半导体元件的识别与检测

本节主要介绍一些常见的半导体器件。如二极管、三极管、场效应管、单结晶体管、晶闸管、集成电路等，还介绍一体新半导体器件，如激光管、复合管等。

2.2.1 半导体器件命名

国内半导体器件的命名方法如下。

半导体器件的命名由五部分组成，如图2－8所示，第二、第三部分的意义如表2－7所示。

图2－8 半导体器件的命名

表2－7 半导体器件命名方法第二、第三部分的意义

【例2－10】2AP9“2”表示二极管，“A”，表示锗材料，“P”表示普通管，“9”表示序号。

【例2－11】3DG6“3”表示三极管，“D”表示NPN硅材料，“G”表示高频小功率管，“6”表示序号。

2.2.2 二极管

1.常见二极管及电路符号

常见二极管及电路符号如图2－9所示。

图2－9 常见二极管及电路符号

（a）普通二极管；（b）稳压二极管；（c）发光二极管；（d）光电二极管；（e）变容二极管；（f）双向触发二极管

2.常见二极管检测与代换

1）普通二极管极性判别及性能检测

二极管具有单向导电性，一般带有色环的一端表示负极。也可以用万用表来判断其极性，如图2－10所示，用万用表R×100Ω或R×1kΩ挡测量二极管正反向电阻，阻值较小的一次，二极管导通，黑表笔接触的是二极管正极 （可参见图2－7，使用电阻挡时黑表笔是高电位）。

二极管是非线性元件，不同万用表，使用不同挡次测量结果都不同，用R×100Ω挡测量时，通常小功率锗管正向电阻在200～600Ω之间，硅管在900Ω～2kΩ之间，利用这一特性可以区别出硅、锗两种二极管。锗管反向电阻大于20kΩ即符合一般要求，而硅管反向电阻则要求在500kΩ以上，小于500kΩ都视为漏电较严重，正常硅管测其反向电阻时，万用表指针都应指向无穷大。

图2－10 二极管极性判别

总的来说，二极管正、反向电阻相差越大越好。阻值相同或相近都视为坏管。测量二极管正、反向电阻时宜用万用表R×100Ω或R×1kΩ挡，硅管也可以用R×10Ω挡来测量。代换二极管时，并不需要每个参数都与原来的完全相同或优越，只要某些重要参数与原来的相同或优越即可代换。如检波二极管代换时，重点注意它的截止频率和导通压降即可，而普通整流二极管则要重点注意它的最高反压及最大正向工作电流，开关管则要重点注意它的导通时间和压降、反向恢复时间。该方法也适用于其他元件的代换，如电阻、电容、三极管等。

2）稳压管

稳压管是利用其反向击穿时两端电压基本不变的特性来工作，所以稳压管在电路中是反偏工作的，正偏时与普通二极管一样。其极性和好坏的判断与普通二极管所使用的方法一样（注：不要使用R×10kΩ挡）。

稳压管稳压值可用如图2－11所示的方法来测量，可用直流调压器做电源，也可以使用万用表内高压电池做电源，如22.5V层叠电池，但测量最高稳压值应小于该电池电压，若要测量更高稳压值时，则需要再串联1～2个同样的电池，此时万用表电压挡显示的读数就是稳压管的稳压值。万用表电阻挡最高挡常使用高压层叠电池，如6V、9V、15V、22.5V。当用最高挡测量稳压管反向电阻时，若表内层叠电池电压高于稳压管稳压值时，其反向电阻则变得较小，因为此时稳压管已被击穿。可以利用万用表这一特性来区分普通二极管与稳压管，但若稳压值高于层叠电池电压，就不能用这种方法来判别，只能直接测量其稳压值，若无稳压值，则可能是一般二极管。

图2－11 测量稳压管稳压值

3）发光二极管

（1）普通发光二极管。有些万用表用R×1kΩ挡来测量发光二极管正向电阻时，发光二极管会被点亮，利用这一特性既可以判断发光二极管的好坏，也可以判断其极性。点亮时，黑表笔所碰接的引脚为发光二极管正极，若R×1kΩ挡不能使发光二极管点亮，则只能使用R×10k挡正、反向测量其阻值，看其是否具有二极管特性，才能判断其好坏。

（2）激光二极管。激光二极管是激光影音设备中不可缺少的重要元件，它是由铝砷化镓材料制成的半导体，简称LD。为了易于控制激光管功率，其内部还设置一只感光二极管PD，如图2－12所示的是M型激光管内部结构。激光管顶部为斜面的常用于CD唱机，顶部为平面的常用于视盘机，LD的正向电阻较PD大 （测量时宜用R×100Ω或R×1kΩ挡）。利用这一特性可以很容易地识别其三只引脚的作用（注意做好防静电措施才可测量）。

