第六章 半导体元件的识别与代换

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1、第六章半导体元件的识别与代换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。第一节功率三极管一、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

2、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

3、极电流I(A)23456781012141516171825C3678C4020C4299C4304C4445C4908C3679C4300C3680C4301CC5002C5003C5124600C5249C4706550C4517C4517AC4518C4518AC3927C4557C5239C5287500C3830C4907C3831400C4073C4418C4662C5130C3832C3890C4130C4546C4138C4296C3833C4297C5071C4139C4298C4434C4140380D2141300C2023C5333250D2019230A1294C32

4、63A1259C3264200A1668C4382D2019C5271D2557D2558A1386AA1492A1673C3519AC3856C4388A1216C2922180A1859AC4883AA1386AA1492A1673C3519AC3856C4388A1216C2922160A1215A1386C2921C3519150A1667A1859C4381C4883B1559B1587D2389D2438A1186B1560B1588C2837D2390D2439B1570D2401A1303A1860C3284C4886B1647B1649D2560D2562B1648D2561

5、140A1695A1909C4468C5101120D2019D1769D1785D2045C3834C3835C4153A1694A1908C4467C5100B1259D2081B1382B1420D2082B1383D2083110B1624B1625B1626B1659D2493D2494D2495D2589100B125880C3852AA1488AC3851AD2019A1693A1725A1726A1907C446680C4511C4512C509960C3852A1262A1488B1257C3179C3851D1796A1568B1351B1352C406550C4495C4

6、024A1567A1746C4064C413140C5370三、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h、h、h，则达林顿管总的放大系数约为各FE1 FE2 FE3 FEN管放大系数的乘积，即hFEhFE1XhFE2XhFE3X XN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

7、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)hp(min)/t(mhz)封装形式2SB16263011065000100FM20(T0220F)2SD2495602SB165950100MT-25(T0220)2SD2589

8、602SB162460100MT-100(T03P)2SD2493602SB162560100FM100(703PF)2SD2494602SB1587751508652SD2438802S1559801065MT-100(703P)2SB2389802SB1588801550FM100(T03PF)2SD2439552SB164985200452SD2562702SB15601001501050MT-100(703P)2SD2390552SB164713015452SD2560702SB15701501501250MT-200（螺丝安装）2SD2401552SB164820017452SD25

9、61701. 类型相同（1）材料相同。即错管换错管，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2SD1555； 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第4页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

10、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1A。 根据PCM确定ICM，即PCM=ICMXUCE,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

11、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3DD103A晶体管的ICM是按其B值下降到实测值的1/ 3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：集电极一基极击穿电压。它是指发射极开路，集电极电流Ic为规 定值时，集电极一基极闻的电压降(该电压降称为对应的击穿电压，以下的相同)。 BVCEO：集电极一发射极击穿电压。它是指基极开路，集电极电流Ic为规

12、 定值时，集电极一发射极的电压降。 BVCE(sat)：集电极一发射极饱和压降。集电极和发射极在规定的饱和条 件下的压降。 BVBE(sat)：基极一发射极饱和压降。基极和发射极在规定的饱和条件下 的压降。 BVebo :集电极开路，发射极一基极的击穿电压。在晶体管置换（代换）中，主要考虑BVcb。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

13、流放大 系数3=1时的频率。 B截止频率/B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） 3值70. 7%（3dB）时的频率。 a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） 3值70. 7%（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/3。通常要求用于置换的晶体管， 其/T与/3应不小于原晶体管对应的/T与/3。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。除以上主要参数外，对于一些特殊的晶体管，在

14、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占用的空间，缩小电脑

15、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(0N)W0.5Q, VGS=10V, ID=2. 5ARDS(0N)W0.6Q, VGS=4V, ID=2. 5A 4V栅极驱动器件高容积密度4AK19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。4AK19主要技术参数(Ta=

16、25C)表6-4项目符 号额 定单 位漏极一-源极电压VDss120V栅(门)极-一源极电压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Tch150C储存温度Tstg一55+150C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4AK15、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UPA143

