1.1.4 二极管和三极管类

1．手机中的二极管

手机中的二极管均是片状，多为黑色的硅管。

（1）按照二极管封装形式分类。

① 单二极管，在二极管上一般直接标注有正负极，有白条纹的为负极。

② 双二极管，外观像三极管，需在电路板上识别。双二极管可以用万用表测试。

③ 将几个二极管组合成一个模块构成组合二极管，组合二极管在三星手机中常用于开机电路中作为开机二极管使用。

单二极管、双二极管、组合二极管如图1-3、图1-4和图1-5所示。

（2）按照二极管作用分类。

① 普通二极管。普通二极管在电路中起开关、整流，以及组成简单的与或电路等作用。

② 发光二极管。发光二极管在手机中主要作为键盘背景灯、状态指示灯和显示屏照明灯使用。发光二极管主要有红色、绿色、蓝色、白色等几种，也有的可以发出双色光、三色光、多色光的发光管，这实际将两种或三种不同颜色的发光管封装于同一壳体内制成的。在手机中发光二极管电路都会串接一个限流电阻，以防止大电流损坏发光二极管，发光二极管只工作在正偏状态，发光二极管的正极加上电压，而负极没有接地构成回路，发光二极管将不会发光。在正常情况下，发光二极管的正向电压为1.5～3V。发光二极管可以用R×10k挡进行测试，如果能够发光则说明二极管本身正常。发光二极管的符号如图1-6所示。

③ 变容二极管。变容二极管的符号如图1-7所示。

变容二极管与一般二极管的区别是变容二极管需要加反向电压才能工作。

变容二极管在手机中多用在调谐电路和自动频率微调电路，变容二极管是一个电压控制元件，常用在手机的一本振、二本振电路，在手机中只要看到变容二极管符号，就可以判断电路是压控振荡器。

④ 稳压二极管。稳压二极管又称齐纳二级管，是利用二极管的反向击穿特性来工作的，由于在电路中起稳定电压作用故又称稳压管。

在手机电路中，稳压管常用于受话器、振动器、振铃器。由于手机电路所使用的受话器、振动器、振铃器都带有线圈，当这些电路工作时，由于线圈的感应电压会导致一个很高的反峰电压，稳压二极管用来防止该反峰电压引起电路损坏。在手机的充电电路、电源电路中也较多地采用了稳压二极管，尤其是逻辑电路，对供电的电压精度、纯净度要求更高，以避免时序脉冲受到破坏，造成电路误动作。所以，在手机电路中，稳压二极管应用比较多。

稳压二极管如图1-8所示。

⑤ PIN二极管。相当于一个电调可变电阻，用于自动增益和功率控制电路。

2．二极管的测试

二极管的测试比较简单，用指针式和数字式万用表都可以测试二极管。

（1）用数字式万用表检测二极管。将数字表打到“→”挡，数字式万用表红表笔接的是电池正极，黑表笔接的是电池负极，所以，测试时将红表笔和黑表笔分别接二极管两端，交换表笔进行测试共测试两次，在显示屏上会显示测试值，一次显示为“1”，一次显示为“0.60”，数字式万用表的显示值表示的是二极管的电压压降，当为上述两个值时，二极管是正常的，可以在电路中使用，其中，当为0.60V压降时，红表笔接的引脚为二极管正极。

（2）利用指针式万用表测量晶体二极管，步骤如下：

① 把万用表拨到“欧姆挡”，一般用R×100挡或者R×1k挡（注意：不要用R×1挡或R×10k挡，因为用R×1挡表内电流太大，而R×10k挡表内电压太高，容易烧坏管子）。

② 用表笔分别测量二极管的两端，交换表笔测试共两次，一次为几千欧，另一次为无穷大，说明二极管正常。当测量值为几千欧时，黑表笔接的是二极管的正极。

3．手机中的三极管

三极管包括硅（Si）管和锗（Ge）管，每一种材料的三极管根据结构不同又分为PNP和NPN型，其中PNP型多为锗管，NPN型多为硅管，但无论哪种结构，都是三个区和两个PN结。

三个区：e：发射极。

b：基极。

c：集电极。

两个结：be结：发射结。

bc结：集电结。

将三个区引出三根引线，就是三个电极，再穿上外壳，就是一只三极管，手机中的三极管多为黑色小片状，只有焊点，没有引线，直接与PCB相连，外形如图1-9所示。

（1）单三极管。在单三极管中，c极因电流大，需良好散热，所以一般较宽，起散热片作用。

（2）带阻三极管。目前，手机中最常用的三极管是带阻三极管，在电路中起开关的作用，如图1-10所示。

（3）双三极管。双三极管在双频或三频、四频手机中应用较多，其内部结构如图1-11所示。

4．三极管的作用及应用举例

三极管在手机中有以下几种作用。

（1）作为放大管使用。三极管用做放大管时，以三极管为核心，加上外围元件，可以构成放大器，如低噪声放大器（LNA）、中频放大器（IFA）、前置放大器及压振振荡器电路中的放大器。

（2）作为开关管使用。三极管用做开关管时，在电路中相当于一个开关，控制电路的通断，如供电控制、双频切换、双工切换。

（3）作为混频管使用。利用三极管的非线性特性，三极管在手机电路中还可用做混频管（MIX），起改变频率、接收混频、发射混频的作用。

5．三极管在手机中的应用

1）三极管在手机中作为放大管使用

手机中的放大电路，例如，接收机（RX）中的低噪声放大器、中频放大器、发射机（TX）中的前置放大器都是采用电阻分压式放大电路，只是高频放大（低噪声放大器信号）是从天线进来的，信号微弱频率又高，同时混进噪波、杂波，所以，在三极管的c极上加了LC并联谐振回路，选出手机的接收频率GSM为935～960MHz, DCS为1805～1880MHz，中频滤波器和前置放大电路放大的信号为固定频率，不需要选频网络，只需要滤波器即可。

