电路与电子技术实验及测试：识别与测试二极管、三极管

2023-12-02 理论教育版权反馈

【摘要】：1－2二极管、三极管的识别与简单测试1－2－1二极管的识别与检测1－2－1－1二极管的主要参数正向电压降UF：二极管通过额定正向电流时，在两极间所产生的电压降。1－2－1－4常用二极管的检测万用表检测普通二极管的极性与好坏。1－2－1－5特殊类型二极管的检测稳压二极管：稳压二极管是一种工作在反向击穿区、具有稳定电压作用的二极管。1－2－2三极管的识别与检测1－2－2－1三极

1－2　二极管、三极管的识别与简单测试

1－2－1　二极管的识别与检测

1－2－1－1　二极管的主要参数

（1）正向电压降UF：二极管通过额定正向电流时，在两极间所产生的电压降。

（2）最大整流电流（平均值）I_F：二极管长时间使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。

（3）反向击穿电压U（BR）：二极管反向电流急剧增大到出现击穿现象时的反向电压值。

（4）反向工作峰值电压URWM：二极管正常工作时所允许的反向电压峰值，通常URWM为U（BR）的三分之二或略小一些。

（5）反向电流I_R：在规定的反向电压条件下流过二极管的反向电流值。

（6）二极管的极间电容：包括势垒电容和扩散电容。在高频使用时，必须考虑结电容的影响，要求结电容小于某一规定数值。

（7）最高工作频率f_m：二极管具有单向导电性的最高交流信号的频率。

1－2－1－2　晶体二极管的识别方法及其作用

晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示，如：D₅表示编号为5的二极管。

作用：二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。

晶体二极管按作用可分为：整流二极管（如1N4004）、隔离二极管（如1N4148）、肖特基二极管（如BAT85）、发光二极管、稳压二极管等。

识别方法：二极管的识别很简单，小功率二极管的N极（负极），在二极管外表大多采用一种色圈标出来，有些二极管也用二极管专用符号来表示P极（正极）或N极（负极），也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。

测试注意事项：用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻值是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。

1－2－1－3　不同种类二极管如何选用

（1）检波二极管的选用

检波二极管一般可选用点接触型锗二极管，例如2AP系列等。选用时，应根据电路的具体要求来选择工作频率高、反向电流小、正向电流足够大的检波二极管。

（2）整流二极管的选用

整流二极管一般为平面型硅二极管，用于各种电源整流电路中。选用整流二极管时，主要应考虑其最大整流电流、反向工作峰值电压、截止频率及反向恢复时间等参数。普通串联稳压电源电路中使用的整流二极管，对截止频率及反向恢复时间要求不高，只要根据电路的要求选择最大整流电流和最大反向工作电压符合要求的整流二极管即可。例如，1N系列、2CZ系列、R_LR系列等。开关稳压电源的整流电路及脉冲整流电路中使用的整流二极管，应选用工作频率较高、反向恢复时间较短的整流二极管（例如RU系列、EU系列、V系列、1SR系列等）或选择快恢复二极管。

（3）稳压二极管的选用

稳压二极管一般用在稳压电源中作为基准电压源或用在过电压保护电路中作为保护二极管。选用的稳压二极管，应满足应用电路中主要参数的要求。稳压二极管的稳定电压值应与应用电路的基准电压值相同，稳压二极管的最大稳定电流应高于应用电路的最大负载电流50%左右。

（4）开关二极管的选用

开关二极管主要应用于收音机、电视机、影碟机等家用电器及电子设备有开关电路、检波电路、高频脉冲整流电路等。中速开关电路和检波电路，可以选用2AK系列普通开关二极管。高速开关电路可以选用R_LS系列、1SS系列、1N系列、2CK系列的高速开关二极管。要根据应用电路的主要参数（例如正向电流、最高反向电压、反向恢复时间等）来选择开关二极管的具体型号。

（5）变容二极管的选用

选用变容二极管时，应着重考虑其工作频率、最高反向工作电压、最大正向电流和零偏压结电容等参数是否符合应用电路的要求，应选用结电容变化大、高Q值、反向漏电流小的变容二极管。(www.chuimin.cn)

1－2－1－4　常用二极管的检测

万用表检测普通二极管的极性与好坏。检测原理：根据二极管的单向导电性这一特点。性能良好的二极管，其正向电阻小，反向电阻大；这两个数值相差越大越好。若相差不大说明二极管的性能不好或已经损坏。

测量时，选用万用表的“欧姆”档。一般用R×100Ω或R×1kΩ档，而不用R×1或R×10kΩ档。因为R×1Ω档的电流太大，容易烧坏二极管，R×10kΩ档的内电源电压太大，易击穿二极管。测量方法：将两表棒分别接在二极管的两个电极上，读出测量的阻值；然后将表棒对换再测量一次，记下第二次阻值。若两次阻值相差很大，说明该二极管性能良好，并根据测量电阻小的那次的表棒接法（称之为正向连接），判断出与黑表棒连接的是二极管的正极，与红表棒连接的是二极管的负极。因为指针式万用表的内电源的正极与万用表的“—”插孔连通，内电源的负极与万用表的“＋”插孔连通。这与数字式万用表检测的结论刚好相反。

如果两次测量的阻值都很小，说明二极管已经击穿；如果两次测量的阻值都很大，说明二极管内部已经断路：两次测量的阻值相差不大，说明二极管性能欠佳。在这些情况下，二极管就不能使用了。