图2－12 M型激光管内部结构网

4）光电二极管

光电二极管又称光敏二极管，当光照射到光电二极管时，其反向电流大大增加，使其反向电阻减小。在测量光电二极管好坏时、首先要用万用表R×1kΩ挡判断出正负极，然后再测其反向电阻。无光照射时，一般阻值都大于200kΩ。受光照射时，其阻值会大大减少，若变化不大，则说明被测管已损坏或不是光电二极管。该方法也可用于检测红外线接收管的好坏，照射光改用遥控器的红外线。当按下遥控键时，红外线接收管反向电阻会变小且指针在振动，则说明该管是好的，反过来也可以用于检测红外线遥控器的好坏。

2.2.3 三极管

1.常见三极管及其电路符号、引脚排列

常见三极管及其电路符号、引脚排列如图2－13所示。

图2－13 常见三极管及其电路符号、引脚排列

（a）国产普通三极管；（b）塑封小功率三极管；（c）中功率三极管；（d）高频小功率三极管；（e）片状三极管；（f）低频大功率三极管；（g）三极管电路符号

2.三极管的引脚和电极判别

1）三极管引脚常规排列

如图2－13所示，三极管引脚排列并没具体的规定，各生产厂家都有自己的引脚排列规则。

2）用万用表判断三极管管脚和电极

（1）首先找出基极 （b极），使用万用表R×100Ω或R×1kΩ电阻挡随意测量三极管的两个极，直到指针摆动较大为止。然后固定黑 （红）表笔，把红 （黑）表笔移至另一引脚上，若指针同样摆动，则说明被测管为NPN（PNP）型，且黑 （红）表笔所接触引脚为b极。

（2）集电极 （c）极和发射极 （e）极判别。根据上面的测量已确定了b极，且为NPN （PNP）型。再使用万用表R×1kΩ挡进行测量。假设一极为c极接黑 （红）表笔，另一极为e极接红 （黑）表笔，用手指捏住假设c极和b极 （注意c极和b极不能相碰），读出其阻值R1，然后再假设另一极为c极，重复上述操作（注意捏住b、e极的力度两次都要相同）。读出阻值R2。比较R1、R2的大小，以小的一极为假设正确，黑（红）表笔接c极。

（3）三极管质量判别。三极管质量判别可通过检测一下三点来判断，只要有一点不能达到要求，该三极管就是坏管。

首先判断be、bc两个PN结的好坏，可参考普通二极管好坏判别方法 （注意要用万用表R×100Ω或R×1kΩ挡测量）。测量ce漏电电阻，对于NPN（PNP）型三极管黑 （红）表笔接c极，红（黑）表笔接e极，b极悬空，Rce阻值越大越好。一般对锗管的要求较低，在低压电路上大于50kΩ即可使用，但对于硅管来说要大于500kΩ才可使用，通常测量硅管Rce阻值时，万用表指针都应指向无穷大。还要检测三极管有没有放大能力。判断c极时，观察万用表指针在捏住c、b极后的变化，即可知道该管有没有放大能力。指针变化大说明该管β值较高，若指针变化不大则说明该管β值较小。一般三极管β值在50～150为最佳。β值也可以用万用表β挡来测量。判断三极管好坏时必须先检测出b、e、c极，若用三极管极性判别方法都判别不出b、c、e极，则说明该管有可能已损坏或是其他的晶体管。

（4）二极管、三极管在底板上好坏的粗略判别。二极管是非线性元件，用万用表R× 1Ω或R×10Ω挡在底板上测量其正反向电阻，仍能观察出它的单向导电性，也减少了与之并联的其他元件的影响。测量其正向电阻时指针常向右偏且超过中点刻度，测量其反向电阻时指针指向接近无穷大。若正反向电阻相差不大，则应拆下再测量。对于三极管除了测量be、bc PN结的好坏外，还要测量其Rce阻值。在底板上测量Rce阻值一般都较大，若发现在几百欧姆以下，则应拆下再测量。用这个方法在底板上测量二极管、三极管是否被击穿是很容易的，但二极管、三极管漏电却较难在底板上判断出来。

3）行输出管

其内部结构如图2－14所示。这种管要求耐压高，be间接有保护电阻，ce间有一只阻尼二极管。

判断行输出管极性时，用万用表R×1Ω挡任意测量其两极，若发现有两极在正反测量时的阻值都很小，在10～70Ω之间，则比较两次阻值大小，小的一次黑表笔接的是b极，红表笔接的是e极，则另一极就是c极。测量行输出管时，重点测量Rce正反向电阻，用万用表R×10kΩ挡，黑表笔接c极，红笔接e极其阻值应为无穷大，指针稍有偏转都视为漏电。反转表笔测量时，阻值较小 （阻尼二极管导通）。测量行输出管的耐压和放大倍数用万用表较难进行（需外接一些元件才能测量）。

