电子设备中晶体管类元件的常见故障及测量方法
2016-07-01国家新闻出版广电总局594台牛春苗
国家新闻出版广电总局594台 牛春苗
电子设备中晶体管类元件的常见故障及测量方法
国家新闻出版广电总局594台 牛春苗
【摘要】本文详细介绍了电子设备中主要的几种晶体管器件常见故障的判别和测量方法。
【关键词】晶体管；PN结；正向电阻；反向电阻
1 引言
晶体管类器件主要包括晶体二极管、晶体三极管、可控硅及场效应管等。常见的故障如下。
⑴击穿。无论晶体二极管、三极管、还是可控硅等，在元件内部都存在PN结，正常情况下PN结具有单向导电性，当击穿后将使PN结的正反向电阻一样或接近，判断击穿与否可以用三用表。需要注意的是，在某些电路中，晶体管会产生热击穿（一般功率晶体管居多），热击穿即指晶体管的温度达到一定程度时，才产生击穿的情况。在这种情况下用三用表直接测量晶体管的正反向电阻不能发现故障，需用其他方法。
⑵开路。晶体管开路往往是由于通过晶体管的电流过大引起的，开路也可通过测量PN结的正反向电阻来判断。
⑶放大倍数变化。晶体管的放大倍数离散性很大，同一种型号的晶体管，其放大倍数可能在很大的范围内变化，如同样是3DK9A的管子，电流的放大倍数he变化范围为20～200。检查放大倍数可将三极管从电路上拆下，然后用三用表放大倍数挡测试，同时要注意实际电路的允许变化范围。
不同的晶体管由于结构不同，检查方法不甚相同，但由于晶体管均有PN结组成，因此均可通过对晶体管的PN结检查，来判断器件的好坏，具体检查方法如下。
2 二极管的的检查
使用数字万用表测量二极管应采用二极管挡，而不用电阻挡。正常情况下反向测量二极管，即红表笔接二极管负极，黑表笔接正极，各种类型二极管均应指示高阻。正向测量时，对于一般的整流管、开关管和检波管，锗管为0.2V～0.4V，硅管为0.6V～0.8V。
使用模拟万用表测量与数字万用表不同，应将万用表万用表置于电阻档，一般量程选RX10KΩ，正常情况下普通高频二极管的正向电阻应该为500Ω，反向电阻应为数千欧。硅整流二极管（整流电流约为300mA）正向阻值为数百欧，若换成小挡测量，由于内阻减200m小、电流增大，测得的正向电阻会变小。反向电阻约为几兆欧。
3 晶体三极管的检查
晶体管的检查有电压检查法、电阻检查法和放大倍数测量法三种，其中电阻检查法只适用于模拟多用表，放大倍数测量法只适用于数字多用表，电压检查法即可用数字表也可用模拟表，具体检查方法如下。
⑴直流电压检查法：在加上工作电压的情况下，在印制电路板上直接测量基极与发射极之间的电压的绝对值，即可判断管子是否正常。锗管UBE=0.2v～0.3正常，硅管UBE=0.6v～0.7v为正常。
电压检查法也可用数字电压表的二极管挡测量，在电路不加电的情况下，通过测量三极管的发射结和集电结来判断管子好坏。
⑵直流电阻检查法：该方法应采用模拟万用表。量程设为RX1KΩ挡，并注意电表的黑表笔为正极，红表笔为负极。如测量PNP管集电结正向电阻RBC时，正确的接法是黑表笔接C，红表笔接B。
对于PNP型小功率管（PCM＜200mW）而言，凡是符合以下范围均属正常。
集电结反向电阻RCB：低频管为200KΩ～2MΩ，高频管大于1MΩ。
发射结反向电阻REB：低频管为200KΩ～2MΩ，高频管大于50KΩ。
集电结正向电阻RCB：低频管为几百欧～1KΩ，高频管大于1KΩ～3KΩ。
发射结正向电阻REB：低频管为几百欧～1KΩ，高频管大于1KΩ～3KΩ。
对于NPN小功率管，无论低频管还是高频管，发射结和集电结的反向电阻均应为∞，正向电阻均为5 KΩ～10 KΩ
⑶放大倍数测量法：进行放大倍数测量时，首先必须将晶体管从电路中拆下，然后使用数字万用表的放大倍数挡测量。测量时若放大倍数很大或很小，则说明管子有问题。放大倍数测量法一般在使用电压、电阻检查法之后仍无法确定的好坏时才进行，测量之前首先要确定是PNP还是NPN管。
4 可控硅、场效应管的检查
可控硅一般用做过压或过流保护元件，是一种能够控制大功率的四层硅件，图1所示是可控硅结构原理图和用三极管模拟的等效电路图。可控硅的故障现象主要有以下四种。
现象1：可控硅截止，不能被触发导通，门信号正常，可能故障为A～K之间开路。
现象2：可控硅截止，不能被触发导通，但门信号很大，可能故障为G～K之间开路。
现象2：可控硅截止，不能被触发导通，但门信号很0，可能故障为G～K之间短路。
现象4：可控硅正、反向都导通，A～K之间电压降为0，可能故障为A～K之间短路。
图1 可控硅结构原理图及其等效电路图
检查可控硅可使用万用表测量。正常情况下，可控硅的控制极G到阴极K是一个PN结，它具有PN结特性。测量时负表笔接G，正表笔接K，应有正向导通电阻值。正表笔再接阳极A，阻值应为无穷大。然后再将正表笔接G，负表笔接K，应为PN结的反向电阻值。再用负表笔接A，阻值也应为无穷大。测量A～K之间的正反向电阻值均为无穷大。测量结果符合上述要求，一般来说可控硅是好的。如果G～K之间的正反向电阻都等于零，或G～A和A～K之间正反向电阻都很小，说明可控硅内部击穿或短路，如果G～K之间的正反向电阻均为无穷大，说明可控硅内部断极。
对于MOS场效应管，由于种类很多，功率变化范围也很大，其检查仍然可使用万用表，但测量参数不易掌握，最好的办法是找到一只与被测管同型号的管子，通过测量比较被测管和正常管各极之间的正反向电阻和电压来判断被测管故障与否。
5 结束语
结合自己多年对广播发射机的维护经验，总结整理了一些关于晶体管器件故障的判别方法，希望对电子设备维护工作者们有所帮助，同时有不同见解也希望共同探讨。
