Проверка транзистора мультиметром

Транзистор — важное составляющее любого полупроводникового элемента и специальное дискретное электронное оборудование, которое играет большую роль в электронике. Как осуществляется проверка транзистора, каков принцип его работы, как прозвонить транзистор, какие бывают виды — далее в статье.

Что такое транзистор

Транзистором или полупроводниковым триодом называется радиоэлектронный вид составного компонента полупроводниковых элементов на плате, который имеет три вывода. Он способен благодаря небольшому входному сигналу осуществлять управление током, поступающим из выхода цепи, что дает обширное его применения. Нужен, чтобы электрические сигналы, поступающие к электроприборам, усиливались, генерировались, коммутировались и преобразовывались. Сегодня транзистор — это основная часть во всех интегральных микросхемах и электроприборов.

Дополнительная информация! Транзистор это также дискретный электронный цифровой прибор, который выполняет свою функцию поодиночке. Он является интегральной схемой и имеет в своем составе множество подэлементов.

Принцип работы

Транзистор осуществляет регулировку, усиление и генерацию полупроводниковых элементов. В своем составе он имеет три полупроводника. По центру располагается элемент со значением p, а по обеим сторонам — n. Внешний слой электродов — эмиттер, другой — коллектор. Из слоя эмиттера ток идет в прямом направлении, из коллектора — ток в обратном направлении.

Разновидности

Транзистор бывает биполярным и полевым или униполярным. Биполярный транзистор имеет в своем составе оба типа проводимости, эмиттер и коллектор. Работа его происходит благодаря тому, что оба элемента взаимодействуют друг с другом. Управление осуществляется путем изменения тока с помощью база-эмиттерного перехода. Важно что на выводе эмиттер всегда общий.

Полевой транзистор — своего рода полупроводник с одним типом проводимости. Управлять им можно, изменяя напряжение между затвором и частью истока. Управление полевого прибора осуществляется путем использования напряжения, а не электрического тока.

Дополнительная информация! Конечно, из-за полярности, большее распространение получили биполярные модели. Они более функциональны и удобны в проверке при помощи мультиметра.

Биполярный

Биполярным транзистором называется полупроводниковый прибор с тремя электродами. Перенос заряда на нем осуществляется путем двухполярных носителей, а именно, электрона с дырками. Такой транзистор имеет сразу четыре функции.

Его можно использовать на режиме транзисторной отсечки, на активном программе, функции насыщения и инверсном режиме. В первом режиме база-эмиттерный переход считается закрытым из-за отсутствия напряжения. Тока нет в базе, как и в коллекторе. Во втором, нормальном для работе режиме, база-эмиттерное напряжение достаточно для того, чтобы соответствующий переход был открыт. Тока достаточно как для базы, так и для коллектора. В третьей программе значение тока настолько большое, что мощности источника питания недостаточно, для того чтобы в дальнейшем увеличивался коллекторный ток. При последней функции коллектор с эмиттером меняются местами и коэффициент работы транзистора уменьшается.

Обратите внимание! Стоит отметить, что нормальная работа биполярного устройства может быть обеспечена только при полном соблюдении всей инструкции.

Полевой прибор

Полевым транзистором является прибор, который полностью управляется при помощи электрического поля. Что касается биполярного устройства, там главное напряжение. Электрическое поле производится из напряжения, которое приложено к истоковому затвору. Полярность напряжения будет зависеть от того, какой тип у транзисторного канала. Тут можно проследить работу устройства по аналогии с вакуумной лампой.

Работает полевой транзистор от того, как изменяется каналовое сопротивление, через которое идет электрический ток с помощью соответствующего поля. Несмотря на то, что существует множество полевых устройств, все они имеют сходный принцип работы с техническими хаpaктеристиками.

По принципу работы есть две разновидности униполярных транзисторов. Есть те, которые работают на принципе, чем меньше сечение, тем меньше электрический ток. Есть те, которые функционируют благодаря изолированному затвору структуры. Имеют с в структуру в виде металла, диэлектрика и полупроводника.

С изолированным затвором

Одна из часто встречающихся разновидностей транзистора — устройство с изолированным затвором биполярного типа. Это прибор, имеющий три электрода. Он является квинтэссенцией биполярного и полевого прибора. Благодаря первому элементу образуется силовой канал, а второму — канал управления. Этот вид транзистора используется в мощных устройствах, к примеру, в качестве электронного ключа в инверторах и электроприводных системах управления.

