晶体管怎么测量好坏？晶体管的测试方法和类型有哪些？

晶体管是一种半导体器件，通常用于放大器或电子控制开关。它是调节计算机、手机和所有其他现代电子电路运行的基本组成部分。由于快速响应时间和高精度，晶体管可用于各种数字和模拟功能，包括放大、开关、电压调节、信号调制和振荡器。

一、晶体管的分类方法

严格来说，晶体管是指所有基于半导体材料的单一元件，包括二极管（二端）、三极管、场效应管、晶闸管（后三者为三端）。

三端晶体管主要分为两类：双极晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）。双极晶体管的三个端子是发射极、基极和集电极，由N型和P型半导体组成；场效应晶体管的三个端子是源极、栅极和漏极。

晶体管可根据以下分类：

●材质

晶体管按半导体材料可分为硅晶体管和锗晶体管。并且根据极性，这两类晶体管又可以细分为锗NPN型晶体管、锗PNP型晶体管、硅NPN型晶体管、硅PNP型晶体管。

●制造工艺

根据晶体管的制造工艺，有扩散型晶体管、合金型晶体管和平面型晶体管。

●当前容量

晶体管根据其电流容量可分为三组：小功率晶体管、中功率晶体管和大功率晶体管。

●工作频率

按工作频率分，有低频晶体管、高频晶体管和超高频晶体管。

●封装结构

根据封装结构，晶体管可分为金属封装晶体管、塑料封装晶体管、玻璃封装晶体管、表面贴装晶体管和陶瓷封装晶体管。

●功能与用途

晶体管可分为低噪声放大三极管、中高频放大三极管、低频放大三极管、开关三极管、达林顿三极管、高压三极管、带阻三极管、阻尼三极管、微波三极管、光电三极管和磁性晶体管。

二、晶体管的代表类型

半导体晶体管是一种半导体器件，通常内部包含两个PN结，外部包含三个引出电极。严格来说，晶体管是指所有基于半导体材料的单一元件，包括二极管（二端）、三极管、场效应管、晶闸管（后三者为三端）。

三端晶体管主要分为两类：双极结型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）。双极晶体管的三个端子是发射极、基极和集电极，由N型和P型半导体组成；场效应晶体管的三个端子是源极、栅极和漏极。下面主要讨论双极晶体管、场效应晶体管和其他一些典型类型的晶体管。

1.双极结型晶体管(BJT)

双极结晶体管（BJT）是通过一定的工艺将两个PN结结合起来的器件。在这里，“双极”是指电子和空穴在工作时同时参与运动。有两种组合结构，PNP和NPN。外部引出三极，分别是集电极、发射极和基极。集电极从集电极区引出，发射极从发射区引出，基极从基区引出（中间）。

BJT的放大效应主要依赖于发射极电流从基区到集电极区的传输。为了保证这个传输过程，需要满足两个条件：

●内部条件

发射区的杂质浓度要远大于基区的杂质浓度，基区的厚度要小。

●外部条件

发射结必须正向偏置，集电极结必须反向偏置。

2.场效应晶体管

场效应晶体管是利用半导体场效应原理工作的晶体管。场效应晶体管主要有两种类型：结型FET(JFET)和金属氧化物半导体FET(MOSFET)。

场效应用于改变垂直于半导体表面的外加电场的方向或大小，以控制半导体导电层（沟道）中多数载流子的密度或类型。通道中的电流由电压调制，工作电流来自半导体中的多数载流子。

与BJT不同，场效应管只有一种载流子（多数载流子）参与导通过程，因此也称为单极晶体管。

场效应晶体管的优点是：

○高输入阻抗

○低噪音

○上限频率

○低功耗

○简单的制造工艺

○良好的温度特性

这些特性使其广泛应用于各种放大器电路、数字电路和微波电路等。硅基金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和GaAs基金属半导体场效应晶体管（MESFET）是最重要的两种场效应晶体管，分别是MOS大规模集成电路和MES超高速集成电路的基础器件。

3.其他典型晶体管类型

●巨晶体管(GTR)