17、6见图6-4所示。(2) NEC功率MOS排UPA1501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1. VMT3、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

18、管的型号，分别见图 6-6（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。2. SMT3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

19、35周，前面的为奇数年生产，后一个为偶数年生产。3. MPT3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0。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6-8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

20、三极管上的标识为产品型号除了前两个初 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 表6-15）标识型号标识型号标识型号AO2SC461829DTC115EE04DTC114TEAC 口2SC472533DTA143XE05DTC124TEADO2SC472635DTA124XE06DTC144TEBO2SC461743DTC143XEE11DTA113ZEBVO2SC527445DTC124XEE13DTA143ZECA2SA188552DTA123YEE42DTC

21、123JEEMT3图中CB2SC499754DTA114YEE23DTC143ZE口的位FO2SA177462DTC123YEE32DTA123JE置在实际KN2SK301964DTC114YEK14DTA114GE的三极管12DTA123EE69DTC115EEK26DTC144GE上将会被13DTA143EE74DTA114WE21DTC113Z3一一一 Hef区间14DTA114EE76DTA144WE代码所替15DTA124EE84DTC114WE代16DTA144EE86DTC144WE19DTA115EE93DTA143TE22DTC123EE94DTA114TE23DTC143E

22、E95DTA124TE24DTC114EE96DTA144TE25DTC124EE99DTA115TE26DTC144EE03DTC143TEEMT3型贴片三极管识别表表68标识型号标识型号标识型号AO2SC413K62DTC123YKAK19DTA115GKAAAO2SD1757K64DTC114YKAK24DTC114GKAACO2SC3837K69DTC115EKAK25DTC124GKAADO2SC3838K74DTA114WKAK26DTC144GKAAFO2SD1781K76DTA144WKAK29DTC115GKAEMT3图中AHO2SB1197K84DTC114WKAL14DT

23、8114GK口的位AJ 口2SD1782K86DTC144WKAL24DTD114GK置在实际AK 口2SB1198K91DTA113TKAZ21DTC113ZKA的三极管AN 口2SC4061K93DTA143TKAR1AMMST3904上将会被BO2SC2412K94DTA114TKAR1GMMSTA06一一一 Hef区间BBO2SD2114K95DTA124TKAR1KMMST6428代码所替BJO2SD2226K96DTA144TKAR1MMMSTA13代BKO2SB1590K99DTA115TKAR1NMMSTA14BMO2SC4713K9ADTA125TKAR1OMMST5088B

24、SO2SD2444KE11DTA113ZKAR1PMMST2222ACO2SC2411KE13DTA143ZKAR2AMMST3906FO2SA1037AKE23DTC143ZKAR2BMMST2907HO2SA1036KE32DTA123JKAR2FMMST2907ARO2SA1514KE42DTC123JKAR2GMMSTA56EMT3型贴片三极管识别表表67KL2SK2731E56DTA144 VKAR2KMMST8598R1M2SD2142KE66DTC144VKAR20MMST5087TO2SC3906KF02DTD123TKR2PMMST5086UO2SB852KF03DTD143

25、TKR2TMMST4403WO2SD1383KF11DTB113EKR2VMMSTA64Y 口2SD1484KF12DTB123EKR2XMMST440102DTC123TKAF13DTB143EKR3BMMST91803DTC143TKAF14DTB114EKRATMMSTA2804DTC114TKAF21DTD113EKRAVMMST809805DTC124TKAF22DTD123EKRVZMMST809806DTC144TKAF23DTD143EKRZCMMST4124EMT3图中口的位 置在实际 的三极管 上将会被 一一一 Hef区间 代码所替代09DTC115TKAF24DTD114

26、EK0ADTC 125TKAF52DTB123YK12DTA123EKAF62DTD123YK13DTA43EKAF92DTB123TK14DTA14EKAF93DTB143TK15DTA124EKAF94DTB114TK16DTA144EKAG08DTD133HKA19DTA115EKAG11DTB113ZK22DTC123EKAG21DTD113ZK23DTC143EKAG3CDTB122JK24DTC114EKAG4CDTD122JK25DTC124EKAG98DTB133HKA26DTC144EKAH02DTC323TK29DTC115EKAH03DTC343TK33DTA143XKA