Обратите внимание! Благодаря тому, что есть смешение транзисторов двух типов, есть отличные выходные и входные хаpaктеристики. Так, создается с одной стороны, хорошее рабочее напряжение, а с другой стороны, на управление берутся минимальные затраты.

Конструкция этого прибора выглядит следующим образом: затвор, эмиттер и коллектор. Деталь затвора используется как у полярной разновидности прибора, а коллектор — как у двух полярной. Выпускается как в самостоятельном виде, так и в форме модуля, чтобы управлять трехфазным током в электрических цепях.

Инструкция по проверке транзистора мультиметром без выпаивания

До начала проверки устройства, в ответ на то, как проверить транзистор мультиметром не выпаивая, необходимо понять, какой тип у прибора и технические хаpaктеристики. Вся пpaктическая информация есть в комплекте с аппаратом и тестером.

В дополнение к тому, как проверить биполярный транзистор мультиметром, необходимо уточнить, чтобы проверить с помощью мультиметра без выпаивания двухполярный и однополярный агрегат, необходимо поднести диоды к тестирующему аппарату и сделать строчный мультиметровый прозвон. Так, необходимо взять концы мультиметра и присоединить их к транзистору. К знаку минус нужно поднести анод, а к знаку плюс — катод. Нередко это просто белые и красные линии, соответственно. Затем появятся значения порогового напряжения и значение с показаний проверки.

Важно! В ходе проверки прикасаться руками к одному из зарядов нельзя, поскольку корректными строчные показания в таком случае не будут. В ходе первого определения, нужно повторить процедуру в противоположном порядке. Так, анод нужно поместить к знаку плюс, а катод — минус. При таком подключении на мультиметр появится цифра 1. Это значит, что ток не течет.

Техника безопасности

По технике безопасности любые тестирования и конструирования с обычными и высоковольтными диодами нельзя проводить в сырых и влажных комнатах. Кроме того, нельзя в момент измерений делать пpaктически никакие переключения измерений и делать замеры, если величины напряжения с силой тока больше обозначенных в мультиметре. Обратите внимание! Чтобы проверка была без трудностей, успешной и не опасной, по проверенной методике радиолюбителей, необходимо использовать щупы, имеющие исправную изоляцию.

В целом, транзистор — клапан, уменьшающий сопротивление и позволяющий идти электрическому току дальше по цепи, передвигаясь с коллекторного устройства к эмиттеру. Элемент, отвечающий за работу электроприборов. Он бывает биполярным, изолированным и полевым. Проверять его с помощью мультиметра без выпаивания можно, как и делать ремонт, соблюдая представленную выше инструкцию.

Как проверить транзистор

Проверку транзисторов приходится делать достаточно часто. Даже если у Вас в руках заведомо новый, не паяный ни разу транзистор, то перед установкой в схему лучше все-таки его проверить. Нередки случаи, когда купленные на радиорынке транзисторы, оказывались негодными, и даже не один единственный экземпляр, а целая партия штук на 50 — 100. Чаще всего это происходит с мощными транзисторами отечественного производства, реже с импортными.

Иногда в описаниях конструкции приводятся некоторые требования к транзисторам, например, рекомендуемый коэффициент передачи. Для этих целей существуют различные испытатели транзисторов, достаточно сложной конструкции и измеряющие почти все параметры, которые приводятся в справочниках. Но чаще приходится проверять транзисторы по принципу «годен, не годен». Именно о таких методах проверки и пойдет речь в данной статье.

Часто в домашней лаборатории под рукой оказываются транзисторы, бывшие в употрeблении, добытые когда-то из каких-то старых плат. В этом случае необходим стопроцентный «входной контроль»: намного проще сразу определить негодный транзистор, чем потом искать его в неработающей конструкции.

Хотя многие авторы современных книг и статей настоятельно не рекомендуют использовать детали неизвестного происхождения, достаточно часто эту рекомендацию приходится нарушать. Ведь не всегда же есть возможность пойти в магазин и купить нужную деталь. В связи с подобными обстоятельствами и приходится проверять каждый транзистор, резистор, конденсатор или диод. Далее речь пойдет в основном о проверке транзисторов.

Проверку транзисторов в любительских условиях обычно проводят цифровым мультиметром или старым аналоговым авометром.

