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1、第6章 场效应管、晶闸管和单结晶体管的识别与检测,6.1 场效应管的识别与检测 场效应管是场效应晶体管的简称，具有输入电阻高、噪声小、功耗低、安全工作区域宽、受温度影响小等优点，特别适用于要求高灵敏度和低噪声的电路。场效应管和三极管都能实现信号的控制和放大，但由于它们的结构和工作原理截然不同，所以二者的差别很大。三极管是一种电流控制元件，而场效应管是一种电压控制器件。场效应管（FET）是一种电压控制型半导体器件（通过改变栅极和源极之间电压来控制其漏极电流），在电路中主要起信号放大、阻抗变换等作用；晶体闸流管简称晶闸管（可控硅），是可控整流半导体器件，主要用于交直流无触点开关、调光、调速、过压保
2、护等电路中；单结晶体管因只有一个PN结，但它与二极管的特性却不相同，多用于触发电路、振荡电路及双稳态等电路中。,6.1.1 场效应管的分类场效应管可分结型场效应管（JFET）和绝缘栅型场效应管(MOSFET)两大类。结型场效应管因有两个PN结而得名；绝缘栅型场效应管则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。结型场效应管又分为N沟道和P沟道两种；绝缘栅型场效应管除有N沟道和P沟道之分外，还有增强型与耗尽型之分。,6.1.2 场效应管的命名法国产场效应管的型号命名方法有两种：第一种是与普通三极管相同，第一部分用数字3表示主称；第二部分用字母表示材料：D是P型硅N沟道，C是N型硅P沟道；第三部分用字母表示管
3、子种类：字母J代表结型场效应管，O代表绝缘栅场效应管；第四部分用数字表示序号。例如，3DJ6D表示结型N沟道场效应三极管，3DO6C表示绝缘栅型N沟道场效应三极管。第二种命名方法采用字母“CS”+“XX”的形式，其中“CS”代表场效应管，“XX”以字代表型号的序号，“”用字母代表同一型号中的不同规格，如CS16A、CS55G等。,场效应管在电路原理图中常用字母“V”、“VT”表示，在电路原理图中的符号如图所示.,场效应管的识别场效应管引脚排列位置根据其品种、型号及功能不同而异。对于大功率场效应管，如图6.4（a）所示，从左至右，管脚排列基本为G、D、S极（散热片接D极）；采用绝缘底板模块封装的
4、特种场效应管通常有四个管脚，如图6.4(b)所示，上面的两个通常为两个S极（相连），下面的两个分别为G、D极；采用贴片封装的场效应管，如图6.4（c）所示，散热片是D极，下面的三个脚分别是G、D、S极。,6.1.3 场效应管的检测1.指针式万用表检测场效应管结型场效应管的源极和漏极一般可互换使用，因此一般只要判别出其栅极G即可。判别时，将万用表置于R1K挡，任选两电极，分别测出它们之间的正反、向电阻。若正、反向电阻值相等（约几千欧），则该两极为漏极D和源极S，余下的则为栅极G。2.数字式万用表检测场效应管利用数字万用表不仅能判别场效应管的电极，还可以测量场效应管的放大系数。将数字万用表调至hF
5、E挡，场效应管的G、D、S极分别插入hFE测量插座的B、C、E孔中（N沟道管插入NPN插座中，P沟道管插入PNP插座中），此时，显示屏上会显示一个数值，这个数值就是场效应管的放大系数；若电极插错或极性插错，则显示屏将显示为“000”或“1”。,场效应管使用注意事项1.使用场效应管之前，必须首先搞清楚场效应管的类型及它的电极，必要时应通过仪表进行测试。结型场效应管的S、D极可互换，MOS场效应管的S、D极一般也可互换，但有些产品S极与衬底连在一起，这时S极与D极不能互换。2.在线路设计中，应根据电路的需要选择场效应管的类型及参数，使用时不允许超过场效应管的耗散功率、最大漏源电流和电压的极限值。3
6、.各类型场效应管在使用时，都要严格按要求的偏置接入电路中，要注意场效应管偏置的极性。4.在安装场效应管时，注意安装的位置要尽量避免靠近发热元件；为了防止管子振动，安装时要将管子紧固；管脚引线在弯曲时，应当大于管子根部尺寸mm以上处进行，以防止弯断管脚而引起漏气。,5.对于绝缘栅型场效应管(MOS管)，因为栅极处于绝缘状态，感应电荷不容易放掉，而且绝缘层很薄，极易击穿，所以在使用这种类型的场效应管时应注意以下几个问题:运输和储藏中必须将引出脚短路或采用金属屏蔽包装，以防外来感应电势将栅极击穿。拿场效应管时，要拿它的外壳，不要拿它的管脚，因为人体带有少量的电荷，拿场效应管的管脚，少量的电荷跑到栅极
