2.5 晶体管

晶体管是一种常用的具有两个PN结的半导体晶体器件。其外形如图2-20所示。

常用晶体管的引脚排列（从底部看）如图2-21所示。

晶体管的应用十分广泛，在电路中通常起电流放大与开关作用。

图2-20 晶体管外形图

晶体管有3个电极。目前制作晶体管的材料主要有硅和锗两种，每一种材料的晶体管根据结构不同又分为NPN型与PNP型。晶体管有塑封和铁封两种。

图2-21 常用晶体管的引脚排列

2.5.1 晶体管的表示

晶体管在电路中用“V”或“VT”（旧文字符号为“Q”、“GB”等）表示。其电路符号如图2-22所示。

2.5.2 晶体管的分类

目前，电动自行车中常用的晶体管从电路结构上可分为以下几种：

1.普通晶体管

图2-22 普通晶体管的电路符号

部分大功率晶体管的外形和双二极管（即两个二极管组成的元件，也为3个引脚）、场效应晶体管极为相似，判断时应注意区分，以免造成误判。

用数字式万用表测量管子基极和发射极PN结的正向压降，硅管的正向压降一般为0.5～0.8V，锗管正向压降一般为0.2～0.4V。

2.带阻晶体管

带阻晶体管是由一个晶体管及1～2个电阻组成的。

带阻晶体管相当于一个开关电路使用，当晶体管饱和导通时I_C很大，C-E结压降较小，当晶体管截止时I_C很小，C-E结压降较高，约等于供电电压，管中的内置电阻决定管子的饱和深度，基极电阻越小，管子导通程度越强，C-E结压降越低，但该电阻不能太小，否则会影响开关速度。

带阻晶体管外观上与普通晶体管几乎相同，要区分它们只能通过万用表进行测量。

3.光敏晶体管

光敏晶体管的导通信号是光信号。早期的电动自行车采用此类晶体管用于车速调整。光敏晶体管的电路符号如图2-23所示。

图2-23 光敏晶体管的电路符号

TIPS 由于飞轮与电动机右侧螺柱的结合为正丝，在长期使用的过程中会越来越紧。拆卸时可用一只尖头铁棒冲击飞轮端面的凹槽，飞轴即可拆下。

TIPS 飞轮是一个单方向离合器，正常使用时飞轮外齿顺时针方向转动才能驱动电动机转动，故飞轮安装为正丝。安装时将飞轮旋到电动机右侧盖的螺柱上（一般飞轮的印字朝外），当用手转动飞轴内周阻力较大时旋紧飞轮。

TIPS 电动自行车后视镜会因种种原因从螺纹根部折断，但其他部位又完好无损，这时可以用以下方法修理使用。

TIPS 将后视镜断杆端面锉平，用钻头在断面中心钻一个深10mm的小孔（孔的直径为4～5mm均可）。再找一个和原螺纹相同的螺栓，去掉六角头，然后把一端加工细（如有条件车制一个更好，没有条件时用锉或在砂纸轮机上磨也可），其尺寸、外径与已钻孔相同，长度应比已钻孔深度短1mm，装入已钻的孔内，用电焊焊上，经打磨后，刷上银粉即可使用，如下图所示。

2.5.3 晶体管的检测

1.PNP型和NPN型晶体管的判断

用万用表的R×1k挡检测晶体管是PNP型或NPN型时，用红表笔接基极，黑表笔接发射极或集电极。如所测阻值小于1kΩ，说明被测晶体管是PNP型；如果所测阻值为5～10kΩ，说明被测晶体管是NPN型。

2.晶体管引脚的检测

晶体管引脚的检测方法如下：

（1）判定基极

用万用表R×100挡测量管子3个引脚中每两个引脚之间的正反向电阻。当用第一根表笔接某一引脚，而第二根表笔先后接另外两个引脚均测得低阻值时，则第一根表笔所接的那个引脚即为基极。同时注意表笔的极性，如果黑表笔接基极，红表笔分别接在其他两极时，测得电阻都较小，则可确定晶体管为NPN型（见图2-24）；反之即为PNP型。

TIPS 更换外胎时应尽可能选择与原装外胎相同规格、相同式样的。不要随意选择比原外胎宽度大的外胎或者具有其他类型花纹的外胎，这些类型的车胎适用于山地车及竞技用小轮车，因为宽大的花纹可以增加对地面的摩擦力，可以满足不同地形、地质骑行的需要以及确保跳跃、急转急停等竞技动作的实现。但对于电动自行车来说由于宽度和胎冠花纹的影响，必须要增加蓄电池能量的消耗，而降低整车的电动骑行性能。

TIPS 支起电动自行车主支架，转动前轮，应正常转动且无阻力，转动后轮时应有一定的阻力，但阻力不得过大，否则，表明电动自行车制动过紧。

图2-24 判断晶体管基极

根据锗管比硅管PN结正向电阻小的特点，在上述测试中还可判断出被测管是锗管还是硅管。

（2）判定集电极和发射极

找到基极并确定为NPN型管后，在剩下的两个引脚中可先假定一个为集电极，另一个为发射极，按图2-25a所示的方法测试其放大作用；如确定为PNP型管子，则按图2-25b测试，并记住指针偏转的位置。然后把假设反过来，即把刚才所用电路中C、E脚对换一下（表笔和电阻位置不变），再测试其放大作用。比较两次测量结果，其中指针偏转角度大（电阻小）的那次假设是正确的，因为C、E脚正确使用时，晶体管的放大倍数较大。

图2-25 检测晶体管的放大能力

3.检测放大能力

检测时可按图2-25所示连接，此时指针应向右偏转，偏转的角度越大，说明放大倍数越大。如果加了电阻R之后指针变化不大，或根本不变，则说明管子的放大作用很差或已损坏。

检测硅管时，电阻R值可在50～100kΩ之间选用；检测锗管，R阻值可在1～20kΩ之间选用。也可利用人体电阻，即用手用力捏住C、B两脚（但C、B间不能短路）来代替电阻R。

对于大功率管放大能力的检测，电阻R的取值应适当降低，如取几百欧或几千欧，此时万用表的挡位应改为R×10或R×1挡。

4.晶体管好坏的检测

电动自行车PCB上晶体管的主要故障有断线开路、击穿短路、漏电及稳定性差等。

晶体管的好坏可用万用表的R×100挡或R×1k挡测量。

（1）NPN管好坏的检测

检测NPN型晶体管时，先将黑表笔接晶体管基极B，然后分别将红表笔接集电极C和发射极E，两次都应有读数，而且比较近似；反过来把黑表笔放在基极B，红表笔放在集电极C和发射极E，无论表笔怎样连接都应该没有读数。否则，说明该晶体管已损坏。

在采用数字式万用表测试NPN型晶体管时，应该用红色表笔接B极，黑色表笔接C极和E极；而测试PNP型晶体管时则应相反。

（2）PNP管好坏的检测

检测PNP型晶体管时，用红表笔接B极，黑表笔分别接发射极E和集电极C，所测阻值为发射极E和集电极C之间的正向电阻，该正向电阻越小越好。对换表笔后，用黑表笔接基极B，红表笔分别接发射极E和集电极C，所测阻值为反向电阻，该反向电阻越大越好。如所测晶体管的正向电阻为零时，说明晶体管已损坏。