1、第六章 半导体元件的识别与代换14页精选文档第六章 半导体元件的识别与代换课本、报刊杂志中的成语、名言警句等俯首皆是,但学生写作文运用到文章中的甚少,即使运用也很难做到恰如其分。为什么?还是没有彻底“记死”的缘故。要解决这个问题,方法很简单,每天花3-5分钟左右的时间记一条成语、一则名言警句即可。可以写在后黑板的“积累专栏”上每日一换,可以在每天课前的3分钟让学生轮流讲解,也可让学生个人搜集,每天往笔记本上抄写,教师定期检查等等。这样,一年就可记300多条成语、300多则名言警句,日积月累,终究会成为一笔不小的财富。这些成语典故“贮藏”在学生脑中,自然会出口成章,写作时便会随心所欲地“提取”出
2、来,使文章增色添辉。 汽车电子控制单元中应用了大量电子元器件，对损坏的元件进行识别与代换是维修工作的一个重点，发现问题是前提，解决问题才是根本。本章将对维修中经常遇到的一些半导体元件进行介绍，包括功率三极管、功率元件排、贴片三极管的识别与代换方法，供广大读者朋友参考。宋以后，京师所设小学馆和武学堂中的教师称谓皆称之为“教谕”。至元明清之县学一律循之不变。明朝入选翰林院的进士之师称“教习”。到清末，学堂兴起，各科教师仍沿用“教习”一称。其实“教谕”在明清时还有学官一意，即主管县一级的教育生员。而相应府和州掌管教育生员者则谓“教授”和“学正”。“教授”“学正”和“教谕”的副手一律称“训导”。于民间
3、，特别是汉代以后，对于在“校”或“学”中传授经学者也称为“经师”。在一些特定的讲学场合，比如书院、皇室，也称教师为“院长、西席、讲席”等。 第一节 功率三极管要练说，得练看。看与说是统一的，看不准就难以说得好。练看，就是训练幼儿的观察能力，扩大幼儿的认知范围，让幼儿在观察事物、观察生活、观察自然的活动中，积累词汇、理解词义、发展语言。在运用观察法组织活动时，我着眼观察于观察对象的选择，着力于观察过程的指导，着重于幼儿观察能力和语言表达能力的提高。 一、功率三极管的常见封装形式 三极管可谓品种繁多，功能各异，在前面的章节中我们对三极管的结构原理及命名规则、基本检测方法进行了介绍，在此我们将对汽车
4、控制单元中应用较多的功率三极管进行更进一步的讲解。功率三极管的特点是工作电流大、工作温度高，工作于开关状态下的要承受反复的电流冲击，驱动感性负载的还要承受几倍于工作电压的反向电压，这些因素决定了功率三极管出现故障的几率要远高于工作在低电压、小电流环境下的IC。因此熟悉功率三极管，掌握功率三极管的代换方法对于解决一些常见故障是很有用处的。功率三极管分为金属壳封装和塑料封装两种。在汽车电子控制单元中应用较多的是塑料封装的产品，因用途及要求不同而具有多种封装形式，见表61所示。表6-2为日本Sanken公司部分功率三极管分类汇总表，这个表主要从VCEO和IC两个方面对三极管进行了分类，从表中可以直观
5、的了解到这两个反映晶体管性能的主要参数，更详细的参数请参阅相关元件技术文档。 日本三肯公司功率晶体三极管分类汇总表 表6-2VCEC(V)集电极电流IC(A)23456781012141516171825C3678C4020C4299C4304C4445C4908C3679C4300C3680C4301CC5002C5003C5124600C5249C4706550C4517C4517AC5239C4518C4518AC5287C3927C4557500C3830C4907C3831400C4073C4418C4662C5130C3832C3890C4130C4546C4138C4296C38
6、33C4297C5071C4139C4298C4434C4140380D2141300C2023C5333250D2019230A1294C3263A1259C3264200A1668C4382D2019C5271D2557D2558A1386AA1492A1673C3519AC3856C4388A1216C2922180A1859AC4883AA1386AA1492A1673C3519AC3856C4388A1216C2922160A1215A1386C2921C3519150A1667A1859C4381C4883B1559B1587D2389D2438A1186B1560B1588C28
