Как проверить транзистор самому: способы и правила

Транзисторы, наряду с конденсаторами, резисторами, — одни из основных элементов на платах электроприборов, почти всегда присутствуют в схемотехнике. Эти детали от небольшого импульса управляют током, поэтому некорректный подбор, любая поломка ведет к существенному нарушению функциональности устройств, а часто из-за этого они перегорают. Опишем способы, как проверить транзистор, а это потребуется сделать при анализе неисправностей электроприборов и при подборе запчастей для сборок.

Что такое транзистор

Транзисторы вытеснили электролампы, позволили уменьшить количество реле, переключателей в устройствах. Это полупроводниковые триоды — радиоэлектронные компоненты из полупроводников, стандартно имеют 3 вывода.

Транзисторы, предназначенные для управления током, то есть основным силовым фактором электросхем, именно его удар (не напряжения) несет опасность для человека.

Элемент способен контролировать чрезвычайно высокие величины в выходных цепях при подаче слабого входного сигнала. Транзисторы повышают, генерируют, коммутируют, преобразовывают электросигналы, это основа микроэлектроники, электроустройств.

Разновидности по принципу действия:

биполярный транзистор из 2 типов проводников, в основе функционирования – взаимодействие на кристалле соседних p-n участков. Состоят из эмиттера/коллектора/базы (далее, эти термины будем сокращать): на последнюю идет слабый ток, вызывающий модификацию сопротивления (дальше по тексту «сопр.») в линии, состоящей из первых 2 элементов. Таким образом, протекающая величина меняется, сторона ее однонаправленности (n-p-n или p-n-p) определяется характеристиками переходов (участков) в соответствии с полярностью подключения (обратно, прямо). Управление осуществляется модулированием тока на сегменте база/эмит., вывод последнего всегда общий для сигналов управления и выхода;
полевой. Тип проводника один — узкий канал, подпадающий под электрополе обособленного затворного прохода. Контроль основывается на модуляции количества Вольт между ним и истоком. А между последним и стоком течет электроток (2 рабочие контакты). Величина имеет силу, зависящую от сигналов, формируемых между затвором (контакт контроля) и одной из указанных частей. Есть изделия с p-n участком управления (рабочие контакты подключаются к p- или n-полупроводнику) или с обособленными затворами.

У полевиков есть варианты полярности, для управления требуется низкий вольтаж, из-за экономичности их ставят в радиосхемы с маломощными БП. Биполярные варианты активируются токами. В аналоговых сборках превалируют вторые (БТ, BJT), в цифровых (процессоры, компьютеры) — первые. Есть также гибриды — IGBT, применяются в силовых схемах.

Как пользоваться мультиметром?

Мультиметром называют электроизмерительный прибор, который включает в себя множество функций, таких как измерение токов, напряжений, сопротивлений и так далее.

В данной статье я бы хотел рассказать, как пользоваться мультиметром на примере MASTECH MS8264.

Включается и выключается он кнопкой ON/OFF. Кнопка LIGHT служит для включения подсветки дисплея. Теперь надо разобраться с четырьмя гнездами внизу. Черное гнездо — общее, оно же минус, в него при измерении щупами всегда вставляем черный щуп. Гнездо с подписью 10А — в него вставляем красный щуп при измерении токов на пределе 10А. Второе гнездо слева — в нем стоит щуп при измерении токов на пределах 2-200 мА, емкости, температуры, коэффициента усиления транзистора. Крайнее правое гнездо используем при измерении напряжений, сопротивлений, прозвонке диодов и цепей, а так же при измерении частоты. В первых двух гнездах щупы оставлять категорически не рекомендую, и позже поясню почему.

Теперь начнем проводить измерения. Для начала рассмотрим режим вольтметра на постоянном токе. Вольтметр подключают параллельно исследуемому участку цепи или источнику питания.

При параллельном подключении на всех ветвях, соединенных параллельно, напряжение одинаковое, поэтому на вольтметре и на измеряемой нагрузке тоже одинаковое напряжение. Входное сопротивление между щупами высокое, что позволяет измерять напряжения, не внося погрешностей. Из-за высокого сопротивления вольтметра при последовательном соединении будет разрыв цепи.

Для изменения режимов работы прибора используется круглый поворотный переключатель. На картинке показано, в каких положениях может находиться переключатель для режима измерения постоянного напряжения.

Цифры рядом с точками по лимбу — пределы измерения (а буква и значок около группы цифр, очевидно, показывают, к какому режиму работы относятся пределы), это значит, например, что на пределе 20 максимальное напряжение на щупах 20 В. Если превысить этот предел незначительно ( подать 20.3 В), то в старшем разряде загорится единица, что значит измеряемая величина выше, чем выставленный предел. Однако, если сильно превысить предел измерения, прибор может выйти из строя. Отсюда правило — если величина заранее неизвестна, сначала измеряем на самом высоком пределе. Кстати, всё сказанное сейчас про пределы относится не только к режиму измерения постоянных токов, но и ко всем другим режимам. теперь щупы. Красный щуп в крайнем правом гнезде, черный в своём персональном, чёрном. Вольтметр подключается параллельно участку, на концах которого измеряем напряжение, входное сопротивление его достаточно велико. Попробуем измерить напряжение на аккумуляторе 6В. Ставим предел 20, так как на АКБ будет 6-7 В, в зависимости от разряженности.

