3.6三极管 3.三极管基本结构及符 三极管长木结的5行 半导体三极管是一个有三条引脚的半号体器件，它的内部则出两个W结构成，有 为NN牛写西个个电 362 恩士·去 分 107
107 3．6 三极管 3.6.1 三极管基本结构及符号 半导体三极管又叫晶体三极管，通常简称为晶体管或三极管。半导体三极管的主要 特性是对电信号进行放大或组成开关电路，它在电子电路中的应用十分广泛。 半导体三极管是一个有三条引脚的半导体器件，它的内部则由两个 PN 结构成，有 两种形式， 如图 3.46 所示。 其中图 3.46 (a)所示三极管称为 PNP 型半导体三极管， 图 3.46 (b)所示三极管称为 NPN 型半导体三极管。半导体三极管从两个 PN 结中引出三个电极， 即发射极、基极及集电极，分别以 E、B、C 表示。如果在两个 PN 结上加上不同极性的 电压，它们便会有不同的工作状态。 3.6.2 三极管外形特征、分类与命名 1．常见半导体三极管的外形特征 常见半导体三极管的外形特征如图 3.47 所示。 2．半导体三极管的分类 半导体三极管的种类很多，按半导体材料和导电极性来分有硅材料的 NPN 管、PNP 管和锗材料的 NPN 管和 PNP 管；按半导体三极管耗散功率来分，有小功率三极管、中 功率三极管和大功率三极管等；按半导体三极管的功能及用途可分为放大管、开关管、 图 3.46 三极管基本结构与符号 图 3.47 常见半导体三极管外形
三松修 月- 医于于体二双有动年及河网 图3半号体三吸管分英 例.3A1:将材料nNP型低颖小功率三投济DG20,3DG6:硅材料NmN 7 08
108 复合管(达林顿管)和高反压管等；若按半导体三极管的工作频率来分，则有低频管、高 频管及超高频管等，具体分类如图 3.48 所示。 3．半导体二极管、三极管型号命名方法 （1）国产晶体管的型号命名法 根据国家标准 GB24989 的规定，半导体三极管的型号由五部分组成，但是各部分 的数字或字母代表的意义不同，见表 3.11。 例如，3AX31：锗材料 PNP 型低频小功率三极管；3DG201，3DG6：硅材料 NPN 型高频小功率三极管；3DDl2：硅材料 NPN 低频大功率三极管；2AP9：普通 N 型锗材 料二极管；2CZ：N 型硅材料整流二极管；2DW：P 型硅材料稳压二极管：2CK：N 型 图 3.48 半导体三极管分类 表 3.11
硅材料开关二极管 场效应管、半导体特殊器件、复合管、PN型管和激光器件等型号的组成只有第三， 第四和第五部分。如CS2B表示B规格2号场效应管。 (2)口本品体管型号命名法 日本半导体器件型号命名由五至七个部分组成，前五部分符号及意义如表3.2所示： 表3.12 日本华导体西侧型号帝名法 男一客冷 二分 无二多分 就清吾分 是由雪价 市暴字表器百周 用5表学日奉有了 利中具表学部内 得装系：在机奉韦 湘子目表种园 械他材城表型 [业物命弹解产马 的橘件相无甲 子协合自记序的 下时的香透产州 0光电罐测龙电一极管 多表不工准门本 A:P型高禁香 用两夜过上纳数骨。 后子得A.票，C 上“根接 电子L处好白北更 :NF野挺超管 从1切开然数不 D.里、下生利 上上权横装品州管 作比当丰导体0立 C水型鸟标骨 在日4出十格会@起 原利号在请产 西特 DNN侵带 重序号.式数字越 品 :零内道城特A置 人地起老期“品 K:N形通场路在日 看利时诱积 F:骨养制类时标所 GN院依时机相 第六、第七部分的符号及意义通常由各公司白行规定。 例如，2SC895为高频NPN型三极管（简称为C1895):2SB642为低频PNP型三 极管。