Транзистор – это очень важный элемент большинства радиосхем. Тем, кто решил заняться радиомоделированием, необходимо в первую очередь знать, как их проверять и какие устройства при этом использовать.
Перед началом проверки, прежде всего определяется структура триодного устройства, которая обозначается стрелкой эмиттерного перехода. Когда направление стрелки указывает на базу, то это вариант PNP, направление в сторону, противоположную базе, обозначает NPN проводимость.
Проверка мультимером PNP транзистора состоит из таких последовательных операций:
- Проверяем обратное сопротивление, для этого присоединяем «плюсовой» щуп прибора к его базе.
- Тестируется эмиттерный переход, для этого «минусовой» щуп подключаем к эмиттеру.
- Для проверки коллектора перемещаем на него «минусовой» щуп.
Результаты этих измерений должны показать сопротивление в пределах значения «1».
Для проверки прямого сопротивления меняем щупы местами:
- «Минусовой» щуп прибора присоединяем к базе.
- «Плюсовой» щуп поочередно перемещаем от эмиттера к коллектору.
- На экране мультиметра показатели сопротивления должны составить от 500 до 1200 Ом.
Данные показания свидетельствуют о том, что переходы не нарушены, транзистор технически исправен.
Многие любители имеют сложности с определением базы, и соответственно коллектора или эмиттера. Некоторые советуют начинать определение базы независимо от типа структуры таким способом: попеременно подключая черный щуп мультиметра к первому электроду, а красный – поочередно ко второму и третьему.
База обнаружится тогда, когда на приборе начнет падать напряжение. Это означает, что найдена одна из пар транзистора – «база – эмиттер» или «база – коллектор». Далее необходимо определить расположение второй пары таким же образом. Общий электрод у этих пар и будет база.
Какое освещение Вы предпочитаете
ВстроенноеЛюстра
Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»
Измерение параметров полевых транзисторов Таким образом, уменьшая или увеличивая ширину канала, можно регулировать силу тока между истоком и стоком или изолировать их друг от друга. Спрашивайте, я на связи!
Инструкция проверки тестером
Тестеры различаются по видам моделей:
- Существуют приборы, в которых конструкцией предусмотрены устройства, позволяющие измерить коэффициент усиления микротранзисторов малой мощности.
- Обычные тестеры позволяют осуществить проверку в режиме омметра.
- Цифровой тестер измеряет транзистор в режиме проверки диодов.
В любом из случаев существует стандартная инструкция:
- Прежде, чем начать проверку, необходимо снять заряд с затвора. Это делается так – буквально на несколько секунд заряд необходимо замкнуть с истоком.
- В случае, когда проверяется маломощный полевой транзистор, то перед тем, как взять его в руки, обязательно нужно снять статический заряд со своих рук. Это можно сделать, взявшись рукой за что-нибудь металлическое, имеющее заземление.
- При проверке стандартным тестером, необходимо в первую очередь определить сопротивление между стоком и истоком. В обоих направлениях оно не должно иметь особого различия. Величина сопротивления при исправном транзисторе будет небольшой.
- Следующий шаг – измерение сопротивления перехода, сначала прямое, затем обратное. Для этого необходимо подключить щупы тестера к затвору и стоку, а затем к затвору и истоку. Если сопротивление в обоих направлениях имеет разную величину, триодное устройство исправно.
Они должны быть как можно короче и большого сечения. Если этот модуль будет расположен вблизи с другим источником импульсных сигналов (например, рядом с генератором Рисунок 1), возможен срыв генерации узла на микросхеме. Поэтому узел измерения «ESR» лучше собрать на отдельной небольшой плате и поместить в экран (например, из жести), соединенный с общим проводом.
Для калибровки шкалы «ESR» подключаем к клеммам «ESR» и «Общий» резисторы сопротивлением 0.1,0.2,0.5,1,2.3 Ом и делаем соответствующие отметки на шкале. Чувствительность прибора можно регулировать изменением сопротивления подстроечного резистора R5. Питание измеритель ESR, так же, как и остальные схемы модуля, напряжением 9 В.
