好。

(4)場效應管能在很小電流和很低電壓的條件下工作,而且它的製造工藝可以很方便地把很多場效應管集成在一塊硅片上,因此場效應管

7、場效應管好壞與極性判別:將萬用表的量程選擇在RX1K檔,用黑表筆接D極,紅表筆接S極,用手同時觸及一下G,D極,場效應管應呈瞬時導通狀態,即錶針擺向阻值較小的位置,再用手觸及一下G,S極, 場效應管應無反應,即錶針回零位置不動.此時應可判斷出場效應管為好管.

將萬用表的量程選擇在RX1K檔,分別測量場效應管三個管腳之間的電阻阻值,若某腳與其他兩腳之間的電阻值均為無窮大時,並且再交換表筆後仍為無窮大時,則此腳為G極,其它兩腳為S極和D極.然後再用萬用表測量S極和D極之間的電阻值一次,交換表筆後再測量一次,其中阻值較小的一次,黑表筆接的是S極,紅表筆接的是D極.


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