晶体管电路的调试方法

晶体管电路的调试方法
一、为什么必须对电路进行调试
由晶体管放大电路的知识可知：晶体管在输入交流信号的同时，必须叠加一个直流电压，使被放大的信号不致产生失真。

为晶体管提供发射结正向偏压的直流偏置电路有图1中的a、b、c、d四种。

在各类偏置电路中，只有将晶体管集电极电流Ic调整在一个适当的范围内，才能保证晶体管的正常工作。

在电源电压Ec、集电极负载电阻Rc、发射极电阻Re(指图1c、d电路)一定时，Ic仅由晶体管电流放大系数β和基极电阻(称偏流电阻)Rb决定。

收音机各级偏置电路中的静态Ic值，都是针对晶体管一定的β值而设定的。

由于同一型号的晶体管的β值存在差异，我们在设置一级放大电路或更换晶体管时，都必须通过调整Rb来获得合适的Ic。

这一调整过程就是电路的调试，其实质是为晶体管寻求一个理想的工作点。

二、电路调试的基本方法
调试之前必须弄清楚Rb的变化是如何改变Ic的。

在图1的a、b、c电路中，Rb是唯一的。

并且都是Rb增大时，Ic减小、Rb减小时Ic增大。

而在d电路中，调整Rb1和Rb2均可改变Ic，Rb1增大时Ic减小，但Rb2增大时Ic却亦
增大，一般都通过调整Rb1来改变Ic。

电路调试的具体步骤如下：
1．选取一只定值电阻和一只电位器(或微调电阻)，串联后接入电路用以代替偏流电阻Rb。

定值电阻能对晶体管起保护作用，其阻值一般取电路图上标注的偏流电阻(标有★号)Rb阻值的一半。

而电位器的阻值通常取Rb的1～2倍。

例如电路图上Rb为62k时，可取30k的定值电阻与5lk～100k的电位器串
联。

在调试开始前还应将电位器的阻值调至最大。

2．找到电路板上连接晶体管集电极与电源正极(指NPN管，下同)的铜箔条，条上一般都设计有一个供检测用的缺口(如若没有，可自行用刀片刻断铜箔条形
成lmm宽的缝隙)。

将万用表直流毫安挡串联接入缺口，红表笔接电源正极一侧，黑表笔接集电极一侧，见图2。

毫安表的量程应为Ic值的2倍。

例如：需调Ic 为2．5—3mA时，可选用5mA挡。

3．接通调试电路电源，缓慢地调节电位器，将其阻值逐渐减小，可观察到毫安表上反映Ic的示数会相应地增大。

当Ic达到规定值时，即停止调节。

断开电源，拆下串联的定值电阻与电位器，用万用表欧姆挡测出它们的串联电阻值。

再选一个与测量值相当的定值电阻正式装入电路，通电后再次检测Ic值，若无异常，可用焊锡将缺口封好，电路调试即告完成。

三、调试中应注意的问题
1．调试时应使晶体管处于无交流信号输入状态。

可将连接晶体管基极的耦合电路断开。

2．若规定的Ic值有一个范围，可取中间值。

3．在用电烙铁焊上调试用的Rb或正式装入的Rb后，须待晶体管冷却1-2
分钟后再进行调试，以减小Ic因温度升高而形成的误差。

4．若调整Rb时无Ic或Ic无变化，则应检查晶体管是否损坏、管脚是否插错、其它元件有无问题。

5．如果不便断开集电极通路的铜箔条，可用直流电压表并联在Re两端，测
出Re两端电压，再由欧姆定律换算出Ie，也即近似的Ic(此法对图l中的a、b 电路不适用)。

