晶体管置换原则

 

    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置换原则，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． 集电极最大直流耗散功率（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。
    世界上不同厂家关于ＩCM 的规定有所不同，有时差别很大。常见的有以下几种规定：
    （１）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１Ａ。
    （２）根据ＰCM 确定ＩCM，即ＰCM＝ＩCM?ＵCE 确定ＩCM。这个规定下的ＰCM 值比普通晶体管较小，比开关管较大，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。
    （３）根据晶体管参数（饱和压降、电流放大系数等）允许变化的极限值确定ＩCM。例如３ＤＤ１０３Ａ晶体管的ＩCM 是按其β值下降到实测值的１／３时确定的（ＩCM＝３Ａ）。
    在置换时应区别以上三种情况，进行具体的选择。
    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。晶体管的击穿电压参数主要有以下５个：
    （１）ＢＶCBO：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—基极间的电压降（该电压降称为对应的击穿电压，以下的相同）。
    （２）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。
    （３）ＢＶCES：基极—发射极短路，集电极—发射极的击穿电压。
    （４）ＢＶCER：基极—发射极串联电阻，集电极—发射极的电压降。
    （５）ＢＶEBO：集电极开路，发射极—基极的击穿电压。
    在晶体管置换中，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ＢＶCBO＞ＢＶCEO。通常要求用于置换的晶体管，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
    晶体管频率特性参数，常用的有以下４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β＝１时的频率。
    （２）β截止频率ｆβ：在共发射极电路中，输出端交流短路时，电流放大系数β值，下降到低频（１ｋＨｚ）β值７０．７％（３ｄＢ）时的频率。
    （３）α截止频率ｆα：在共基极电路中，输出端交流短路时，电流放大系数α值下降到低频（１ｋＨｚ）β值７０．７％（３ｄＢ）时的频率。
    （４）最高振荡频率ｆｍａｘ：当晶体管的功率增益为１时的工作频率。
    在置换晶体管时，主要考虑ＦT 与ｆβ。通常要求用于置换的晶体管，其ＦT 与ｆβ应不小于原晶体管对应的ＦT 与ｆβ。
    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。