下面以一个手机高放电路为例来进行分析，电路构成如图1-12所示。

图1-12中，FL461、FL470为滤波器；GSM-LNA275为900MHz频段低噪声放大器供电电压；MIX-275为混频工作电压，此处作为放大管的工作电压；Q461为放大管。

（1）放大管Q461。放大器的核心器件，在放大器中起电流放大作用，被放大的交流接收信号935～960MHz（GSM-RX-IN）从b和e极输入，放大后的信号从c、e极输出，所以该放大器为共e极放大电路，e为输入、输出端共用，放大倍数Au与三极管的放大倍数成正比关系。

（2）电源MIX-275。由射频供电RF-V2转换而成，MIX-275为高频放大和混频器供电，保证Q461工作在放大状态。

（3）电阻。

① 分压电阻R461、R460。可以将两个电阻看成串联，则通过分压得到固定的Vb电压送给三极管基极。

② 转换电阻R462为集电极负载电阻，可以将三极管电流放大转换为电压放大，一般为（几百欧～几千欧）。

③ 反馈电阻R468。将反馈电阻R468接在输入、输出的公共电极e上，将放大后的电流从输出端送回一部分于输入端，称为电流反馈。

（4）电容。

① 耦合电容C461、C464。C461、C464分别接在输入和输出端称为耦合电容，是前级和后级相连接的元件，作用有两个：利用电容隔直通交的特点，隔断信号源与负载之间的直流联系；提供通畅的交流通路，保证信号无损耗地通过，C461的作用是将接收信号送到放大电路，放大后的935～960MHz信号再由C464无损耗地送到混频器，保证信号没有衰减。

② 旁路电容C465。输出信号从c、e两端取出，输出信号Uo与输入信号Ui的比值就是电压放大的倍数，由于R465要分压，对Uo产生衰减，从而使Ao下降。加上电容C465，为交流提供了良好通路，避免了R468的能量损耗，使输出避免衰减，保证放大器有足够的放大倍数。

③ 谐振电容C462、C467。C462、C467与L461构成选频网络，利用LC的参数，产生900MHz接收信号的中心频率，由它选出下限频率935.2MHz和上限频率959.8MHz，使手机的接收成为一个频带935～960MHz，带宽为960-935=25MHz。

（5）电感。手机中的电源均为直流稳压或直流脉冲，在放大器的电源上加上电感L460、L461是利用电感“通直隔交”的特性将电源送到电路中的，同时，利用电感滤波，滤除电源中的纹波电压，保证电源更加平滑稳定。

2）三极管在手机中作为开关使用

作为开关的三极管工作在截止状态（如同开关断开）和饱和导通状态（如同开关闭合），利用这两种状态的交替，如同开关的断开与闭合，从而实现电路的截止与导通，使信号被隔断和通过。

6．手机中单三极管的测试

PCB上的三极管主要故障是击穿短路、参数变化、严重漏电、热稳定性差等，主要测试方法如下：

（1）将三极管当成两个背靠背的二极管，用测二极管的方法进行测试。

（2）测管压管：用数字式万用表的“→”挡，分别测三极管的两个PN结。

对NPN型管来说，红表笔接基极，黑表笔测e、c极各一次，两次在显示屏上显示0.60或0.69等数字，说明三极管管压降正常，三极管是好的。

对PNP型管来说，黑表笔接基极，红表笔测e、c极各一次，两次在显示屏上显示0.60或0.69等数字，说明三极管管压降正常，三极管是好的。

（3）测正反向电阻。除了用数字表测试管压降外，还可以用指针表测试三极管正反向电阻。

① 对于开路的三极管可以用电阻挡R×1k挡或R×100挡，不要用R×1挡或R×10k挡，电流太大，电压太高则会击穿管子。

② 对于在路的三极管可以用电阻挡R×10挡来测试。

单三极管的引脚排列是固定的，其引脚排列如图1-13所示。

注意

读者一定要掌握三极管的引脚排列，这对于检测判断区分三极管的好坏有着非常重要的作用。

测试步骤如下：

① 先假设是NPN型三极管，用黑表笔接三极管基极，红表笔接e、c极，可以测出电阻值为几千欧～十几千欧，说明管子确实是NPN型管，再将两表笔对换，即红表笔接基极，黑表笔接e、c极，电阻为无穷大，再用表笔测试e、c极，电阻值两次都为无穷大。

NPN型管各个极的测试值是be极（几千欧，∞）; bc极（几千欧，∞）; ce极（-∞,∞）这是三极管两个极之间的两次测试值。

② 假设是PNP型三极管，用红表笔接三极管基极，黑表笔接e、c极，可以测出电阻值为几千欧～十几千欧，说明管子确实是PNP型管，再将两表笔对换，即黑表笔接基极，红表笔接e、c极，电阻为无穷大，再用表笔测试e、c极，电阻值两次都为无穷大。

PNP型管各个极的测试值是be极（几千欧，∞）; bc极（几千欧，∞）; ce极（-∞,∞），这是三极管各极之间的正常测试值。

7．手机中双三极管测试

双三极管的测试首先要了解内部结构和各脚位电极，一般1#、2#、6#是一个三极管，3#、4#、5#是一个三极管，每个三极管均可以按照上述方法测试，一般双三极管多用做电子开关，只要判断好坏即可。双三极管对于初学手机的维修者来说是较容易混淆的，可以在测试前列表，测试时做好记录，然后再判断好坏。