巨型晶体管是一种能承受高电压和大电流的双极晶体管，因此也可以称为功率BJT。

其特点是：

○耐高压

○大电流

○良好的开关特性

○驱动电路复杂，驱动功率大

GTR的工作原理与普通双极结型晶体管相同。

●光电晶体管

光电晶体管是一种由双极晶体管或场效应晶体管等三端器件组成的光电器件。光在器件的有源区被吸收，产生光生载流子，这些载流子被内部机制放大并产生光电流增益。由于光电晶体管采用三端工作，很容易实现电控或同步。

光电晶体管主要有两种：双极光电晶体管和场效应光电晶体管。双极型光电晶体管通常增益较高，但速度并不快。GaAs-GaAlAs双极型光电晶体管，其放大倍数可以大于1000，响应时间大于纳秒级。这种光电晶体管常用于光探测器或光放大。场效应光电晶体管响应速度快（约50皮秒），但其感光面积和增益小，常被用作超高速光电探测器。

平面光电器件的响应时间为几十皮秒，适合光电集成。

●静电感应晶体管

静电感应晶体管（SIT）实际上是一种结型场效应晶体管。对于用于信息处理的小功率SIT，如果我们将其水平导电结构改为垂直导电结构，就可以转变为大功率SIT器件。

SIT的基本结构和符号

SIT的工作频率与功率MOSFET相当甚至更高，其功率容量大于功率MOSFET。因此适用于雷达通讯设备、超声波功率放大、脉冲功率放大、高频感应加热等高频大功率应用。

但是SIT在没有信号加到栅极的时候是开启的，在栅极加负偏的时候是关闭的，使用起来不方便。此外，SIT的导通电阻较大，会增加损耗，因此在大多数电力电子设备中并未得到广泛应用。

●单电子晶体管

单电子晶体管可以用一个或几个电子记录信号。

随着半导体刻蚀技术的发展，大规模集成电路的集成度越来越高。目前，一般存储器的每个存储单元包含20万个电子，而单电子晶体管的每个存储单元只包含一个或少量电子，可以大大降低功耗，提高集成电路的集成度。

1989年，JHFScottThomas和他的合作伙伴在一次实验中发现了库仑封锁。在测试中，他们尝试在调制掺杂异质结界面处的二维电子气上制作小面积的金属电极，从而可以得到小电容（10~15法拉）的量子点。在电子气中形成。当施加电压时，将没有电流流过器件，直到电压大到足以引起电子电荷的变化。因此，电流-电压关系不是线性的而是阶梯状的。该实验是历史上第一次手动控制电子的运动，为制造单电子晶体管提供了实验基础。

为了提高单电子晶体管的工作温度，量子点的尺寸必须小于10纳米，这是全世界实验室迫切需要解决的问题。

三、如何测试晶体管

电路中的晶体管主要有晶体二极管、晶体三极管、晶闸管和场效应管，其中以晶体三极管和二极管最为常用。那么如何才能正确判断二极管和三极管的好坏呢？

1.晶体二极管的检测

●性能：好或坏

首先要判断晶体二极管的材料是硅还是锗。用一个万用表测量其正向电阻，用另一个万用表测量电压降。一般锗管的正向压降在0.1-0.3V之间，硅管的正向压降通常在0.6-0.7V之间。

此外，二极管的正反向电阻之差应尽可能大。如果一个晶体二极管的正向电阻在几百到几千欧，而反向电阻在几万欧以上，那么它就可以被认为是一个好的二极管。

●电极：正极或负极

另外，二极管的正负极可以同时确定。当被测电阻为几百欧或几千欧时，应确定为二极管的正向电阻。此时，负极表笔接负极，正极表笔接正极。另外，如果正反向电阻为无穷大，则说明有内部断路；如果正反向电阻为零，说明短路。

