分析仪器维修中的晶体管代换

谢言 　　分析仪器一般是由主机、电子电路和计算机等几大部分构成的。电子电路在分析仪器中起着电能源的供应，数据的测量、放大及处理，仪器系统自动控制等非常重要的作用。目前，分析仪器的电子电路基本上已集成块化。集成电路由于其工作电压低，电流小，发生损坏性故障的几率很低。可是那些在电路中所占比例很小的各种功率型晶体管却往往在高电压、大电流的环境下工作，管子本身功耗大，温度高，极易衰老变质发生击穿或失效。本文就笔者在国内外分析仪器维修过程中对晶体管代换方面的一些经验作一小结，与同行们进行交流。 1　基本原则
　　晶体管代换应遵循以下基本原则：
1.1　类型相同　硅管(Si)代换硅管，锗管(Ge)代换锗管。NPN型代换NPN型，PNP型代换PNP型。普通晶体管代换普通晶体管，特殊晶体管应对应类型代换。
1.2　特性相近　晶体管的参数有几十种，要求代换管完全与其相同是不可能的，只能尽量做到特性相近。所谓特性相近，是指代换管的几项主要参数指标与被代换管的主要参数指标接近。例如：用于电源、放大、功率驱动等部位的代换管，一般只需要下列几项参数相接近即可：PcM ―集电极最大直流耗散功率，IcM ―集电极最大允许直流电流，Vceo ―基极对地开路时的集射极最高耐压，fT(或fB)―特征频率(或截止频率)，hFE(β)―直流放大倍数。对一些特殊部位的晶体管，除应考虑上述条件之外，还应着重选择它的特殊要求。例如：仪器低噪声前置放大器中的低噪声晶体管，应考虑NF(噪声系数)的大小，必须选用NF小于或等于原管的代换管，否则，会因代换管自身噪声的影响而使电路无法正常工作。代换高速开关管时，一定要注意管子的开关特性。代换差动放大器部分的管子，务必要做好管子的配对选择，最好是成对代换。
1.3　注重稳定性　对代换管的Iceo(反向截止电流)要特别注意，要求此截止值越小越好，一般此值的大小与管子的温度稳定性密切关联。有条件者可以用晶体管特性仪进行挑选，也可用万用表进行简单估算。集电极、发射极按管子类型接成反向电阻测量方式，测量的同时可以对管子适当加温，以观察其随温度变化的情况。反向漏电流较大或温度稳定性不好的管子不能使用。
1.4　装机考察　将代换管焊上后冷却片刻即可通电试机。先测量代换管的各极电压是否正常，若不正常，应立即关机检查。若正常，则观察仪器整机运行情况，如果没有问题，代换工作成功。但是此时还应让仪器稳定运行1～2h，此期间密切注意代换元件的温度及监测各极电压，同时观察周边电路元器件有无异常变化。经过考察证明仪器各项指标正常且稳定，代换工作才算完成。 2　应用实例
2.1　AA－670型原子吸收光谱仪(日本岛津)
　　故障：仪器开机后电源指示正常，但不能自检。
　　检查：经查CPU主板上有一组－5V电源消失。测试判定电源调整管MJT－700开路损坏。日方建议更换主板(约1万元人民币)，北京维修站建议更换两手主板(约4300元人民币)，均因MJE－700管市场上无货，无法用原件代换。
　　经查晶体管手册，MJE－700为欧洲型号达林顿型管，硅PNP型(Darl－L型Si－PNP)。主要参数：Vceo 60V　IcM 4A　PcM 40W。
　　
　　按类型和参数查出可代换的晶体管如下：
　　欧洲型号　　Vceo　　IcM　　PcM　　　　类型
　　TiP 125　　　60V　　5A　　65W
　　TiP 126　　　80V　　5A　　65W　　　Darl-L型Si-PNP
　　TiP 127　　　100V　　5A　　65W
　　从太原市场采购到TiP127型管，代换上机后，全机恢复正常。此机的晶体管代换维修节约了大量资金。
2.2　ECP－3000型电泳仪(北京六一电子厂)
　　故障：无高压输出。
　　检查：末极输出大功率晶体管2N6545(两只)击穿短路，2A保险管熔断，其它正常。
　　原电路采用2N6454与BU208A组成复合管输出。查手册，2N6545为美国型号Si－NPN型 Vceo 850V　IcM 8A　PcM 125W。
　　可代换管型号及参数：
　　欧洲型号 BUS13A　Si－NPN　S－L(开关功放用)
　　Vceo 1000V　IcM 15A　PcM 175W
　　经代换修复后，仪器恢复正常。
2.3　SP－800高效液相色谱仪(美国)
　　故障：泵起动后响声异常，压力上不去。
　　检修：泵运转声响异常，判断为缺相或缺步(同步马达)运转所致。经查，同步电机正常，变速器系统正常，测试驱动电路大功率二极管网路，其中有一只型号为MR825的二极管失效(正向电阻变大)，其它元件正常。
　　由于MR825未能查到参数，本仪器又无电路原理图，因此，只能根据负荷(同步电机)的参数(2V/4.7A)来估计和确定代换管。选了大小一样的IN5408二极管(400V/8A)代换了MR825。试机，仪器运行恢复正常。
2.4　243型自动旋光仪(美国PE公司)
　　故障：运行中仪器电路板冒烟，自动停机。
　　检修：经查电机驱动级电路电源±15V不正常，整流桥VH148损坏，功率驱动管MJE370与MJE520对管损坏，滤波电解电容1.5μf/35V烧毁短路。
　　查手册MJE370、MJE520为欧洲型号，370为Si－PNP型，520为Si－NPN型NF－L(音频功放用)Vceo 30V　IcM 3A　PcM 25W。
　　代换型号可选：BD176、DB175或DB234、DB233。另外，可用BD441　Si－NPN　NF－L　Vceo　80V　PcM 36W　IcM 4A、BD442　Si－PNP与之配对。经采购，用BD441、BD442及6A/1000V整流桥、2.2μf/35V电解电容进行了代换。代换后，检测±15V电源正常，电机驱动正常，仪器恢复运行。
　　以上例举说明了掌握晶体管代换方法在分析仪器维修工作中不但能提高技术，而且能节约大量资金。■
作者简介：谢言，男，高级工程师，行政科长，兼管仪器维修工作。
作者单位：谢言(山西省药品检验所，太原，030001)