三极管基础知识及测量方法.docx

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三极管基础知识及测量方法

三极管基础知识及测量方法

三极管基础知识及测量方法

一、晶体管基础

　　双极结型三极管相当于两个背靠背的二极管PN结。

正向偏置的EB结有空穴从发射极注入基区，其中大部分空穴能够到达集电结的边界，并在反向偏置的CB结势垒电场的作用下到达集电区，形成集电极电流IC。

在共发射极晶体管电路中,发射结在基极电路中正向偏置,其电压降很小。

绝大部分的集电极和发射极之间的外加偏压都加在反向偏置的集电结上。

由于VBE很小，所以基极电流约为IB=5V/50kΩ=0.1mA。

　　如果晶体管的共发射极电流放大系数β=IC/IB=100,集电极电流IC=β*IB=10mA。

在500Ω的集电极负载电阻上有电压降VRC=10mA*500Ω=5V，而晶体管集电极和发射极之间的压降为VCE=5V，如果在基极偏置电路中叠加一个交变的小电流ib，在集电极电路中将出现一个相应的交变电流ic，有c/ib=β，实现了双极晶体管的电流放大作用。

　　金属氧化物半导体场效应三极管的基本工作原理是靠半导体表面的电场效应，在半导体中感生出导电沟道来进行工作的。

当栅G电压VG增大时，p型半导体表面的多数载流子棗空穴逐渐减少、耗尽，而电子逐渐积累到反型。

当表面达到反型时，电子积累层将在n+源区S和n+漏区D之间形成导电沟道。

当VDS≠0时，源漏电极之间有较大的电流IDS流过。

使半导体表面达到强反型时所需加的栅源电压称为阈值电压VT。

当VGS>VT并取不同数值时，反型层的导电能力将改变，在相同的VDS下也将产生不同的IDS,实现栅源电压VGS对源漏电流IDS的控制。

二、晶体管的命名方法

晶体管：

最常用的有三极管和二极管两种。

三极管以符号BG（旧）或（T）表示，二极管以D表示。

按制作材料分，晶体管可分为锗管和硅管两种。

按极性分，三极管有PNP和NPN两种，而二极管有P型和N型之分。

多数国产管用xxx表示，其中每一位都有特定含义：

如3AX31，第一位3代表三极管，2代表二极管。

第二位代表材料和极性。

A代表PNP型锗材料；B代表NPN型锗材料；C为PNP型硅材料；D为NPN型硅材料。

第三位表示用途，其中X代表低频小功率管；D代表低频大功率管；G代表高频小功率管；A代表高频大功率管。

最后面的数字是产品的序号，序号不同，各种指标略有差异。

注意，二极管同三极管第二位意义基本相同，而第三位则含义不同。

对于二极管来说，第三位的P代表检波管；W代表稳压管；Z代表整流管。

上面举的例子，具体来说就是PNP型锗材料低频小功率管。

对于进口的三极管来说，就各有不同，要在实际使用过程中注意积累资料。

　　常用的进口管有韩国的90xx、80xx系列，欧洲的2Sx系列，在该系列中，第三位含义同国产管的第三位基本相同。

三、常用中小功率三极管参数表

型号

材料与极性

Pcm（W）

Icm（mA）

BVcbo（V）

ft（MHz）

3DG6C

SI-NPN

0.1

20

45

>100

3DG7C

SI-NPN

0.5

100

>60

>100

3DG12C

SI-NPN

0.7

300

40

>300

3DG111

SI-NPN

0.4

100

>20

>100

3DG112

SI-NPN

0.4

100

60

>100

3DG130C

SI-NPN

0.8

300

60

150

3DG201C

SI-NPN

0.15

25

45

150

C9011

SI-NPN

0.4

30

50

150

C9012

SI-PNP

0.625

-500

-40

C9013

SI-NPN

0.625

500

40

C9014

SI-NPN

0.45

100

50

150

C9015

SI-PNP

0.45

-100

-50

100

C9016

SI-NPN

0.4

25

30

620

C9018

SI-NPN

0.4

50

30

1.1G

C8050

SI-NPN

1

1.5A

40

190

C8580

SI-PNP

1

-1.5A

-40

200

2N5551

SI-NPN

0.625

600

180

2N5401

SI-PNP

0.625

-600

160

100

2N4124

SI-NPN