Схема соединений модулей прибора
При желании можно дополнить прибор модулем для быстрой проверки транзисторов. С его помощью можно проверять любые биполярные транзисторы, а также полевые транзисторы малой и средней мощности. Причем биполярные транзисторы и, в ряде случаев, полевые, можно проверять без выпаивания их из схемы.
Рисунок 5. Замена КТ829Г
В зависимости от типа используемых светодиодов, возможно, придется подобрать сопротивление R5, ориентируясь на оптимальную яркость их свечения, или же поставить дополнительный гасящий резистор в цепь питания 9 В. Следует заметить, что эта схема работает с питающим напряжением, начиная от 2 В. Когда к клеммам «Э», «Б»,
«К» ничего не подключено, оба светодиода мигают. Частоту мигания можно подстраивать, меняя емкости конденсаторов С1 и С2. При подключении к клеммам исправного транзистора один из светодиодов погаснет, в зависимости от типа его проводимости – р-n-р или n-р-n. Если транзистор неисправен, оба светодиода будут мигать (внутренний обрыв) или оба погаснут (замыкание).
Помимо клемм «Э», «Б», «К» на самом приборе (клеммная колодка, «фрагмент» панельки под микросхемы и прочее), можно параллельно им вывести из корпуса на проводах соответствующие щупы для проверки транзисторов на платах. При испытаниях полевых транзисторов клеммы «Э», «Б», «К» соответствуют выводам «И», «3», «С».
Рисунок 6. Низковольтный стабилизатор напряжения
Следует учесть, что полевые транзисторы или очень мощные биполярные все-таки лучше проверять, выпаяв из платы. При измерениях номиналов любых элементов непосредственно на плате следует обязательно отключить питание схемы, в которой производятся измерения!
Прибор занимает мало места, умещаясь в корпусе 140x110x40 мм (см. фото справа в начале статьи) и позволяет с достаточной для радиолюбителей точностью проверять практически все основные типы радиокомпонентов, чаще всего используемых на практике. Прибор без нареканий эксплуатируется в течение нескольких лет.
Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»
Тестер для проверки своими руками — Хочу знать Принципиальная схема генератора-пробника с использованием пьезофильтра Пробник предназначен для проверки УЗЧ и настройке трактов промежуточной частоты, а также других высокочастотных или широкополосных апериодических каскадов радиоприемников. Спрашивайте, я на связи!
Проверка составного транзистора
Такой полупроводниковый элемент еще называют «транзистор Дарлингтона», по сути это два элемента, собранные в одном корпусе. Для примера, на рисунке 6 показан фрагмент спецификации к КТ827А, где отображена эквивалентная схема его устройства.
Рис 6. Эквивалентная схема транзистора КТ827А
Проверить такой элемент мультиметром не получится, потребуется сделать простейший пробник, его схема показана на рисунке 7.
Рис. 7. Схема для проверки составного транзистора
Обозначение:
- Т – тестируемый элемент, в нашем случае КТ827А.
- Л – лампочка.
- R – резистор, его номинал рассчитываем по формуле h21Э*U/I, то есть, умножаем величину входящего напряжения на минимальное значение коэффициента усиления (для КТ827A — 750), полученный результат делим на ток нагрузки. Допустим, мы используем лампочку от габаритных огней автомобиля мощностью 5 Вт, ток нагрузки составит 0,42 А (5/12). Следовательно, нам понадобится резистор на 21 кОм (750*12/0,42).
Тестирование производится следующим образом:
- Подключаем к базе плюс от источника, в результате должна засветиться лампочка.
- Подаем минус – лампочка гаснет.
Такой результат говорит о работоспособности радиодетали, при других результатах потребуется замена.