晶体闸流管知识讲座
晶体闸流管简称晶闸管，亦叫可控硅(SCR)器件或半导体闸流管。

晶闸管是一种“以小控大”的功率(电流)型器件，它的门极象闸门一样，能够控制大电流的流通，闸流管由此得名。

晶体闸流管简称晶闸管，亦叫可控硅(SCR)器件或半导体闸流管。

晶闸管是一种“以小控大”的功率(电流)型器件，它的门极象闸门一样，能够控制大电流的流通，闸流管由此得名。

晶闸管具有体积小、重量轻、功耗低、效率高、寿命长及使用方便等优点，因而应用领域十分广泛，在普通家用电器、电
子测量仪器和工业自动化设备中都能见到它们。

现在许多初级电子制作实验电路中也采用了晶闸管，如交流无触点开关、调光、调速、调压、控温、控湿及稳压等电路，所以初学者接触晶闸管的机会不少，本文对这类器件作重点讲解。

一、晶闸管的基本结构和主要特性
晶闸管的种类很多，本节主要以最常用的普通单向晶闸管和双向晶闸管为例，讲述其基本结构和主要特性。

单向晶闸管内有3个PN结，它们是由相互交叠的4层P区和N区所构成，如图1所示。

实际在原理上可看成两个相互连接的不同导电类型(PNP管和NPN 管)的三极管。

单向晶闸管有3个电极，即A极(阳极)、K极(阴极)和G极(控制极，也称门极)。

单向晶闸管的特性和工作原理可用图2来说明。

以管子K极为公共端，在管子A极加上正极性电压后，只要再施加一定的正向电压于G极，管子就会导通，串接在A、K极回路中的灯炮就被点亮。

晶闸管导通后，G极便失去作用。

要关断电路，使灯熄灭，就必须将阳极电压降低到一定值以下或施加反向的阳极电压。

由此可见，单向晶闸管好比是具有单向导电性能的可控制的硅二极管，其G极只是用来控制管子的导通时刻。

由上也可归纳出晶闸管导通(非击穿导通)的必要条件：(1)管子A极应加上正极性电压；(2)管子G极应加上合适的正极性触发电压。

晶闸管在以下3种情况下不导通：(1)管子A极被加上负电压；(2)A极虽加上正电压，但G极没加触发电压；(3)管子各极电压虽施加正确，但A—K极间导通电流小于其维持电流Ih(见下述)，故管子不能维持导通状态。

单向晶闸管的伏安特性曲线如图3所示。

由图可见，它可分为5个区域，即反向击穿区、反向阻断区、正向阻断区、负阻区和正向导通区。

通常绝大多数晶闸管应用电路均工作于正向阻断和正向导通两个区域。

晶闸管不可进入反向击穿区(即管子A、K极反向电压不能大于反向峰值电压Vrrm)，否则很可能使管子烧坏。

通常为了分析方便，将晶闸管电路分成主回路和触发电路两大部分，任何复杂的晶闸管应用电路都可看成由这两部分基本电路组成。

以图2电路为例。

阳一阴极电源ua、晶闸管VS和灯泡(即负载)组成了主回路；控制电源Ug开关K、晶闸管VS的控制极及阴极组成了触发回路。

双向晶闸管实际相当于两个反向并接的单向晶闸管，只是它是制作在同一硅单晶片上的N-P-N-P-N五层三端器件，其结构示意及电路符号如图4所示。

双向晶闸管具有双向可控导通的特性，其伏安特性曲线也是双向对称的，这与具有“正向导通、反向阻断”特性的单向晶闸管是不同的。

双向晶闸管的特性决定了它主要可作交流无触点开关使用，前段时期十分流行的调光、调速等电路通常都是以双向晶闸管为主构成的，其典型电路如图5所示。

双向晶闸管有3个电极，即主端子T1(或称第一阳极)、主端子T2(或称第二阳极)和控制极G(或称门极)。

在应用电路中，不论施加于双向晶闸管T1、T2间的电压极性如何，即不论T1为正还是T2为正或反之，只要对G极施加适当
的触发电压，便可使管子由截止态(阻断态)转为导通态。