图2－14 行输出管内部结构

4）带阻尼三极管

这种管在b、e极间含有1个或多个电阻，常在进口家电中作小功率管使用，并以片状形式来封装。有些是以集成电路形式来封装，内合有多个可以互相独立使用的带阻尼三极管。R1、R2阻值一般都在10～47kΩ之间。带阻尼三极管内部结构如图2－15所示。

图2－15 带阻尼三极管内部结构

测量和更换该类三极管时一定要注意，首先要判断该管是否为带阻尼三极管，可以根据元件在电路中的代号 （一般用QR、Q、VT表示），或者根据电路符号来判断，如图2－16所示，也可以查找该元件型号的有关资料，否则很容易把带阻尼三极管误判为坏管。更换一只不带阻尼三极管到电路上，会严重影响电路工作。若已确定是带阻尼三极管且需要更换时，更换同型号同类管较为困难 （市面上很少出售），可根据有关资料用相同参数电阻、三极管组合来替换。

图2－16 带阻尼三极管图形符号

5）复合管

复合管又称达林顿管，主要由两个三极管复合而成，分普通型和带保护型两种，其内部结构如图2－17所示。R1、R2为保护电阻，VDb为阻尼二极管，通常R1为几千欧姆，R2为几十欧姆，总电流放大倍数β总＝β1×β2。达林顿管具有增益高、开关速度快的特性，常用于大功率的开关电路和继电器驱动电路上。

图2－17 复合管内部结构

（a）达林顿管基本电路；（b）具有保护功能的达林顿管电路

6）通用型小功率管系列

9000系列和8050、8550三极管的参数可根据表2－8合理地选用，它们可代替各种低压小功率硅材料的三极管，当需要替换锗材料的三极管 （如3AX31）时，需更改其偏置电阻。

表2－8 几种常用晶体管参数

2.2.4 场效应管

场效应管有如图2－18四种。

图2－18 场效应管种类与电路符号

（a）N沟道结型场效应管；（b）P沟道结型场效应管；（c）NMOS管；（d）PMOS管

用万用表电阻挡测量其任意两极，当发现指针偏转较大时，把黑 （红）表笔固定，红（黑）表笔接到另一引脚上，若指针同样偏转，则黑 （红）表笔为G极且为N（P）沟道结型场效应管。其余的D、S极可互换使用，不用判别。判断结型场效应管的好坏时，首先要判断GS和GD两二极管的好坏，然后再测量D、S两极的电阻，阻值一般都在几千欧内，若发现阻值过大或过小 （只有几百欧以下）则都是坏管，必要时还要测量场效应管的跨导。对于绝缘栅型场效应管而言，因其易被感应电荷击穿，所以不便测量。

2.2.5 晶闸管

晶闸管因其导通压降小、功率大，易于控制，耐用，所以常用于各种整流电路、调压电路和大功率自动化控制电路上。单向晶闸管只能导通直流，且G极需加正向脉冲才导通。若需要其截止则必须使UAK≤0。双向晶闸管可导通交流和直流，只要在G极加入相应的抑制电压即可。

1.常见晶闸管种类与符号

常见晶闸管种类与符号如图2－19所示。

图2－19 常见晶闸管种类及符号

（a）单向晶闸管；（b）双向晶闸管

2.晶闸管极性及好坏的判别

1）单向晶闸管

用万用表R×1kΩ挡任意测量其两极，若出现指针发生较大摆动时，黑表笔接触的是控制极G，红表笔接触的是阴极K，余下就是阳极A。判断其好坏时，首先用R×1kΩ挡测量A、K极正反向电阻，一般都为无穷大，而K、G极则具有二极管特性。其次再用万用表R×1Ω挡测量晶闸管能否维持导通，方法如下：黑表笔接A极、红表笔接K极，此时指针应指向无穷大，当黑表笔同时接触A、G极时，指针即发生偏转，然后黑表笔慢慢地离开G极，但仍保持接触A极，此时，若指针能维持偏转，则该晶闸管为好管。

2）双向晶闸管

双向晶闭管T2（第二阳极）极与G、T1（第一阳极）两极正反向电阻都为无穷大，且G极与T1极正反向电阻都较小，并基本相同，利用这一点可判断出T2极。判断G极与T1极时，可先设一极为G极，红表笔接T1极，黑表笔接T2极，用黑表笔触发一下G极后维持导通时的阻值为R1（黑表笔始终接触T2极）。再设另一极为G极，重复上述操作，维持导通的阻值为R2，比较R1与R2的大小，以较小的一极假设为正确。双向晶闸管极性判别过程就是其好坏的判断过程，有必要的话还要检测其能否反向触发 （用红表笔触发）且维持导通。