Проверка транзисторов мультиметром

Большинству современных радиолюбителей знаком универсальный прибор под названием мультиметр. С его помощью возможно измерение постоянных и переменных напряжений и токов, а также сопротивления проводников постоянному току. Один из пределов измерения сопротивлений предназначен для «прозвонки» полупроводников. Как правило, около переключателя в этом положении нарисован символ диода и звучащего динамика.

Перед тем, как производить проверку транзисторов или диодов, следует убедиться в исправности самого прибора. Прежде всего, посмотреть на индикатор заряда батареи, если требуется, то батарею сразу заменить. При включении мультиметра в режим «прозвонки» полупроводников на экране индикатора должна появиться единица в старшем разряде.

Затем проверить исправность щупов прибора, для чего соединить их вместе: на индикаторе высветятся нули, и раздастся звуковой сигнал. Это не напрасное предупреждение, поскольку обрыв проводов в китайских щупах явление довольно распространенное, и об этом забывать не следует.

У радиолюбителей и профессиональных инженеров – электронщиков старшего поколения такой жест (проверка щупов) выполняется машинально, ведь при пользовании стрелочным тестером при каждом переключении в режим измерения сопротивлений приходилось устанавливать стрелку на нулевое деление шкалы.

После того, как указанные проверки произведены, можно приступить к проверке полупроводников, — диодов и транзисторов. Следует обратить внимание на полярность напряжения на щупах. Отрицательный полюс находится на гнезде с надписью «COM» (общий), на гнезде с надписью VΩmA положительный. Чтобы в процессе измерения об этом не забывать, в это гнездо следует вставить щуп красного цвета.

Рисунок 1. Мультиметр

Это замечание не настолько праздное, как может показаться на первый взгляд. Дело в том, что у стрелочных авометров (АмперВольтОмметр) в режиме измерения сопротивлений положительный полюс измерительного напряжения находится на гнезде с маркировкой «минус» или «общий», ну с точностью до наоборот, по сравнению с цифровым мультиметром. Хотя в настоящее время больше используются цифровые мультиметры, стрелочные тестеры применяются до сих пор и в ряде случаев позволяют получить более достоверные результаты. Об этом будет рассказано чуть ниже.

Рисунок 2. Стрелочный авометр

Что показывает мультиметр в режиме «прозвонки»

Проверка диодов

Наиболее простым полупроводниковым элементом является диод, который содержит всего один P-N переход. Основным свойством диода является односторонняя проводимость. Поэтому если положительный полюс мультиметра (красный щуп) подключить к аноду диода, то на индикаторе появятся цифры, показывающие прямое напряжение на P-N переходе в милливольтах.

Для кремниевых диодов это будет порядка 650 — 800 мВ, а для германиевых порядка 180 — 300, как показано на рисунках 4 и 5. Таким образом, по показаниям прибора можно определить полупроводниковый материал, из которого сделан диод. Следует заметить, что эти цифры зависят не только от конкретного диода или транзистора, но еще от температуры, при увеличении которой на 1 градус прямое напряжение падает приблизительно на 2 милливольта. Этот параметр называется температурным коэффициентом напряжения.

Если после этой проверки щупы мультиметра подключить в обратной полярности, то на индикаторе прибора покажется единица в старшем разряде. Такие результаты будут в том случае, если диод оказался исправный. Вот собственно и вся методика проверки полупроводников: в прямом направлении сопротивление незначительно, а в обратном пpaктически бесконечно.

Если же диод «пробит» (анод и катод замкнуты накоротко), то скорей всего раздастся звуковой сигнал, причем в обоих направлениях. В случае, если диод «в обрыве», как ни меняй полярность подключения щупов, на индикаторе, так и будет светиться единица.

Читать еще:  Как определить сечение медного кабеля

Проверка транзисторов

В отличие от диодов транзисторы имеют два P-N перехода, и имеют структуры P-N-P и N-P-N, причем последние встречаются гораздо чаще. В плане проверки с помощью мультиметра транзистор можно рассматривать, как два диода включенных встречно — последовательно, как показано на рисунке 6. Поэтому проверка транзисторов сводится к «прозвонке» переходов база – коллектор и база – эмиттер в прямом и обратном направлении.

Следовательно, все что было сказано чуть выше о проверке диода, полностью справедливо и для исследования переходов транзистора. Даже показания мультиметра будут такие же, как и для диода.

