半导体四

半导体器件的检测和选用

(1)二极管的检测与选用 1)二极管的检测根据PN结的单向导电性原理，最简单的方法是用万用表测其正、反向电阻。用万用表红表笔接二极管负极、黑袁笔接二极管正极，测得的是正向电阻，将红、黑表笔对调，测得的是反向电阻。 正向电阻测量：小功率锗管的正向电阻一般为lOOfl～lkC/,之间，硅管的正向电阻一般为几百欧到几千欧之间。 反向电阻测量：锗管和硅管的反向电阻一般都在几百千欧以上，且硅管比锗管大。 根据二极管的单向导电性，即二极管的正向电阻小，反向电阻大的特性，可以通过测量的方法确定二极管的正、负极。 由于二极管的伏安特性的非线性，测量时用不同的欧姆挡或灵敏度不同的万用表，所得的数据不同。测量时，对于小功率二极管，通常可选用万用表R×100或R×lk挡；对于中、大功率二极管通常应选用万用表R×1。或R×10挡。 如果测得正向电阻为无穷大，说明二极管内部断线，如果反向电阻值近似为零，说明管子内部短路（击穿），如果测得正反向电阻相差不多，说明管子性能差或失效。以上三种情况的二极管皆不能使用。 实际使用中应注意，硅管和锗管不能替换。同类型管子可以代替，其原则是，对于检波管，只要工作频率高于原来的管子就可代换；对于整流管，只要反向耐压和正向电流高于原来的管子即可代换。 2)二极管的选用 二极管按材料不同可分为锗管、硅管；按结构工艺的不同可分为点接触和面接触二极管；按用途不同可分为整流二极管、高频整流二极管、阻尼二极管、检波二极管、变容二极管、开关二极管等。 点接触二极管工作频率高，承受高电压和大电流的能力差，一般用于检波、小电流整流、高频开关电路中；面接触二极管适应工作频率较低，工作电压、工作电流、功率均较大的场合，一般用于低频整流电路中。在选用二极管时应根据不同使用场合从正向电流、反向饱和电流、最大反向电压、工作频率、恢复特性等几方面进行综合考虑。 除普通二极管外，还有一些特殊用途的二极管，如红外线发射（接收）二极管、发光二极管、光敏二极管、变容二极管、激光二极管等。这些二极管用于一些特殊场合中，应根据电路需要合理地选用。 选用二极管时主要是根据用途来选择类型，根据电路要求选择型号和参数。例如，选择检波管主要考虑工作频率要满足电路要求，一般选用2AP1一2AP19，2AK也可代用。而整流二极管主要考虑最大整流电流和最高反向工作电压应满足要求，一般整流二极管（包括硅单相桥）主要频率在3kHz以下，高频整流应选用高频整流管，其工作频率一般大于20kHz。 (2)稳压二极管的检测与选用 1)稳压二极管的检测 稳压二极管的检测和普通二极管类似，可用万用表R×100挡 2)稳压二极管的选用稳压管是特殊结构的面接触二极管，可正向使用，但通常工作在反向击穿状态，作为稳压、限幅等用。作为稳压用时，主要根据稳压值和额定工作电流来选用，工作电流越大，动态电阻越小，稳压效果越好。稳压管可串联使用，但不能并联使用。 稳压管的正向电压温度系数一般是负的，

