实验一 半导体二极管与三极管的识别与简单测试

一． 实验目的

1．掌握用万用表判别二极管的极性。测量二极管的正向压降及稳压管的稳压值。

2．掌握用万用表判别三极管的类型和e、b、c三个管脚。

二． 预备知识

半导体二极管和三极管是组成分立元件电子电路的核心器

件。二极管具有单向导电性，可用于整流、检波、稳压、混频电路中。三极管对信号具有放大作用和开关作用，它们的管壳上都印有规格和型号。 （一）．二极管的识别与简单测试

1．普通二极管的识别与简单测试

普通二极管一般为塑料封装和金属封装两种，它们的外壳上均印有型号和标记。标记箭头所指方向为阴极，如图1所示。国外的产品一般在阴极端印有一个标记。

若遇到型号标记不清或不能确定其极性时，我们可以借助数字万用表的“”档作简单判别。测量原理：该挡测量时输出一个恒定电流约为1mA，显示值为二极管正向压降近似值，单位是mV；显示溢出数“1”，表示无穷大。

具体做法是：用红、黑两表笔分别接触二极管的两个引脚。假如先显示溢出数“1”(反向)，再交换两表笔．必然为正向测试。假设显示的读数为617。这说明：①二极管是好的。②二极管的正向压降为617mV即 O.617 V。③显示正向压降时，

图1 二极管外型图

红表笔所接的引脚为二极管的正极，黑表笔所接则为负极。假如两次测量均显示溢出数“1”或两次均有较小的压降读数的话，表明该二极管已损坏。在数字万用表中，“”挡和欧姆档红表笔是高电位，黑表笔低电位，正好与指针式模拟万用表相反。

2．特殊二极管的识别与简单测试

特殊二极管的种类较多，在此我们只介绍两种常用的特殊二极管。

①．发光二极管(LED)

发光二极管通常是用砷化镓、磷化镓等制成的一种新型器（a）符号 （b）外形

件。它具有工作电压低、耗电少、响应速度快、抗冲击、耐振图2 发光二极管

动、性能好以及轻而小的特点，被广泛应用于单个显示电路或

作成七段矩阵式显示器。而在电路实验中，常用作逻辑显示器。发光二极管的电路符号如图2（a）所示。

发光二极管和普通二极管一样内部有一PN结，具有单向导电性，正向导通时才能发光。发光二极管发光颜色有多种，例如红、绿、黄等，形状有圆形和长方形等。发光二极管出厂时，一根引线做得比另一根引线长，通常，较长的引线表示阳极(+)，另一根为阴极(-)，如图2（b）所示。若辨别不出引线的长短，则可以用辨别普通二极管管脚的方法来辨别其阳极和阴极。发光二极管正向工作电压一般在1.5~3V，允许通过的电流为2~20mA，电流的大小决定发光的亮度。电压、电流的大小依器件型号不同而稍有差异。若与5V电源相连接使用时，一般需串接一个470Ω的降压电阻，以防止器件的损坏。用数字万用表的“”

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档测量，若测得电压1.5~3V之间，则为正向导通状态，此时红表笔所接是管子的正极，黑表笔所接是管子的负极。对调表笔再测时，正常管子显示必须为“1”(1表示无穷大)，否则表示管子是坏的。正向导通的测试状态下，为数不少的管子能够发出微弱的亮光，发光灵敏度越高的管子其发光也越强。以上测试中若正反向均显示“000”或“1”，说明管子是坏的。 ②．稳压管

稳压管有玻璃封装和金属外壳封装两种。前者外形与普通二极管相似，如2CW7，后者外形与小功率三极管相似，但内部为双稳压二极管，其本身有温度补偿作用，如2DW7。详见图3（a）。

稳压管在电路中一般是反向连接的，它能使稳压管所接电路两端的电压稳定在一个规定的电压范围内，我们称为稳压值。确定稳压管稳压值的方法有四种：(1)根据稳压管的型号查阅手册得知；(2)从晶体管特性测试仪上测出其伏安特性曲线获得；(3)通过一简单的实验电路测得。实验电路如图4所示。我们改变直流电源电压U，使之由零开始缓慢增加，同时稳压管两端用直流电压表监视。当U增加到一定值，使稳压管反向击穿，直流电压表指示某一电压值。这时再增加直流电压U，稳压管两端的电压不再变化，则电压表所指示的电压值就是该稳压管的稳压值。(4)用数字万用表的“”档判断稳压管的好坏方法同前述的普通二极管的识别与简单测试，注意用该档不能测出稳压管的击穿电压。

（a）金属外壳封装 （b）玻璃封装 图4 测试稳压管稳压值的实验电路

图3 稳压二极管

（二）三极管的识别与简单测试

三极管主要有PNP型和NPN型两大类。对于国产三极管，我们可以根据命名法从三极管的管壳上的符号辨别出它的型号和类型。例如，三极管的管壳上印的是3DG6，表明它是NPN型高频小功率硅三极管，3AK15则表明它是PNP型小功率开关锗三极管。同时，我们还可以从管壳上色点的颜色来判断管子的电流放大倍数ß的大致范围。以3CG15为例，若色点为红色，表明ß值在30~60之间；绿色，表明ß在50~110之间；兰色，表明ß值在90~160之间；白色，表明ß值大于150。但也有的厂家并非按此规定，使用时要注意。

