半導(dǎo)體器件的

識(shí)別和檢測(cè)

半導(dǎo)體器件是由導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料（主要是硅、鍺等）制造而成，所以稱為半導(dǎo)體或晶體。半導(dǎo)件器件是電子整機(jī)中的核心元件，它主要用于信號(hào)的產(chǎn)生、變換、傳輸與處理等，在電路中使用非常廣泛。半導(dǎo)體器件的種類繁多，這里僅介紹最常用的半導(dǎo)體器件。1.半導(dǎo)體（晶體）二極管的識(shí)別與檢測(cè)

1）晶體二極管的結(jié)構(gòu)：半導(dǎo)體二極管由一個(gè)PN結(jié)、電極引線和外加密封管殼制成。常見二極管的外形如下圖所示晶體二極管的一般電路符號(hào)如下圖所示2）二極管的分類（1）二極管按結(jié)構(gòu)可分為點(diǎn)接觸型（用于高頻、小電流）和面接觸型（用于低頻、大電流）。（2）二極管按材料可分為鍺二極管（穩(wěn)定性差、VF?。┖凸瓒O管（穩(wěn)定性好、VF較大）。（3）二極管按用途可分為普通二極管、整流二極管、開關(guān)二極管、發(fā)光二極管、變?nèi)荻O管、穩(wěn)壓二極管、光電二極管等。3）二極管的主要技術(shù)參數(shù)

（1）最大正向電流IF：是指管子長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，允許通過的最大正向平均電流。若電流太大，會(huì)使PN結(jié)燒壞。

（2）最高反向工作電壓URM：指正常工作時(shí)，二極管所能承受的反向電壓的最大值。為了使用安全，一般最高反向工作電壓約為擊穿電壓的一半。

（3）最高工作率fM：最高工作頻率指晶體二極管能保持良好工作性能條件下的最高工作頻率。

（4）反向飽和電流IS：反向電流是指二極管在末擊穿時(shí)流過二極管的反向電流。反向電流越小，管子的單向?qū)щ娦阅茉胶谩６O管型號(hào)的命名是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB2470—81，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體分立器件型號(hào)命名方法，半導(dǎo)體器件的型號(hào)由五個(gè)部分組成。各部分的意義及表示符號(hào)見表3-15。4）二極管的命名【例】：（1)P型鍺材料普通二極管；（2)N型硅材料穩(wěn)壓二極管N型、鍺材料

（1）方法：用指針式萬(wàn)用表R×100或R×1K擋測(cè)其正、反向電阻。

（2）判斷：若二極管的正、反電阻相差越大，說明其單向?qū)щ娦栽胶?；若二極管正、反向電阻都很大，說明二極管內(nèi)部開路；若二極管正、反電阻都很小，說明二極管內(nèi)部短路。

（3）注意事項(xiàng)：不能用R×1擋（內(nèi)阻小，電流太大）和R×10K擋（電壓高）測(cè)試，否則有可能會(huì)在測(cè)試過程中損壞二極管。5）二極管管腳的檢測(cè)VCOM0.748正向壓降測(cè)量將數(shù)字萬(wàn)用表?yè)苤炼O管處，測(cè)量二極管的正向壓降。用數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)二極管的正向壓降2.晶體三極管的識(shí)別與檢測(cè)1）晶體三極管的結(jié)構(gòu)：晶體三極管又叫雙極型三極管（因兩種載流子參與導(dǎo)電而得名），簡(jiǎn)稱三極管。晶體三極管的結(jié)構(gòu)如下圖所示。集電極c(C)基極b(B)發(fā)射極e(E)發(fā)射結(jié)集電結(jié)發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)晶體三極管的分類方法有：按類型、按功率、按工作頻率、按用途、按半導(dǎo)體材料等分類。2）晶體三極管的分類3）晶體三極管的型號(hào)與命名方法晶體三極管型號(hào)的命名及型號(hào)中各部分的意義、表示符號(hào)見表3-15所示?！纠浚烘N材料PNP型低頻大功率三極管（1)3AD30C（2)3DG6C硅材料NPN型高頻小功率三極管NPN型、硅材料高頻小功率4）三極管的主要技術(shù)參數(shù)

（1）交流電流放大系數(shù)。用于表明晶體管放大能力，分共射極、共基極電流放大系數(shù)β和α。

（2）集電極最大允許電流ICM。指放大器的電流放大系數(shù)明顯下降時(shí)的集電極電流。

（3）集―射極間反向擊穿電壓VBR（ceo）。指三極管基極開路時(shí)，集電極和發(fā)射極之間允許加的最高反向電壓。

（4）集電極最大允許耗散功率PCM。指三極管參數(shù)變化不超過規(guī)定允許值時(shí)的最大集電極耗散功率。此外還有表明熱穩(wěn)定性、頻率特性等性能參數(shù)。

（1）三極管類型和基極b、發(fā)射極e和集電極c的判別。檢測(cè)電路如下圖。5）晶體三極管的檢測(cè)