7、37D2390D2439B1570D2401A1303A1860C3284C4886B1647B1649D2560D2562B1648D2561140A1695A1909C4468C5101120D2019D1769D1785D2045C3834C3835C4153A1694A1908C4467C5100B1259D2081B1382B1420D2082B1383D2083110B1624B1625B1626B1659D2493D2494D2495D2589100B125880C3852AA1488AC3851AD2019A1693A1725A1726A1907C446680C4511C451
8、2C509960C3852A1262A1488B1257C3179C3851D1796A1568B1351B1352C406550C4495C4024A1567A1746C4064C413140C5370三、达林顿晶体三极管 达林顿管(DT)也称复合三极管。它是将两只或多只三极管的集电极连接在一起，而将第一只三极管的发射极直接接到第二只三极管的基极，依次级连复合而成，并引出e、b、c三个电极。图6-1中所示是由两只PNP或NPN型三极管构成的达林顿管的基本电路。如果 设达林顿管是由于N只三极管构成，而每只三极管的直流放大系数分别为hFE1、hFE2、hFE3 hFEN，则达林顿管总的放大系数约
9、为各管放大系数的乘积，即 hFEhFE1hFE2hFE3hFEN 所以，达林顿管的放大系数可以做得很高，hFE值可达几千甚至几十万倍。在汽车电子电路中，达林顿管的典型应用是用于控制点火线圈，从早期的单纯的电子点火到现在的发动机集中控制，都可以看到达林顿管的身影。表6-3给出一些常见达林顿三极管的主要参数。 四、功率三极管代换方法 功率三极管的代换有一定的方法，如果掌握了晶体管的置换(代换)原则，就能使工作更有成效。其置换(代换)原则可划分为三种：即类型相同、特性相近、外形相似。 部分达林顿三极管参数表 表6-3型 号Pc(W)Vceo(V)Ic(A)hFE（min）T(MHZ)封装形式2SBl
10、6263011065000100FM20(T0220F)2SD2495602SBl65950100MT-25(T0220)2SD2589602SBl62460100MT-100(T03P)2SD2493602SBl62560100FMl00(703PF)2SD2494602SBl587751508652SD2438802S1559801065MT-100(703P)2SB2389802SBl588801550FMl00(T03PF)2SD2439552SBl64985200452SD2562702SBl5601001501050MT-100(703P)2SD2390552SBl64713015
11、452SD2560702SBl5701501501250MT-200(螺丝安装)2SD2401552SBl64820017452SD256170 1类型相同 (1)材料相同。即锗管换锗管，硅管换硅管。 (2)极性相同。即NPN型管换NPN型管，PNP型管换PNP型管。 (3)实际型号一样，标注方法不同，如：D1555同2SDl555；3DG9014同9014；贴片管用代号来代表原型号等，稍后章节有介绍。但也不排除同一型号因为生产厂家的不同，参数差别极大的情况。 2特性相近 用于置换(代换)的晶体管应与原晶体管的特性要相近，它们的主要参数值及特性曲线应相差不多或优于原管，对于不同的电路，应有所偏
12、重。一般采说，只要下述主要参数相近，即可满足置换(代换)要求。 (1)集电极最大直流耗散功率(PCM)。 一般要求用户PCM与原管相等或较大的晶体管进行置换(代换)。如果原晶体管在电路中实际直流耗散功率远小于其PCM，也可以用PCM较小的晶体管置换(代换)。 (2)集电极最大允许直流电流(ICM)。 一般要求用ICM与原管相等或较大的晶体管进行置换(代换)。 实际不同厂家关于侧的规定有所不同，有时差别很大，我们要注意到厂家给出的测试条件。常见的有以下几种： 根据集电极引线允许通过的最大电流值确定ICM。这个数值可能很大，例如，一只PCM=200mW的晶体管，其ICM可能会超过lA。 根据PCM
13、确定ICM，即PCM=ICMUCE,确定ICM。由于晶体管类型的不同，相同的户肋值的出的ICM值是不同的，例如PCM都是10W的普通晶体管2SC2209和开关管2SC2214，其ICM值却分别为1.5A和4A。 晶体管参数(饱和压降、电流放大系数等)允许变化的极限值确定ICM。例如3DDl03A晶体管的ICM是按其值下降到实测值的13时确定的(ICM=3A)。 (3)击穿电压。 用于置换(代换)的晶体管，必须能够在实际电路中安全地承受最高工作电压。晶体管的击穿电压参数主要有以下5个： BVCBD：集电极基极击穿电压。它是指发射极开路，集电极电流Ic为规定值时，集电极基极闻的电压降(该电压降称为
