河南 劉光茹

半導體三極管的識別和檢測

河南 劉光茹

一、三極管的識別

1.三極管的結(jié)構(gòu)和類型

半導體三極管也稱晶體三極管，是電子電路中最重要的半導體器件。三極管的結(jié)構(gòu)是在一塊半導體上用摻入不同雜質(zhì)的方法制成兩個緊挨著的PN結(jié)，并引出三個電極，三極管有三個區(qū)：發(fā)射區(qū)——發(fā)射載流子的區(qū)域；基區(qū)——載流子傳輸?shù)膮^(qū)域；集電區(qū)——收集載流子的區(qū)域。各區(qū)引出的電極依次為發(fā)射極（e極）、基極（b極）和集電極（c極）。發(fā)射區(qū)和基區(qū)在交界處形成發(fā)射結(jié)；基區(qū)和集電區(qū)在交界處形成集電結(jié)。根據(jù)半導體各區(qū)的類型不同，三極管可分為NPN型和PNP型兩大類，如圖1（a）、（b）所示。

圖1 三極管的結(jié)構(gòu)符號及等效電路

2.三極管的電流放大作用

三極管最基本的作用是電流放大作用，它可以把微弱的電信號變成一定強度的信號。三極管有一個重要參數(shù)就是電流放大系數(shù)β，即當三極管的基極上加一個微小的電流時，在集電極上可以得到一個是注入電流β倍的電流，即集電極電流。集電極電流隨基極電流的變化而變化，并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化，這就是三極管的電流放大作用。

二、三極管的檢測

1.基極和管型的判斷

判別管極時應首先確認基極。對于NPN管，用指針式萬用表黑表筆接假定的基極，用紅表筆分別接觸另外兩個極，若測得電阻都小，約為幾百歐～幾千歐；而將黑、紅兩表筆對調(diào)，測得電阻均較大，在幾百千歐以上，此時黑表筆接的就是基極。PNP管，情況正相反，測量時兩個PN結(jié)都正偏的情況下，紅表筆接基極。

實際上，小功率管的基極一般排列在三個管腳的中間，可用上述方法，分別將黑、紅表筆接基極，既可測定三極管的兩個PN結(jié)是否完好(與二極管PN結(jié)的測量方法一樣)，又可確認管型。

2.集電極和發(fā)射極的判別

確定基極后，假設余下管腳之一為集電極c，另一為發(fā)射極e，用手指分別捏住c極與b極(即用手指代替基極電阻Rb)。同時，將萬用表兩表筆分別與c、e接觸，若被測管為NPN，則用黑表筆接觸c極、用紅表筆接e極(PNP管相反)，觀察指針偏轉(zhuǎn)角度；然后再假設另一管腳為c極，重復以上過程，比較兩次測量指針的偏轉(zhuǎn)角度，偏轉(zhuǎn)角度大的一次表明IC大，管子處于放大狀態(tài)，相應假設的c、e極正確。

3.三極管的質(zhì)量好壞的判斷

若在以上操作中無一電極滿足上述現(xiàn)象，則說明管子已壞。也可用萬用表的hFE擋來進行判別。當管型確定后，將三極管插入“NPN”或“PNP”插孔，將萬用表置于“hEF”擋，若hEF（b）值不正常（如為零或大于300），則說明管子已壞。

4.鍺硅管的判別

用萬用表的“RX1K”檔測量三極管發(fā)射結(jié)的正向電阻的大小（NPN管，黑表筆接基極紅表筆接發(fā)射極；PNP管相反),若阻值在3KΩ—10KΩ之間的是硅管，在500Ω---1000Ω之間的是鍺管。

目前市場上銷售的鍺管多為PNP管，硅管多為NPN管。

5.測試三極管的口訣

三極管的管型及管腳的判別是電子技術(shù)初學者的一項基本功，為了幫助初學者迅速掌握測判方法，筆者總結(jié)出四句口訣：“三顛倒，找基極；PN結(jié)，定管型；順箭頭，偏轉(zhuǎn)大；測不準，動嘴巴。”下面對口訣逐句進行解釋。

A.三顛倒，找基極

我們知道，三極管是含有兩個PN結(jié)的半導體器件。根據(jù)兩個PN結(jié)連接方式不同，可以分為NPN型和PNP型兩種不同導電類型的三極管。測試三極管要使用萬用表的歐姆擋，并選擇“R×100”或“R×1k”擋位。對于指針式萬用表，其紅表筆所連接的是表內(nèi)電池的負極，黑表筆則連接著表內(nèi)電池的正極。假定我們并不知道被測三極管是NPN型還是PNP型，也分不清各管腳是什么電極。測試的第一步是判斷哪個管腳是基極。這時，我們?nèi)稳蓚€電極(如這兩個電極為1、2)，用萬用電表兩支表筆顛倒測量它的正、反向電阻，觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度；接著，再取1、3兩個電極和2、3兩個電極，分別顛倒測量它們的正、反向電阻，觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度。在這三次顛倒測量中，必然有兩次測量結(jié)果相近：即顛倒測量中表針一次偏轉(zhuǎn)大，一次偏轉(zhuǎn)??；剩下一次必然是顛倒測量前后指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，這一次未測的那只管腳就是我們要尋找的基極。

B.PN結(jié)，定管型

找出三極管的基極后，我們就可以根據(jù)基極與另外兩個電極之間PN結(jié)的方向來確定管子的導電類型。將萬用表的黑表筆接觸基極，紅表筆接觸另外兩個電極中的任一電極，若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度都很大，則說明被測三極管為NPN型管；若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，則被測管即為PNP型。

C.順箭頭，偏轉(zhuǎn)大

找出了基極b，另外兩個電極哪個是集電極c，哪個是發(fā)射極e呢?這時我們可以用測穿透電流ICEO的方法確定集電極c和發(fā)射極e。

(1)對于NPN型三極管，由NPN型三極管穿透電流的流向原理，用萬用電表的黑、紅表筆顛倒測量兩極間的正、反向電阻Rce和Rec，雖然兩次測量中萬用表指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，但仔細觀察，總會有一次偏轉(zhuǎn)角度稍大，此時電流的流向一定是：黑表筆→c極→b極→e極→紅表筆，電流流向正好與三極管符號中的箭頭方向一致，所以此時黑表筆所接的一定是集電極c，紅表筆所接的一定是發(fā)射極e。

(2)對于PNP型的三極管，道理也類似于NPN型，其電流流向一定是：黑表筆→e極→b極→c極→紅表筆，其電流流向也與三極管符號中的箭頭方向一致，所以此時黑表筆所接的一定是發(fā)射極e，紅表筆所接的一定是集電極c。

D.測不出，動嘴巴

若在“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的測量過程中，若由于顛倒前后的兩次測量指針偏轉(zhuǎn)均太小難以區(qū)分時，就要“動嘴巴”了。具體方法是：在“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的兩次測量中，用兩只手分別捏住兩表筆與管腳的結(jié)合部，用嘴巴含住(或用舌頭抵住)基電極b，仍用“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的判別方法即可區(qū)分開集電極c與發(fā)射極e。其中人體起到直流偏置電阻的作用，目的是使效果更加明顯。

（編輯 呂智飛）

（作者單位：河南省經(jīng)濟管理學校電子工程系）