（a）金属外壳封装 （b）塑料外壳封装 （a）F型大功率管 （b）G型大功率管

图5 三极管电极的识别 图6 F型和G型管脚识别

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当我们从管壳上知道了它们的类型后，还应该进一步辨别它们的三个电极。对于小功率三极管来说，有金属外壳封装和塑料外壳封装两种。

金属外壳封装如果管壳上带有定位销，那么，将管底朝上，从定位销起，按顺时针方向，三根电极依次为e、b、c。如果管壳上无定位销，且三根电极在半圆内，我们将有三根电极的半圆置于上方，按顺时针方向，三根电极依次为e、b、c。如图5（a）所示。塑料外壳封装的，我们面对平面，三根电极置于下方，从左到右，三根电极依次为e、b、c。如图5（b）所示。

对于大功率三极管，外形一般分为F型和G型两种，如图6所示。F型管，从外形上只能看到两根电极。我们将管底朝上，两根电极置于左侧，则上为 e，下为b，底座为c。G型管的三根电极一般在管壳的顶部，我们将管底朝下，三根电极置于左方，从最下电极起，顺时针方向，依次为e、b、c。

三极管的管脚必须正确确认，否则接入电路后不但不能正常工作，还可能烧坏管子。 对于进口的塑封管，管脚e、b、c的排列没有规律，使用时要注意。

当一个三极管没有任何标记时或有标记但不能确定其类型和三个电极时（比如进口管），我们可以用万用表来初步确定该三极管的好坏及其类型(NPN型还是PNP型)，并辨别出e、b、c三个电极。下面介绍数字万用表的测试方法。

1. 先判断基极b和三极管类型 将数字万用表指针拨到 “” 档，分两步测量。①.先假定三极管的某极为“基极”，并将黑表笔接在假设的基极上（固定不动），再将红表笔先后接到其余两个电极上，假如两次测量均显示溢出数“1”（或两次均有压降读数）；②再将红表笔接在第一步假设的“基极”上（固定不动），把黑表笔先后接到其余两个电极上，假如两次测量均有压降读数（或都显示溢出数“1”）；则可确定假设的基极是正确的。如果上述某一步的测量值出现“1”和小的电压值，则可以肯定原假设的基极是错误的，这时就必须重新假设另一电极为“基极”，再重复上述两步测试过程。最多重复两次就可找出真正的基极。

当基极确定以后，将红表笔接基极固定不动，黑表笔分别接其它两极。此时，若两次测得的电压值都很大，则该三极管为PNP型管；反之，则为NPN型管。

2．再判断集电极c 和发射极 e

以NPN型管为例。第一次测量首先把红表笔接到假设的集电极c上，黑表笔接到假设的发射极e上，并且用手捏住b和c极(不能使b、c直接接触)，通过人体，相当于在b、c之间接入偏置电阻。读出表头所示c、e间的测量值。

（a）示意图 （b）等效电路

图7 判别三极管c、e电极的原理图

第二次再把红表笔接到假设的发射极e上，黑表笔接到假设的集电极c上，并且用手捏住b和e极。读出表头所示c、e间的测量值。若第一次测量值比第二次小，说明假设成立，反之假设的集电极和发射极相反。因为c、e间显示值小说明通过表笔的电流大，三极管工作在放大状态，反之三极管工作在倒置状态。如图7所示。

对PNP管，要把红表笔接到假设的发射极e上，而黑表笔接到假设的集电极c上（与同NPN管测量

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相反），测量方法同上。

以上介绍的是比较简单的测试，要想进一步精确测试可以借助于晶体管特性图示仪。它能十分清晰地显示出三极管的输入特性和输出特性曲线以及电流放大系数ß等。

三． 测试内容

实验电路如图8所示。

1． 用万用表的“”档测试二极管的正反向特性填入表1。 注意不能将直流电源直接加到二极管两端，否则会烧毁二极管。 2． 将12V直流电源接入1到地之间。用万用表的直流电压档测量发光二极管D1、普通二极管D3的正向压降，稳压二极管D（26.3V)的反向击穿电压、电阻R两端的电压，填入表2。

注意通电后不能用万用表的“”档测量。

3． 判断三极管的类型和管脚，读出三极管平面上标记的型号（D536、C2273、CG733等等），判断其类型，确定e、b、c三个电极。将判别结果标在图9中。

图8 实验电路

四． 预习内容及注意事项

预习教科书中有关二极管和三极管的内容及DY2101数字万用表的知识。 实验记录：

表1

测试条件 万用表的 档 发光二极管D1 正向电压 反向 稳压二极管D2 正向电压 表2 电源电压 12（V）

发光二极管正向电压（V） 稳压管的稳压值（V） 普通二极管正向电压（V） 电阻两端电压（V） 反向 普通二极管D3 正向电压 反向

1号管型号： 2号管型号： 3号管型号： 类型： 类型： 类型：

图9 4