反向则以5～6V为界限。一般4.5V以下为负电压温度系数，大于6. 5V为正电压温度系数。在5～6V之间电压温度系数近似为零。作为基准电源的稳压管，一般选用6V左右的稳压管，要求更高的场合，可选用具有温度补偿型的稳压管，如2DW7或2DW230～2DW236（新型号）。 工作过程中，既要使稳压管工作在击穿状态，又要保证工作电流不超过最大值，因此，选择合适的限流电阻非常重要。稳压管的最大反向电流一般可按2～3倍额定工怍电流选取。 (3)晶体三极管的检测与选用 1)三极管各电极的判断 ①确定基极 先假设三极管某一管脚为基极，将万用表置于R×100或RXlk挡，黑表笔接假设的基极，红表笔分别接触其余两电极，如果其阻值均很小，再将红表笔接假设的基极，黑表笔接其余两脚，若这次测量的阻值均很大，说明假定基极成立，且该管是NPN型管。如果用红表笔接假定的基极，黑表笔接其余两脚，测得的阻值均很小，而反接表笔后，阻值很大，则说明假定的基极成立，该管是PNP型管。如果测出的结果与上述测试结果不相符，可再分别假设另外两电极之一为基极，按上述方法进行测量，直到确定基极。只要是性能良好的三极管，则三次假设中必有一次正确。 ②确定集电极和发射极 区分集电极与发射极，是利用三极管在正常工作条件下，即集电结加反偏电压，发射结加正向电压，三极管处于导通状态时，集电极与发射极之间电阻将下降的原理进行判定。NPN型三极管具体操作方法如下：将万用表置于RXlk或RXlOk挡，用红、黑表笔接除基极以外的其余两电极，用手搭接基极和黑表笔所接电极（两电极不要短路），记下此时表针偏转角度；然后调换表笔，仍用于搭接基极和黑表笔所接电极，记下这次表针偏转角度；比较两次测量时表针偏转角度，偏转角度大的一次表示黑表笔所接屯极是集电极，另一电极则是发射极。对于PNP型三极管的电极判断，其检测原理相同，检测方法的区别为，一是万用表的挡位用R X100或RXlk挡；二是用手搭接基极和红表笔所接电极，且表针偏转角度大的一次红表笔所接是集电极，黑表笔所接是发射极。 2)晶体三极管的检测 ①三极管的好坏检测 通过测量三极管极间电阻的大小，可判断三极管的好坏。小功率三极管用万用表R×lk挡或R×100挡，大功率三极管可用R×1或R×10挡。质量较好的中、小功率三极管，基极与集电极、基极与发射极的正向电阻约在几百欧至几千欧，而其他极间电阻都较高，约为几百千欧。硅管比锗管的极间电阻要高。 若测量出正向电阻趋向无限大，说明管子内部断线；若反向电阻很小，说明管子击穿。 ②三极管穿透电流的判断 用万用表R×lk挡，对于PNP管红表笔接集电极，黑表笔接发射极；对于NPN管则表笔对调。测得的阻值越大，说明穿透电流越小，一般要求阻值在50kfl以上，硅管比锗管大。 ③三极管电流放大倍数估测 按上述测穿透电流的方法，先测集电极和发射极之间的电阻，然后将约lOOkfl的电阻接在基极和集电极之间（也可用手指捏住接触集电极和基极，但不要使集电极和基极直接短踣）。这时表的指针应向电阻小的方向偏转，偏转角度越大，说明电流放大倍数越大。 3)

三极管的选用三极管的选用应从频率、集电极最大耗散功率、电流放大倍数、反向击穿电压和饱和压降等参数进行考虑，以满足各种不同电路对三极管的要求。在考虑三极管代换时，要选用与原三极管参数相近的三极管进行代换，三极管的有关参数可查阅相关晶体管手册。 三极管接入电路前，首先要弄清管型、管脚，否则电路不能正常工作，甚至导致三极管的损坏；焊接时，应用镊子夹住管子的引脚，帮助散热，一般采用45W以下烙铁；带电时，不能用万用表电阻挡测极间电阻，也不能带电拆装；大功率管应按要求配上合适的散热片；工作在开关状态的三极管及有些硅管，因BVEBO较低，为防止击穿，应加保护。 (4)场效应管的检测与选用 1)场效应管的判别 ①判别结型场效应管质量好坏 结型场效应管的电极判断、PN结检测方法，与晶体三极管检测方法相同。确定控制栅极G的方法与判别晶体三极管基极的方法相同。控制栅极G确定后，余下两电极为源极S和漏极D。结型场效应管的源极S和漏极D原则上可以互换，但也可用万用表将其区分出来。区分方法是：用万用表R×100挡，将两表笔分别接于S极和D极，并记录两极间的电阻值；然后交换两表笔，再次记录两极间的电阻值，比较两次测得的电阻值，阻值大的一次黑表笔所接电极为D极，红表笔所接电极为S极。用测量阻值的方法区分判别出来的S极和D极，可用估测放大倍数的方法加以验证。估测放大倍数的方法为：将万用表表笔分别接S极和D极，用手触及G极，并观瘵表针偏转角度大小，然后调换表笔位置，重复上述过程。表针偏转角度越大，则放大能力越大，跨导越大。对N沟道场效应管而言，表针偏转角度大时，黑表笔所接为D极，红表笔所接为S极。对于P沟道场效应管则正好相反。 ②判别MOS场效应管质量好坏 测源极S与漏极D之间的电阻值，应为几十欧到几千欧。若此阻值大于正常值，为MOS管内部接触不良；如果源极S与漏极D之间的电阻值为。。，则为MOS管内部断极；测栅极Gl与G2之间，栅极Gl、G2与源极S和漏极D之间的电阻值，正常情况下正、反向阻值均为。 2)场效应管的使用 MOS管输入阻抗很高，为防止感应过压而击穿，保存时应将三个电极短路；焊接或拆焊时，应先将各极短路，先焊漏、源极，后焊栅极，烙铁应接好地线或断开电源后再焊接；不能用万用表测MOS管的各极，MOS管检测应用测试仪。场效应管源极、漏极是对称的，互换不影响效果，但衬底已和源极接好线后，则不能再互换。 (5)单结晶体管的检测与选用 单结晶体管是由一个PN结和两只内电阻构成的三端半导体器件。单结晶体管内只有一个PN结，故称为单结晶体管，因其有两个基极，又称为双基极二极管。它被广泛地用于振荡、双稳态、定时等电路中，由单结晶管组成的电路，具有电路简单、稳定性好等优点。单结晶体管具有负阻特性，即单结晶管内部电流增加时，其电压降随电流增加而减小。单结晶体管的检测，可选用万用表R X100挡，分别测发射极对两个基极的正、反向电阻。 (6)晶闸管的检测与选用 晶闸管又称可控硅，它是一个可控导电开关，用于以弱电去控制强电的各种电