Под нагрузкой напряжение немного просело, АКБ уже износилась.

Ранее я говорил, что при измерении постоянных тока и напряжения черный проводник на «минус», красный на «плюс». Однако ничего страшного не случится, если изменить полярность, на экране появится знак минус перед показаниями и известит нас, что потенциал черного щупа выше потенциала красного.

Теперь замечательная кнопочка HOLD. При её нажатии показания на дисплее замораживаются, перестают изменяться. Горит символ H на дисплее, показывая режим заморозки значений. Для выключения этого режима жмем HOLD еще раз. Кнопка HOLD действует во всех режимах измерения.

Будьте внимательны при использовании приборов с таким режимом! При случайном нажатии может сложиться ситуация, что на экране низкие значения напряжения, а на деле они смертельно высокие. Всегда проверяйте, не включен ли режим HOLD.

Теперь попробуем измерить переменное напряжение. Теперь эксперимент будет поопаснее — в качестве источника будем брать розетку. В ней переменное напряжение, действующее значение (эквивалентное по действию постоянному напряжению) которого 220В, а амплитудное около 310В (в корень из 2 раз больше действующего). Режим измерения показан на картинке

Предел выбираем 750, самый высокий.

Да, при работе с высоким напряжением старайтесь одну руку держать в кармане. Это защитит вас от прохождения разряда через сердце при несчастном случае. Конечно, это правило не должно идти в разрез со здравым смыслом и соображениями безопасности.

Следующий режим измерения частоты. Переключатель в положении 20 kHz. Сигнал 10 кГц синус. Частотомер подключаем на выводы источника сигнала.

Хм, немного ошибся, ну и заявленная погрешность 1.5 — 2 % для этого режима. (В предыдущих измерениях я все результаты сравнивал с мультиметром DT838, полное совпадение всегда.)

Теперь измерим сопротивление резистора 1 кОм +/-5%. Мультиметр должен находиться в режиме омметра. Омметр как бы совмещает в себе вольтметр и амперметр. На деталь подается известное напряжение, и по току, проходящему через деталь и щупы определяется сопротивление измеряемой детали ( закон Ома ). Возможные положения переключателя для измерения сопротивлений, как всегда, на рисунке.

При измерении сопротивления элемент должен быть вынут из схемы ( на крайний случай можно измерять в обесточенной схеме). Щупы ставим на выводы прибора и смотрим сопротивление между ними. Если полярность имеет значение, то красный щуп — это плюс.Мы поставим предел 2k, то есть 2 кОм. Результат:

Кстати, на пределе 200 есть функция прозвонки, ( она обозначена символом, похожим на кучу скобочек), при коротком замыкании между щупами будет слышен писк. Это помогает искать КЗ, не глядя на экран. При измерении низких сопротивлений имейте в виду, что щупы сами вносят погрешность, так как имеют сопротивление.

При измерении больших сопротивлений не стоит касаться щупов руками — наше тело тоже имеет сопротивление и внесет ошибку в результат измерения.

Режим прозвонки диодов. Помогает проверить исправность диода. На экране показывается падение напряжение на pn переходе в вольтах. При этом потенциал черного провода, как всегда ниже потенциала красного. Пример проверки исправного диода Д245. Прямое смещение, диод открыт, падение 0.481 В

Обратное смещение, диод закрыт, большое падение напряжения.

Рассмотрим режим амперметра. Наш прибор может измерять переменный и постоянный токи до 10 А. Амперметр включается последовательно в разрыв цепи.

Он имеет очень низкое входное сопротивление, поэтому его включение не влияет на схему. Никогда не включайте амперметр напрямую к источнику напряжения. Это будет равносильно короткому замыканию. Что сгорит быстрее — источник или измерительный прибор — неважно. Главное — что-то сгорит. Особенно опасна данная ошибка с источниками типа аккумуляторов и тем более розетки. их ток короткого замыкания очень высок, он пойдет через мультиметр и может нанести вред измеряющему. Напомню, я рекомендовал не оставлять красный щуп в первом или втором гнезде. Это входы измерения тока, их сопротивления очень малы. Если вы случайно забудете вернуть щуп в разъем 4 при измерении напряжения, может произойти описанный выше эффект. Особенно надо быть осторожными тем, кто привык пользоваться тестерами, где отдельный разъем есть только для 10А, и почти всегда щуп в основном разъеме.

Теперь проведем измерение постоянного и переменного токов на пределе 10А. Щуп ставим в первое слева гнездо. Сначала ставим предел 10 А постоянного тока (та десятка, что ниже). Измерять будем ток в лампочке для фонарика, на которой написано 6В 0.28А. Источник АКБ 6В. Красный щуп, как обычно, к плюсу, черный к минусу.

