您将在第7单元中学到什么
7.3节测试晶体管
?BJT的两个二极管模型。
?识别晶体管连接。
?测试BJT。
?测试JFET。
?测试MOSFET
两个二极管晶体管模型图7.3.1两个二极管晶体管模型。如图7.3.1所示,无论晶体管是(a)NPN型还是(b)PNP型双极晶体管,它都由两个二极管结组成,即基极-发射极结和基极-集电极结。出于测试的目的,可以将它们简单地视为具有一个共同连接(即基极)的两个二极管。因此,要测试晶体管,您只需检查每个结的正向和反向电阻。然而,要做到这一点,首先需要找出哪个引脚是哪个引脚。
计划A-使用制造商的数据表检查引脚功能的最佳方法是使用制造商的数据表,几乎所有制造的晶体管在互联网上都有自己的数据表。只需在互联网搜索栏中输入晶体管编号,您就会找到发布所需数据的一系列网站。您还应该在数据表中找到显示晶体管引脚连接(引脚排列)的图表,其中显示了集电极、基极和发射极引脚以及任何变体。如果您找不到正确的信息,则有必要求助于B计划。
图7.3.2常用晶体管封装。计划B-通过查看晶体管封装信息来查找引脚功能。如果您在晶体管本身上找不到重要的晶体管标识号怎么办?一切都没有丢失;您仍然可以通过一些侦探工作找到引脚功能。如果您正在测试的晶体管具有金属外壳,例如在常见封装TO18、TO3、TO、TO、TO72等的布局计划中,那将很有帮助。金属外壳或散热器区域几乎总是连接到集热器,以便更容易散热。这意味着,如果您依次测量从外壳或金属安装区域到每个引脚的电阻,测量零欧姆的一个引脚就是集电极。然而,我们真正需要找到的是基础。在TO39等晶体管封装中,这很容易;发射器几乎总是靠近金属片,集电极连接到罐子上。
请注意,这通常使基础成为三个连接的中心-但并非总是如此;不要依赖基地在中心。研究图7.3.2所示的常见封装类型。即使在相同类型的包装中也存在差异。所以如果B计划还没有解决这个难题,不用担心,C计划总是有的。
计划C-测试具有未知引脚的晶体管。然而,另一种找到基座的有用方法是测量各个引脚之间的电阻。想象一下,我们怀疑未知晶体管可能是NPN类型(这些在现代电路中比PNP更常见),它可能有故障
图7.3.3识别晶体管引脚排列并查找故障晶体管。使用故障查找图按照方框1、2和3中的说明进行操作
如果您被引导到方框4,并且两个测试都给出了Ω和1KΩ之间的读数,那么做得好!您在第一次尝试时就找到了管脚,方框5告诉您正在测试NPN晶体管。
或者,如果两个测量值都指示无穷大,您将被引导至方框6,因为您的正极引线不在底座上。因此,请返回测试2并在另一个引脚上使用您的正极引线再试一次。重复此测试,直到找到管脚。
或者,如果步骤4中的两个测量值都读取为无穷大,则晶体管有故障(一个或两个结开路)或晶体管是PNP类型。因此,您需要重新开始,但这次使用负表笔找到管脚。
如果在测试3中,一个或两个测试显示0Ω(短路)并且您在测试过程中没有不小心将正极和负极引线接触在一起,则晶体管因一个或两个结短路而出现故障。
故障查找表将测试双极晶体管,无论您是否知道哪些引脚是哪个引脚,但是-
如果您已经知道引脚分配这是用于确认已知晶体管是否有故障的快捷版本。如果所有测试都正确通过,则晶体管正常。如果任何测试失败,晶体管将用于垃圾箱。
1、测试集电极和发射极之间的电阻。
2.然后将仪表的正负极接反。如果晶体管良好,则双向读数应为无穷大。
现在将正极表笔连接到基极并通过将负极表探针(3)连接到集电极,然后(4)发射极来测试两个结的电阻。在这两种情况下,您应该得到一个介于Ω和1KΩ之间的典型正向电阻读数。
最后颠倒仪表连接,使负极引线连接到底座。将正极探头(5)连接到集电极,然后将(6)连接到发射器。两个连接点现在都应该是无穷大。
测试JFET图7.3.4JFET二极管模型JFET的构造与双极晶体管不同,因此需要不同的测试技术。首先考虑图7.3.4中的JFET图,其中将漏极/源极路径显示为N型或P型硅的单个块,栅极作为简单的二极管,具有阳极(在P沟道JFET中)或阴极(在N通道JFET中)直接连接漏极/源极路径。因此,不必像在BJT中那样测试两个PN结,在JFET中我们只需要测试一个结。
在测试可疑JFET之前首先要知道的是引脚排列,就像任何其他晶体管一样,这可以通过下载感兴趣的特定JFET的数据表来获得。
