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晶体管（三）
2025-02-07
检测方法
1.普通达林顿管的检测
普通达林顿管内部由两只或多只晶体管的集电极连接在一起复合而成，其基极b与发射极e之间包含多个发射结。检测时可使用万用表的R×1kΩ或R×10kΩ档来测量。
测量达林顿管各电极之间的正、反向电阻值。正常时，集电极c与基极b之间的正向电阻值（测NPN管时，黑表笔接基极b；测PNP管时，黑表笔接集电极c）与普通硅晶体管集电结的正向电阻值相近，为3～10kΩ，反向电阻值为无穷大。而发射极e与基极b之间的正向电阻值（测NPN管时，黑表笔接基极b；测PNP管时，黑表笔接发射极e）是集电极c与基极b之间正向电阻值的2～3倍，反向电阻值为无穷大。集电极c与发射极e之间的正、反向电阻值均应接近无穷大。若测得达林顿管的c、e极间的正、反向电阻值或b、e极、b、c极之间的正、反向电阻值均接近0，则说明该管已击穿损坏。若测得达林顿管的b、e极b、c极之间的正、反向电阻值为无穷大，则说明该管已开路损坏。
2.大功率达林顿管的检测
大功率达林顿在普通达林顿管的基础上增加了由续流二极管和泄放电阻组成的保护电路，在测量时应注意这些元器件对测量数据的影响。
用万用表R×1kΩ或R×10kΩ档，测量达林顿管集电结（集电极c与基极b之间）的正、反向电阻值。正常时，正向电阻值（NPN管的基极接黑表笔时）应较小，为1～10kΩ，反向电阻值应接近无穷大。若测得集电结的正、反向电阻值均很小或均为无穷大，则说明该管已击穿短路或开路损坏。
用万用表R×100Ω档，测量达林顿管发射极e与基极b之间的正、反向电阻值，正常值均为几百欧姆至几千欧姆（具体数据根据b、e极之间两只电阻器的阻值不同而有所差异。例如：BU932R、MJ10025等型号大功率达林顿管b、e极之间的正、反向电阻值均为600Ω左右），若测得阻值为0或为无穷大，则说明被测管已损坏。
用万用表R×1kΩ或R×10kΩ档，测量达林顿管发射极e与集电极c之间的正、反向电阻值。正常时，正向电阻值（测NPN管时，黑表笔接发射极e，红表笔接集电极c；测PNP管时，黑表笔接集电极c，红表笔接发射极e）应为5～15kΩ（BU932R为7kΩ），反向电阻值应为无穷大，否则是该管的c、e极（或二极管）击穿或开路损坏。
最小晶体管
北京时间2010年5月26日消息：据物理学家组织网报道，美国与澳大利亚科学家成功制造出世界上最小的晶体管——由7个原子在单晶硅表面构成的一个"量子点"，标志着我们向计算能力的新时代迈出了重要一步。量子点（quantum dot）是纳米大小的发光晶体，有时也被称为"人造原子"。虽然这个量子点非常小，长度只有十亿分之四米，但却是一台功能健全的电子设备，也是世界上第一台用原子故意造出来的电子设备。它不仅能用于调节和控制像商业晶体管这样的设备的电流，而且标志着我们向原子刻度小型化和超高速、超强大电脑新时代迈出的重要一步。
澳大利亚新南威尔士大学量子电脑技术中心（CQCT）和美国威斯康星大学麦迪逊分校研究人员组成的一个联合小组在最新一期的《自然—纳米技术》（Nature Nanotechnology）杂志上详细描述了这一发现。参与这项研究的量子电脑技术中心主任米歇尔·西蒙斯（Michelle Simmons）教授说："这项成就的重要性在于，我们不是令原子活动或是在显微镜下观测原子，而是操纵单个原子，以原子精度将其置于表面，以制造能工作的电子设备。"
"澳大利亚研究小组已可以完全利用晶体硅制造电子设备，我们在晶体硅上面用磷原子替换了7个硅原子，并达到了惊人的精确度。这是重大的科技成就，是表明制造‘终极电脑’（用硅原子制造的量子电脑）可行性的关键一步。"将原子置于某个物体表面的技术——扫描隧穿显微镜——已问世二十年之久。在此之前，没人能利用该技术去制造原子精度的电子设备，然后令其处理来自微观世界的电子输入。
西蒙斯教授说："电子设备究竟能有多小？我们正在验证它的极限。澳大利亚的第一台电脑在1949年上市，它占据了整个房间，你只能用手拿着零部件。今天，你可以将电脑放在手掌上，许多零部件的直径甚至只是一根头发直径的千分之一。"
"现在我们已经展示了世界上第一台用硅材料在原子刻度下系统性制造的电子设备。这不仅对电脑用户具有特别的意义，对所有澳大利亚人来说都极为重要。过去50年来，电子设备小型化一直是驱动全球经济生产率快速增长的关键因素。我们的研究表明，这个进程仍可以继续。"
