來源:壹芯微 發布日期
2019-10-28 瀏覽:-測試晶體管的一個辦法是使用晶體管圖示儀。這項技術是半導體廠家和設備廠家用來檢測采購的零件。晶體管圖示儀是用在設計實驗室,大部分技術人員并非一定要用圖示儀。
另外一項在制造和設計中心使用的技術是把晶體管放在一個特殊設備或測試電路中。這是一種動態測試,因為器件是在實際電壓和信號條件下工作的。這種測試方法經常用于反映晶體管放大微弱信號的能力的VHF和UHF晶體管的噪音指數測量。動態測試揭示了在信號條件下的功率增益和噪音估計。一些晶體管產生的電子噪音都超過了微弱信號,這些晶體管噪音指數較差。
有些型號晶體管顯示出功率增益隨時間逐漸衰減,例如,射頻功率放大器可以使用覆蓋式晶管,這些晶體管有超過100個獨立的發射極,他們可能由于基極-發射極的變化而遭致功率增益 逐步衰減。另一個問題是濕氣,他們可以進入晶體管外殼,使性能慢慢變差。盡管晶體管性能有可能增強,但不具有典型性。
對大多數晶體管都是突然完全失效,一個或兩個結都可能短路,內部連結可能松動或由于過載而燒穿。這種故障很容易檢查。大部分壞的晶體管可以通過用歐姆表檢測電路或用電壓表檢測電路來確定。


一個好的晶體管有兩個PN結。都能通過歐姆表進行檢查,如圖10-17所示,一個PNP晶體管可以看作兩個具有公共陰極的二極管。基極作為公共陰極。圖10-18所示的NPN晶體管可以看作兩個具有公共陽極的二極管。如果用歐姆表能檢測到兩個好的二極管,那么這個晶體管可能是好的。
可以用數字多用表的測二極管功能方便地測試三極管,當沒有相關數據時這種方法非常有用。下面我們介紹用數字表的二極管檢測功能判斷三極管好壞、并區分NPN與PNP晶體管、鍺管還是硅管、判別E、B、C管腳。
圖10-18 PNP三極管的極性
測量晶體管的第一步是把數字表開關放置測二極管檔,兩條表筆連接在晶體管兩個管腳之間,如果兩條表筆的極性正好使PN結正向偏置,數字表顯示的是二極管正向導通電壓,如圖10-19(a)所示0.67V,是一個硅PN結的導通電壓,如果顯示0.25V表明這是鍺管。將兩條表筆對調,如圖10-19(b)數字表顯示1,這表示電壓超量程,這個PN結實好的。


如果你恰巧接在一個好的晶體管的發射極和集電極之間,如圖10-20,數字表在兩種方向上都顯示1。原因是兩個PN結串聯接在電路中。研究圖10-17和圖10-18,證明不論集電極和發射極之間是何種極性,都有一個二極管是反向偏置。
發射極-集電極找到,剩下的一個引腳就是基極。下面的實驗可以判別晶體管是NPN型還是PNP型。現在把數字表的負極連到基極上,把正極依次和其他兩個管腳接觸,如圖10-21所示。兩個PN結導通電壓均為0.6V以上,這個晶體管就是PNP型硅管,且該管是好的。把正極連到基極,把負極依次和剩下的兩個管腳接觸,如圖10-21(b)所示,兩個方向都是0.67V,那么這個晶體管就是硅NPN型的。

根據前面的實驗,我們已知該管是鍺的還是硅的、是PNP還是NPN并且已經知道了基極,但還不知道C或E,幾乎所有的DMM都帶有測量電流增益的功能,表面上標的hFE,管腳插孔上標有NPN、PNP、E、B、C等信息。用測電流增益法可以判斷C、E極,這時先將已確定的基極插入插孔B,C、E極則用實驗確定。如圖圖10-22(a)那樣,如果E、C插入正確,將顯示一個大的β值,如果E、C插入不正確,如圖圖10-22(b)那樣將顯示一個很小的β值。這樣最多經過兩次測量就能確定C和E。
通過這個實驗,你可得到另一條經驗,原理上三極管的C、E間是相同的兩個倒接的二極管,但使用時不可顛倒,否則將失去電流放大能力。
數字多用表現在非常普遍,在系統調試和故障排除中用途很廣。通過簡單的實驗,掌握它的使用技巧是一種很重要基本技能訓練。
圖10—23顯示用歐姆表檢測一個NPN晶體管增益的原理。歐姆表的正極直接連在集電極上。集電極是反向偏置。然而,歐姆表的正極還必須通過一個大電阻連到基極使基極正向偏置。雖然大的電阻提供很小基極電流,但是如果晶體管有增益,發射極-集電極電流會很大。電流是由歐姆表提供的,歐姆表顯示低電阻。數字表測量β的原理與圖10-23所示的方法相同,只是數據顯示方法不同。
晶體管有漏電流。這是由少數載流子運動產生的。晶體管中一種漏電流稱為ICBO(符號I代表電流,CB代表集電極—基極結,O告訴我們發射極斷開),這就是發射極斷開時流過反向偏置的集-基結的電流。另一種晶體管漏電流是ICEO(符號I代表電流,CE代表集電極—發射極,O告訴我們基極斷開)。ICEO是最大的漏電流,是ICBO的放大形式:
ICEO=β×ICBO
由于基極斷開,任何一個漏過反向偏置的集-基PN結的電流的作用都和外部在基極-發射極加電流IB的作用相同。基極斷開時,使基極電流無法流動,晶體管會把它當作基極電流加以放大:
IC=β×IB
硅晶體管具有很小的漏電流。用歐姆表測試時,歐姆表顯示的阻值為無限大。任何較小的值說明晶體管可能是壞的。鍺晶體管具有大得多的漏電流,反向電阻值比硅管小得多。當檢查發射極到集電極這一點很明顯。這是因為ICEO是ICBO放大β倍的結果。
圖10—24顯示了封裝在TO—204(以前是TO—3)中的達林頓管。一個達林頓管實際上是為了得到大的電流增益把兩個晶體管連在一起。MJ3000理論上最小的hFE為1000,但實際上接近4000。注意圖10—24中左邊晶體管的發射極控制右邊晶體管的基極。從B端到C端的電流增益大約等于兩個晶體管增益之積。如果每個晶體管的電流增益為50:
hFE(BOTH)=hFE(1)×hFE(2)=50×50=2500
用數字表測量圖10—24三極管,可能產生誤會。數字表在B、E結的兩個方向上都將測得2 kΩ的電阻,但不能說PN結損壞。另外,注意集電極和發射極通常不能區分,因為內部有附加的二極管。如果你了解這些情況,那么數字表測試還是能判斷達林頓管的好壞。
通過數字表測量可以得到很多信息。不方便的是,經常要將晶體管從電路取出。有時技術人員需要檢測電路中的晶體管,在線檢測經常用其他辦法完成。當電路中的晶體管壞了時,晶體管管腳電壓經常會有變化,這時可以用電壓測量發現,這叫做電壓分析。另外一種在線檢測是用示波器檢查晶體管輸入輸出信號(信號跟蹤)。一個壞的晶體管可能會有輸入信號,但沒有輸出信號。

總之,在線路中檢測晶體管可以通過四種方法實現(還有其他方法):
1 用一個在線晶體管測試儀;
2 用一塊電壓表(電壓分析);
3 用一臺示波器(信號跟蹤);

4 用一臺信號發生器(信號輸入)。
技術人員可以使用其中任何一種方法。在給定情況下,一種技術可能是最快最好的。電壓分析,信號跟蹤,信號輸入在后面章節中詳細討論。

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