Результат:

Теперь, как обычно, опасный эксперимент. Ток в лампочке 220 В 60 Вт. Предварительно оценим результат. Напомню ТОК = МОЩНОСТЬ / НАПРЯЖЕНИЕ ) 60 / 220 = 0.27 (А) Результат:

Несколько первых секунд было чётко 0.27, потом спираль, видимо, прогрелась. Но всё равно, наш расчет верен.

Попробуем теперь рассчитать ток для резистора 1 кОм, подключенного к нашему аккумулятору. I = U/R 6.2 В / 1000 Ом = 6.2 мА. Теперь сверим с измерениями. Для измерения на миллиамперных пределах щуп ставим во второе слева гнездо. Итого

Опа, угадали…

Следующий на очереди режим измерения емкости конденсаторов.

В этом режиме ко входу прибора подключается измеряемый конденсатор напрямую. При измерении больших емкостей можно использовать щупы. Просто прикладываем их к выводам конденсатора и смотрим показания. Если измеряем емкость электролитического конденсатора, то соблюдаем полярность — красный +, чёрный -. Для маленьких пределов щупы вносят свою емкость, поэтому мерить надо через многофункциональный разъем. Хотя мне привычнее и удобнее мерить через разъем. Вот так:

В опыте участвовал кондер 10 мкФ 25 В.

Теперь рассмотрим режим измерения коэффициента усиления транзистора h21, он же hFE.Это коэффициент усиления транзистора в схеме с общим эмиттером.Определяют как отношение тока коллектора к току базы. Мультиметр проводит измерения при напряжении коллектор-эмиттер равным 2,8В (фактически 2.58 В). Для измерения этого параметра переключатель ставим в режим hFE, а в переходник транзистор. где какая проводимость и распиновка указаны на разъеме. И тут вылезает минус по сравнению с мультиметрами типа моего DT838. В нашем переходнике последовательность выводов строгая коллектор-база эмиттер. Из-за этого транзистор типа КТ315 с распиновкой Э-К-б поставить не так просто. (В DT838 эта проблема решена — вход эмиттера выведен с двух сторон разъема-патрона.) В нашем опыте для измерения возьмем транзистор КТ368, его распиновка как раз то, что нужно.

По даташиту 50..300 должно быть. Измерение принято.

Последний режим, который мы не затронули — измерение температуры. Для этого в комплекте есть термопара, которая подключается через тот же универсальный разъём. При установке термопары необходимо смотреть на полярность, она указана на разъеме термопары и разъеме мультиметра. Для переключения в режим термометра переключатель поворачиваем к значку градусов Цельсия. В квартире жарко, показания мультиметра вполне правильные.

В заключение, напомню основные правила. Амперметр ставим последовательно в разрыв цепи, вольтметр параллельно. Подключать амперметр напрямую к источникам напряжения запрещено!

Проверка биполярных типов

Ниже схема проверки npn, pnp транзисторов тестером, после нее распишем процедуру по пунктам.

Биполярный транзистор снабжен p-n линиями — условно, это диоды, а точнее, 2 таковых расположенных встречно, точка их пересечения — «база».

Один условный диод сконструирован контактами базы/коллект., иной — базы/эмит. Для анализа хватит посмотреть сопр. (прямо и обратно) указанных участков: если там нет неполадок, то деталь без изъянов.

Проверка своими руками без выпаивания биполярного pnp, npn транзистора предполагает прозвонку 3 комбинаций ножек:

Вариант p-n-p

Структуры (типы) показывает стрелка эмит. участка: p-n-p/n-p-n (к базе/от нее). Начнем с проверки первого варианта. Раскрываем p-n-p деталь подачей на базу минусового напряжения. На мультиметре селектор ставим на замеры Ом на о, допускается также выставлять на «прозвонку».

Жила «−» (черная) — на ножку базы. Плюс (красная) — поочередно к коллект., эмит. Если участки не поврежденные, то отобразят около 500–1200 Ом.

Дальше опишем, как прозвонить обратное сопр.: «+» – на базу, «−» — на колл. и эмит. Должно отобразиться высокое сопр. на обоих p-n участках. У нас появилась «1», то есть для выставленной рамки в «2000» значение превышает 2000. Значит, 2 перехода без обрывов, изделие исправное.

Аналогично, как описано, можно прозвонить на исправность транзистор, не выпаивая из схемы. Реже есть сборки, где к переходам применено основательное шунтирование, например, резисторами. Тогда, если отобразится слишком низкое сопр., потребуется выпаивать деталь.

Структура n-p-n

Элементы n-p-n проверяются аналогично, только на базу от тестера идет щуп «+».

Признаки неисправности

Если сопр. (прямое и обратное) одного из участков (p-n) стремится к бесконечности, то есть на о и выше на дисплее «1», значит, данный участок имеет обрыв, транзистор не годный. Если же «0» — изделие также с изъяном, пробит участок. Прямое сопр. там должно быть 500–1200 Ом.

О транзисторе

Давайте вспомним о том, что вне зависимости от того, проверяем мы транзистор с прямой или обратной проводимостью, они имеют два p-n перехода. Любой из этих переходов можно сопоставить с диодом. Исходя из этого, можно с уверенностью заявить, что транзистор представляют собой пару диодов, соединённых параллельно, а место их соединения, является базой.