7、上，会使栅、漏结感应充电，易击穿场效应管。焊接用的电烙铁外壳要接地，或者利用烙铁断电后的余热焊接。焊接绝缘栅型场效应管的顺序是:漏极、源极、栅极。拆机时顺序相反。为防止场效应管击穿，在接入电路时，将管子各引线短接，焊接完再将短接线剪掉。在焊接前应把电路板的电源线与地线短接，在MOS器件焊接完成后再分开。电路板在装机之前，要用接地的线夹子去碰一下机器的各接线端子，再把电路板接上去。测试仪器、工作台要良好地接地，要采取防静电措施。MOS场效应管的栅极在允许的条件下，最好接入保护晶体二极管，防止场效应管栅极被击穿。,6.2 晶闸管的识别与检测晶闸管又叫可控硅，是一种大功率半导体器件，具有体积小、重量
8、轻、容量大、效率高、控制灵敏等优点。晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，工作过程可以控制，被广泛应用在可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。,6.2.1 晶闸管的分类晶闸管有多种分类方法。晶闸管按关断、导通及控制方式，可以分为单项晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、门极关断（可关断）晶闸管（GTO）、BTG晶闸管、温控晶闸管、快速晶闸管、逆导晶闸管以及光控晶闸管等多种；按引脚极性可分为二极晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管；按封装形式可分为金属封装晶闸管、塑料晶闸管和陶瓷封装晶闸管。,1.单向晶闸管单向晶闸管是一种由PNPN四层半导体材料构成的三端半导体器件
9、，三个引出电极分别是阳极A、阴极K和控制极G（又称门极或触发极）。单向晶闸管的阳极与阴极之间具有单向导电的性能。单向晶闸管导通必须具备两个条件：阳极A和阴极K之间加上正向电压；控制极G和阴极K之间必须加上一定大小的正向触发电压。,2.双向晶闸管双向晶闸管是在单向晶闸管的基础上研制出的一种新型半导体器件。双向晶闸管由NPNPN五层半导体材料构成的三端半导体器件，三个电极分别是主电极T1、主电极T2和控制极G。双向晶闸管的阳极与阴极之间具有双向导电的性能，其内部电路可以等效为由两只单向晶闸管反向并联组成的复合管。,双向晶闸管可以双向导通，通常情况下，双向晶闸管的触发方式有四种：,3.可关断晶闸管
10、单、双向晶闸管一旦导通，控制极就失去了控制作用。在晶闸管的工作电流小于维持电流后，晶闸管才能截止。可关断晶闸管的工作状态与它们不同，控制极既对导通电流有控制作用，也能触发管子由截止变为导通，还能控制管子由导通变为截止，突出地表现了可关断的特点，因此称为可关断晶闸管。主要用于逆变器、直流断续器等需要强迫关断的地方，可以简化主电路。,晶闸管的命名法国产晶闸管的型号命名（JB1144-75部颁发标准）主要由四部分组成.,6.2.3 晶闸管的识别晶闸管在电路原理图中常用字母“SCR”表示，如：SCR2表示编号为2的晶闸管。在原理图中晶闸管的符号如图所示.,6.2.4 晶闸管的检测1.指针式万用表检测晶
11、闸管（1）单向晶闸管极性的判断单向晶闸管的三个引脚可用指针式万用表R1K或R100挡来判别。根据单向晶闸管的内部结构可知：G、K之间相当一个二极管，G为二极管正极，K为负极，所以分别测量各引脚之间的正反电阻。如果测得其中两引脚的电阻较大（如90K）,对调两表笔，再测这两个引脚之间的电阻，阻值又较小（如2.5K），这时万用表黑表笔接的是G极，红表笔接的是K极，剩下的一个是A 极。,（2）单向晶闸管触发能力的判断 1.对1A10A的晶闸管，可用万用表的R1档，红表笔接A极，黑表笔接K极，表针不动；然后使红表笔周与A极相接的情况下，同时与控制极G接触。此时可从万用表的指针上看到晶闸管的A-K之间的电
12、阻值明显变小，指针停在几欧到十几欧处，晶闸管因触发处于导通状态。给G极一个触发电压后离开，仍保持红表笔接A极，黑表笔接K极，若晶闸管处于导通状态不变，则表明晶闸管是好的；否则，晶闸管可能是损坏的。,2.对10A到100A的晶闸管，其处于大电流的控制极触发电压、维持电流都应增大，万用表的R1档提供的电流低于维持电流，使得导通情况不良，此时可按图6.13（c）所示增加可变电阻W（阻值选取200390）和1.5V电池相串。测量方法同上1。3.对100A以上的晶闸管，其处于更大电流的控制极触发电压、维持电流也更大。此时可采用图6.13（d）所示的电路进行测试，万用表置于直流电流500mA档。测量方法同