Что это такое
Транзистор-тестер —это универсальный цифровой измерительный прибор, способный проверять не только транзисторы, но и другие элементы. Как полупроводниковые — тиристоры, симисторы, диоды и прочие, так и пассивные элементы, например: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности.
Однако в большинстве случаев указанные выше элементы удобнее и быстрее проверить на исправность мультиметром, но этот прибор всё равно пригодится, в качестве ESR-тестера.
ESR – эквивалентное последовательное сопротивление, важный параметр для электролитических конденсаторов. В связи с невозможностью его измерения бытовым мультиметром, а специализированные ESR-метры стоят дорого, у новичков значительно затрудняется диагностика неисправностей электронных схем.
С помощью транзистор-тестеров вы сможете измерить ESR с нормальной точностью, а стоимость этих приборов лежит в пределах 10-20 долларов в зависимости от модели.
Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»
Прибор для проверки транзисторов без отпайки из схемы Как полупроводниковые тиристоры, симисторы, диоды и прочие, так и пассивные элементы, например резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности. Спрашивайте, я на связи!
Подготовка инструментов
У каждого современного радиолюбителя есть универсальный инструмент под названием цифровой мультиметр. Он позволяет измерять постоянные и переменные токи и напряжение, сопротивление элементов. Он также позволяет проверить работоспособность элементов схемы. Рядом с переключателем в режим «прозвонки», как правило, нарисован диод и динамик (см. фото на рис. 1).
Рисунок 1 – Лицевая панель мультиметра
Перед проверкой элемента необходимо убедиться в работоспособности самого мультиметра:
- Батарея должна быть заряжена.
- При переключении в режим проверки полупроводников дисплей должен отображать цифру 1.
- Щупы должны быть исправны, т. к. большинство приборов – китайские, и разрыв провода в них является очень частым явлением. Проверить их нужно, прислонив кончики щупов друг к другу: в этом случае на дисплее отобразятся нули и раздастся писк – прибор и щупы исправны.
- Щупы подключаются согласно цветовой маркировке: красный щуп — в красный разъем, черный – в черный разъем с надписью COM.
Если Вы не знаете, как использовать данный прибор, рекомендуем прочитать подробную инструкцию для чайников о том, как пользоваться мультиметром!
Особенности устройства
По своим конструктивным особенностям все транзисторы бывают:
- Биполярными (БТ);
- Полевыми или униполярными (ПТ);
- Составными (СТ).
Перед тем как приступить к проверке целостности детали цифровым мультиметром важно понять, что из себя представляет БТ. Это – трехслойный полупроводник
Грубо говоря, это 2 диода, соединенные между собой. Изображая его таким образом, будет легче понять схему его проверки на самой плате без выпайки.
По проводимости, биполярные полупроводники бывают двух видов:
- n-p-n;
- p-n-p;
Их также легче всего представить в виде диодов, фотографии которых часто размещают, чтобы пояснить важность понимания структуры и принципа его действия. Ток на выходе возникает при участии дырок и электронов – двух разнополярных носителей, позволяющих им управлять.
Контакты, задействованные в полупроводнике, называют:
- базой;
- эмиттером;
- коллектором.
К базе подключается средний слой. К эмиттеру и коллектору – крайние. Направление тока маркируют стрелкой. Она расположена возле эмиттера.
В ПТ электрическое поле направлено перпендикулярно текущему току. Их контакты называются так:
- затвор;
- сток;
- исток.
Также в их конструкции есть дополнительный (проводящий слой) для протекания по нему электротока.
ПТ бывают в различных модификациях. С «п» или «р» каналами, горизонтальным и вертикальным расположением, приповерхностной и объемной конфигурацией.
Всё гениальное просто!
