2.4 晶体管

2.4.1 晶体管的字母表示及命名

晶体管是一种常用的具有两个PN结的半导体晶体器件，有3个电极。晶体管的应用十分广泛，在电路中通常用起电流放大与开关的作用。

1.晶体管的字母表示

晶体管在电路中用“V”或“VT”（旧文字符号为“Q”、“GB”等）表示。

2.晶体管的命名

根据国家有关标准规定，国产晶体管的型号命名由5部分构成，具体如下：

在实际检修中，高压二极管损坏多为击穿，引起过电流，使高压变压器负载加重，引起较大的电流声，且不能加热，时间略长则会将高压熔丝管或电源熔丝管熔断。

表2-10为晶体管材料代号和意义对照表。

表2-10 晶体管材料代号和意义对照表

表2-11为晶体管类别代号和意义对照表。

表2-11 晶体管类别代号和意义对照表

2.4.2 晶体管的分类及电路图形符号

晶体管的种类繁多，根据不同的分类标准，其分类情况如下。

1.按PN结的性质分类

按PN结的不同，晶体管可分为PNP型晶体管和NPN型晶体管。

（1）PNP型晶体管

如图2-59所示为PNP型晶体管的实物及电路图形符号。

图2-59 PNP型晶体管

如图2-60所示为PNP型晶体管内部结构示意图。

图2-60 PNP型晶体管内部结构

由两块P型半导体中间夹着1块N型半导体所组成的晶体管，称为PNP型晶体管。

（2）NPN型晶体管

如图2-61所示为NPN型晶体管的实物及电路图形符号。

图2-61 NPN型晶体管

如图2-62所示为NPN型晶体管内部结构示意图。

图2-62 NPN型晶体管内部结构

2.按频率高低分类

晶体管按频率的高低可以分为高频晶体管和低频晶体管。

高频晶体管的工作频率很高，通常情况下高频晶体管为军用品。

如图2-63所示为高频小功率晶体管，高频晶体管采用金属封装，其金属外壳可以起到屏蔽的作用。

3.按功率大小分类

晶体管按功率大小可分为大功率管、中功率管和小功率管，下面来了解微波炉中常用的几种大功率管和小功率管。

（1）金属封装大功率晶体管

如图2-64所示为金属封装大功率晶体管实物图。

图2-63 高频小功率晶体管实物图

图2-64 金属封装大功率晶体管实物图

NPN型晶体管由3块半导体构成，其中两块N型和一块P型半导体组成，P型半导体在中间，两块N型半导体在两侧。

金属封装大功率晶体管的体积较大，外形为帽子形状，帽子顶部用来安装散热片，其金属外壳本身就是一个散热部件。两个孔用来将晶体管固定在电路板上。这种封装的晶体管只有基极和发射极两个引脚，集电极就是晶体管的金属外壳。

（2）塑料封装大功率晶体管

如图2-65所示为塑料封装大功率晶体管实物图。

塑料封装大功率晶体管有3个引脚，其上部有一个孔以便与散热片固定。因为大功率晶体管的耗散功率比较大，容易发热，所以要设置散热片。根据这一特征可以分辨是不是大功率晶体管。