必须指出，由于二极管的伏安特性是非线性的，用万用表的不同电阻档测量二极管的电阻时，会得出不同的电阻值。实际使用时，流过二极管的电流会较大，因而二极管呈现的电阻值会更小些。

1－2－1－5　特殊类型二极管的检测

稳压二极管：稳压二极管是一种工作在反向击穿区、具有稳定电压作用的二极管。其极性与性能好坏的测量与普通二极管的测量方法相似，不同之处在于：当使用万用表的R×1kΩ档测量二极管时，测得其反向电阻是很大的，此时，将万用表转换到R×10kΩ档，如果出现万用表指针向右偏转较大角度，即反向电阻值减小很多的情况，则该二极管为稳压二极管；如果反向电阻基本不变，说明该二极管是普通二极管，而不是稳压二极管。

稳压二极管的测量原理是：万用表R×1kΩ档的内电池电压较小，通常不会使普通二极管和稳压二极管击穿，所以测出的反向电阻都很大。当万用表转换到R×10kΩ档时，万用表内电池电压变得很大，使稳压二极管出现反向击穿现象，所以其反向电阻下降很多，由于普通二极管的反向击穿电压比稳压二极管高得多，因而普通二极管不击穿，其反向电阻仍然很大。

1－2－2　三极管的识别与检测

1－2－2－1　三极管的基本结构

晶体三极管又称半导体三极管，简称晶体管或三极管。在三极管内，有两种载流子：电子与空穴，它们同时参与导电，故晶体三极管又称为双极型晶体三极管，它的基本功能是具有电流放大作用。

NPN和PNP型两类三极管的结构如图1－2－2。它有两个PN结（分别称为发射结和集电结），三个区（分别称为发射区、基区和集电区），从三个区域引出三个电极（分别称为发射极e、基极b和集电极c）。发射极的箭头方向代表发射结正向导通时的电流的实际流向。

为了保证三极管具有良好的电流放大作用，在制造三极管的工艺过程中，必须做到：

（1）使发射区的掺杂浓度最高，以有效地发射载流子；

（2）使基区掺杂浓度最小，且基区最薄，以有效地传输载流子；

（3）使集电区面积最大，且掺杂浓度小于发射区，以有效地收集载流子。

图1－2－2　NPN和PNP型三极管结构示意图

半导体三极管亦称双极型晶体管，其种类非常多。按照结构工艺分类，有PNP和NPN型；按照制造材料分类，有锗管和硅管；按照工作频率分类，有低频管和高频管，一般低频管用以处理频率在3MHz以下的电路，高频管的工作频率可以达到几百兆；按照允许耗散的功率大小分类，有小功率管和大功率管，一般小功率管的额定功耗在1W以下，而大功率管的额定功耗可达几十瓦以上。

1－2－2－2　半导体三极管的检测

（1）半导体三极管的管脚判别

在安装半导体三极管之前，首先搞清楚三极管的管脚排列。一方面可以通过查手册获得，另一方面也可利用电子仪器进行测量，下面讲一下利用万用表判定三极管管脚的方法。首先判定PNP型和NPN型晶体管：用万用表的R×1kΩ（或R×100Ω）档，用黑表笔接三极管的任一管脚，用红表笔分别接其他两管脚。若表针指示的两阻值均很大，那么黑表笔所接的那个管脚是PNP型管的基极；如果万用表指示的两个阻值均很小，那么黑表笔所接的管脚是NPN型的基极；如果表针指示的阻值一个很大，一个很小，那么黑表笔所接的管脚不是基极。需要新换一个管脚重试，直到满足要求为止。进一步判定三极管集电极和发射极：首先假定一个管脚是集电极，另一个管脚是发射极；对NPN型三极管，黑表笔接假定是集电极的管脚，红表笔接假定是发射极的管脚（对于PNP型管，万用表的红、黑表笔对调）；然后用大拇指将基极和假定集电极连接（注意两管脚不能短接），这时记录下万用表的测量值；最后反过来，把原先假定的管脚对调，重新记录下万用表的读数，两次测量值较小的黑表笔所接的管脚是集电极（对于PNP型管，则红表笔所接的是集电极）。

（2）半导体三极管性能测试

在三极管安装前首先要对其性能进行测试。条件允许可以使用晶体管图示仪，亦可以使用普通万用表对晶体管进行粗略测量。

①估测穿透电流I_CEO：用指针式万用表R×1kΩ档，对于PNP型管，红表笔接集电极，黑表笔接发射极（对于NPN型管则相反），此时测得阻值在几十到几百千欧以上。若阻值很小，说明穿透电流大，已接近击穿，稳定性差；若阻值为零，表示管子已经击穿；若阻值无穷大，表示管子内部断路；若阻值不稳定或阻值逐渐下降，表示管子噪声大、不稳定，不宜采用。

②估测电流放大系数β：用指针式万用表的R×1kΩ（或R×100Ω）档，如果测PNP型管，红表笔接集电极，黑表笔接发射极，用潮湿的手指捏住集电极和基极（两极不能接触）；若是测NPN型管，则红、黑表笔对调。对比手指断开和捏住时的电阻值，两个读数相差越大，表示该晶体管的β值越高；如果相差很小或不动，则表示该管已失去放大作用。如果使用数字万用表，可直接将三极管插入测量管座中，三极管的β值可直接显示出来。

电路与电子技术实验及测试：识别与测试二极管、三极管

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