美澳联合研究小组的主要目标是用硅原子制造量子电脑，澳大利亚人在该领域拥有独一无二的人力资源，同时处于世界领先地位。这台新电子装置表明，实现设备在原子刻度下制造和测量的技术已经开始来临。
目前，商业晶体管闸极（transistor gate，该装置可令晶体管充当电流的放大器或开关）的长度约为40纳米（1纳米相当于十亿分之一米），量子电脑技术中心的研究团队正在开发长度仅为0.4纳米的设备。
西蒙斯教授指出，20年前，唐·艾格勒（Don Eigler）和埃哈德·施魏策尔（Erhard Schweizer）在IBM公司的阿尔马登研究中心，用氙原子造出了IBM公司的标识，这也是当时世界上最小的标识。二人利用一台扫描隧穿显微镜，将35个氙原子置于镍表面，拼出了"IBM"三个字母。 [2]
艾格勒和施魏策尔的研究论文发表于《自然》杂志上，他们写道："设备小型化的基本原理是显而易见的"。二人还在论文中多次提出警告，并在最后总结说："原子刻度的逻辑电路和其他设备的前景距离我们有些遥远。"西蒙斯教授说："当时看似遥远的事情如今变成了现实。我们利用这种显微镜不仅可以观测或熟练操作原子，还能用7个原子制造原子精度的设备，令其在真实的环境中工作。"
三维晶体管
英特尔公司2011年5月4日宣布，已开发出可投入大规模生产的三维结构晶体管，采用新型晶体管的芯片在能耗降低的同时，其性能有望得到大幅提升。英特尔当天还展示了代号为"常春藤桥"的22纳米微处理器，并计划2011年底前完成批量生产该微处理器的准备工作。英特尔说，它将是首款采用新型三维晶体管的量产芯片。与目前在电脑等产品中得到广泛应用的二维晶体管相比，三维晶体管在技术上有突破之处。英特尔介绍说，其研究人员在2002年发明了"三栅"结构的三维晶体管。经过随后多年的研发，这一新型晶体管终于进入可大规模生产阶段。
该公司解释说，与摩天大楼通过向空中拓展而优化利用城市有限空间类似，三维晶体管由于比二维晶体管多出一个垂直结构，使得芯片中的晶体管能被更紧密地封装。
英特尔提供的数据显示，与该公司的32纳米芯片中采用的二维晶体管相比，三维晶体管在低电压下性能可提高37%，完成同样工作的能耗可降低一半。英特尔的专家说，这些优点意味着新型晶体管非常适合用于小型手持装置，有望进一步提高现有装置的智能化程度，并使设计和开发其他全新装置成为可能。
代换原则
无论是专业无线电维修人员。还是业余无线电爱好者，在工作中都会碰到晶体管置换问题。如果掌握了晶体管的代换原则，往往能使维修工作事半功倍，提高维修效率。晶体管的置换原则可概括为三条：即类型相同、特性相近、外形相似。
一、类型相同
1．材料相同。即锗管置换锗管，硅管置换硅管。
2．极性相同。即npn型管置换npn型管，pnp型管置换pnp型管。
二、特性相近
用于置换的晶体管应与原晶体管的特性相近，它们的主要参数值及特性曲线应相差不多。晶体管的主要参数近20个，要求所有这些参数都相近，不但困难，而且没有必要。一般来说，只要下述主要参数相近，即可满足置换要求。
1．集电板最大直流耗散功率(pcm)
一般要求用pcm与原管相等或较大的晶体管进行置换。但经过计算或测试，如果原晶体管在整机电路中实际直流耗散功率远小于其pcm，则可以用pcm较小的晶体管置换。
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。
3．击穿电压
用于置换的晶体管，必须能够在整机中安全地承受最高工作电压；
来源：输配电设备网
4．频率特性
晶体管频率特性参数，常用的有以下2个：
(1)特征频率ft：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时的频率。
(2)截止频率fb：
在置换晶体管时，主要考虑ft与fb。通常要求用于置换的晶体管，其ft与fb，应不小于原晶体管对应的ft与fb。
5。其他参数
除以上主要参数外，对于一些特殊的晶体管，在置换时还应考虑以下参数：
(1)对于低噪声晶体管，在置换时应当用噪声系数较小或相等的晶体管。
(2)对于具有自动增益控制性能的晶体管，在置换时应当用自动增益控制特性相同的晶体管。
(3)对于开关管，在置换时还要考虑其开关参数。
三、外形相似
小功率晶体管一般外形均相似，只要各个电极引出线标志明确，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。