（3）塑料封装小功率晶体管

如图2-66所示为塑料封装小功率晶体管实物图。

图2-65 塑料封装大功率晶体管实物图

图2-66 塑料封装小功率晶体管实物图

塑料封装小功率晶体管是电子电路中用得最多的一种晶体管，它的具体形状不同，3个引脚的分布规律也有多种。

小功率晶体管在电子电路中主要用来发挥除放大信号功率之外的作用，如用来放大信号电压、作为各种控制电路中的控制器件等。

4.其他类型的晶体管

（1）光敏晶体管

如图2-67所示为光敏晶体管的实物及电路图形符号。

图2-67 光敏晶体管

光敏晶体管工作原理是：在无光照射时，光敏晶体管处于截止状态，无电信号输出；当有光照射其基极（受光窗口）时，光敏晶体管将导通，从发射极或集电极输出放大后的信号。

（2）开关晶体管

塑料封装大功率晶体管的输出功率比较大，用来对信号进行功率放大。

光敏晶体管是具有放大能力的光电转换晶体管，广泛应用于各种光控电路中。

如图2-68所示为开关晶体管的实物图。

开关晶体管在开关电路中用来控制电路的开启或关闭，其功能十分像一个无触点的电子开关。

其比较突出的优点是开关速度快、体积小，可以用很小的电流控制大电流的通断，因此在很多电子产品的电路中都可以找到该类晶体管。

（3）达林顿晶体管

达林顿晶体管又称达林顿结构的复合管，简称复合管。如图2-69所示为达林顿晶体管实物及电路图形符号。

图2-68 开关晶体管实物图

图2-69 达林顿晶体管

达林顿晶体管内部由两只输出功率不等的晶体管按一定接线规律复合而成。根据内部两只晶体管复合方式的不同，有4种不同的达林顿晶体管，同时管内还会有电阻器。

2.4.3 晶体管的特性及工作条件

1.晶体管的特性

下面分别是两种导电类型——PNP型和NPN型晶体管的基本特性，其导通偏压方向如图2-70所示。

图2-70 晶体管的图形符号

达林顿晶体管主要作为功率放大管和电源调整管。

（1）放大特性

晶体管基极电流发生微小的变化，就可以引起集电极电流产生较大的变化，说明基极电流对集电极电流有控制作用，把这种控制作用叫做晶体管的电流放大，即晶体管具有电流放大作用。

（2）开关特性

晶体管的截止和饱和导通状态，相当于开关的断开和闭合，使信号隔断和通过。加控制信号后，便组成简单的开关电路。

如图2-71所示，该电路中，若调整R_v使加到VT的基极电压足够低（BE结不导通），则基极电流等于0，基极控制集电极，则C、E之间的电阻为无穷大，等效于开关断开。

反之，若调整R_v使加到VT的基极电压足够高（BE结导通），则基极电流较大，基极控制集电极，则C、E之间的电阻很小，等效于开关闭合。

图2-71 晶体管的开关电路

2.晶体管的工作条件

必须给晶体管以合适的外部条件，晶体管才能实现放大作用，这个外部条件就是给晶体管适当的偏置，即给各电极加上一个合适的电压。

晶体管组成的放大电路多种多样，但无论晶体管组成的放大电路形式如何变化，要使晶体管具有放大作用，必须满足：发射极正偏，集电极反偏。

对于NPN型晶体管来说，要使发射极正偏，就需要基极的电位大于发射极电位；集电结反偏，就需要集电极电位大于基极电位，如图2-72所示，即V_C＞V_B＞V_E。

图2-72 NPN型晶体管偏压示意图

对于PNP型晶体管来说，要使发射结正偏，就需要基极的电压小于发射极电压；要使集电结反偏，就需要集电极电位小于基极电位，如图2-73所示，即V_E＞V_B＞V_C。

图2-73 PNP型晶体管偏压示意图

掌握以上晶体管3个电极间的关系，可以通过测试正常电路中晶体管3个电极的电位来判断这个晶体管是NPN型还是PNP型晶体管。

晶体管也有起始电压，晶体管的起始电压是指晶体管基极与发射极之间的电压。不同类型、不同材料的晶体管的起始电压不一样。硅材料的NPN型晶体管的起始电压是0.6～0.8V（基极对发射极的电压，下同）；硅材料的PNP型晶体管的起始电压是-0.8～-0.6V；锗材料的NPN型晶体管的起始电压是0.15～0.3V之间；锗材料的PNP型晶体管的起始电压是-0.3～-0.15V。