日木型号能反映出管子的PNP型或NN型，高频或低频管，但不能反肤出管子 的材料是硅或诺及管了的性能.许多管了把共用的25省略。如A733,实际为25A733, 它是NP型高频管：D8201A为2SD8201A,它是NPN型低颊管，A表示改进型. (3)美国品体管型号命名法 美国电子工业协会EA)规定的半导体品体管分立器件型号命名法如表3.13所示， 例知1,1N4001:硅材料二极管：JAN2N2904:军用三极管.美国型号比口本型号简 单，型号中不能反陕出管子的硅，储材料。PNP,NPN极性，高、低频管等特性，需要 表3.13 篱国电子工生协全半异桃器件型号备名注 自速 第一餐合 精一世 域二等分 满B第世 同Q学表与自 美应中平1立的会 四中平工业物会 罪科甲表不以 字利表两骨行 黄U DA:行州 2A)经n7与 1n-级0 N机A法D的不国 全登子，满选行 见4，H,C,n表8 不用星 2兰限前 九吾州，得华示斜 匠以子1正转☆ 可一程为讯国 无外司 5:三个保台的 世样 分盖配第号 4军可品 :1个N经种格 查阅相关的手用。 (4)欧洲各田品体管型号命名法 ①型号直接用字母A、B开头。A表示诸管，B表示逊管. ②第二都分用字母表示管子类型。如C,D表示低频管，下，L表乐高期管，其中C, 109
109 硅材料开关二极管。 场效应管、半导体特殊器件、复合管、PIN 型管和激光器件等型号的组成只有第三、 第四和第五部分。如 CS2B 表示 B 规格 2 号场效应管。 （2）日本晶体管型号命名法 日本半导体器件型号命名由五至七个部分组成， 前五部分符号及意义如表3.12所示。 第六、第七部分的符号及意义通常由各公司自行规定。 例如，2SCl895 为高频 NPN 型三极管(简称为 C1895)； 2SB642 为低频 PNP 型三 极管。日本型号能反映出管子的 PNP 型或 NPN 型，高频或低频管。但不能反映出管子 的材料是硅或锗及管子的性能。许多管子把共用的 2S 省略。如 A733，实际为 2SA733， 它是 PNP 型高频管；D8201A 为 2SD8201A，它是 NPN 型低频管，A 表示改进型。 （3）美国晶体管型号命名法 美国电子工业协会(EIA)规定的半导体晶体管分立器件型号命名法如表 3.13 所示。 例如，1N4001：硅材料二极管：JAN2N2904：军用三极管。美国型号比日本型号简 单，型号中不能反映出管子的硅、锗材料，PNP，NPN 极性，高、低频管等特性，需要 查阅相关的手册。 （4）欧洲各国晶体管型号命名法 ①型号直接用字母 A、B 开头。A 表示锗管，B 表示硅管。 ②第二部分用字母表示管子类型。如 C，D 表示低频管，F，L 表示高频管，其中 C， 表 3.12 表 3.13
F为小功率管，D,L为大功率管：S和U则分别表示小功率开关管和大功率开关管。 ⑧第三部分用三位数表示位记序号。如BLU28A,它表示硅材料大功率开关管，A 表示B参数为A挡。可见欧洲型号管子不反腴管子属NP型或NN型。 (5)韩国品体管命名法 韩国三星电子公司的品体管是以四位数字来表示型号的，如011一9018等。 3.63三极管典型应用 三极管主要动能是放大和开关作用，而制冷电气控制多用其开关作用，这里要记住 三极管在地和状态下，其饱和压降=D3V。开关三极管主要用于开关电路，由在 开关三极管基极上的脉冲信号来控制“开”或“关"，形城一个无触点的电子开关。由开 关三极管组成的这种电了开关和一般机械式关相比具有开关速度快、无机械磨枫、工 作可靠、体积小等优点，应用较为广泛. 