路。晶闸管常用于整流、调压、交直流变换、开关、调光等控制电路中。常见晶闸管的种类有单向晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管，快速晶闸管、光控晶闸管等多种类型，运用最多的是单向晶闸管和双向晶闸管。晶闸管一旦被触发导通，在触发信号停止作用后，仍然维持导通状态。 1)单向晶闸管的检测与选用单向晶闸管是一种PNPN四层半导体器件，共有三个电极，分别为阳极(A)、阴极(K)和控制极(G)。 判别单向晶闸管的极性时，用万用表R×100或R×lk挡，分别测量各电极间的正、反向电阻。若测得其中两电极间阻值较大，调换表笔后其阻值较小，此时黑表笔所接电极为控制极，红表笔所接电极为阴极，余者为阳极。 检测单向晶闸管的质量时，用万用表R×lok挡测控制极、阳极、阴极间的正、反向电阻。单向晶闸管阳极与阴极之间、控制极与阳极之间的正、反向电阻应为无穷大。用万用表RX1挡，黑表笔接阳极，红表笔接阴极，黑表笔在保持和阳极接触的情况下，再与控制极接触，即给控制极加上触发电压。此时，单向晶闸管导通，阻值减小，表针偏转。然后，黑表笔保持和阳极接触，并断开与控制极的接触。若断开控制极后，晶闸管仍维持导通状态，印表针偏转状况不发生变化，则晶闸管基本正常。 2)双向晶闸管的检测与选用 双向晶闸管相当于两个单向晶闸管反向并联而成。它为NPNPN五层半导体器件，有三个电极，分别为第一阳极(Tl)、第二阳极(T2)、控制极(G)。双向晶闸管的第一阳极和第二阳极无论加正向电压或反向电压，都能触发导通，而且无论触发信号的极性是正还是负，都可触发双向晶闸管使其导通。 判别双向晶闸管极性时，根据双向晶闸管的结构可知，控制极距第一阳极较近，距第二阳极较远，因此控制极与第一阳极间正、反向电阻都较小，而第二阳极与控制极、第二阳极与第一阳极间，正、反向电阻不会都是低阻，这样很容易判别出第二阳极。区分出第二阳极后，将万用表置于R×1挡，假设某一脚为第一阳极Tl，并将黑表笔接其上，红表笔接在T2上。保持红表笔与T2相接触，红表笔再与G极短接，即给G极一个负极性触发信号，双向晶闸管将导通，内电阻减小，其导通方向为Tl-T2。在保持红表笔和T2极相接触的情况下，断开G极，此时，晶闸管应能维持导通状态。然后将红、黑表笔调换，即红表笔接在假设的Tl上，黑表笔接在T2上。保持黑表笔与T2相接触，黑表笔再与G极短接，即给G极一个正极性触友信号，双向晶闸管将导通，导通方向为T2-Tl。在保持黑表笔和T2极相接的情况下，断开G极，断开后晶闸管也应能维持导通状态。 检测双向晶闸管质量时，若检测出双向晶闸管具有双向触发导通的能力，则该双向晶闸管正常。若无论怎样检测均不能使双向晶闸管触发导通，表明该管已损坏。 (7)光电二极管和光电三极管的检测与选用 1)光电二极管和光电三极管的检测 光电二极管在电路中起将光信号转换为电信号的作用。光电二极管和普通二极管一样，是由PN结组成的半导体器件，它也具有单向导电的特性。与普通二极管在反向电压作用下只能通过微弱反向电流不同，光电二极管因其PN结的面积相对

