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        電子設(shè)備中晶體管類元件的常見故障及測(cè)量方法

        2016-07-01 01:39:54國(guó)家新聞出版廣電總局594臺(tái)牛春苗
        電子世界 2016年10期

        國(guó)家新聞出版廣電總局594臺(tái) 牛春苗

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        電子設(shè)備中晶體管類元件的常見故障及測(cè)量方法

        國(guó)家新聞出版廣電總局594臺(tái) 牛春苗

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

        【關(guān)鍵詞】晶體管;PN結(jié);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(chǎng)效應(yīng)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(nèi)部都存在PN結(jié),正常情況下PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?,?dāng)擊穿后將使PN結(jié)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(huì)產(chǎn)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(dá)到一定程度時(shí),才產(chǎn)生擊穿的情況。在這種情況下用三用表直接測(cè)量晶體管的正反向電阻不能發(fā)現(xiàn)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(cè)量PN結(jié)的正反向電阻來判斷。

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

        不同的晶體管由于結(jié)構(gòu)不同,檢查方法不甚相同,但由于晶體管均有PN結(jié)組成,因此均可通過對(duì)晶體管的PN結(jié)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(shù)字萬用表測(cè)量二極管應(yīng)采用二極管擋,而不用電阻擋。正常情況下反向測(cè)量二極管,即紅表筆接二極管負(fù)極,黑表筆接正極,各種類型二極管均應(yīng)指示高阻。正向測(cè)量時(shí),對(duì)于一般的整流管、開關(guān)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(cè)量與數(shù)字萬用表不同,應(yīng)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(yīng)該為500?,反向電阻應(yīng)為數(shù)千歐。硅整流二極管(整流電流約為300mA)正向阻值為數(shù)百歐,若換成小擋測(cè)量,由于內(nèi)阻減200m小、電流增大,測(cè)得的正向電阻會(huì)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(shù)測(cè)量法三種,其中電阻檢查法只適用于模擬多用表,放大倍數(shù)測(cè)量法只適用于數(shù)字多用表,電壓檢查法即可用數(shù)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(cè)量基極與發(fā)射極之間的電壓的絕對(duì)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(shù)字電壓表的二極管擋測(cè)量,在電路不加電的情況下,通過測(cè)量三極管的發(fā)射結(jié)和集電結(jié)來判斷管子好壞。

        ⑵直流電阻檢查法:該方法應(yīng)采用模擬萬用表。量程設(shè)為RX1K?擋,并注意電表的黑表筆為正極,紅表筆為負(fù)極。如測(cè)量PNP管集電結(jié)正向電阻RBC時(shí),正確的接法是黑表筆接C,紅表筆接B。

        對(duì)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(jié)反向電阻RCB:低頻管為200K?~2M?,高頻管大于1M?。

        發(fā)射結(jié)反向電阻REB:低頻管為200K?~2M?,高頻管大于50K?。

        集電結(jié)正向電阻RCB:低頻管為幾百歐~1K?,高頻管大于1K?~3K?。

        發(fā)射結(jié)正向電阻REB:低頻管為幾百歐~1K?,高頻管大于1K?~3K?。

        對(duì)于NPN小功率管,無論低頻管還是高頻管,發(fā)射結(jié)和集電結(jié)的反向電阻均應(yīng)為∞,正向電阻均為5 K?~10 K?

        ⑶放大倍數(shù)測(cè)量法:進(jìn)行放大倍數(shù)測(cè)量時(shí),首先必須將晶體管從電路中拆下,然后使用數(shù)字萬用表的放大倍數(shù)擋測(cè)量。測(cè)量時(shí)若放大倍數(shù)很大或很小,則說明管子有問題。放大倍數(shù)測(cè)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(shí)才進(jìn)行,測(cè)量之前首先要確定是PNP還是NPN管。

        4 可控硅、場(chǎng)效應(yīng)管的檢查

        可控硅一般用做過壓或過流保護(hù)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(jié)構(gòu)原理圖和用三極管模擬的等效電路圖。可控硅的故障現(xiàn)象主要有以下四種。

        現(xiàn)象1:可控硅截止,不能被觸發(fā)導(dǎo)通,門信號(hào)正常,可能故障為A~K之間開路。

        現(xiàn)象2:可控硅截止,不能被觸發(fā)導(dǎo)通,但門信號(hào)很大,可能故障為G~K之間開路。

        現(xiàn)象2:可控硅截止,不能被觸發(fā)導(dǎo)通,但門信號(hào)很0,可能故障為G~K之間短路。

        現(xiàn)象4:可控硅正、反向都導(dǎo)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(jié)構(gòu)原理圖及其等效電路圖

        檢查可控硅可使用萬用表測(cè)量。正常情況下,可控硅的控制極G到陰極K是一個(gè)PN結(jié),它具有PN結(jié)特性。測(cè)量時(shí)負(fù)表筆接G,正表筆接K,應(yīng)有正向?qū)娮柚?。正表筆再接陽極A,阻值應(yīng)為無窮大。然后再將正表筆接G,負(fù)表筆接K,應(yīng)為PN結(jié)的反向電阻值。再用負(fù)表筆接A,阻值也應(yīng)為無窮大。測(cè)量A~K之間的正反向電阻值均為無窮大。測(cè)量結(jié)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(nèi)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(nèi)部斷極。

        對(duì)于MOS場(chǎng)效應(yīng)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(cè)量參數(shù)不易掌握,最好的辦法是找到一只與被測(cè)管同型號(hào)的管子,通過測(cè)量比較被測(cè)管和正常管各極之間的正反向電阻和電壓來判斷被測(cè)管故障與否。

        5 結(jié)束語

        結(jié)合自己多年對(duì)廣播發(fā)射機(jī)的維護(hù)經(jīng)驗(yàn),總結(jié)整理了一些關(guān)于晶體管器件故障的判別方法,希望對(duì)電子設(shè)備維護(hù)工作者們有所幫助,同時(shí)有不同見解也希望共同探討。

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