Таким образом получается, что у одного из диодов выводы будут представлять собой базу и коллектор, а у второго диода выводы будут представлять базу и эмиттер, или наоборот. В таблице ниже представлена цветовая и кодовая маркировки маломощных среднечастотных и высокочастотных транзисторов.

Таблица маркировки маломощных среднечастотных и высокочастотных транзисторов.

Исходя из выше написанного, наша задача сводится к проверке напряжения падения на полупроводниковом приборе, или проверки его сопротивления.

Если диоды работоспособны, значит и проверяемый элемент рабочий.Для начала рассмотрим транзистор с обратной проводимостью, то есть имеющим структуру проводимости N-P-N.

На электрических схемах, разных устройств, структуру транзистора определяют с помощью стрелки, которая указывает эмиттерный переход.

Так если стрелка указывает на базу, значит, мы имеем дело c с транзистором прямой проводимости, имеющим структуру p-n-p, а если наоборот, значит это транзистор с обратной проводимостью, имеющий структуру n-p-n.

Для этого существуют специальные пробники, и даже в самом мультиметре имеется гнездо для проверки транзисторов, но, на мой взгляд, все они не совсем практичны. Вот чтобы подобрать пару транзисторов с одинаковым коэффициентом усиления (h21э) пробники вещь даже очень нужная. А для определения исправности достаточно будет и обыкновенного мультика.

Для открытия транзистора с прямой проводимостью, нужно дать отрицательное напряжение на базу. Для этого берём мультиметр, включаем его, и после этого выбираем режим измерения прозвонки, обычно он обозначается символическим изображением диода. В этом режиме прибор показывает падение напряжения в мВ. Благодаря этому мы можем определить кремниевый или германиевый диод или транзистор. Если падение напряжения лежит в пределах 200-400 мВ, то перед нами германиевый полупроводник, а если 500-700 кремниевый.

Современный многофункциональный мультиметр.

Проверка работоспособности транзистора

Подключаем на базу полевого транзистора плюсовой щуп (красный цвет), другим щупом (черный- минус) подключаем к выводу коллектора и делаем измерение. Затем минусовым щупом подключаем к выводу эмиттера и измеряем. Если переходы транзистора не пробиты, то падение напряжения на коллекторном и эмиттерном переходе должно быть на границе от 200 до 700 мВ.

Будет интересно➡ Как проверить тиристор на работоспособность?

Для этого берем, подключаем черный щуп к базе, а красный по очереди подключаем к эмиттеру и коллектору, производя измерения.

Теперь произведём обратное измерение коллекторного и эмиттерного перехода.

Во время измерения, на экране прибора высветится цифра «1», что в свою очередь означает, что при выбранном нами режиме измерения, падение напряжения отсутствует.

Точно также, можно проверить элемент, который находиться на электронной плате, от какого-либо устройства.

При этом во многих случаях можно обойтись и без выпаивания его из платы.

Бывают случаи, когда на впаянные элементы в схеме, оказывают большое влияние резисторы с малым сопротивлением.

Но такие схематические решения, встречаются очень редко. В таких случаях при измерении обратного коллекторного и эмиттерного перехода, значения на приборе будут низкие, и тогда нужно выпаивать элемент из печатной платы. Способ проверки работоспособности элемента с обратной проводимостью (P-N-P переход), точно такой же, только на базу элемента подключается минусовой щуп измерительного прибора.

Где база, коллектор, эмиттер

Определяем базовую ножку (режим тот же — «2000 Ом»): «+» тестера касаемся левого контакта, «−» — остальных поочередно.

Ножки левая/средняя «1», левая/правая — 816 Ом. Пока это малоинформативно. Щупом «+» — на средний контакт, «−» — на остальные.

Результат схожий. Следующий этап: «+» на правую ножку, «−» — на среднюю и затем на левую.

Получаем по «1», то есть сопр. одинаковое на этих участках и оно идет к бесконечности. Выходит, что мы замерили обратную эту величину на обоих p-n сегментах. Итак, база — это правая ножка. Но полная процедура как проверить исправность предполагает нахождение колл. и эмит. замерами прямого сопр. Минусом касаемся базового вывода, «+» — остальных.

Ножка слева — 816 Ом, это эмит., средняя — 807 Ом, это коллект., там значение всегда ниже.

Итог такой:

имеющийся тип — p-n-p;
база справа, эмит. — слева; колл. — посередине.

Признаки неисправностей

Теперь мы знаем, как определить рабочий транзистор, а как проверить транзистор мультиметром и узнать, что он не рабочий? Тут тоже всё достаточно легко и просто. Первая неисправность элемента, выражается в отсутствии падения напряжения или в бесконечном большом сопротивлении, прямого и обратного p-n перехода.

То есть, при прозвонке прибор показывает «1». Это обозначает, что измеряемый переход в обрыве и элемент не рабочий. Другая неисправность элемента, выражается в наличии большого падения наряжения на полупроводнике (прибор при этом как правило пищит), или около нулевом значении сопротивления прямого и обратного p-n перехода. В таком случае пробита внутренняя структура элемента (короткозамкнута), и он не рабочий.