二、晶闸管的种类和型号
晶闸管的家族成员很多，除以上述的单向、双向晶闸管外，按其特性分类还有可关断晶闸(简称GTO)、高频晶闸管、逆导晶闸管、双向触发二晶闸管、反向阻断(或导通)二级晶闸管等。

按电流容量分类，有大功率(>50A)、中功率(5A～50A)和小功率(<5A)晶闸管。

晶闸管还可按其封装结构、关断速度等进行分类，具体分类情况请参见图6。

晶闸管的外形有不少与普通三极管相似。

一般爱好者接触的小、中功率晶闸
管大都采用塑封结构，其外形与塑封三极管没有什么差别，应用时不要搞错。

中、大功率晶闸管外形大多像大功率二极管，采用金属壳螺栓型封装，只是多出一个G极。

大功率晶闸管有较多采用平板金属壳封装。

图7示出数种较有代表性的晶闸管外形，供参考。

国产单向晶闸管的型号主要有3CT×××和KP×××，如3CTl01～107、3CT021～064、KP20等。

双向晶闸管型号主要有3CTS××和KS××，如3CTSl、3CTS3、KS5、KS20等。

国产快速晶闸管型号为KK××，如KK5A、
KKl0A等。

国外晶闸管型号很多，大都是按各公司自己的命名方式定型号，如较常见的单向晶闸管有SFORl、CR2AM、sF5等，双向晶闸管有BTA06、BcR6AM、MAc97A6等。

三、晶闸管的主要技术参数
单向晶闸管的主要技术参数有It、Vbo、Vdrm、Vrrm、Vg、Ig等(参见图3)。

额定正向平均电流It是在规定条件下，阳极和阴极间可连续通过的50Hz正弦半波电流的平均值。

正向转折电压Vbo指在门极断开时，使晶闸管阳阴极间击穿所施加的阳、阴极正向电压。

正向阻断峰值电压Vdrm为正向转折电压Vbo减去100V之值，即
Vdrm=Vbo-100V。

应用晶闸管时，A、K极所加正向电压峰值不能超过Vdrm。

反向阻断峰值电压Vrrm为反向击穿电压Vrb减去100V之值。

应用晶闸管时，A、K极间所加反向电压峰值不可超过Vrrm。

G极触发电压Vg为晶闸管由阻断转为导通所需的控制极最小直流电压值。

G极触发电流Ig是使晶闸管由阻断态触发为导通态所需的控制极最小直流电流值。

维持电流Ih为能使晶闸管维持导通状态所需的最小正向阳极电流。

当阳极电流小于Ih时，晶闸管便会关断。

双向晶闸管的主要电参数有It，Vdrm、Ig、Vg、Igm、Ih等。

其中通态额定电流It用交流电的有效值(Rms)表示。

Vdrm是指关态峰值电压或称额定耐压，选用晶闸管的Vdrm通常应为电源电压的3倍左右较为安全可靠，例如晶闸管用在220V市电电路中，应选Vdrm≥600V的管子较好。

Igm为允许加在控制极的最大触发电流，Igm通常为Ig的10倍，使用管子在任何情况下触发电流均不可超出Igm，否则可能烧坏管子。

Ig、Vg、Ih等参数的含义与单向晶闸管相似，但另有“双向”含义。

四、晶闸管性能的简单检测
1．单向晶闸管的检测前已述及，单向晶闸管内有3个PN结(图1)。

只有在3个PN结都良好的情况下管子才是正常可用的，因此我们可用万用表来检查PN 结的好坏，作出晶闸管是否正常的判断。

由于单向晶闸管的G、K极间为一PN 结，其特性与普通二极管相似，因而可用万用表R×10或R×100挡测其正反向电阻，进而判断好坏。

若测出正、反向电阻两者有明显差别，说明G、K极间的PN结正常；若正反向电阻皆很大，表明G、K极间断路；倘若正反向电阻都很小，接近于零，说明G、K极问已短路；后两种情况均表明管子已坏，不能使用。