13、上1。,（3）双向晶闸管的检测指针式万用表检测双向晶闸管的方法如下。首先确定主电极T2，控制极G与主电极T1之间的距离较近，其正反向电阻都较小。用万用表R1挡测量G、T1两脚之间的电阻时表针偏转幅度较大，而GT2、T1T2之间的正反向电阻均为无穷大。这表明，如果测出某脚和其他两脚都不通，就能确定该脚为T2极。有散热板的双向晶闸管T2极往往与散热板相连通。确定T2极之后，假设剩下两脚中某一脚为T1极，另一脚假设为G极，将黑表笔接假设T1极，红表笔接T2极，并在黑表笔不断开与T1极连接的情况下，把T2极与假设G极瞬时短接一下（给G极加上负触发信号），万用表指针向右偏转，说明管子已经导通，导通方向为
14、T1T2，上述假设的两极正确。如果万用表没有指示，电阻值仍为无穷大，说明管子没有导通，假设错误，可改变两极假设连接表笔再测。把红表笔接T1极，黑表笔接T2极，然后使T2极与G极瞬时短接一下（给G极加上正触发信号），电阻值仍较小，证明管子再次导通，导通方向为T2T1。如果按哪种假设去测量，都不能使双向晶闸管触发导通，证明管子已损坏。,2.数字式万用表检测晶闸管将数字万用表置于二极管挡，红表笔固定任接某个管脚，用黑表笔依次接触另外两个管脚，如果在两次测试中，一次显示值小于1V；另一次显示溢出符号“OL”或“1”（视不同的数字万用表而定)，则表明红表笔接的管脚不是阴极K（单向晶闸管）就是主电极T2（
15、双向晶闸管）。若红表笔固定接任意一个管脚，黑表笔接第二个管脚时显示的数值为0.60.8V，黑表笔接第三个管脚显示溢出符号“OL”或“1”，且红表笔所接的管脚与黑表笔所接的第二个管脚对调时，显示的数值由0.60.8V变为溢出符号“OL”或“1”，就可判定该晶闸管为单向晶闸管，此时红表笔所接的管脚是控制极G，第二个管脚是阴极K，第三个管脚为阳极A。若红表笔固定接一个管脚，黑表笔接第二个管脚时显示的数值为0.20.6V，黑表笔接第三个管脚显示溢出符号“OL”或“1”，且红表笔所接的管脚与黑表笔所接的第二个管脚对调，显示的数值固定为0.20.6V，就可判定该管为双向晶闸管，此时红表笔所接的管脚是主电极
16、T1，第二个管脚为控制极G，第三个管脚是主电极T2。,6.3 单结晶体管的识别与检测 单结晶体管的结构、外形及特点单结晶体管（简称UJT）又称双基极二极管，是一种只有一个PN结和两个电阻接触电极的三端半导体器件，单结晶体管（简称UJT）又称基极二极管，它的基片为条状的高阻N型硅片，两端分别用电阻接触引出两个基极b1和b2。,6.3.2 单结晶体管的型号命名法 单结晶体管型号命名与二极管、三极管有所不同，其命名组成部分及含义如图,6.3.3 单结晶体管的主要参数（1）基极间电阻Rbb。发射极开路时，基极b1、b2之间的电阻，一般为210K，其数值随温度上升而增大。通常Rbb具有纯电阻特性，阻值大
17、小与温度有关。（2）分压比。分压比是指Rb1上产生电压Ub1与两基极电压Ubb的比值，公式为：=Ub1/Ubb=Rb1/Rbb，它由管子内部结构决定的常数，一般为0.30.9。（3）eb1间反向电压Vcb1 b2开路，在额定反向电压Vcb2下，基极b1与发射极e之间的反向耐压。（4）反向电流Ieo。b1开路，在额定反向电压Vcb2下，eb2间的反向电流。如果实际测得管子的反向电流太大，则表明PN结的单向特性差，单结晶体管有漏电现象。（5）发射极饱和压降Veo。在最大发射极额定电流时，eb1间的压降。（6）峰点电流Ip。单结晶体管刚开始导通时，发射极电压为峰点电压时的发射极电流。,6.3.3 单
18、结晶体管的检测判断单结晶体管发射极e的方法是：将万用表置于R1K挡或R100挡，假设单结晶体管的任一管脚为发射极e，黑表笔接假设发射极，红表笔分别接触另外两管脚测其阻值。当出现两次低电阻时，黑表笔所接的就是单结晶体管的发射极。单结晶体管b1和b2的判断方法是：将万用表置于R1K挡或R100挡，黑表笔接发射极，红表笔分别接另外两管脚测阻值，两次测量中，电阻大的一次，红表笔接的就是b1极。应当说明的是，上述判别b1、b2的方法，不一定对所有的单结晶体管都适用，有个别管子的eb1间的正向电阻值较小。即使b1、b2用颠倒了，也不会使管子损坏，只影响输出脉冲的幅度（单结晶体管多在脉冲发生器中使用），当发现输出的脉冲幅度偏小时，只要将原来假定的b1、b2对调过来就可以了。,