Я задался целью сделать что-то попроще и понадёжнее. Идея с источником тока мне понравилась, проводя измерения на фиксированном (заранее известном) токе эмиттера, мы можем сократить необходимое количество измерительных приборов (амперметров). Тут я вспомнил про свою любимую микросхему TL431. Генератор тока на ней строится всего из 4-х деталей: Учитывая не очень большую нагрузочную способность этой микросхемы (а на радиатор её крепить крайне неудобно), для испытания мощных транзисторов при больших токах воспользуемся идеей господина Дарлингтона: Теперь загвоздка – ни в одном справочнике нет схемы источника тока на TL431 и транзисторе «p-n-p» структуры. Решить эту проблему помогла идея не менее уважаемого мною господина Шиклаи:
Да, пытливый глаз заметит, что через токозадающий резистор здесь протекают токи обоих транзисторов, что вносит некоторую погрешность в измерения. Но, во-первых, при значениях коэффициента передачи тока базы транзистора Т2 выше 20, погрешность составит менее 5%, что для радиолюбительских целей вполне допустимо (мы не Шаттл к Венере запускаем).
Во-вторых, если мы всё же запускаем Шаттл, и нам требуется высокая точность, эту погрешность легко учесть в расчётах. Ток эмиттера транзистора Т1 практически равен току базы транзистора Т2, а его-то мы и будем измерять. В результате, при расчёте h21э (а это очень удобно выполнять в программе Excel) вместо формулы: h21э=Iэ/Iб нужно использовать формулу: h21э=Iэ/Iб-1
Для минимизации данной погрешности, а так же для обеспечения нормальной работы микросхемы TL431 в широком диапазоне токов в качестве транзистора Т1 следует отобрать транзистор с максимальным h21э. Так как это маломощный биполярный транзистор, пока не готов наш прибор, можно воспользоваться китайским мультиметром. Мне удалось всего из 5 штук транзисторов КТ3102 найти экземпляр со значением 250.
Так как сегодня в хозяйстве любого радиолюбителя найдётся китайский мультиметр (а то и не один), его-то мы и будем использовать в качестве измерителя базового тока, что позволит нам не городить коммутацию для разных диапазонов базовых токов (у меня мультиметр с автоматическим выбором предела измерений), а заодно исключить из схемы выпрямительный мост – цифровому мультиметру без разницы направление протекающего тока.
Если ноги плохо пахнут, вспомните, откуда они растут.
Немного погуглив, я нашёл схему прибора для проверки транзисторов, которая растиражирована на довольно приличном количестве сайтов. Простая, портативная… но кроме самого автора её никто не хвалит. Это должно было смутить сразу, но увы.
Итак, исходная схема (с немного упрощенной индикацией и коммутацией):
Увеличение по клику
По замыслу автора здесь операционный усилитель совместно с испытуемым транзистором образуют источник стабильного тока. Ток эмиттера в этой схеме постоянный и определяется величиной эмиттерного резистора. Зная этот ток, нам остаётся только измерить ток базы, а затем путём деления одного на другое получить значение h21э. (в авторском варианте шкала измерительной головки сразу градуировалась в значениях h21э).
Два биполярных транзистора на выходе ОУ служат для увеличения нагрузочной способности микросхемы при измерении на больших токах. Диодный мост включён для того, чтобы исключить необходимость перекоммутации амперметра при переключении с «p-n-p» на «n-p-n» транзисторы. Для повышения точности подбора комплементарных пар биполярных транзисторов требуется отобрать стабилитроны (задающие опорное напряжение) с максимально близкими напряжениями стабилизации.
Меня как-то сразу смутило «не совсем корректное» включение операционного усилителя при однополярном питании. Но макетная плата всё стерпит, поэтому схема была собрана и опробована.
Сразу выявились недостатки. Ток через транзистор сильно зависел от напряжения питания, что ни разу не напоминает генератор стабильного тока. Что там умудрился подбирать автор схемы, питая при этом прибор от аккумулятора, остаётся большой загадкой. По мере разряда аккумулятора «образцовый» ток будет уплывать и довольно заметно. Потом пришлось повозиться в «умощнителем» на выходе ОУ иначе схема неустойчиво работала при измерении транзисторов разной мощности. Потребовалось подобрать значение резистора, а потом я перешёл на более «классический» вариант умощнителя. А двухполярное (правильное) питание ОУ решило проблему с плавающим током.