值得注意的是，G、K极问正反向电阻的差别要远小于普通硅二极管，主要是反向电阻较小，尤其是中、大功率管更甚，所以测量时别误以为管子已坏。

单向晶闸管的G、A极间为2个PN结反向串联，A、K极间为3个PN结反向串联，所以测量G、A和A、K电阻时，无论表笔如何接，它们的电阻都应很大，通常大于几百k，有不少管子均为∞。

(表针不动)。

若测出阻值较小，或有正反向电阻，或电阻接近于零，都表明管于已坏。

最后检查管子的触发特性是否正常。

如图8所示，将万用表置R×1挡，红表笔接K极，黑表笔接A极。

然后用导线短接一下G、K极，这相当于给G极一正向触发电压，此时应可见到表针明显偏向小阻值方向，示值为几十～十欧左右，这时断开G、K极连接(红、黑表笔仍分别与K、A极相连，并且在断开G、K连接时不允许A、K极与表笔的接触有瞬间的断开)，表针示值仍应保持不变，这就表明管子的触发特性基本正常，否则就是触发特性不良或根本不能触发。

2．双向晶闸管的检测先用万用表R×10或R×100挡测量主端子T1与G极间电阻，正反测的电阻正常值都应在几十欧至几百欧。

若测值太小、太大或正反向电阻有差别，都表明管子不良或已坏，不能使用。

然后测主端子T2-G极、Tl—T2
间电阻，用R×1k或R×10k挡测，无论正反测均应很大，一般为表针不动(∞)，否则说明管子性能差或已损坏。

最后可参照图8所示，用万用表R×1挡检查双向晶闸管的触发特性(适合10A以下管子)。

这种检测分两步进行：(1)如图8中(1)所示，将黑表笔接T1，红表笔接T2，此时表的示值为∞。

再短接T2与G，相当于给G加上负触发电压，此时表针应偏转至10Ω左右，表明管子已被触发导通。

然后在保持T1、T2与黑、红表笔接触良好的情况下，断开T2与G的连接，此时表针示值仍应为10Ω左右，说明管子在被触发导通之后，去掉触发信号仍能维持导通状态，管子为正常。

(2)如图8中(2)所示，将红表笔接Tl，黑表笔接T2，然后采用与上述(1)相同的操作手法，检查给G极加上正触发电压情况下的触发特性，判断要点及数据(即导通电阻为10Ω左右)与(1)所述相同。