较大，便于接收入射光。光电二极管工作予反向状态。无光照时，反向电流非常微弱，此时的电流称为暗电流；有光照时，反向电流迅速增大，此时的电流称为光电流。光照强度越强，光电流也越大。 光电三极管与普通NPN三极管结构相同，其工作原理与光电二极管相似。光电三极管的管芯基区面积做得较大，发射区面积做得较小，照射光主要被基区吸收，而产生基极电流。光电三极管因具有放大作用，能将经光照射后产生的电信号进行放大，所以其灵敏度更高。光电三极管的电极数有两个，也有三个的。若是两个电极，则光窗口就是其基极。光电三极管的构成材料有硅和锗之分，锗材料的灵敏度比硅材料的更高，但锗材料光电三极管的暗电流较大。 检测光电二极管时，可用万用表R×lk挡测量，光电二极管正向电阻约lokQ左右。在无光照射时，反向电阻为。。，说明管子是好的；有光照射时，反向电阻随光的强度增加而减小，阻值可减到几千欧或lkQ以下，则管子是好的；若反向电阻为oo或零，则说明管子已经损坏。 光电三极管也可用万用表RXlk挡测量，用黑表笔接c极，红表笔接e极，无光照电阻为。。，在白炽灯照射下，阻值可减少至几千欧至lkQ以卞。若将表笔调换，无论有光照或无光照，阻值皆趋向。。。 2)光电二极管和光电三极管的选用 硅光电二极管的类型较多，通常是两脚的，长引脚为P极，短引脚为N极。若引脚长度相同，则靠近管壳凸起点的为P极。有的光电二极管也有三条引脚，如2DU型，其中一个引脚为环极，环极接正电源，可减少暗电流。另外还有多P极的光电二极管，使用中要注意。 硅光电三极管有两脚的也有三脚的，若为两脚的，则短脚为c极，长脚为e极。有的两个引脚长度相同，则靠近管壳凸起标志的为e脚。对于三引脚的，其判别方法是，面向引脚，以管壳凸起点顺时针方向数，其排列是e、b、c。 使用前，应首先判别是光电二极管还是光电三极管，光电三极管的负载电阻通常为光电二极管的1/10。 光电二极管、光电三极管有的对可见光敏感，有的对红外光敏感。对于红外管也并非只对红外光敏感，为防止日光、灯光干扰，可采用红色有机玻璃滤光。使用时要选用合适的光源和光强度，否则达不到预期的效果。 光电二极管的光电流小，但线性度好，响应时间快；光电三极管的光电流大，线性度差，响应时间慢。一般要求灵敏度高、频率低的可用光电三极管，而要求线性度好、工作频率高的应选用光电二极管。 (8)发光=极管(LED) 发光二极管的伏安特性和普通二极管相似，但它的正向压降较大(≤2V)。在电子设备中应用广泛，类型较多。 国产发光二极管的型号命名为FGXIX2 X3 X4 X5 X6，其中．Xl表示材料，取值为1、2、3，分别表示GaAsP、GaAsAI和GaP; Xz表示发光颜色，取值为整数1～6，分别表示发光颜色为红、橙、黄、绿、蓝和复色；X3表示封装形式；X4表示外形，取值为整数O～6，分别表示圆形、长方形、符号形、三角形、正方形、组合形和特殊形。X5 X6表示序号。 使用发光二极管的注意事项如下。 ①若用电压源驱动，要注意选择好限流电阻，以限制流过管子的正向电流。 ②一般管脚引线

较长的为正极，较短的为负极。如壳帽上有凸起标志，那么靠凸起标志的为正极。 ③发光二极管可用万用表的R×lOk挡判别其好坏，其正向电阻一般小于50k0,，反向电阻一般在200kCl以上。 ④交流驱动时，为防止反向击穿，可反向并联整流二极管，进行保护。 ⑤发光二极管还有电压型、闪光型、双色型、三色型等，使用时可查阅其他资料。 (9)光电耦合器的检测与选用把红外发光管和光敏器件（光敏二极管、光敏三极管，光敏电阻等）组合在一起，就可实现以光为媒介的光电信号变换传输，成为一种“电一光一电”器件，即为光电耦合器。光电耦合器实现了输入电信号与输出电信号间既用光传输，又通过光隔离的传输过程，从而提高了电路的抗干扰能力。 光电耦合器具有体积小、寿命长、抗干扰能力强、无触点输出等优点，被广泛用于自动控制电路、计数电路、保护电路中，以实现控制回路与主回路间电信号的隔离。按输出形式光电耦合器可分为光敏三极簪型、光敏二极管型、光控晶闸管型、光控集成电路型等。 光敏三极管型光电耦合器可用万用表进行简单检测。将万用表的表笔接光电耦合器的输入端测试，当黑表笔接1脚，红表笔接2脚时阻值为5～6kCl，调换表笔后，其阻值应大于10MQ;将万用表的表笔接光电耦合器的输出端测试，当黑表笔接5脚，红表笔接4脚时，阻值应为lOOkfl以上，调换表笔后，阻值为。 在保持黑表笔接5脚，红表笔接4脚的情况下，将另一万用表的黑表笔接1脚，红表笔接2脚，若5脚、4脚电极间阻值明显减小，表明此光电耦合器正常。

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