27、H04DTC314EK35DTA124XKAH07DTC363TK43DTC143XKAH27DTC363EK45DTC124XKAK14DTA114GKA52DTA123YKAK15DTA124GKA54DTA114YKAD16DTA144GKAUMTC型贴片三极管识别表表6-9UMT3图中口的位 置在实际 的三极管 上将会被 一一一 Hef区间 代码所替 代标识型号标识型号标识型号1CO2SC408224DTC114EUAH02DTC323TU1DO2SC408325DTC124EUAH04DTC314TUAO2SC409826DTC144EUAH27DTC363EUBO2SC408129

28、DTC115EUAK14DTA114GUABJO2SD235133DTA143XUAK16DTA144GUABMO2SC477435DTA124XUAK19DTA115GUACO2SC409743DTC143XUAK24DTC114GUACB2SC499845DTC124XUAK25DTC124GUAUMT3图中口的位FO2SA1576A52DTA123YUAK26DTC144GUAHO2SA157754DTA114YUAK29DTC115GUA置在实际 的三极管 上将会被 一一一 hpp区间 代码所替 代KN2SK301862DTC123YUAZ21DTC113ZUARO2A157964DT

29、C114YUAG1KBC848BWTO2SC410269DTC115EUAG3KBC858BWYO2SD194974DTA114WUAR1AUMT390495DTA124TUA76DTA144WUAR1PUMT2222A96DTA144TUA84DTC114WUAR2AUMT390603DTC143TUA86DTC144WUAR2FUMT2907A04DTC114TUA93DTA143TUAR2TUMT440305DTC124TUA95DTA124TUAR2XUMT440106DTC144TUA96DTA144TUAEMT3图中口的位 置在实际 的三极管 上将会被 一一一 Hef区间 代码所替

30、 代09DTC115TUA99DTA115TUA0ADTC125TUA9ADTA125TUA12DTA123EUA111DTA113ZUA13DTA143EUA113DTA143ZUA14DTA114EUA123DTC143ZUA15DTA124EUA132DTA123JUA16DTA144EUA142DTC123JUA19DTA115EUA156DTA144VUA22DTC123EUA166DTC144VUA23DTC143EUA121DTC113ZUSST3型贴片三极管识别表表6-10标识型号标识型号标识型号SST3 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13D

31、TA143ECAGABBCW60BGU1BCX1914DTA114ECAGACBC260CR1ASST390415DTA124ECAGADBCW60DR1GSSTA0624DTC114ECAGAHBCX70HR1HSSTA0525DTC124ECAGAJBCX70JR1JSST642796DTA144TCAGAKBCX70KR1MSSTA1304DTC114TCAGAKBCX70KR1MSSTA13E23DTC143ZCAGBCBCW61CR1PSST2222AF13DTB143ECGBGBCX71GR2ASST3906F52DTB123YCGBJBCX71JR2GSSTA56G1EBC958

32、AGC2BCW30R2TSST4403G1FBC847BGD1BCW31R2XSST4401G1GBC847CGD2BCW32R3BSST8254G1JBC848AGD3BCW33R97SSTTIS97G1KBC848BGECBCW65CRATSSTA28G1LBC848CGH1BCW69RBRSST6838G3EBC857AGH2BCW70RFQSST6839G3FBC857BGK1BCW71RKMRK7002G5BBC807-25GMARFS17G6BBC817-25GT1BCX17MPT3型贴片三极管识别表 第11页表 6-11标识型号标识型号标识型号MPT3图中口的位置 在实际的三极管