图7.3.52N数据表。识别出源极、漏极和栅极引脚后,以下数字仪表测试应显示JFET的状态:
1.将仪表切换到二极管测试模式。
2.用漏极引脚上的正极表笔测量源极和漏极之间的电阻。
3.颠倒仪表引线(正极到源)并再次读取电阻。
测试1.和2.的结果通常应该在Ω到Ω左右,但这在不同的JFET中会有所不同。如果电阻看起来可疑地低,则可能意味着由于栅极结电容在非常高的阻抗栅极上存在残余电压。要消除这种可能性,请通过将两个引脚暂时接触在一起来使栅极和源极短路,然后重复测试1.和2。读数为0Ω或无穷大意味着JFET有故障。
4.假设第2步和第3步都正常,用Gate引脚上的正仪表探头检查Gate和Source之间的电阻。预计电阻约为Ω至1KΩ。这是栅极二极管的正向电阻。
5.将正极表笔保持在Gate上,将负极表笔移至Drain并检查Gate和Drain之间的电阻。期待类似的结果来测试4。
6.现在反转仪表连接并通过将负探头放在栅极引脚上并将正探头放在源极引脚上来测试栅极二极管的反向电阻。现在的阻力应该是无穷大。
7.最后通过将负探头留在栅极上并将正探头移动到漏极引脚来检查栅极到漏极电阻。同样,读数应该是无穷大。
图7.3.6抗静电泡沫中的JFET。通过所有这些测试,您应该尽可能避免处理JFET。理想情况下,当使用任何类型的场效应晶体管时,您应该在ESD(防静电放电)工作站工作或佩戴防静电腕带。或者,您至少可以将引脚(假设它们足够长)粘在一块防静电泡沫中,例如通常存放FET的。引脚之间的电阻将避免静态电压的积聚,但会足够高不会极大地影响您在这些测试期间获取的电阻读数。
测试MOSFET关于MOSFET,首先要意识到的是,它们比任何其他类型的晶体管(甚至JFET)更容易受到静电放电损坏的影响。这是因为MOSFET是绝缘栅晶体管,因此栅极与漏极/源极通路完全隔离。这意味着在栅极和其他端子之间存在相当大的电容。该电容可以轻松充电至任何电压,包括人体(您)身上可能存在的极高电压,例如,只需走过铺有地毯的房间即可。这种静态电压很容易损坏MOSFET。因此,当MOSFET不在其防静电封装中或未连接到电路中时,必须在一开始就小心避免接触任何MOSFET端子。因此,出于这些测试的目的,我们将假设测试人员(您)将使用JFET测试部分中概述的抗静电技术。但是,我们不能使用的一种预防措施是将MOSFET插入防静电泡沫中;因为这将阻止我们的测试工作。因此,为了进行测试,我们将尽可能避免接触MOSFET引脚并将引脚插入面包板。
MOSFET测试序列图7.3.7MOSFET-on-Breadboard。1.将数字万用表置于二极管测试位置。
2.将栅极和漏极端子与您的一个仪表探针一起短接,以释放任何栅极电容。
3.将正极表笔连接到Drain端子,将负极表笔连接到Source端子。仪表应读数为无穷大。
(如果仪表读数为0Ω,请尝试使用负仪表引线再次短接栅极和漏极,以确保消除任何栅极电荷)。
将正极表笔连接到源极,将负极探针连接到漏极端子。仪表现在应读数约为Ω
您现在测试的是MOSFET内部保护二极管的反向和正向电阻。
4.现在将负仪表探头连接到源端子,并用仪表正探头短暂接触栅极端子。这将暂时对基极电容进行充分充电以打开MOSFET。
5.将正极探针连接到漏极,将负极探针连接到源极(重复测试3)。这次仪表读数应为0Ω,因为MOSFET现在由施加到栅极的电压开启。
6.颠倒仪表引线(正极接源极,负极接漏极)漏极/源极电阻再次应为0Ω,确认MOSFET已打开。
7.要关闭MOSFET,请使用任一探针暂时短接栅极到漏极。
8.检查MOSFET现在“关闭”,将正极探头放在漏极端子上,将负极探头放在源极上,检查漏极和源极之间的电阻是否再次无穷大,表明栅极上的电压为零,MOSFET现在已关闭并且MOSFET工作正常。
结论。对JFET或MOSFET进行测试将帮助您识别有故障的FET并更好地了解场效应晶体管,但也有助于您对这些组件的研究。有关更多详细信息,请参阅半导体模块4(场效应晶体管)以完成对这些重要组件的研究。
警告:除非您知道并使用安全的工作实践,否则您不应该在“带电”电路上工作。许多从市电(线路)电源(以及一些不)供电的电路都包含致命的电压以及其他危险。带电电路只能由训练有素的人员操作。
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