晶体管(Transistor)属于固体半导体器件,在电路中起滤波、整流、放大、稳压、信号调制等作用。
应用在洗衣机上的晶体管主要有二极管和晶体管两种。洗衣机上的二极管主要有整流二极管、稳压二极管和发光二极管,晶体管主要有开关管、放大管等。图2-33所示是某洗衣机电脑板的一部分,标注实线框的是晶体管,标注虚线框的是发光二极管。
图2-33 洗衣机电脑板上的晶体管
1.整流二极管
整流二极管是一种使用高纯单品硅制造的半导体器件,在电器中主要将交流电能转变为直流电能,是一种大面积功率器件,具有明显的单向导电性,主要用于各种低频整流电路。它通常包含一个PN结和阴极、阳极两个端子。其外形实物如图2-34所示。
图2-34 整流二极管外形
整流二极管在电路中用字母符号VD表示,图形符号如图2-35所示。
图2-35 整流二极管的电路符号
在洗衣机的电脑板上,通常用4个整流二极管构成桥式全波整流电路(见图2-36,是某洗衣机电脑板的一部分,标注实线框的为整流二极管),前端与电源变压器的二次侧输出端相接,后级与大容量的电解电容构成滤波器,将交流成分进行滤波,从而输出平滑的直流电压,为电脑板上的其他电路及元器件提供可靠的直流电压,其原理如图2-37所示。
图2-36 某洗衣机电脑板上的整流二极管
图2-37 某洗衣机电脑板的电源部分整流电路原理
2.稳压二极管
稳压二极管又称齐纳二极管,它的基本结构与整流二极管一样,有一个PN结,但它的制造工艺不同。
稳压二极管通常由硅半导体材料采用合金法或扩散法制成,是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。它既具有整流二极管的单向导电特性,又可工作于反向击穿状态。
稳压二极管外形实物在主电板中与整流二极管几乎相似,单靠观察其外形不能分辨出来,一般都是通过辨认其外壳上的型号来区分的。而有些小功率稳压二极管由于体积较小,在外壳上标注型号比较困难,所以也有些厂家采用像色环电阻一样的方法,分别用棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白、黑十种颜色对应1~10位数字来表示其型号和参数,使其易于辨认。
在电路中稳压二极管用图2-38所示来表示。
稳压二极管在电路中按不同的作用可以构成浪涌保护电路、过电压保护电路、电弧抑制电路三种功能电路应用于不同的电器中。
图2-38 稳压二极管电路符号
3.发光二极管(www.xing528.com)
发光二极管由半导体晶片组成,这些半导体材料会预先通过注入或掺杂等工艺以产生PN结构。在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层,称为PN结。在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换成光能。PN结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管(LED)。它能发出各种不同颜色的光,光的强弱与电流有直接关系。在处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流从LED阳极流向阴极,半导体晶体就发出从紫色到红色不同颜色的光线。
在洗衣机中采用高亮度单色发光二极管较多,主要用在洗衣机的主控板上用来做电源指示灯、各种洗涤程序显示、预约时间显示、水位显示、洗涤过程显示、故障代码等信号和指示灯使用。图2-39所示是某洗衣机电脑板上的发光二极管。
图2-39 某洗衣机电脑板上的发光二极管
发光二极管属于电流控制型半导体器件,它与整流二极管一样具有明显的单向导电性,电路接入时,必须为正向,反向接入时,发光二极管则不会发光。它在电路中用图2-40所示符号来表示。
4.晶体管
晶体管是一种利用输入电流控制输出电流的电流控制型器件,在电路中主要起放大信号和开关的作用。其结构特点是有三个电极,分别是集电极(C)、发射极(E)和基极(B)。晶体管在电路中用字母VT(实际厂家资料中也有用Q表示的)加数字表示,其常见外形实物如图2-41所示。
图2-40 发光二极管电路符号
图2-41 晶体管外形
图2-42 两种晶体管电路符号
晶体管按结构分为NPN型和PNP型。它们的工作原理相似,但由于形成电流的载流子性质不相同,以致各极电流方向相反,加在各极上的电压极性也相反。晶体管在电路中的符号形状和基极(B)、集电极(C)、发射极(E)如图2-42所示。
晶体管常见的封装有金属封装、玻璃封装和塑料封装三种形式。金属封装的外壳一般是铁制的,外表电镀一层不易生锈的金属或喷漆,并在上面印上型号。玻璃封装的外壳上喷上黑色或灰色漆,再印上型号。塑料封装往往把型号直接印在塑料外壳上,在辨认和检测时,必须认清外壳上的型号标示。
维修笔记
检测晶体管:检测晶体管的方法很多,使用指针式万用表检测晶体管最常用、最快捷的4种方法如下:
1)使用开路方法检测整流二极管:将整流二极管的两引出线从电路中焊开拆下,将万用表的电阻挡置于R×100或R×1k量程挡位,将两表笔相接调零。将红、黑两表笔分别与整流二极管的两引出线相接对其进行测量,记下此次测量出的电阻值,然后将红、黑两表笔对调与两引线相接对整流二极管再次进行测量。比较两次测得的电阻值大小,若两次测得的电阻值相差很大(例如阻值大的高达上百万欧,而阻值小的才几欧),则说明该整流二极管其性能是正常的;若测两次测得的阻值相等或相近,并且阻值很小,则可判断该整流二极管已被击穿损坏,需要更换。
2)检测高亮度单色发光二极管的性能:高亮度单色发光二极管的开启电压为2V,测量时,在万用表外部串接一节1.5V的干电池,使检测电压增加至3V,如图2-43所示。将万用表置于R×10或R×100挡位,检测时,用万用表两表笔轮换接触LED的两引脚。若LED的性能良好,必定会有一次正常发光,此时黑表笔所接的为正极,红表笔所接的为负极。若无论怎样对调表笔测量LED均不发光,则说明该LED已损坏,需要更换。
图2-43 检测高亮度发光二极管
3)已知晶体管类型和电极,检测NPN型晶体管的方法:将万用表电阻挡置于R×100或R×1k挡位,将红、黑两表笔相接调零。将黑表笔与晶体管的基极相接,红表笔分两次分别与晶体管的集电极和发射极相接,对其进行测量。若两次测得的电阻值都很小,然后再将红表笔与基极相接,将黑表笔两次分别与集电极和发射极相接,若再次测得的电阻值都很大,则说明该晶体管正常。若不正常,则说明已损坏。
4)已知晶体管类型和电极,检测PNP型晶体管的方法:测量时,程序和检测NPN型晶体管一样。将红表笔与基极相接,将黑表笔分两次先后与晶体管的集电极和发射极相接,若两次测得的阻值都很小,再将黑表笔与基极相接,将红表笔分两次先后与其余两个极相接,若两次测得的阻值都很大,则说明该晶体管正常。若不正常,则说明已损坏。
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