將指針式萬(wàn)用表置于R×100或R×1k擋；測(cè)量的電阻，判斷基極b、類型NPN或PNP；用手指捏住基極b，測(cè)電阻判斷c、e極。

（2）測(cè)量穿透電流ICEO

。測(cè)試電路如圖所示，圖(a)為測(cè)PNP型管的接法，圖(b)為測(cè)NPN型管的接法。萬(wàn)用表電阻擋一般選用R×l00或R×lk擋，若e-c間的阻值越大，說明管子的ICEO越??；反之，所測(cè)阻值越小，說明被測(cè)管的ICEO越大。(a)測(cè)PNP型管(b)測(cè)NPN型管測(cè)量三極管ICEO

（3）測(cè)量放大能力β。測(cè)試步驟：萬(wàn)用表置于R×lk擋，先將紅、黑表筆與電阻R按圖3.24接好電路，萬(wàn)用表指針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)，若轉(zhuǎn)角越大，被測(cè)管的β越大，若指針向右擺幅不大或不動(dòng)，則表明管子的放大能力很差或已損壞。電阻R取70～100kΩ，也可用手捏住c、b（但c、b間不能短接）來代替電阻R。(a)測(cè)PNP型管(b)測(cè)NPN型管測(cè)量三極管β值簡(jiǎn)易方法場(chǎng)效應(yīng)晶體管為單極（僅一種載流子導(dǎo)電）型晶體管簡(jiǎn)稱場(chǎng)效應(yīng)管，屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件。

特點(diǎn)：場(chǎng)效應(yīng)管具有輸入阻抗極高，噪聲低、動(dòng)態(tài)范圍大、功耗小、沒有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)?、成本低和易于集成等?yōu)點(diǎn)。

應(yīng)用：廣泛用于各類電子電路、計(jì)算機(jī)相關(guān)設(shè)備、通信設(shè)備和儀器儀表等方面。

分類：常用的有結(jié)型和絕緣柵型（即MOS管）兩種。結(jié)型分為N、P溝道耗盡型2種；MOS管分為N、P溝道增強(qiáng)型與耗盡型4種。3.場(chǎng)效應(yīng)晶體管的識(shí)別與檢測(cè)1）場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)示意圖MOS場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)示意圖

2）場(chǎng)效應(yīng)晶體管的主要技術(shù)參數(shù)有：夾斷電壓UP（結(jié)型）、開啟電壓UT（MOS管）、飽和漏極電流IDSS、直流輸入電阻、跨導(dǎo)、噪聲系數(shù)和最高工作頻率等。（a）是N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（d）是Ｎ溝道增強(qiáng)型絕緣柵管（b）是P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（e）是P溝道耗盡型絕緣柵管（c）是P溝道增強(qiáng)型絕緣柵（f）是N溝道耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電路符號(hào)如下圖所示3）場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電路符號(hào)

4）場(chǎng)效應(yīng)晶體管的檢測(cè)方法

（1）結(jié)型管與MOS管的判斷：將指針式萬(wàn)用表打在“R×k”擋或“R×100”擋，測(cè)G、S管腳間的阻值，若電阻都很大（或∞），則此管為MOS管；若電阻值呈PN結(jié)的正、反向阻值，此管為結(jié)型管。

（2）結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管三個(gè)電極的判斷：將萬(wàn)用表的黑表筆（或紅表筆）任意接觸一個(gè)電極，另一只表筆順次去接觸其余的兩個(gè)電極，當(dāng)兩次測(cè)得的電阻值近似相等時(shí)，則黑表筆所接為柵極。若兩次測(cè)出的電阻值均很大，說明是ＰＮ結(jié)的反向，即都是反向電阻，可以判定是Ｎ溝道場(chǎng)效應(yīng)管，且黑表筆接的是柵極；若兩次測(cè)出的電阻值均很小，說明是正向ＰＮ結(jié)，等于正向電阻，判斷為Ｐ溝道場(chǎng)效應(yīng)管，黑表筆接的也是柵極G。

5）MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管使用注意事項(xiàng)：

（1）MOS場(chǎng)效應(yīng)管由于輸人阻抗極高，容易遭靜電擊穿損壞，在運(yùn)輸、儲(chǔ)藏中應(yīng)將三個(gè)引出電極短路，要用金屬屏蔽包裝或用錫紙包裝，以防止外來感應(yīng)電勢(shì)將柵極擊穿，使用MOS管時(shí)應(yīng)特別注意柵極的保護(hù)（任何時(shí)候不得懸空）。（2）為防止電烙鐵漏電損壞管子，焊接時(shí)電烙鐵必須良好接地或斷開電源用余熱焊接。（3）在焊接前應(yīng)把電路板的電源線與地線短接，待MOS器件焊接完成后再分開。（4）MOS器件各引腳的焊接順序是漏極、源極、柵極。拆下時(shí)順序相反。