Определение цоколевки у транзистора

Теперь давайте научимся определять, где у транзистора находится база, эмиттер и коллектор. В первую очередь начинают искать базу элемента. Для этого включаем мультиметр в режим прозвонки.

Положительный щуп закрепляем на левую ножку, а минусовым последовательно производим измерение на средней и правой ножке. Мультиметр нам показал «1» между левой и средней ножкой, а между левой и правой ножкой показания составили 555 мВ.

Пока эти измерения не дают нам возможности, сделать какие-либо выводы. Двигаемся вперёд. Закрепляемся плюсовым щупом на средней ножке, а минусовым последовательно производим измерение на левой и правой ноге. Тостер показал значение равное «1» между левой и средней ногой, и 551 мВ, между средней и правой ногой.

Прозвонка диода мультиметром.

Эти измерения, тоже не дают возможности сделать вывод и определить базу. Двигаемся дальше. Закрепляем плюсовой щуп на правой ноге, а минусовым щупом по очереди закрепляем среднюю и левую ногу, при этом производим измерения. В ходе измерения мы видим, что величина падения напряжения между правой и средней ножкой равна единице, и между правой и левой ножкой тоже равно единице (бесконечность). Таким образом, мы нашли базу транзистора, и она находиться на правой ноге.

Будет интересно➡ Проверка светодиода тестером

Теперь нам осталось определить, на какой ноге коллектор, а на какой эмиттер. Для этого прибор следует переключить в измерение сопротивления 200 кОм. Измеряем на средней и левой ноге, для чего закрепим щуп с минусом на правой ноге(база), а плюсовой по очереди будем закреплять на средней ноге и левой, при этом проводя измерения сопротивления.

Получив измерения мы видим, что на левой ноге R=121,0 кOм, а на средней ноге R=116.4 кOм. Следует запомнить раз и навсегда, если вы будете в дальнейшем проверять и находить эмиттер и коллектор, что сопротивление коллекторного перехода в любых случаях меньше, чем сопротивление эмиттера.

Проверка полевых транзисторов

Прозвонка, не выпаивая, полевого транзистора, схожая как для не смонтированного экземпляра. Полевики чувствительные к статике — перед мероприятием ее снимают заземлением. Достаточно прикоснуться одной рукой к запчасти, другой — к отопительным батареям. Для проверки полевых транзисторов перед процедурой определяют их цоколевку.

Метки, по которым можно определить выводы (не всегда есть, особенно на отечественной продукции): S — исток, D — сток, G — затвор. Смотрят также техдокументацию, данные есть в интернете.

Как проверить полевой транзистор:

Снимаем статику.
Ставим режим для полупроводников («прозвонка»).
Красный провод «+» и черный «–» вставляем в соответствующие гнезда мультиметра.
«+» к истоку, «−» — к стоку. Рабочее состояние — 0.5–0.7 В.
Меняем щупы. Если цифры идут к бесконечности — транзистор исправный.
«+» к затвору, «−» к истоку, происходит открытие. Последний провод не отсоединяем, первым — к стоку. Рабочий экземпляр покажет 0–800 мВ. Меняем полярность проводков — значения не должны меняться.
Выполняем закрытие: «−» — на затвор, «+» — на исток.

Определяют исправность полевика по его открытию/закрытию (наблюдается ли это вообще) подачей слабого вольтажа с тестера. Входная емкость в элементе большая, для разрядки требуется определенное время. Это имеет значение, так как сначала происходит открытие небольшим напряжением мультиметра (п. 4), а далее надо провести замеры в рамках короткого периода (п. 6, 7).

Процедура как проверить полевой транзистор p типа такая же, как и для n, только подсоединять надо красный щуп к «−», а черный — к «+», то есть поменять полярность.

Как проверить транзистор, не выпаивая из монтажа

Проверить транзистор мультиметром можно после проверки схемы для выявления вероятного закорачивания выводов проверяемого элемента низкоомными резисторами. Если таковые обнаружатся, деталь для проверки придется выпаять. Если нет – проверка выполняется вышеописанными методами, но достоверность тестирования будет мала. Иногда достаточно отпайки вывода базы.

Полевые транзисторы лучше проверять отдельно от платы. Они очень чувствительны к статическому электричеству, поэтому необходимо пользоваться антистатическим браслетом.

Составные транзисторы

Чтобы проверить составной транзистор, надо его запустить. Удобно применять стрелочный тестер, установленный на анализ сопр. (1000 или 2000 Ом). Для типа n-p-n: щуп «+» — на коллект., минусовый — на эмит. Для pnp — наоборот. Стрелка будет нерушимой (в начале секции «бесконечность»), а в цифровом мультиметре «1». Если увлажнить палец и сделать замыкание, прикоснуться им к ножке базы и коллектора, то стрелка подвинется, так как деталь чуть приоткроется. Исправность транзистора подтверждена.

Пара Шиклаи и каскодная схема

Другое название составного полупроводникового триода – пара Дарлингтона. Кроме неё существует также пара Шиклаи. Это сходная комбинация диады основных элементов, которая отличается тем, что включает в себя разнотипные транзисторы.