33、上将 会被一 hEF区间代码所 替代型号2SB1424CBO2SC4132DPO2SD2195AGO2SA1797CEO2SC4505DQO2SD2211AHO2SA1795CFO2SD2150DRO2SD2212AJO2SA1812CGO2SC5053DTO2SD2391ALO2SA1900DAO2SD1664DVO2SD2537EMT3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BAO2SB1132DBO2SD1766DKO2SC4672BCO2SB1188DCO2SD1767KA2SK2103BDO2SB1189DEO2SD1834KC2SK2463BEO2SB126

34、0DFO2SD1834E012SK2463BE!BCX53DFBBCX56KE2SK3065BFO2SB1308DGO2SD1963E02DTDG23YPBJO2SB1427DLO2SD2167BLO2SB1561DMO2SD2170BNO2SB1580DNO2SD2153UMT5型贴片三极管识别表表6-12标识型号标识型号标识型号UMT5A1UMA1NC5UMC5N0S1UMS1NA10UMA10NG1UMG1NS2UMS3NA11UMA11NG10UMG10NW10UMW10NA2UMA2NG11UMG11NW1UMW1NA3UMA3NG2UMG2NW2UMW2NA4UMA4NG3UMG3

35、NW6UMW6NA5UMA5NG4UMG4NW7UMW7NA6UMA6NG5UMG5NW8UMW8NA7UMA7NG6UMGYNY1UMY1NA8UMA8NG7UMG7NY3UMY3NA9UMA9NG8UMG8NC1UMC1NG9UMG9NC2UMC2NK1UM5K1NC3UMC3NL1UML1NC4UMC4NL2UML2NUMT6型贴片三极管识别表表6-13标识型号标识型号标识型号UMT6B1UMB1NH10UMH10NX2UMX2NB10UMB10NH11UMH11NX3UMX3NB11UMB11NH14UMH14NX4UMX4NUMT6B2UMB2NH2UMH2NX5UMX5NB3UMB

36、3NH3UMH3NZ1UMZ1NB4UMB4NH4UMH4NZ2UMZ2NB5UMB5NH5UMH5NB6UMB6NH6UMH6NB8UMB8NH7UMH7NB9UMB9NH8UMH8ND12UMD12NH9UMH9ND2UMD2NK1UM6K1ND3UMD3NT1UMT1ND6UMD6NT2UMT2NH1UMH1NX1UMX1NSMT5型贴片三极管识别表表6-14标识型号标识型号标识型号SMT5A1FMA1G12FMG12W6FMW6A10FMA10AG13FMG13W7FMW7A11FMA11AG2FMG2AW8FMW8A2FMA2AG3FMG3AY1FMY1AA3FMA3AG4FMG4A

37、Y3FMY3AA4FMA4AG5FMG5AY4FMY4AA5FMA5AG6FMG6AY5FMY5A6FMA6AG7FMG7AY6FMY6A7FMA7AG8FMG8AA8FMA8AG9FMG9AA9FMA9AQ2FMQ2C1FMC1AS1FMS1AC2FMC2AS2FMS2NC3FMC3AS3FMS3C4FMC4AS4FMS4C5FMC5AW1FMW1C6FMC6AW10FMW10C7FMC7AW2FMW2G1FMG1AW3FMW3G11FMG11AW4FMW4SMT6型贴片三极管识别表表6-15标识型号标识型号标识型号SMT6B1IMB1AD8IMD8AX1IMX1B10IMB10AD9IMD

38、9AX17IMX17B11IMB11AH1IMDH1AX2IMX2B16IMB16H10IMH10AX3IMX3B17IMB17AH11IMH11AX4IMX4SMT6B2IMB2AH14IMH14AX5IMX5B3IMB3AH15IMH15AX8IMX8B4IMB4AH2IMH2AX9IMX9B5IMB5AH3IMH3AZ1IMZ1AB6IMB6AH4IMH4AZ2IMZ2AB7IMB7AH5IMH5AZ4IMZ4B8IMB8AH6IMH6AB9IMB9AH7IMH7AD1IMD1AH8IMH8AD10IMD10AH9IMH9AD14IMD14AT1IMT1AD16IMD16AT17IMT17D2IMD2AT2IMT2AD3IMD3AT3IMT3AD4IMD6AT4IMT4