图349所小是5川z矩形波发生器电路，该电路把正弦波电压变换为矩形波的随密 特整形电路。经变压器降压后的正弦波电压直接加在VT的基极，在交流电的正半周内， 二极管VD导通，VT的基极电位为正，所以VT截止，VT2导通，在交流电的负半周 内，VT基极电位为负，VT导通VT2藏止，从VT:的集电极可得到S0H2矩形被输出 C:3pl Ts.金g1k0 T -220W 63W C.VD 04 图3约如临师形使发生商电高 3.64三极管检测 1,三极管管脚的判别 将指针式万用表骨于电阻R×1K或RXO0挡，用黑表笔接三极管的任管脚设该 管脚为三极管的基极)，内用红表笔分别接另外两个管▣。如果表针两次指示的阻值都很 大，那么该管就是NP型管，其中与黑表笔相接的那一管脚是基极；若表针两次指示的 阻值均很小，说明该管是NPN型管，具中与黑表笔连接的邦一管脚是基极。如果指针 指示的阴值是一·个很大，一个很小，界么愿表笔所接的管脚就不是三极管的基极，要另 换一个管脚远行类拟的铜试，直至我到基极。 测出基极后就可以进一步判别集电极和发射极。仍然用万用表的R×1K或R×00 挡。在未判断出的两个管脚中任意钱定一个脚为集电极，若为NN型管，则将黑表笔 接假设的。极管园，红表笔接另一管脚，用一只10帐。电阻接于基极与黑表笔之间，此 时可测得一电阻值.然后将程设的C,©管脚对国。同样在基极与凰表笔之间接一只10然 Q的电阻，此时可再测得一电阻值，两次测阁的电阻值中小的一次，黑表笔所接管脚为 110
110 F 为小功率管，D，L 为大功率管；S 和 U 则分别表示小功率开关管和大功率开关管。 ③第三部分用三位数表示登记序号。如 BU208A，它表示硅材料大功率开关管，A 表示β参数为 A 挡。可见欧洲型号管子不反映管子属 PNP 型或 NPN 型。 （5）韩国晶体管命名法 韩国三星电子公司的晶体管是以四位数字来表示型号的，如 9011～9018 等。 3.6.3 三极管典型应用 三极管主要功能是放大和开关作用，而制冷电气控制多用其开关作用，这里要记住 三极管在饱和状态下，其饱和压降 UCE＝0.3V。开关三极管主要用于开关电路，由加在 开关三极管基极上的脉冲信号来控制“开”或“关” ，形成一个无触点的电子开关。由开 关三极管组成的这种电子开关和一般机械式开关相比具有开关速度快、无机械磨损、工 作可靠、体积小等优点，应用较为广泛。 图 3.49 所示是 50Hz 矩形波发生器电路，该电路把正弦波电压变换为矩形波的施密 特整形电路。经变压器降压后的正弦波电压直接加在 VTl 的基极。 在交流电的正半周内， 二极管 VD 导通，VT1的基极电位为正，所以 VTl 截止，VT2导通。在交流电的负半周 内，VTl 基极电位为负，VTl 导通 VT2截止，从 VT2的集电极可得到 50Hz 矩形波输出。 3.6.4 三极管检测 1．三极管管脚的判别 将指针式万用表置于电阻 R×1K 或 R×l00 挡， 用黑表笔接三极管的任一管脚(设该 管脚为三极管的基极)，再用红表笔分别接另外两个管脚。如果表针两次指示的阻值都很 大，那么该管就是 PNP 型管，其中与黑表笔相接的那一管脚是基极；若表针两次指示的 阻值均很小，说明该管是 NPN 型管，其中与黑表笔连接的那一管脚是基极。如果指针 指示的阻值是一个很大，一个很小，那么黑表笔所接的管脚就不是三极管的基极，要另 换一个管脚进行类似的测试，直至找到基极。 测出基极后就可以进一步判别集电极和发射极。仍然用万用表的 R×l K 或 R×l00 挡。在未判断出的两个管脚中任意假定一个脚为集电极，若为 NPN 型管，则将黑表笔 接假设的 c 极管脚，红表笔接另一管脚，用一只 100kΩ电阻接于基极与黑表笔之间，此 时可测得一电阻值，然后将假设的 c，e 管脚对调，同样在基极与黑表笔之间接一只 100k Ω的电阻，此时可再测得一电阻值，两次测得的电阻值中小的一次，黑表笔所接管脚为 图 3.49