Что до каскодной схемы, то это также вариант составного транзистора, в котором один полупроводниковый триод включается по схеме с ОЭ, а другой по схеме с ОБ. Такое устройство аналогично простому транзистору, который включён в схему с ОЭ, но обладающему более хорошими показателями по частоте, высоким входным сопротивлением и большим линейным диапазоном с меньшими искажениями транслируемого сигнала.

Проверка IGBT

IGBT имеют изолированный затвор, это 3-электродные силовые полупроводниковые элементы. Тут каскадным включением соединяются 2 транз. в 1 структуре: полевик и биполярный (управляющий и силовой каналы).

Проанализировать можно транзистор на плате и выпаянный аналогичным методом. Тестер ставят на анализ полупроводников («прозвонка», значок диода) или сопр. 2000 Ом. Затем замеряют сопр. на участке эмит./затвор прямо и обратно. Так выявим замыкание, если оно есть. Далее, красный провод подключают к эмит., черным делают краткое касание затвора. Происходит заряд последнего отрицательным напряжением, транзистор останется закрытым.

Следующий пункт — надо подтвердить функциональность. Заряжают плюсовым напряжением входной участок затвор-эмит.: одновременно коротко красной жилой касаются затвора, черной — эмит.

Далее, проверяем переходную точку между колл. и эмит.: красный провод к первому, черный — к другому. Если отобразится слабое падение значения на 0.5–1.5 В и величина будет несколько сек. стабильной, то вх. емкость целая, транзистор рабочий.

Проверка мощных высоковольтных транзисторов имеет особенность. Если напряжения мультиметра не хватает, чтобы открыть IGBT, то для его зарядки на выходе используют источники на 9–15 В, например, батарейку «крону» 9 В.

Как проверить транзистор без мультиметра

Проверка транзистора без использования мультиметра возможна не всегда. Применение при измерениях лампочек и источников питания может с высокой вероятностью вывести из строя проверяемый элемент.

Проверка транзистора биполярного типа может быть сделана простейшей контролькой из батарейки 4,5 В, «минус» которой соединен с лампочкой от карманного фонаря. Попарно подключаете «плюс» и второй контакт лампы к выводам. Если при подключении в любой полярности к паре «К-Э» лампа не загорается — переход исправен. Подключить через ограничительный резистор «плюс» на «Б». Лампу поочередно соединяем с выводами «Э» или «К» и проверяем эти переходы. Чтобы протестировать транзистор другой структуры, изменяем полярность подключения.

Эффективно использовать для проверки транзисторов приборы, сделанные своими руками и схемы которых достаточно доступны.

Цифровые транзисторы

Цифровой транзистор — особый вид, есть особенности как правильно его проверить.

Составными частями цифровых транзисторов являются резист. (R1 и 2), их номинал одинаковый (10, 22, 47 кОм) или смешанный, разный. Внешне изделие имеет обычный вид, но при «прозвонке» возникают существенные различия.

Удобный прибор для проверки транзисторов — ампервольтметр, можно взять и multimeter. При прямонаправленности, при открытом сегменте, на тестере появится сопр. приблизительно сравнимое с базовым резист. R1. При изменении полярности щупов точка база/эмит. закрытая, ток течет через последовательно включенные резист. R1 (10 кОм) и 2 (22 кОм), на табло будет сумма их сопр., в нашем примере 32 кОм.

Сегмент база-эмит. (VD2) шунтируется резистором R2. Сопротивление там должно быть примерно в 10 раз ниже R2, а при смене полярности АВОметра — бесконечно большим.

Проверка на плате

Чтобы проверить транзистор мультиметром не выпаивая или нужен мультиметр с функцией прозвонки диодов. Переключатель переводим в это положение, подключение щупов стандартное: чёрный в общее звено (COM или со значком земли), красный — в среднее (гнездо для измерения сопротивления, тока, напряжения).

Как проверить транзистор мультиметром не выпаивая

Чтобы понять принцип проверки, надо вспомнить структуру биполярных транзисторов. Как уже говорили, они бывают двух типов: PNP и NPN. То есть это три последовательные области с двумя переходами, объединёнными общей областью — базой.

Строение биполярного транзистора и как его можно представить, чтобы понять как его будем проверять

Условно, мы можем представить этот прибор как два диода. В случае с PNP типом они включены навстречу друг другу, у NPN — в зеркальном отражении. Это представление на картинке в правом столбике и ни в коем случае не отображает устройство этого полупроводникового прибора, но поясняет, что мы должны увидеть при прозвонке.

Проверка биполярного транзистора PNP типа

Итак, начнём с проверки биполярника PNP типа. Вот что у нас должно получиться:

Если подать на базу плюс (красный щуп), на эмиттер или коллектор — минус (чёрный щуп), должно быть бесконечно большое сопротивление. В этом случае диоды закрыты (смотрим на эквивалентной схеме).
Если подаём на базу минус (чёрный щуп), а на эмиттер или коллектор плюс (красный щуп), видим ток от 600 до 800 мВ. В этом случае получается, что переход открыт.

