半導體三極管的識別和檢測

河南 劉光茹

半導體三極管的識別和檢測

河南 劉光茹

一、三極管的識別

1.三極管的結構和類型

半導體三極管也稱晶體三極管，是電子電路中最重要的半導體器件。三極管的結構是在一塊半導體上用摻入不同雜質的方法制成兩個緊挨著的PN結，并引出三個電極，三極管有三個區(qū)：發(fā)射區(qū)——發(fā)射載流子的區(qū)域；基區(qū)——載流子傳輸?shù)膮^(qū)域；集電區(qū)——收集載流子的區(qū)域。各區(qū)引出的電極依次為發(fā)射極（e極）、基極（b極）和集電極（c極）。發(fā)射區(qū)和基區(qū)在交界處形成發(fā)射結；基區(qū)和集電區(qū)在交界處形成集電結。根據(jù)半導體各區(qū)的類型不同，三極管可分為NPN型和PNP型兩大類，如圖1（a）、（b）所示。

圖1 三極管的結構符號及等效電路

2.三極管的電流放大作用

三極管最基本的作用是電流放大作用，它可以把微弱的電信號變成一定強度的信號。三極管有一個重要參數(shù)就是電流放大系數(shù)β，即當三極管的基極上加一個微小的電流時，在集電極上可以得到一個是注入電流β倍的電流，即集電極電流。集電極電流隨基極電流的變化而變化，并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化，這就是三極管的電流放大作用。

二、三極管的檢測

1.基極和管型的判斷

判別管極時應首先確認基極。對于NPN管，用指針式萬用表黑表筆接假定的基極，用紅表筆分別接觸另外兩個極，若測得電阻都小，約為幾百歐～幾千歐；而將黑、紅兩表筆對調，測得電阻均較大，在幾百千歐以上，此時黑表筆接的就是基極。PNP管，情況正相反，測量時兩個PN結都正偏的情況下，紅表筆接基極。

實際上，小功率管的基極一般排列在三個管腳的中間，可用上述方法，分別將黑、紅表筆接基極，既可測定三極管的兩個PN結是否完好(與二極管PN結的測量方法一樣)，又可確認管型。

2.集電極和發(fā)射極的判別

確定基極后，假設余下管腳之一為集電極c，另一為發(fā)射極e，用手指分別捏住c極與b極(即用手指代替基極電阻Rb)。同時，將萬用表兩表筆分別與c、e接觸，若被測管為NPN，則用黑表筆接觸c極、用紅表筆接e極(PNP管相反)，觀察指針偏轉角度；然后再假設另一管腳為c極，重復以上過程，比較兩次測量指針的偏轉角度，偏轉角度大的一次表明IC大，管子處于放大狀態(tài)，相應假設的c、e極正確。

3.三極管的質量好壞的判斷

若在以上操作中無一電極滿足上述現(xiàn)象，則說明管子已壞。也可用萬用表的hFE擋來進行判別。當管型確定后，將三極管插入“NPN”或“PNP”插孔，將萬用表置于“hEF”擋，若hEF（b）值不正常（如為零或大于300），則說明管子已壞。

4.鍺硅管的判別

用萬用表的“RX1K”檔測量三極管發(fā)射結的正向電阻的大?。∟PN管，黑表筆接基極紅表筆接發(fā)射極；PNP管相反),若阻值在3KΩ—10KΩ之間的是硅管，在500Ω---1000Ω之間的是鍺管。

目前市場上銷售的鍺管多為PNP管，硅管多為NPN管。

5.測試三極管的口訣

三極管的管型及管腳的判別是電子技術初學者的一項基本功，為了幫助初學者迅速掌握測判方法，筆者總結出四句口訣：“三顛倒，找基極；PN結，定管型；順箭頭，偏轉大；測不準，動嘴巴。”下面對口訣逐句進行解釋。

A.三顛倒，找基極

我們知道，三極管是含有兩個PN結的半導體器件。根據(jù)兩個PN結連接方式不同，可以分為NPN型和PNP型兩種不同導電類型的三極管。測試三極管要使用萬用表的歐姆擋，并選擇“R×100”或“R×1k”擋位。對于指針式萬用表，其紅表筆所連接的是表內電池的負極，黑表筆則連接著表內電池的正極。假定我們并不知道被測三極管是NPN型還是PNP型，也分不清各管腳是什么電極。測試的第一步是判斷哪個管腳是基極。這時，我們任取兩個電極(如這兩個電極為1、2)，用萬用電表兩支表筆顛倒測量它的正、反向電阻，觀察表針的偏轉角度；接著，再取1、3兩個電極和2、3兩個電極，分別顛倒測量它們的正、反向電阻，觀察表針的偏轉角度。在這三次顛倒測量中，必然有兩次測量結果相近：即顛倒測量中表針一次偏轉大，一次偏轉小；剩下一次必然是顛倒測量前后指針偏轉角度都很小，這一次未測的那只管腳就是我們要尋找的基極。

B.PN結，定管型

找出三極管的基極后，我們就可以根據(jù)基極與另外兩個電極之間PN結的方向來確定管子的導電類型。將萬用表的黑表筆接觸基極，紅表筆接觸另外兩個電極中的任一電極，若表頭指針偏轉角度都很大，則說明被測三極管為NPN型管；若表頭指針偏轉角度都很小，則被測管即為PNP型。

C.順箭頭，偏轉大

找出了基極b，另外兩個電極哪個是集電極c，哪個是發(fā)射極e呢?這時我們可以用測穿透電流ICEO的方法確定集電極c和發(fā)射極e。

(1)對于NPN型三極管，由NPN型三極管穿透電流的流向原理，用萬用電表的黑、紅表筆顛倒測量兩極間的正、反向電阻Rce和Rec，雖然兩次測量中萬用表指針偏轉角度都很小，但仔細觀察，總會有一次偏轉角度稍大，此時電流的流向一定是：黑表筆→c極→b極→e極→紅表筆，電流流向正好與三極管符號中的箭頭方向一致，所以此時黑表筆所接的一定是集電極c，紅表筆所接的一定是發(fā)射極e。

(2)對于PNP型的三極管，道理也類似于NPN型，其電流流向一定是：黑表筆→e極→b極→c極→紅表筆，其電流流向也與三極管符號中的箭頭方向一致，所以此時黑表筆所接的一定是發(fā)射極e，紅表筆所接的一定是集電極c。

D.測不出，動嘴巴

若在“順箭頭，偏轉大”的測量過程中，若由于顛倒前后的兩次測量指針偏轉均太小難以區(qū)分時，就要“動嘴巴”了。具體方法是：在“順箭頭，偏轉大”的兩次測量中，用兩只手分別捏住兩表筆與管腳的結合部，用嘴巴含住(或用舌頭抵住)基電極b，仍用“順箭頭，偏轉大”的判別方法即可區(qū)分開集電極c與發(fā)射極e。其中人體起到直流偏置電阻的作用，目的是使效果更加明顯。

（編輯 呂智飛）

（作者單位：河南省經濟管理學校電子工程系）