В итоге схема приобрела вид:
Увеличение по клику
Но тут выявился ещё один недостаток – если вы перепутаете проводимость биполярного транзистора (включите на приборе «p-n-p», а подключите транзистор «n-p-n»), а при подборе из большого количества транзисторов вы точно рано или поздно забудете переключить прибор, то выходит из строя один из транзисторов «умощнителя» и придётся заниматься ремонтом прибора. Да и к чему нам сложности с двухполярным питанием, операционник, умощнитель и прочее?
Конструкция и детали.
Из-за простоты устройства печатная плата не разрабатывалась, все элементы распаиваются на выводах переключателей и разъёмов. Всю конструкцию можно собрать в корпусе небольшого размера, всё будет зависеть от габаритов применённого трансформатора и переключателей.
При испытании мощных биполярных транзисторов на больших токах (100мА и 500мА) их необходимо закрепить на радиаторе! Если пластинчатый радиатор смонтировать на одной из стенок прибора или сам радиатор использовать в качестве стенки прибора, то это сделает пользование устройством более удобным. Радиатор, который всегда с собой! Это существенно ускорит процесс испытания мощных транзисторов в корпусах ТО220, ТО126, ТОР3, ТО247 и аналогичных.
Микросхему стабилизатора блока питания также необходимо установить на небольшой радиатор. Диодный мост подойдёт любой на ток 1А и выше. В качестве трансформатора можно использовать подходящий малогабаритный, мощностью от 10Вт с напряжением вторичной обмотки 10-14В.
Опционально: в приборе для проверки транзисторов предусмотрены гнёзда для подключения второго мультиметра (включенного в режим измерения постоянного напряжения на предел 2-3В). Подсмотрел эту идею на одном из форумов. Это позволяет измерить Uбэ транзистора (при необходимости вычислить крутизну). Данная функция очень удобна при подборе биполярных транзисторов одной структуры для ПАРАЛЛЕЛЬНОГО включения в одном плече выходного каскада усилителя. Если при одном и том же токе напряжения Uэб отличаются не более чем на 60мВ, то такие транзисторы можно включать параллельно БЕЗ эмиттерных токовыравнивающих резисторов. Теперь вы понимаете, почему усилители фирмы Accuphase, где в выходном каскаде в каждом плече включено параллельно до 16 транзисторов, стоят таких денег?
Перечень используемых элементов:
Резисторы: R3 — 820 Ом, 0,25Вт, R4 — 1к2, 0,25Вт, R5 — 510 Ом, 0,25 Вт, R6 — 260 Ом, 0,25Вт R7 — 5,1 Ом, 5Вт (лучше больше), R8 — 26 Ом, 1 Вт, R9 — 51 Ом, 0,5Вт, R10 — 1к8, 0,25 Вт.
Конденсаторы:
С1 — 100nF, 63V, C2 — 1000uF, 35V, C3 — 470uF, 25V
Коммутация:
S1 — переключатель типа П2К или галетный на три положения с двумя группами контактов на замыкание, S2 — переключатель типа П2К, тумблер или галетный с одной группой контактов на переключение, S3 — переключатель типа П2К или галетный на два положения с четырьмя группами контактов на переключение, S4 — кнопка без фиксации, S5 — сетевой выключатель
Активные элементы:
T3 — транзистор типа КТ3102 или любой маломощный n-p-n типа с высоким коэффициентом усиления, D3 — TL431, VR1 — интегральный стабилизатор 7812 (КР142ЕН8Б), LED1 — светодиод зелёного цвета, BR1 — диодный мост на ток 1А.
Разное:
Tr1 — трансформатор мощностью от 10Вт, с напряжением вторичной обмотки 10-14В, F1 — предохранитель на 100mA…250mA, клеммы (подходящие доступные) для подключения измерительных приборов и испытуемого транзистора.