Проверка биполярного PNP транзистора мультиметром

Итак, PNP транзистор будет открыт только тогда, когда плюс подаётся на эмиттер или коллектор. Если во время испытаний есть хоть какие-то отклонения, элемент неработоспособен.

Тестируем исправность NPN транзистор

Как видим, в NPN приборе ситуация будет другой. Практически она диаметрально противоположна:

Если подать на базу плюс (красный щуп), а на эмиттер или коллектор минус, переход будет открыт, на экране высветятся показания — от 600 до 800 мВ.
Если поменять местами щупы: плюс на коллектор или эмиттер, минус на базу — переходы заперты, тока нет.
При прикосновении щупами к эмиттеру и коллектору тока по-прежнему быть не должно.

Проверка работоспособности биполярного NPN транзистора мультиметром

Как видим, этот прибор работает в противоположном направлении. Для того чтобы понять, рабочий транзистор или нет, необходимо знать его тип. Только так можем проверить транзистор мультиметром не выпаивая его с платы.

И ещё раз обращаем ваше внимание, картинки с диодами никак не отображают устройство этого полупроводникового прибора. Они нужны только для понимания того, что мы должны увидеть при проверке переходов. Так проще запомнить, и понимать показания на экране мультиметра.

Проверка тиристоров

Рассмотрим также как прозванивать тиристоры, они во многом напоминают рассматриваемые детали. Тут есть 3 p-n сегмента, а режим после сигнала управления не меняется — в этом и заключается разница. Структуры идут поочередно как полосы на зебре. Thyristor открыт, пока значение протекающей величины не спадет «до тока удержания». Такие детали позволяют создавать экономные схемы.

Мультиметр ставят на отметку 2000 Ом. Чтобы открыть проверяемый thyristor, черную жилу — к катоду, красную — к аноду. Деталь открывается как зарядом «+», так и «−». В двух случаях сопр. должно быть меньше «1». Деталь открытая, если величина управляющего импульса превысит рамку удержания, если меньше — ключ закрывается.

Вместо эпилога.

Немного замечаний по маломощным биполярным транзисторам ( не зря же я для них режимы предусмотрел?). Почему-то радиолюбители наибольшее внимание при построении усилителей на транзисторах уделяют ( и то в лучшем случае) подбору идентичных экземпляров для оконечного каскада.

Между тем, на входе усилителя чаще всего используют дифференциальные каскады или реже двухтактные. При этом напрочь забывается, что для получения от диф. каскада как и от двухтактного по максимуму всех его замечательных свойств транзисторы в таком каскаде также должны быть подобраны!

Более того, для обеспечения максимально близкого температурного режима корпуса транзисторов дифкаскада лучше склеить между собой (или прижать друг к другу хомутиком), а не разносить по разным сторонам платы. Применение во входном каскаде интегральных транзисторных сборок устраняет эти проблемы, но такие сборки порой стоят дорого или просто не доступны радиолюбителям.

Поэтому подбор маломощных транзисторов входного каскада остаётся актуальной задачей, и предлагаемый прибор для проверки транзисторов может существенно облегчить этот процесс. Тем более, что один из выбранных для измерения режимов — ток 5мА, чаще всего и является током покоя первого каскада. А на каком токе проводит измерения китайский мультиметр???

Удачного творчества!

Главный редактор «РадиоГазеты».

Сборка кустарного пробника

Самодельный прибор (пробник) позволит мгновенно определить исправность transistor любого типа. Приведем элементарную действенную схему.

Что потребуется (всего рабочих 3 компонента):

основа — любой небольшой понижающий трансф. (из импульсн. БП, балласта лампочек экономок, небольших электроприборов). У нашего первичка из 24 витков со средним отводом; вторичка — 15;
далее, 2 элемента. Светодиод подсоединяется к вторичке через резист. 100 Ом, мощность его не важная, как и полярность первого элемента, поскольку на выходе возникает переменная величина.

Есть также гнездо для вставки проверяемых деталей согласно цоколевке. Для биполярных прямопроводных типов (КТ 814…818 и так далее) база идет через резист. на один из контактов трансформ., средний вых. которого (отвод) подключен к «+» питания. Эмит. подсоединяем к «−» питания, коллект. — к свободному вых. первички. Если проводимость у детали обратная, то просто меняем «+» и «−». Аналогично с полевиками, главное — соблюсти цоколевку. Если после подачи питания появится свет, то изделие рабочее.

Пробник запитывается от 3.7–6 В, подойдет свинцовая или литий-ионная аккумуляторная батарейка.

Вместо пролога.

При сборке или ремонте усилителей звука довольно часто требуется подобрать идентичные по параметрам пары биполярных транзисторов. Китайские цифровые тестеры могут измерить коэффициент передачи тока базы (в народе — коэффициент усиления) биполярного транзистора, но маломощного. Для входных дифференциальных или двухтактных каскадов подойдёт. А как быть с мощными выходными?
Для этих целей в измерительной лаборатории радиолюбителя, занимающегося конструированием или ремонтом усилителей, должен быть прибор для проверки транзисторов. Он должен измерять коэффициент усиления на больших токах, близких к рабочим.