2.4.4 晶体管的检测

下面就PNP型晶体管和NPN型晶体管的检测方法做具体介绍。

1.NPN型晶体管和PNP型晶体管的判别

晶体管在电路中主要起放大作用，根据PN结的不同有NPN型和PNP型两种。在实际电路中，常常需要判别待测的（或待更换的）晶体管是NPN型还是PNP型。

如图2-74所示，首先明确晶体管的3个引脚从左到右分别为发射极（E）、基极（B）和集电极（C）。

图2-74 明确引脚的极性

（1）如何判断NPN型晶体管

1）小心对晶体管的各个引脚进行清洁，去除表面污物，如图2-75所示，以确保测量准确。

图2-75 清除晶体管引脚污物

2）将指针式万用表的量程调至“R×1k”挡，如图2-76所示，然后再将两表笔相接进行调零校正。

图2-76 检测晶体管

3）将红表笔（接万用表正极）接在该晶体管中间的基极引脚上，再将黑表笔（接万用表负极）接在左侧的发射极引脚上，图2-77所示。这时可以测得基极与发射极之间的阻值R₁。

4）将红表笔接在该晶体晶体管中间的基极引脚上，再将黑表笔接在右侧的集电极引脚上，图2-77所示。这时可以测得基极与集电极之间的阻值R₂。

5）若R₁、R₂均为几千欧，此时即可判定该晶体晶体管为NPN型晶体管。

晶体管的生产厂家有很多，对于基极、发射极和集电极的排列顺序也不同，在实际检测时，要注意。

（2）如何判断PNP型晶体管

1）清洁引脚并进行欧姆调零校正，然后将红表笔接在晶体晶体管的基极引脚上，如图2-77所示，将黑表笔接在发射极引脚上。这时可以测得基极与发射极之间的阻值R₁。

图2-77 检测晶体管

2）保持红表笔接在该晶体晶体管的基极引脚上，将黑表笔接在晶体晶体管的集电极引脚上。这时可以测得基极与集电极之间的阻值R₂。

3）将黑表笔接在该晶体晶体管中间的基极引脚上，再将红表笔接在左侧的发射极引脚上，这时可以测得一固定的阻值R₃。再将红表笔移到集电极上，所测得的阻值记为R₄。

4）若R₁、R₂趋于无穷大，R₃、R₄为几千欧至几十千欧，则可判定该晶体管为PNP型晶体管。

2.检测晶体管的放大能力（β）

如图2-78所示为晶体管检测操作示意图。

图2-78 检测晶体管的放大能力

晶体管的信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地。

检测时可按图2-78所示的方法连接，此时指针应向右偏转，偏转的角度越大，说明放大倍数β越大。如果加了电阻R之后指针变化不大，或根本不变，则说明管子的放大作用很差或已损坏。

检测硅管时，电阻R值可在50～100kΩ之间选用；检测锗管，R阻值可在1～20kΩ之间选用。也可利用人体电阻，即用手用力捏住C、B两脚（但C、B间不能短路）来代替电阻R。

3.晶体管好坏的检测

晶体管的好坏可用万用表的R×100挡或R×1k挡测量。

（1）PNP管好坏的检测

检测PNP型晶体管时，用红表笔接其B极，黑表笔分别接发射极E和集电极C，所测阻值为发射集E和集电极C之间的正向电阻，该正向电阻越小越好。对换表笔后，用黑表笔接基极B，红表笔分别接发射极E和集电极C，所测阻值为反向电阻，该反向电阻越大越好。如所测晶体管的正向电阻为零时，说明晶体管已损坏。

（2）NPN管好坏的检测

检测NPN型晶体管时，先将黑表笔放在晶体管基极B，然后分别将红表笔放在集电极C和发射极E，两次都应有读数，而且比较近似；反过来把黑表笔放在基极B，红表笔放在集电极C和发射极E，无论表笔怎样连接都应该没有读数。否则，说明该晶体管已损坏。

需要说明的是，在采用数字万用表测试NPN型晶体管时，应该用红色表笔接B极，黑色表笔接C极和E极；而测试PNP型晶体管时则应相反。