0.625

200

30

300

四、用万用表测试三极管

（1）判别基极和管子的类型

　　选用欧姆档的R*100（或R*1K）档，先用红表笔接一个管脚，黑表笔接另一个管脚，可测出两个电阻值，然后再用红表笔接另一个管脚，重复上述步骤，又测得一组电阻值，这样测3次，其中有一组两个阻值都很小的，对应测得这组值的红表笔接的为基极，且管子是PNP型的；反之，若用黑表笔接一个管脚，重复上述做法，若测得两个阻值都小，对应黑表笔为基极，且管子是NPN型的。

（2）判别集电极

　　因为三极管发射极和集电极正确连接时β大（表针摆动幅度大），反接时β就小得多。

因此，先假设一个集电极，用欧姆档连接，（对NPN型管，发射极接黑表笔，集电极接红表笔）。

测量时，用手捏住基极和假设的集电极，两极不能接触，若指针摆动幅度大，而把两极对调后指针摆动小，则说明假设是正确的，从而确定集电极和发射极。

（2）电流放大系数β的估算

　　选用欧姆档的R*100（或R*1K）档，对NPN型管，红表笔接发射极，黑表笔接集电极，测量时，只要比较用手捏住基极和集电极（两极不能接触），和把手放开两种情况小指针摆动的大小，摆动越大，β值越高。

晶体三极管的结构和类型

晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。

三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，

从三个区引出相应的电极，分别为基极b发射极e和集电极c。

发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。

基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里；NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。

发射极箭头向外。

发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。

硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。

三极管的封装形式和管脚识别

常用三极管的封装形式有金属封装和塑料封装两大类，引脚的排列方式具有一定的规律，

底视图位置放置，使三个引脚构成等腰三角形的顶点上，从左向右依次为ebc；对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己，三个引脚朝下放置，则从左到右依次为ebc。

目前，国内各种类型的晶体三极管有许多种，管脚的排列不尽相同，在使用中不确定管脚排列的三极管，必须进行测量确定各管脚正确的位置，或查找晶体管使用手册，明确三极管的特性及相应的技术参数和资料。

晶体三极管的电流放大作用

晶体三极管具有电流放大作用，其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。

这是三极管最基本的和最重要的特性。

我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数，用符号“β”表示。

电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值，但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。

晶体三极管的三种工作状态

截止状态：

当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，我们称三极管处于截止状态。

放大状态：

当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并处于某一恰当的值时，三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使三极管具有电流放大作用，其电流放大倍数β＝ΔIc/ΔIb，这时三极管处放大状态。

饱和导通状态：

当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。

三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。

根据三极管工作时各个电极的电位高低，就能判别三极管的工作状态，因此，电子维修人员在维修过程中，经常要拿多用电表测量三极管各脚的电压，从而判别三极管的工作情况和工作状态。