Для справки: коэффициент усиления транзистора «по научному» называется коэффициентом передачи тока базы в цепь эмиттера, обозначается h21э. Раньше назывался «бэта» и обозначался как β, поэтому иногда радиолюбители старой школы прибор для проверки транзисторов называют «бетник».

В Интернете и радиолюбительской литературе можно найти огромное количество вариантов схем прибора для проверки транзисторов. Как довольно простых, так и сложных, рассчитанных на разные режимы или автоматизацию процесса измерений.

Для самостоятельной сборки решено было выбрать схему попроще, чтобы наши читатели без труда могли сделать прибор для проверки транзисторов своими руками. Заметим сразу, что нам как-то чаще приходится иметь дело с усилителями на биполярных транзисторах, поэтому и получившийся в конце концов прибор предназначен для измерения параметров только биполярных транзисторов.

Для справки: раньше главный редактор РадиоГазеты измерения проводил старым дедовским способом: два мультиметра ( в цепь базы и цепь эмиттера) и «многооборотник» для задания тока. Долго, но информативно – можно не просто подобрать транзисторы, но и снять зависимость h21э от тока коллектора. Довольно быстро пришло осознание бесполезности данного занятия: для наших транзисторов снимать такую зависимость – одно расстройство (настолько они кривые), для импортных – пустая трата времени (все графики есть в даташитах).

Включив паяльник, главный редактор принялся собирать прибор для проверки транзисторов своими руками.

Итог

Любой транзистор проверяется мультиметром. Надо узнать назначение его ножек (база/колл./эмит., сток/исток/затвор). Далее, тестер поставить на «прозвонку» или на отметку 2000 Ом. Затем проанализировать прямое и обратное сопр. По результату можно определить работоспособность транзистора. А также можно проанализировать коэф. усиления: на тестере есть специальное гнездо и отметка hFE.

Основные типы транзисторов

Существует два основных типа транзисторов – биполярные и полевые. В первом случае выходной ток создается при участии носителей обоих знаков (дырок и электронов), а во втором случае – только одного. Определить неисправность каждого из них поможет прозвонка транзистора мультиметром.

Биполярные транзисторы по своей сути являются полупроводниковыми приборами. Они оборудованы тремя выводами и двумя р-п-переходами. Принцип действия этих устройств предполагает использование положительных и отрицательных зарядов – дырок и электронов. Управление протекающими токами выполняется с помощью специально выделенного управляющего тока. Данные устройства широко применяются в электронных и радиотехнических схемах.

Биполярные транзисторы состоят из трехслойных полупроводников двух типов – «р-п-р» и «п-р-п». Кроме того в конструкции имеется два р-п-перехода. Соединение полупроводниковых слоев с внешними выводами осуществляется через невыпрямляющие полупроводниковые контакты. Средний слой считается базой, которая подключается к соответствующему выводу. Два слоя, расположенные по краям, также подключены к выводам – эмиттеру и коллектору. На электрических схемах для обозначения эмиттера используется стрелка, показывающая направление тока, протекающего через транзистор.

В разных типах транзисторов у дырок и электронов – носителей электричества могут быть собственные функции. Более всего распространен тип п-р-п из-за лучших параметров и технических характеристик. Ведущую роль в таких устройствах играют электроны, выполняющие основные задачи по обеспечению всех электрических процессов. Они примерно в 2-3 раза более подвижные, чем дырки, поэтому и обладают повышенной активностью. Качественные улучшения приборов происходят также за счет площади перехода коллектора, которая значительно больше площади перехода эмиттера.

В каждом биполярном транзисторе имеется два р-п-перехода. Когда выполняется проверка транзистора мультиметром, это позволяет проверять работоспособность устройств, контролируя значения сопротивлений переходов при подключении к ним прямого и обратного напряжения. Для нормальной работы п-р-п-устройства на коллектор подается положительное напряжение, под действием которого открывается базовый переход. После возникновения базового тока, появляется коллекторный ток. При возникновение в базе отрицательного напряжения, транзистор закрывается и течение тока прекращается.

Базовый переход в р-п-р-устройствах открывается под действием отрицательного напряжения на коллекторе. Положительное напряжение дает толчок для закрытия транзистора. Все необходимые коллекторные характеристики на выходе можно получить, плавно изменяя значения тока и напряжения. Это позволяет эффективно проверить биполярный транзистор тестером.

Существуют электронные устройства, все процессы в которых управляются действием электрического поля, направленного перпендикулярно току. Эти приборы называются полевыми или униполярными транзисторами. Основными элементами являются три контакта – исток, сток и затвор. Конструкция полевого транзистора дополняется проводящим слоем, исполняющим роль канала, по которому течет электрический ток.

Данные устройства представлены модификациями «р» или «п»-канального типа. Каналы могут располагаться вертикально или горизонтально, а их конфигурация бывает объемной или приповерхностной. Последний вариант также разделяется на инверсионные слои, содержащие обогащенные и обедненные. Формирование всех каналов происходит под воздействием внешнего электрического поля. Устройства с приповерхностными каналами имеют структуру, в состав которой входит металл-диэлектрик-полупроводник, поэтому они называются МДП-транзисторами.