NPN管的实际集电极，红表笔所接为实际的发射极。在测试中也可以用湘湿的食指代替 100k口电阳搭接在集电极和基极之间。注意测量时不要让集电极与基极碰在一起以免损 坏品体管。 2,估测三极管电流放大格数B 用万用表R×1K挡测量。用左手拇指和中指捏紧管壳，使管脚向上，右手以程筷 子的资势深住表笔，如图350所示，如果测的是NPN型管，用黑表笔接触集电极，红 表笔接发射极，这时指针应不动或摆动木大，如指针摆动蚊大，表明该管的穿遵电流太 大。燃后用左手食指搭接在b,极端部注意不 能使b,c极相触碰，也可用30-100kQ的电阻代 替)。这时指针应向低阻值的方向摆动，摆动幅度 越大电阻越小)，测8越大.如果测的管了是PNP 型，则红、黑表笔应对请，即红表笔接c极，黑 表笔接e极。如各管接触良好，估测P时指针 不新右移或摆动不定，则说明此管书值不稳定， 3.估测穿透电流co 用万用表R×IR挡可估测管子Io的大小. 如果是NPN管，黑表笔应接集电极，红表毫接 发射极P管则相反).对小功率钻管如测出的 阻值在几十干欧以上或小功率硅管测出的阻值在 倒35幻占测三极管纯流做大倍数 几百千做以上，则说明管了的0不太大。如测 出的阻值小，而且表针还缓缓地向低阻值方向移动，则表明管子©大且管子的稳定性 差。如果测出的阻值接近于岁，表明品体管己经击穿短路。如果测出的阻值为无穷大， 表明品体管内部已经开路。有些小功率硅管（如9013,9012等，由于它们的0很小， 测量时阻值很大，表针可能移动不明显。而对于大功率管，由于0比较大，测得的阻 值大钓只有几儿十欲 111
111 NPN 管的实际集电极，红表笔所接为实际的发射极。在测试中也可以用潮湿的食指代替 100kΩ电阻搭接在集电极和基极之间。注意测量时不要让集电极与基极碰在一起以免损 坏晶体管。 2．估测三极管电流放大倍数β 用万用表 R×1 K 挡测量。用左手拇指和中指捏紧管壳，使管脚向上，右手以握筷 子的姿势握住表笔，如图 3.50 所示。如果测的是 NPN 型管，用黑表笔接触集电极，红 表笔接发射极，这时指针应不动或摆动不大。如指针摆动较大，表明该管的穿透电流太 大。然后用左手食指搭接在 b，c 极端部(注意不 能使 b，c 极相触碰，也可用 30~100kΩ的电阻代 替)，这时指针应向低阻值的方向摆动，摆动幅度 越大(电阻越小)， 则β越大。 如果测的管子是 PNP 型，则红、黑表笔应对调，即红表笔接 c 极，黑 表笔接 e 极。如各管脚接触良好，估测β时指针 不断右移或摆动不定，则说明此管β值不稳定。 3．估测穿透电流 ICEO 用万用表 R×l K 挡可估测管子 ICEO的大小。 如果是 NPN 管，黑表笔应接集电极，红表笔接 发射极(PNP 管则相反)。对小功率锗管如测出的 阻值在几十千欧以上或小功率硅管测出的阻值在 几百千欧以上，则说明管子的 ICEO不太大。如测 出的阻值小，而且表针还缓缓地向低阻值方向移动，则表明管子 ICEO大且管子的稳定性 差。如果测出的阻值接近于零，表明晶体管已经击穿短路。如果测出的阻值为无穷大， 表明晶体管内部已经开路。有些小功率硅管(如 9013，9012 等)，由于它们的 ICEO很小， 测量时阻值很大，表针可能移动不明显。而对于大功率管，由于 ICEO比较大，测得的阻 值大约只有几十欧。 图 3.50