中职电子专业晶体三极管管脚及工作状态判别的教学实践

德阳市黄许职业中专学校  周崇兴

摘要：晶体三极管是一种常用的电子元件，在电子领域中应用广泛，是中职电子专业学生必须掌握的，在适当了解三级管的工作原理基础上，对具体操作的要求就显得很高，本位拟就实践操作的教学作出一些探讨。

关键词：电子专业；晶体三极管；管脚；工作状态；教学实践

 

随着电子技术的迅速发展，晶体三极管作为新型半导体元器件，由于具有体积小、价格便宜、性能稳定、维修方便、安全系数较高等优点，在电子领域里应用越来越为广泛。这就势必对中职学校电子类专业中，承担电子电路基础课程教学的教师有了更高的要求,培养学生的动手操作能力也显得尤为重要，笔者2011年参加德阳市中职学校电子类专业优质课竞赛中，对普通小功率三极管的管脚判别这一课题进行了一些研究，现公诸同好，敬请斧正。

一、简化三极管的内部结构，熟记三极管的符号及工作特性

三极管内部结构复杂，工作原理抽象，动态参数较多，中职学生接受起来比较困难，所以在实施教学时，不必要求学生太深层次地了解三极管的构造及内部载流子的运行过程，而是对它的分类、符号、管脚名称、工作特性搞清楚就可以了，在实际教学过程中，通过复习和师生互动可以简化为以下内容，更多的理论知识通过知识链接和学案进行补充。

1.三极管的分类、符号及管脚名称

功率大小不同的三极管体积和封装形式也各不相同。近几年来，中、小功率管一般采用硅酮塑料封装；大功率管采用金属封装，通常做成扁平形状并有螺钉安装孔，这样能使三极管的外壳与散热器连成一起，以便散热。三极管的核心是两个PN结，基极和集电极之间的PN结叫集电结，基极和发射极之间的PN结叫发射结，根据两个PN结的组合方式不同可以分为PNP型和NPN型两类。三极管有发射区、基区、集电区三个区，对应有发射极、基极、集电极三个电极，所以我们可以说三极管是一个具备三极、三区、两结的电子元器件。

2.晶体三极管工作特性

晶体三极管有三种工作状态，当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并处于某一恰当的值时，三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使三极管具有电流放大作用，其电流放大倍数β＝ΔIc/ΔIb，这时三极管处于放大状态。当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，也称为三极管处于截止状态。当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态称之为饱和导通状态。在电子电路中，工作在开关状态的三极管就是在截止与饱和之间转换。

二、三极管管脚和类型的识别

这是本堂课的重点和难点，要求学生能够利用万用表确定三极管的类型及管脚，在教学实际中，采取学生分组测量，比对数据，判定管脚和三级管类型。

1.最简化判定方法

常用三极管引脚的排列方式具有一定的规律，底视图位置放置，使三个引脚构成等腰三角形的顶点上，从左向右依次为e、b、c；对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己，三个引脚朝下放置，则从左到右依次为e、b、c。

2.三极管基极b的判别

目前，国内各种类型的晶体三极管有许多种，管脚的排列不尽相同，在使用中不确定管脚排列的三极管，必须进行测量确定各管脚正确的位置，或查找晶体管使用手册，明确三极管的特性及相应的技术参数和资料。同时我们也可以通过机械式万用表确定三极管的类型及管脚（以MF47型万用表为例）。

以NPN型为例，根据三极管的结构示意图，知道三极管的基极是三极管中两个PN结的公共极，因此，在判别三极管的基极时，只要找出两个PN结的公共极，即为三极管的基极。具体方法是将万用表调至电阻挡的R×1k挡，先用黑表笔接在三极管的一只引脚上，用红表笔分别去接三极管的另两只引脚，如果两次全通，则黑表笔所接的引脚就是三极管的基极。如果一次没找到，则黑表笔换接到三极管的另一个引脚，直到全导通为止，否则改用红表笔接在三极管的一个引脚上，用黑表笔分别去接三极管的另两只引脚，看是否全通，若全通则红表笔所接的引脚就是三极管（PNP型）的基极。

3.三级管集电极c和发射极e的判别：

(1)对于NPN型三极管，将万用表调至电阻挡的R×1k挡，用手指捏住b极与假设的c极，管脚间利用我们的手指充当电阻的作用，用黑表笔接假设的c极，红表笔接假设的e极，测量两极间的电阻Rce；之后将假设的c,e极对调再测一次。虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小，但仔细观察，总会有一次偏转角度稍大（电阻值较小），此时黑表笔所接的一定是集电极c，则红表笔所接就是发射极e了。

(２)对于PNP型的三极管，将万用表调至电阻挡的R×1k挡，用手指捏住b极与假设的c极，管脚间利用我们的手指充当电阻的作用，用黑表笔接假设的c极，红表笔接假设的e极，测量两极间的电阻Rce；之后将假设的c,e极对调再测一次。虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小，但仔细观察，总会有一次偏转角度稍大（电阻值较小），此时红表笔所接的一定是集电极c，则黑表笔所接就是发射极e了。

4.三极管类型的判别

三极管只有两种类型，即PNP型和NPN型。判别时只要知道基极是P型材料还是N型材料即可。当用万用表R×1k挡时，黑表笔接的是万用表内部电池的电源正极，如果黑表笔接基极时导通，则说明三极管的基极为P型材料，三极管即为NPN型。如果红表笔接基极导通，则说明三极管基极为N型材料，三极管即为PNP型。.

过程中出现学生测得数据有一定的差异，通过知识小贴士说明由于三级管或万用表自身技术参数有差异，或者测量过程中的影响因素造成，甚至有学生元件都搞错了，解决这一问题时，学生表现出极高的探索兴趣。

三、三极管工作状态的判别

本环节要求学生能够通过测定三极管在电子电路中的动态数据判别晶体三极管的工作状态。根据三极管工作时各个电极的电位高低，就能判别三极管的工作状态，因此，电子维修人员在维修过程中，经常要拿万用电表测量三极管各脚的电压，从而判别三极管的工作状态。以NPN型为例：如果测得Ube＞0,Ubc＜0,则该管工作在放大状态；如果测得Ube＜0,Ubc＜0,则该管工作在截止状态；如果测得Ube＞0,Ubc＞0,则该管工作在饱和状态。

总之，针对中职学校文化基础较为薄弱的学生，我们在教学有关三极管内容过程中一定要因材施教，分清主次，务必避开复杂深奥的理论知识，注重实践性教学，积极培养学生的实际动手操作能力，循序渐进，由浅入深，较好地掌握三极管在实际电路中的应用。