使用多用电表检测三极管

三极管基极的判别：

根据三极管的结构示意图，我们知道三极管的基极是三极管中两个PN结的公共极，因此，在判别三极管的基极时，只要找出两个PN结的公共极，即为三极管的基极。

具体方法是将多用电表调至电阻挡的R×1k挡，先用红表笔放在三极管的一只脚上，用黑表笔去碰三极管的另两只脚，如果两次全通，则红表笔所放的脚就是三极管的基极。

如果一次没找到，则红表笔换到三极管的另一个脚，再测两次；如还没找到，则红表笔再换一下，再测两次。

如果还没找到，则改用黑表笔放在三极管的一个脚上，用红表笔去测两次看是否全通，若一次没成功再换。

这样最多没量12次，总可以找到基极。

三极管类型的判别：

三极管只有两种类型，即PNP型和NPN型。

判别时只要知道基极是P型材料还N型材料即可。

当用多用电表R×1k挡时，黑表笔代表电源正极，如果黑表笔接基极时导通，则说明三极管的基极为P型材料，三极管即为NPN型。

如果红表笔接基极导通，则说明三极管基极为N型材料，三极管即为PNP型。

常用电子元件扫盲

常用电容容值

【单位pF】

39P  43P  47P  51P  56P  62P  68P  75P  82P  91P

100P  120P  150P

180P  200P  220P  240P  270P  300P  330P  360P  390P

470P  560P  620P

680P  750P

【单位nF】

1.0    1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 10 15 18 22 27 33

39 56 68 82

【单位uF】

0.1    0.15 0.22 0.33 0.47 1.0 （1.5） 2.2

贴片电容，SMD贴片电容，无铅贴片电容的如何命名？

SMT:

SurfaceMountingTechnology表面贴装技术

SMT包括表面贴装技术.表面贴装设备,表面元器件.及SMT管理

摘自南山半导体有限公司网站

贴片电容的命名，国内和国外的产家有一此区别但所包含的参数是一样的。

贴片电容的命名所包含的参数：

1、贴片电容的尺寸（0201、0402、0603、0805、1206、1210、1808、1812、2220、2225）

2、贴片电容的材质（COG、X7R、Y5V、Z5U、RH、SH）

3、要求达到的精度（±0.1PF、±0.25PF、±0.5PF、5%、10％、20％）

4、电压（4V、6.3V、10V、16V、25V、50V、100V、250V、500V、1000V、2000V、3000V）

5、容量（0PF-47UF）

6、端头的要求（N表示三层电极）

7、包装的要求（T表示编带包装，P表示散包装）

例风华系列的贴片电容的命名：

0805CG102J500NT

0805：

是指该贴片电容的尺寸大小，这是用英寸来表示的08表示长度是0.08英寸（换算成mm=0.08*24.50=1.96mm）、05表示宽度为0.05英寸（换算成mm=0.05*24.50=1.225ccm）

CG：

是表示生产电容要求用的材质，

102：

是指电容容量，前面两位是有效数字、后面的2表示有多少个零102＝10×102也就是＝1000PF

J：

是要求电容的容量值达到的误差精度为5％，介质材料和误差精度是配对的

500：

是要求电容承受的耐压为50V同样500前面两位是有效数字，后面是指有多少个零。

N　：

是指端头材料，现在一般的端头都是指三层电极（银/铜层）、镍、锡

T：

是指包装方式，T表示编带包装，B表示塑料盒散包装

但封装尺寸与功率有关通常来说

02011/20W

04021/16W

06031/10W

08051/8W

12061/4W

1210 1/3W

1812 1/2W

20103/4W

25121W

电容电阻外形尺寸与封装的对应关系是:

0402=1.0x0.5

0603=1.6x0.8

0805=2.0x1.2

1206=3.2x1.6

1210=3.2x2.5

1812=4.5x3.2

2010=5.0x2.5

2225=5.6x6.5

2512=6.5x3.2 

电阻的阻值和误差用色环表示

碳质电阻和一些1/8瓦碳膜电阻的阻值和误差用色环表示。

在电阻上有三道或者四道色

环。

靠近电阻端的是第一道色环，其余顺次是二、三、四道色环，如图1所示。

第一道色

环表示阻值的最大一位数字，第二道色环表示第二位数字，第三道色环表示阻值未应该

有几个零。

第四道色环表示阻值的误差。

色环颜色所代表的数字或者意义见表1。

表1色环颜色所代表的数字或意义

色别第一色环数字第二色环数字 第三色环应乘的数 第四色环误差

棕       1           1               10

红       2           2              100

橙       3           3               1K

黄       4           4              10K

绿       5           5             100K

蓝       6           6               1M

紫       7           7              10M

灰       8           8             100M

白       9           9

黑       0           0                1

金                                    0.1             5%

银                                   0.01            10%

无色                                                  20%

比如有一个碳质电阻，它有四道色环，顺序是红、紫、黄、银。

这个电阻的阻值就是

270000欧，误差是±10%。

常用电阻阻值表

电阻本身的阻值常用的有161种

1，1.1，1.2，1.3，1.5，1.6，1.8

2，2.2，2.4，2.7

3，3.3，3.6，3.9

4.3，4.7

5.1，5.6

6.2，6.8

7.5

8.2

9.1

10，11，12，13，15，16，18

20，22，24，27

30，33，36，39

43，47

51，56

62，68

75

82，81

100，110，120，130，150，160，180

200，220，240，270

300，330，360，390

430，470

510，560

620，680

750

820

910

1K，1.1K，1.2K，1.3K，1.5K，1.6K，1.8K

2K，2.2K，2.4K，2.7K

3K，3.3K，3.6K，3.9K

4.3K，4.7K

5.1K，5.6K

6.2K，6.8K，

7.5K

8.2K

9.1K

10K，11K，12K，13K，15K，16K，18K

20K，22K，24K，27K

30K，33K，36K，39K

43K，47K

51K，56K

62K，68K

75K

82K

91K

100K，110K，120K，130K，150K，160K，180K

200K，220K，240K，270K

300K，330K，360K，390K

430K，470K

510K，560K

620K，680K

750K

820K

910K

1M，1.1M，1.2M，1.3M，1.5M，1.6M，1.8M

2M，2.2M，2.4M，2.7M

3M，3.3M，3.6M，3.9M

4.4M，4.7M

电阻精度与常用阻值

E-24系列精度为5%,E-96系列为1%

国家标准规定了电阻的阻值按其精度分为两大系列,分别为E-24系列和E-96系列,E-24系列精度为5%,E-96系列为1%, 在这两种系列之外的电阻为非标电阻,较难采购。

下面列出了常用的5％和1％精度电阻的标称值,供大家设计时参考。

精度为5％的碳膜电阻,以欧姆为单位的标称值：

1.0    5.6    33     160     820      3.9K     20K     100K     510K   2.7M 

1.1    6.2    36     180     910      4.3K     22K     110K     560K   3M 

1.2    6.8    39     200     1K       4.7K     24K     120K     620K   3.3M 

1.3    7.5    43     220     1.1K     5.1K     27K     130K     680K   3.6M 

1.5    8.2    47     240     1.2K     5.6K     30K     150K     750K   3.9M 

1.6    9.1    51     270     1.3K     6.2K     33K     160K     820K   4.3M 

1.8    10     56     300     1.5K     6.6K     36K     180K     910K   4.7M 

2.0    11     62     330     1.6K     7.5K     39K     200K     1M     5.1M 

2.2    12     68     360     1.8K     8.2K     43K     220K     1.1M    5.6M 

2.4    13     75     390     2K       9.1K     47K     240K     1.2M  6.2M 

2.7    15     82     430     2.2K     10K      51K     270K     1.3M   6.8M 

3.0    16     91     470     2.4K     11K      56K     300K     1.5M    7.5M 

3.3    18     100    510     2.7K     12K      62K     330K     1.6M   8.2M 

3.6    20     110    560     3K       13K      68K     360K     1.8M   9.1M 

3.9    22     120    620     3.2K     15K      75K     390K     2M     10M 

4.3    24     130    680     3.3K     16K      82K     430K     2.2M  15M 

4.7    27     150    750     3.6K     18K      91K     470K     2.4M   22M 

5.1    30

精度为1％的金属膜电阻,以欧姆为单位的标称值：

10     33     100  332  1K       3.32K  10.5K   34K     107K 357K

10.2  33.2  102  340  1.02K  3.4K    10.7K   34.8K  110K  360K

10.5  34     105  348  1.05K  3.48K  11K      35.7K  113K  365K

10.7  34.8  107  350  1.07K  3.57K  11.3K   36K