以上测量中，只要测出一个触发特性不好，这个双向晶闸管便不能使用。

数字万用表使用维修经验
1．数字表的分辩率比指针式表高三个数量级，～200mV挡分辩率为o．1mv，所以可以直接测量低电压。

例如，录音机磁头两端的开路输出电压为0.2～0.8V，完全可以用数字表交流200mV档直接测出。

2．同样道理，数字表直流200uA档的分辩率为0．1uA，而指针式表50uA 挡的最小分度值是1uA。

数字表可以准确的测出液晶电子表2～3uA的工作电流。

3．用数字表测量小阻值电阻时，应先将两表笔短路，读出表笔连线的自身电阻(一般有0．2～0．3Ω)，以对被测阻值作出修正。

4．数字表电阻测量挡有过电压保护功能，瞬间误测规定范围内的高电压不会造成损坏，如DT830型数字表的电阻挡最大允许输入电压(直流或交流峰值)为250V。

这是指针式表不能相比的。

但必须指出，这是使用者误用电阻挡测量电
压时仪表的安全值，决不表示可以带电测量电阻值。

5．检查电路通、断，应将功能开关拨到数字表的“蜂鸣器”挡，而不要象指针式表那样用电阻挡。

使用者只要听有没有蜂鸣声，就能判断线路通不通。

6．数字表测电容量时；一定要先将被测电容器两引线短路一下，将电容充分放电。

否则电容内储存的电荷会击穿数字表内CMOS双时基集成块。

这种教训是很多的。

此外，每改变一次电容测量量程，都要用“零位调整钮”重新调零。

7．数字表的“二极管”挡可以测量发光管，既能读出发光管的正向压降为1．8V 左右，还能看到微弱发光。

若利用hFE挡的c-E两孔测量，表内提供较大电流，管子发光较亮，这时屏上显示过载符号“1”。

同样道理，可以利用hFE挡的c-E 两孔测量来检查LED数码管。

例如，检测Bs381RH共阳极数码管时，将⑤⑩两脚接NPN“c”孔，其它各引脚连起来接到“E”孔，则数码管
显示各线条都应点亮，显示“8”字样。

8．利用数字表灵敏度高的特点，可用感应方法判断电源线中哪条是火线，哪条是地线。

将表置于交流2V挡，只把一支红表笔插进电源孔中，如果表屏显示为O．14V左右(读数与表与插孔距离有关)，表示这条线是“地线”；如果显示溢出“1”，则表示这条是“火线”。

若要分辩照明电源线，可以不剥开绝缘皮。

将两股线分开几厘米的距离，用红表笔去分别触碰导线的绝缘皮，显示读数大的哪条是火线；读数小的是地线。

两者之差约0．1～0．2V。

9．数字表若有测试温度功能，要把挡位开关置于“Temp”挡。

将温度测量附件(热电偶)插头黑端插入COM孔，红端插入v／Ω孔，即可读出热电偶处的温度值。

用它测量冰箱内冷冻室、冷藏室的温度非常方便。

10．数字表液晶显示屏引脚玻璃片有局部损伤时，可以细心修复。

将504双管胶粘剂按比例调好，仔细地按屏引脚导电带的宽度涂在玻璃片损伤处，然后撒上2B铅笔芯粉。

约过一小时后，待涂胶处尚未完全凝固，还有点发软时，再用2B铅笔在上面轻轻涂复。

这样涂胶处成为又黑又亮的导电引线。

这种方法
还能将凹陷的损伤处填平，更便于导电橡胶的可靠接触。

三极管及场效应管引脚识别和测量
1．三极管及场效应管引脚识别
图10示出了最常见的管子引脚排列法。

近年来如图ll所示的引脚捧列法管子也逐渐增多，应用时必须搞清．吃不准时应查晶体管手册或用万用表测量
1．三极管及场效应管引脚识别
图10示出了最常见的管子引脚排列法。

近年来如图ll所示的引脚捧列法管子也逐渐增多，应用时必须搞清．吃不准时应查晶体管手册或用万用表测量。

2．用万用表检测三极管
按图12所示．可检查三极管的Iceo。

一般锗中、小功率管实测阻值应在10～20kΩ以上，硅管应在100kΩ以上．实际上绝大多数管子均看不出表针摆动，即示值为无穷大．若实测阻值太小，表明Iceo很大，这种管子不能使用；若阻值近于零，说明管子C、E已击穿。

用同样方法可检查Icbo．只需将表笔改接B、C极．并注意测其反向电阻即可。

在测IcEo基础上，再接一个lOkΩ(硅管)或20kΩ(锗管)电阻，如图12中虚线所示．便可检查管子放大系数Hfe。

接上电阻后表针示值变小越多，说明管子hFE越大；若阻值不变或改变很小。

说明管子损坏或
放大能力很差。

实测中也可用手(需较湿)捏牢B、C极来代替电阻．这是利用人体电阻的一种方法。

现在许多万用表均设有三极管测试挡(孔)，可直接粗略测出管子hFE及判断出B、E、c极．实践中应尽量采用这种测试方法．
3．结型场效应管粗略检测
用万用表R*100档，实测3DJ6等型管G极对另两电极的正向电阻应为4-10K，反向电阻应为无穷大；实测D、S极间电阻“正反”测均应为数K。

若实测值不符要求，说明管子已坏或性能差。

（转载请注明转自维修吧）。