電子設備中晶體管類元件的常見故障及測量方法

國家新聞出版廣電總局594臺 牛春苗

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電子設備中晶體管類元件的常見故障及測量方法

國家新聞出版廣電總局594臺 牛春苗

【摘要】本文詳細介紹了電子設備中主要的幾種晶體管器件常見故障的判別和測量方法。

【關鍵詞】晶體管；PN結；正向電阻；反向電阻

1　引言

晶體管類器件主要包括晶體二極管、晶體三極管、可控硅及場效應管等。常見的故障如下。

⑴擊穿。無論晶體二極管、三極管、還是可控硅等，在元件內部都存在PN結，正常情況下PN結具有單向導電性，當擊穿后將使PN結的正反向電阻一樣或接近，判斷擊穿與否可以用三用表。需要注意的是，在某些電路中，晶體管會產生熱擊穿（一般功率晶體管居多），熱擊穿即指晶體管的溫度達到一定程度時，才產生擊穿的情況。在這種情況下用三用表直接測量晶體管的正反向電阻不能發現故障，需用其他方法。

⑵開路。晶體管開路往往是由于通過晶體管的電流過大引起的，開路也可通過測量PN結的正反向電阻來判斷。

⑶放大倍數變化。晶體管的放大倍數離散性很大，同一種型號的晶體管，其放大倍數可能在很大的范圍內變化，如同樣是3DK9A的管子，電流的放大倍數he變化范圍為20～200。檢查放大倍數可將三極管從電路上拆下，然后用三用表放大倍數擋測試，同時要注意實際電路的允許變化范圍。

不同的晶體管由于結構不同，檢查方法不甚相同，但由于晶體管均有PN結組成，因此均可通過對晶體管的PN結檢查，來判斷器件的好壞，具體檢查方法如下。

2　二極管的的檢查

使用數字萬用表測量二極管應采用二極管擋，而不用電阻擋。正常情況下反向測量二極管，即紅表筆接二極管負極，黑表筆接正極，各種類型二極管均應指示高阻。正向測量時，對于一般的整流管、開關管和檢波管，鍺管為0.2V～0.4V，硅管為0.6V～0.8V。

使用模擬萬用表測量與數字萬用表不同，應將萬用表萬用表置于電阻檔，一般量程選RX10K?，正常情況下普通高頻二極管的正向電阻應該為500?，反向電阻應為數千歐。硅整流二極管（整流電流約為300mA）正向阻值為數百歐，若換成小擋測量，由于內阻減200m小、電流增大，測得的正向電阻會變小。反向電阻約為幾兆歐。

3　晶體三極管的檢查

晶體管的檢查有電壓檢查法、電阻檢查法和放大倍數測量法三種，其中電阻檢查法只適用于模擬多用表，放大倍數測量法只適用于數字多用表，電壓檢查法即可用數字表也可用模擬表，具體檢查方法如下。

⑴直流電壓檢查法：在加上工作電壓的情況下，在印制電路板上直接測量基極與發射極之間的電壓的絕對值，即可判斷管子是否正常。鍺管UBE=0.2v～0.3正常，硅管UBE=0.6v～0.7v為正常。

電壓檢查法也可用數字電壓表的二極管擋測量，在電路不加電的情況下，通過測量三極管的發射結和集電結來判斷管子好壞。

⑵直流電阻檢查法：該方法應采用模擬萬用表。量程設為RX1K?擋，并注意電表的黑表筆為正極，紅表筆為負極。如測量PNP管集電結正向電阻RBC時，正確的接法是黑表筆接C，紅表筆接B。

對于PNP型小功率管（PCM＜200mW）而言，凡是符合以下范圍均屬正常。

集電結反向電阻RCB：低頻管為200K?～2M?，高頻管大于1M?。

發射結反向電阻REB：低頻管為200K?～2M?，高頻管大于50K?。

集電結正向電阻RCB：低頻管為幾百歐～1K?，高頻管大于1K?～3K?。

發射結正向電阻REB：低頻管為幾百歐～1K?，高頻管大于1K?～3K?。

對于NPN小功率管，無論低頻管還是高頻管，發射結和集電結的反向電阻均應為∞，正向電阻均為5 K?～10 K?

⑶放大倍數測量法：進行放大倍數測量時，首先必須將晶體管從電路中拆下，然后使用數字萬用表的放大倍數擋測量。測量時若放大倍數很大或很小，則說明管子有問題。放大倍數測量法一般在使用電壓、電阻檢查法之后仍無法確定的好壞時才進行，測量之前首先要確定是PNP還是NPN管。

4　可控硅、場效應管的檢查

可控硅一般用做過壓或過流保護元件，是一種能夠控制大功率的四層硅件，圖1所示是可控硅結構原理圖和用三極管模擬的等效電路圖。可控硅的故障現象主要有以下四種。

現象1：可控硅截止，不能被觸發導通，門信號正常，可能故障為A～K之間開路。

現象2：可控硅截止，不能被觸發導通，但門信號很大，可能故障為G～K之間開路。

現象2：可控硅截止，不能被觸發導通，但門信號很0，可能故障為G～K之間短路。

現象4：可控硅正、反向都導通，A～K之間電壓降為0，可能故障為A～K之間短路。

圖1　可控硅結構原理圖及其等效電路圖

檢查可控硅可使用萬用表測量。正常情況下，可控硅的控制極G到陰極K是一個PN結，它具有PN結特性。測量時負表筆接G，正表筆接K，應有正向導通電阻值。正表筆再接陽極A，阻值應為無窮大。然后再將正表筆接G，負表筆接K，應為PN結的反向電阻值。再用負表筆接A，阻值也應為無窮大。測量A～K之間的正反向電阻值均為無窮大。測量結果符合上述要求，一般來說可控硅是好的。如果G～K之間的正反向電阻都等于零，或G～A和A～K之間正反向電阻都很小，說明可控硅內部擊穿或短路，如果G～K之間的正反向電阻均為無窮大，說明可控硅內部斷極。

對于MOS場效應管，由于種類很多，功率變化范圍也很大，其檢查仍然可使用萬用表，但測量參數不易掌握，最好的辦法是找到一只與被測管同型號的管子，通過測量比較被測管和正常管各極之間的正反向電阻和電壓來判斷被測管故障與否。

5　結束語

結合自己多年對廣播發射機的維護經驗，總結整理了一些關于晶體管器件故障的判別方法，希望對電子設備維護工作者們有所幫助，同時有不同見解也希望共同探討。