14、对应的击穿电压，以下的相同)。 BVCEO：集电极发射极击穿电压。它是指基极开路，集电极电流Ic为规定值时，集电极发射极的电压降。 BVCE(sat)：集电极发射极饱和压降。集电极和发射极在规定的饱和条件下的压降。 BVBE(sat)：基极发射极饱和压降。基极和发射极在规定的饱和条件下的压降。 BVEBO：集电极开路，发射极基极的击穿电压。 在晶体管置换(代换)中，主要考虑BVCBO和BVCEO，对于开关晶体管还应考虑BVEBO。一般来说，同一晶体管的BVCBOBVCEO。通常要求用于置换(代换)的晶体管，其上述三个击穿电压应不小于原晶体管对应的三个击穿电压。 (4)频率特性。 晶体管频率特性
15、参数，常用的有以下4个： 特征频率，T：它是指在测试频率足够高时，使晶体管共发射极电流放大系数=1时的频率。 截止频率在共发射极电路中，输出端交流短路时，电流放大系数夕值下降到低频(1kHz) 值707(3dB)时的频率。 截止频率人：在共基极电路中，输出端交流短路时，电流放大系数。值下降到低频(1kHz)值707(3dB)时的频率。 最高振荡频率MAX当晶体管的功率增益为1时的工作频率。 在置换(代换)晶体管时，主要考虑T与。通常要求用于置换的晶体管，其T与应不小于原晶体管对应的T与。半导体管有高频管和低频管之分，晶体管T低于3MHz为低频管，反之，为高频管。 (5)其它参数。 除以上主要参
16、数外，对于一些特殊的晶体管，在置换(代换)时还要考虑其开关参数、是否是带有内置电阻等。 3.外形相似 小功率晶体管一般外形均相似，只要各个电极引出脚标志明确，且引出线排列顺序与待换管一致，即可进行更换。大功率晶体管的外形差异较大，置换(代换)时应选择外形相似、安装尺寸相同的晶体管，以便安装和保持正常的散热条件。如实在没有，也可以用塑封管代替铁封管。第二节 功率元件排这里之所以这样称呼，是因为目前还没有一个很确切的名字，类似的产品在国内应用较少，但是在汽车控制单元，尤其是发动机电脑里面，这种产品有着广泛的应用。这种元件与分立的三极管或MOS管相比，最显著的特点就是集成度高，可以大大减少功率元件所
17、占用的空间，缩小电脑的尺寸。再有，多个功率元件集成在一个芯片之中，一致性高，稳定性好。 一、日立4AK、4AJ系列MOS FET(金属氧化物场效应管) 日立的4AKl9 MOS FET排全称为硅材料N沟道高速功率开关MOS FET，其主要特征如下：低于导通电阻N沟道：RDS(ON)0.5，VGS=10V，ID=25A RDS(ON)0.6， VGS=4V，ID=25A 4V栅极驱动器件 高容积密度4AKl9内部集成有四个功率MOS管，采用SP10封装形式，见图62所示，引脚3、5、7、9为漏极；2、4、6、8为栅(门)极；1、10为源极，其电气特性见表64所示。 4AKl9主要技术参数(Ta=
18、25) 表6-4项 目符 号额 定单 位漏极源极电压VDss120V栅(门)极源极电压VGss20V漏极电流ID5A漏极峰值电流ID(PULSE)10A耗散功率PCH3.5W沟道温度TCH150储存温度Tstg55+150 功率MOS FET与功率三极管相比，具有反应速度快，导通电阻低，驱动电流小等优点。4AK系列有4AKl5、16、17、18、19、20等多种型号，引线结构相同，区别在于额定电压与电流不同，导通电阻有所区别。4AJ系列与4AK系列不同的是为P沟道高速功率开关MOSFET，采用SP12封装，见图63所示。 二、NEC功率三极管排 (1)NEC功率三极管排PA1436见图6-4所
19、示。(2)NEC功率MOS排PAl501见图65所示。第三节 贴片三极管贴片三极管在现代汽车电子产品中应用较多，因受面积影响，贴片三极管不能像普通三极管那样将型号印在元件表面，而是采用一种代号来表示管子的型号及一些附加信息，因此，对于代号的正确识别是很重要。这里以极具有代表性的日本ROHM公司的产品及命名规则作以介绍。 一、贴片三极管封装形式 ROHM公司的贴片三极管主要封装形式见表6-5。 二、贴片三极管的识别方法 1VMT3、EMT3、UMT3型三极管识别方法一般采讲，这种形式的三极管采用两个或三个字母表示三极管的型号和hEF，在一些数码三极管上，采用两个数字来表示三极管的型号，分别见图6
