技术视点

全固态发射机中场效应管的使用和故障处理

更新时间:2014-09-01点击次数:1688次字号:T|T

 随着电子技术的发展,广播电视技术在应用上也得到长足发展,近几年来,中央、省两级无线覆盖工程的实施,全固态发射机逐步取代了电子管发射机成为主流机型。我台现有五台全固态发射机,全固态发射机具有节省费用、维护量少,工作性能稳定,安全可靠,整机效率高,使用寿命长等优点,克服了电子管发射机在各种非线性和线性失真,自激震荡,效率低,电子管使用寿命短,运行维护成本高等缺陷。但全固态发射机在使用、维护与故障处理中有它的特殊性,特别是功放场效应管。下面就几点维护经验与大家交流,请指正。

 

一、 场效应管基本知识的了解

 场效应管(简称FET),是电压控制元器件,它是通过改变输入电压来控制输出电流的,它不吸收信号源电流,不消耗信号源功率,因此它具有输入阻抗高、噪声低,抗干扰能力强,动态范围大,便于集成,因而在中波广播、电视发射机中广泛应用。场效应管也有三个电极,即:栅极—G、漏极—D、源级—S,分两大类,即结型场效应管JFET和绝缘栅型场效应管(IGFETMOSFET),我台的全固态发射机中的场效应管基本上都是绝缘栅场效应管,是由金属、氧化物、半导体组成,称金属—氧化物—半导体场效应管。其主要特点是在金属栅极与沟道之间有一层二氧化硅绝缘层,因此具有很高的输入电阻。它分为N沟道管和P沟道管,通常是将基板与源级S接在一起。根据导电方式的不同,绝缘栅场效应管(MOSFET)分为增强型、耗尽型。所谓增强型是指:当VGS=O时,管子是呈截止状态,加上正确的VGS后,多数截流子被吸引到栅极,从而“增强”了该区域的截流子,形成导电沟道;耗尽型则是指当VGS=O时,即形成沟道,加上正确的VGS时,能使多数截流子流出沟道,因而“耗尽”了截流子,使管子转而截止。其各种型号可参阅《线子电子性路》北京广播学院出版社。

 

二、 场效应管的取用、测试及维护

(一) 场效应管的取用

 场效应管栅极极易损坏,这是由于场效应管的绝缘层很薄,当带电荷的物体靠近场效应管的栅极时,这样在衬底和栅极上就会感应出电荷,而栅极—衬底、绝缘层—衬底组成的电容及其电容量很小,感应电荷将击穿场效应管的绝缘层,而损坏场效应管。所以随机配备的场效应管都装塑料盒的管槽中,并密封固定。所以在取用场效应管时切勿用手击磁管极,可以用手轻捏场效应管两头中任一有螺孔的部分,因为其外壳是漏极。

(二) 场效应管的测试

 我台所用的来波段发射机,功放模块中场效应管为BLF278,在整机柜前面板监视板中检测显示有一块放中有某一管工作电放电流为0.3A,参考正常值为4.5A,推断此模块有故障。打开功放模盖板,用万用表测量+48V供电正常,栅极电压3V正常,说明工作电压有无输出电流,功放管不工作,说明管子断路,取下278管进行如下测量:

1、将欧表的红笔接到管子源极,黑笔接栅极,然后再接到源极。接着红笔连到漏极(外壳),读数应为2兆欧以上。

2、将红笔从漏极挪开,并立即将它接到栅极上,再将红笔接回漏极,读数应为零。完好的场效应管之间的电阻类似二级管单向特性,反之,说明场效应管损坏。

(三)场效应管的维护

 全固态发射机以低电压晶体元件和集成电路为主,积灰尘过多容易造成散热不良,静电积存会降低元件寿命和损坏器件,尤其是场效应管。由于场效应管有较高的输入阻抗且栅极绝缘,其上面的感应电荷不易放掉,如果积尘过多容易造成输入阻抗降低,氧化膜击穿和腐蚀线路板,所以要定期维护。我们通常用吸尘器对功放板除尘(吸尘器要接地)。

 

三、整机故障的判断

全固态发射机易坏部件大多就是发热最大的部件,最主要故障可能就是场效应管。通常用以下几种方法来判断:

1、观察整机表头:

式微机监测中各功放模块中各功放管电流(我台吉兆发射机已安装监测软件),当功放管损坏时,整机输出功率有一定降低。如果电流减小,说明功放管可能断路,如果某个功放模块的电流突然增加,说明此时有功放管击穿。

2、用手触摸:

打开功放模块,用手触摸每一个功放管以及功放管的取样电阻。一般来说温度比别的功放管(电阻)高或低都不正常,温度低可能是功放管没有工作;温度高可能是功放管阻抗降低或击穿。触摸取样电阻一般比触摸功放管准确,这种方式有时会比对功放管在线测量更准确、也方便。

3、仔细观察

仔细观察模块内部每一个器件,寻找有明显烧毁、烧糊的痕迹,观察信号流程,极间线路有无断路,我们在维修实践中发现有耦合电容虚焊,线路板钢片连接处有断裂,这种方式寻找故障点有意想不到的效果。

 

四、故障处理

(1)、将功放模块印刷板从机器上拆下。

2)、旋掉已经损坏的场效应管与散热器之间紧固的螺丝,用电烙铁焊下损坏的场效应管。

3)、焊出留在印刷板的管脚,用医用针管或牙签将安装孔内残余焊锡除干净,做这项工作要小心,千万不能损坏印刷板上的铜箔。

4)、用无水酒精对电路板上的管座进行清洗,以清除管座上的各种杂质。

5)、将新的场效应管放在管座上,再用原来螺丝钉将场效应管固定在电路板上拧紧。安装场效应管的拧紧力矩不应超过5”磅。力矩过大会使绝缘垫卷曲直至被穿透而损坏绝缘,应逐个交替拧紧两个螺丝钉。

6)、对场效应管进行焊接,由于场效应管容易被静电击穿,所以一定要注意防静电。具体措施如下:

 第一:尽量不要在机房内有发射机工作时或有静电的场所操作。

 第二:所使用的电烙铁应在50W以下,要带有接地线,并且在焊接时拔下电烙铁的电源插头。焊接场效应管时,时间控制在5秒钟以内,避免焊接时间过长造成温度过高,烫坏场效应管。

 我台在完成此项工作时,都是采用2人配合的方式,即一人准备焊接,一人拨电源插头,经过这样的协作,最终将场效应管的焊接工作完成。

 (7)、在场效应管焊接完成后,用万用表对更换后的场效应管进行测量,以免操作过程中被静电击穿。待测量数值正常后,将功放印刷板安装上机,检查各元器件、插头是否已经插好了(包括更换开路的保险管)。

 (8)、一切工作准备就绪后合上发射机电源,此时功率、电压、电源均达到正常值,机器恢复正常工作。

 

  五、总结

  对维修调整工作及时进行总结交流,这一步也很重要。尽管它对机器工作没有什么直接影响,但对我们维修技术水平的提高有很大帮助。讨论深刻对机器改造、相关理论的理解都会有好处,为台站的安全播出将起到相当大的作用。

只有在工作中不断总结经验、不断交流才能提高我们的技术水平,才能为我们的安全播出作出更大的贡献,才能真正做到“高质量、不间断、既经济、又安全”的十二字方针。我们要注意平时业务技术的学习和原始资料的积累,掌握新的维护方法和技能,适应广播电视技术的发展。

(作者单位:霍山县广播电视台)

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