（5）為了預(yù)防場(chǎng)效應(yīng)管柵極感應(yīng)擊穿，需將所有測(cè)試儀器、工作臺(tái)、電烙鐵等良好的接地；焊接時(shí)，先焊源極；在插入引腳之前，保持全部管腳處于短路狀態(tài)，焊接完后才能去掉短路導(dǎo)線；取MOS管時(shí)，應(yīng)確保人體接地；在未關(guān)斷電源時(shí)，相對(duì)不可以把管插人電路或從電路中拔出。1）發(fā)光二極管(LED)發(fā)光二極管外形及電路符號(hào)4.特殊半導(dǎo)體器件的識(shí)別與檢測(cè)發(fā)光二極管的檢測(cè)方法與二極管的檢測(cè)方法相同。能直接將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽?）光電二極管光電二極管又叫光敏二極管，其管殼上有入射光窗口，將接收到的光線強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成為電流的變化。（a）外形結(jié)構(gòu)(b)電路符號(hào)光電二極管外形及電路符號(hào)

光電二極管的檢測(cè)：光電二極管的正向電阻約為10k左右，用指針萬(wàn)用表1k擋測(cè)試。在光照時(shí)反向電阻為∞，有光照時(shí)，反向電阻隨光照強(qiáng)度的增加而減少，說明此管是好的。若正反向電阻都是無窮大或?yàn)榱?，則表明管子是壞的。

光電三極管是利用光的照射來控制電流的器件，可等效為一個(gè)光電二極和一個(gè)三極管的相連，具有放大作用。3）光電三極管（a）外形結(jié)構(gòu)(b)電路符號(hào)光電三極管外形及電路符號(hào)

光電三極管的檢測(cè)：用萬(wàn)用表R×1K擋，黑表筆接C極，紅表筆接E極，無光照射時(shí)，電阻為∞；有光照射時(shí)，阻值減少到幾千歐或1KΩ以下。若將表筆對(duì)換，無論有無光照，阻值均為∞。光電耦合器是以光為媒介、用來傳輸電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)“電→光→電”的轉(zhuǎn)換，用于兩部分電路的電氣隔離。4）光電耦合器（a）外形結(jié)構(gòu)(b)電路符號(hào)光耦合器外形及電路符號(hào)

光電耦合器的檢測(cè)方法：可按光電二極管、光電三極管的檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)。5）單結(jié)晶體管單結(jié)晶體管有一個(gè)PN結(jié)，有一個(gè)發(fā)射極（e）和兩個(gè)基極（b1和b2），又稱雙基極二極管。該器件具有負(fù)阻特性，常用于振蕩、定時(shí)等電路中。（a）單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)(b)等效電路（c）電路符號(hào)單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)、等效電路及電路符號(hào)【例】：型號(hào)為BT33E的單結(jié)晶體管，各項(xiàng)的意義為：6）晶閘管晶閘管又稱可控硅（SGR），其特點(diǎn)是耐壓高、容量大、效率高、壽命長(zhǎng)、可實(shí)現(xiàn)無觸點(diǎn)控制，可用小信號(hào)對(duì)大功率電源等進(jìn)行控制和變換。晶閘管有單向、雙向、可關(guān)斷、快速、光控晶閘管等，應(yīng)用最多的是單向、雙向晶閘管。（a）單向晶閘管(b)雙向晶閘管晶閘管的結(jié)構(gòu)及電路符號(hào)晶閘管的結(jié)構(gòu)、外形及電路符號(hào)如圖所示。

單向晶閘管極性及好壞的檢測(cè)：萬(wàn)用表打在R×10或R×100擋，用紅、黑兩表筆分別測(cè)任意兩引腳間電阻，直至找出讀數(shù)為數(shù)十歐姆的一對(duì)引腳，此時(shí)黑表筆對(duì)應(yīng)G極，紅表筆對(duì)應(yīng)K極，余下為陽(yáng)極A。保持接通法不動(dòng)，用短線瞬間短接陽(yáng)極A和控制極G，萬(wàn)用表指針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)，阻值為10歐姆左右。如陽(yáng)極A接黑表筆，陰極K接紅表筆時(shí)，萬(wàn)用表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明該單向可控硅已損壞。

單向晶閘管結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)：為P-N-P-N四層三個(gè)PN結(jié)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，共有陽(yáng)極（A）、陰極（K）和控制極（G）三個(gè)電極，如圖3-29（a）所示。

原理：在G極加正向觸發(fā)信號(hào)，晶閘管導(dǎo)通，一旦觸發(fā)導(dǎo)通，即使觸發(fā)信號(hào)停止作用，晶閘管仍然維持導(dǎo)通狀態(tài)。要關(guān)斷只有把陽(yáng)極電壓降低到某一臨界值或者反向。

結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)：雙向晶閘管是N-P-N-P-N型五層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，等效于兩個(gè)反向并聯(lián)的單向晶閘管，如圖3.29（b）所示。無論加正向或反向觸發(fā)電壓都能導(dǎo)通。一旦觸發(fā)導(dǎo)通，即使觸發(fā)信號(hào)停止作用，晶閘管仍然維持導(dǎo)通狀態(tài)。

用途：主要用于交流調(diào)壓、交流開關(guān)、可逆直流調(diào)速等。