20、-6(a)、图6-6(b)。 在图(a)中，代码B和AF用来指示产品型号，代码R和Q用来指示三极管的hm区间，在图(b)中，代码14用以指示三极管的型号。 2SMT3型三极管的识别方法一般来讲，对于SMT3型封装的三极管，其产品型号及hFE区间多采用两个或三个字母来表示，在数码三极管上，采用两位数码来表示产品的型号。此外，在SMT3封装的三极管上，采用激光刻印数字用来指示产品生产的时间(周)，数字的方向可以识别出是单数(奇数)年还是双数(偶数)年生产的产品，见图6-7所示，从图中可以看到，数字26用来表示产品的型号，后面的35，用来表示产品生产的时间，表示第35周，前面的为奇数年生产，后一个为
21、偶数年生产。 3MPT3型三极管的识别方法 在MPT3型三极管上，产品型号、生产时间(月)和hFE用四个字母采表示，其中，生产时间用一个字母来表示，除了字母I和O。见表6-6(此方法适用于其它型号三极管)。 生产月份表示方法表 表66生产月份123456789101112偶 数 年ABCDEFGHJKLL奇 数 年NPQRSTUVWXYZ 在图68中，DA用来指示三极管的型号，R用来指示临区间，T用来指示生产的月份，从表66中可以查出，T对应为奇数年的六月份。4.UMT5,UMT6,SMT5和SMTY型三极管的识别方法 UMT5，UMT6，SMT5和SMT6型三极管上的标识为产品型号除了前两个
22、初始字母(UM或FM)之外的字母组成，一般由2个或3个字母组成，在SMT6型封装三极管上，采用类似SMT3的激光刻印的生产时间(周)。 三、ROHM贴片三极管的识别表(表67一表6-15) EMT3型贴片三极管识别表 表67标识型号标识型号标识型号EMT3图中口的位置在实际的三极管上将会被一hEF区间代码所替代A2SC461829DTCll5EE04DTC114TEAC口2SC472533DTA143XE05DTC124TEAD2SC472635DTA124XE06DTC144TEB2SC461743DTCl43XEE11DTA113ZEBV2SC527445DTC124XEE13DTA143
23、ZECA2SA188552DTA123YEE42DTC123JECB2SC499754DTA114YEE23DTC143ZEF2SA177462DTC123YEE32DTA123JEKN2SK301964DTC114YEK14DTA114GE12DTA123EE69DTC115EEK26DTC144GE13DTA143EE74DTA114WE2lDTCll3Z314DTA114EE76DTA144WE15DTA124EE84DTCll4WE16DTA144EE86DTCl44WE19DTA115EE93DTA143TE22DTCl23EE94DTA114TE23DTCl43EE95DTA124
24、TE24DTCll4EE96DTA144TE25DTCl24EE99DTA115TE26DTCl44EE03DTCl43TE EMT3型贴片三极管识别表 表68EMT3图中口的位置在实际的三极管上将会被一hEF区间代码所替代标识型号标识型号标识型号A2SC413K62DTCl23YKAK19DTA115GKAAA2SDl757K64DTCll4YKAK24DTCll4GKAAC2SC3837K69DTCll5EKAK25DTCl24GKAAD2SC3838K74DTA114WKAK26DTCl44GKAAF2SDl781K76DTA144WKAK29DTCll5GKAAH2SB1197K84D
25、TC114WKAL14DT8114GKAJ口2SDl782K86DTCl44WKAL24DTDll4GKAK口2SBll98K91DTA113TKAZ2lDTCll3ZKAAN口2SC4061K93DTA143TKAR1AMMST3904B2SC2412K94DTA114TKAR1GMMSTA06BB2SD2114K95DTA124TKARlKMMST6428BJ2SD2226K96DTA144TKARlMMMSTA13BK2SB1590K99DTA115TKAR1NMMSTA14BM2SC4713K9ADTA125TKARlOMMST5088BS2SD2444KE11DTA113ZKARlPMMST2222AC2SC2411KE13DTA143ZKAR2AMMST3906F2SA1037AKE23DTCl43ZKAR2BMMST2907H2SA1036KE32DTA123JKAR2FMMST2907AR2SA1514KE42DTCl23JKAR2GMMSTA56KL2SK2731E56DTA144 VKAR2KMMST8598R1M2SD2142KE66DTCl44VKAR20MMST5087T2SC3906KF02DTDl23TKR2PMMST5086U2SB852KF03