测量大功率晶闸管时 （一般指10A以上），由于触发电流要求过大，维持导通压降过高，万用表R×1Ω挡已经不能提供足够的电压和电流，必须在红表笔端串入1个1.5V电池才能使晶闸管有足够的触发电流和导通压降。

2.2.6 单结晶体管

单结晶体管又称双基极二极管，由于其特殊的内部结构 （如图2－20所示），使单结晶体管具有负阻特性，被广泛用于脉冲与数字电路中。

单结晶体管并没有放大能力。这是它有别于其他三极管的地方。b2与b1极正反向测量时，都有一个固定阻值在1～15kΩ之间，由于Rb1＞Rb2，即eb1正向电阻大于eb2正向电阻，而反向电阻都为无穷大，所以利用这点可以判断出b1极和b2极。在应用时，b1极与b2极不能互相调换，对于N型单结管，b2极接高电位，而对于P型单结管，b2极则接低电位。

图2－20 单结管内部结构

2.2.7 集成电路

集成电路简称IC，就是在一块极小硅单晶片上接入很多二极管、三极管以及电阻电容等，并能完成特定功能的电子器件。随着科技发展，集成电路集成度越来越高，功能也越来越多，根据功能集成电路可分成两大类：模拟集成电路和数字集成电路。

1.集成电路引脚顺序识别

集成电路引脚顺序识别如图2－21所示。

2.常见集成电路型号识别

（1）国内常见集成系列有CT、CC、CF、CD、CW等。如CF741表示通用型集成运放。

（2）国外常见集成系列有：

松下 （乐声）公司AN系列，如AN5601表示彩电色解集成。

图2－21 集成电路引脚顺序识别

东芝公司TA、TC、TD、TM等系列，如TA7680表示彩电中放。

日本电气公司有μp A、μp B、μp C、μp D等系列，如μp C1213C表示音频功放。

日立公司有HA、HD、HM、HN等系列、如HA1397表示音频功放。

三洋公司有LA、LB、LC、STK等系列，如LA7680表示彩电单片集成。

索尼公司CXA、CXD等系列，如CXA1191A表示单片AM／FM集成。

夏普公司IX系列，如IX0109CE表示彩电解码集成。

摩托罗拉公司MC、MCC、MFC等系列，如MC2902表示四运放集成。

国家半导体公司 （美国）LM、AH、AM、CD等系列，如LM324表示四运放集成。

韩国产KA系列，如KA2401表示电话振铃集成。

欧联盟TDA系列 （常见菲利浦公司产品），如TDA2030A表示音频功放。

德克萨斯仪器公司的TTL54／74系列，如74LS10J表示低功耗非门集成。

3.集成电路判断方法

（1）电阻法。电阻法测量有两种。

通过测量单块集成电路各引脚对地正反向电阻，与参考资料或另一块好的集成电路进行比较，从而做出判断 （注意：必须使用同一万用表和同一挡位测量，结果才准确）。

在没有对比资料的情况下只能使用间接电阻法测量，即在印制电路板上通过测量集成电路引脚外围元件好坏来判断，若外围元件没有损坏，则集成电路有可能已损坏。

（2）电压法。测量集成电路引脚对地的动、静态电压，与线路图或其他资料所提供的参考电压进行比较，若发现某些引脚电压有较大差别，其外围元件又没有损坏，则集成电路有可能已损坏。

（3）波形法。测量集成电路各引脚波形是否与原设计相符，若发现有较大区别，其外围元件又没有损坏，则集成电路有可能已损坏。

（4）替换法。用相同型号集成电路替换试验，若电路恢复正常，则集成电路已损坏。

4.集成电路替换方法

（1）用型号完全相同的集成电路进行替换。

（2）用具有相同功能的集成电路代用。具有相同功能且后面数字又相同的集成电路一般可互换。例如，TA7240国产仿制品有CD7240，又如NE555、HA555、LM555等都是可以互换的，但有些集成电路后面数字虽然相同，它们功能却截然不同，这些集成电路是不可互换的，如TA7680为彩电中放集成电路，而LA7680是彩电单片集成电路。

（3）同一个厂家针对同一功能在不同时期所生产的改进型产品可作单向性替换，即可用改进型集成电路代替旧型号集成电路。例如TDA2030A可代替TDA2030，又如日立公司伴音中放集成电路HA1124，HA1125，HA1184等，都可作单方向性替换。