2.晶体三极管测试方法

●测试放大能力

晶体三极管主要用于放大，那么如何判断它的放大能力呢？

首先，将万用表的档位设置为R×100或R×1K。我们测量NPN管时，正极表笔接发射极，负极表笔接集电极。被测电阻一般应在几千欧以上。

然后在基极和集电极之间串联一个100kΩ电阻。此时万用表测得的电阻值应明显降低。变化越大，晶体管的放大能力越强。如果变化很小甚至没有变化，则表明晶体管的放大能力较弱或没有放大能力。

●判断电极

○找基地

首先，将红色表笔连接到任意一个引脚，用黑色表笔分别测量另外两个引脚。

看能不能测出两个小电阻，如果不行，将黑表笔接在一个引脚上，红表笔与其他引脚接触测量，直到得到两个小电阻。

当找到两个小电阻时，此时使用的固定测试线就是底座。如果固定测试笔为黑色，则晶体管为NPN型；如果固定测试线是红色的，管子是PNP型晶体管。

注：锗管用R×100测量，硅管用R×1k测量。

○确定发射极和集电极

用万用表测量除基极外两极的电阻。更换测试线并重新测量。

如果是锗管，则用较小的电阻来判断。当获得较小的电阻时，对于PNP晶体管，黑色表笔接发射极，红色表笔接集电极。如果是NPN型，黑表笔接集电极，红表笔接发射极。

如果是硅晶体管，则使用较大的电阻。对于PNP类型，黑色表笔连接到发射极，而红色表笔连接到集电极。而对于NPN三极管，黑色和红色表笔分别接集电极和发射极。

此外，我们还可以分别测量两个PN结的正向电阻。正向电阻较大的一个是发射极，另一个是集电极。

四、达林顿晶体管测试方法

一、普通达林顿晶体管的检测

在普通达林顿晶体管的内部结构中，晶体管的两个或多个集电极连接在一起，基极和发射极之间有多个发射极结。

●正反向电阻测试

使用万用表的R×1kΩ或R×10kΩ进行测量。

正常情况下，集电极与基极之间的正向电阻与普通硅晶体管集电极的值相近，为3-10kΩ，反向电阻值无穷大。发射极和基极之间的正向电阻值是集电极和基极之间的2～3倍，反向电阻值也是无穷大。

理论上，集电极和发射极之间的正负电阻应该接近无穷大。如果达林顿晶体管的集电极和发射极之间的正反向电阻值接近于零，或者基极和发射极之间或基极和集电极之间的电阻值为零，则表明管子已经坏了。如果测量基极与发射极之间或基极与集电极之间的正反向电阻为无穷大，则表明存在开路。

注意：我们测量NPN管时，黑色表笔接在底座上；当检测到PNP管时，黑色表笔连接到集电极。

2.大功率达林顿晶体管的检测

大功率达林顿晶体管在普通达林顿晶体管的基础上，有一个由续流二极管和分流电阻组成的保护电路，可能会影响测量数据。

●检测方法一

用万用表的R×1kΩ或R×10kΩ量程测量达林顿集电极结（集电极与基极之间）的正反向电阻。正常情况下，NPN管的基极接黑色表笔时，正向电阻值应该很小，在1～10kΩ之间，反向电阻值应该接近无穷大。如果测得的正反向电阻值都非常小或无穷大，说明管子已经短路或开路损坏。

●检测方法二

用万用表的R×100Ω档测量发射极和基极之间的正反向电阻。正常值是几百欧姆到几千欧姆。如果测量电阻为0或无穷大，则被测管损坏。

●检测方法三

用万用表的R×lkΩ或R×10kΩ测量发射极和集电极之间的正反向电阻。正常情况下，正向电阻值应为5-15kΩ，反向电阻值应为无穷大，否则为集电极和发射极（或二极管）损坏或开路。

注：测量NPN管时，黑色表笔接发射极，红色表笔接集电极；测量PNP管时，黑色表笔接集电极，红色表笔接发射极。

结论

在这篇文章中，我们首先了解了晶体管的一般分类方法和主要典型类型。然后介绍了晶体二极管和晶体三极管的测试方法，包括性能判断手段和电极确定手段。最后讨论了普通和大功率达林顿晶体管的检测方法。希望这篇文章对你有用！