На рисунке 7 показана полярность включения прибора в прямом направлении для «прозвонки» перехода база — эмиттер транзисторов структуры N-P-N: плюсовой щуп мультиметра подключен к выводу базы. Для измерения перехода база – коллектор минусовой вывод прибора следует подключить к выводу коллектора. В данном случае цифра на табло получена при прозвонке перехода база – эмиттер транзистора КТ3102А.

Если транзистор окажется структуры P-N-P, то к базе транзистора следует подключить минусовой (черный) щуп прибора.

Попутно с этим следует «прозвонить» участок коллектор – эмиттер. У исправного транзистора его сопротивление пpaктически бесконечно, что символизирует единица в старшем разряде индикатора.

Иногда бывает, что переход коллектор – эмиттер пробит, о чем свидетельствует звуковой сигнал мультиметра, хотя переходы база – эмиттер и база — коллектор «звонятся» как будто нормально!

Проверка транзисторов авометром

Производится также, как и цифровым мультиметром, при этом не следует забывать, что полярность в режиме омметра обратная по сравнению с режимом измерения постоянного напряжения. Чтобы это не забывать в процессе измерений следует красный щуп прибора включать в гнездо со знаком «-», как было показано на рисунке 2.

Авометры, в отличие от цифровых мультиметров, не имеют режима «прозвонки» полупроводников, поэтому в этом плане их показания заметно различаются в зависимости от конкретной модели. Тут уже приходится ориентироваться на собственный опыт, накопленный в процессе работы с прибором. На рисунке 8 показаны результаты измерений с помощью тестера ТЛ4-М.

На рисунке показано, что измерения проводятся на пределе *1Ω. В этом случае лучше ориентироваться на показания не по шкале для измерения сопротивлений, а по верхней равномерной шкале. Видно, что стрелка находится в районе цифры 4. Если измерения производить на пределе *1000Ω, то стрелка окажется между цифрами 8 и 9.

По сравнению с цифровым мультиметром авометр позволяет более точно определить сопротивление участка база – эмиттер, если этот участок зашунтирован низкоомным резистором (R2_32), как показано на рисунке 9. Это фрагмент схемы выходного каскада усилителя фирмы ALTO.

Все попытки измерить сопротивление участка база – эмиттер с помощью мультиметра приводят к звучанию динамика (короткое замыкание), поскольку сопротивление 22Ω воспринимается мультиметром как КЗ. Аналоговый же тестер на пределе измерений *1Ω показывает некоторую разницу при измерении перехода база – эмиттер в обратном направлении.

Еще один приятный нюанс при пользовании стрелочным тестером можно обнаружить, если проводить измерения на пределе *1000Ω. При подключении щупов, естественно с соблюдением полярности (для транзистора структуры N-P-N плюсовой вывод прибора на коллекторе, минус на эмиттере), стрелка прибора с места не двинется, оставаясь на отметке шкалы бесконечность.

Если теперь послюнить указательный палец, как будто для проверки нагрева утюга, и замкнуть этим пальцем выводы базы и коллектора, то стрелка прибора сдвинется с места, указывая на уменьшение сопротивления участка эмиттер — коллектор (транзистор чуть приоткроется). В ряде случаев этот прием позволяет проверить транзистор без выпаивания его из схемы.

Наиболее эффективен указанный метод при проверке составных транзисторов, например КТ 972, КТ973 и т.п. Не следует только забывать, что составные транзисторы часто имеют защитные диоды, включенные параллельно переходу коллектор – эмиттер, причем в обратной полярности. Если транзистор структуры N-P-N, то к его коллектору подключен катод защитного диода. К таким транзисторам можно подключать индуктивную нагрузку, например, обмотки реле. Внутреннее устройство составного транзистора показано на рисунке 10.

Но более достоверные результаты об исправности транзистора можно получить с использованием специального пробника для проверки транзисторов, про который смотрите здесь: Пробник для проверки транзисторов.

Как проверить транзистор?

Проверка транзистора цифровым мультиметром

Занимаясь ремонтом и конструированием электроники, частенько приходится проверять транзистор на исправность.

Рассмотрим методику проверки биполярных транзисторов обычным цифровым мультиметром, который есть пpaктически у каждого начинающего радиолюбителя.

Несмотря на то, что методика проверки биполярного транзистора достаточно проста, начинающие радиолюбители порой могут столкнуться с некоторыми трудностями.

Об особенностях тестирования биполярных транзисторов будет рассказано чуть позднее, а пока рассмотрим самую простую технологию проверки обычным цифровым мультиметром.

Для начала нужно понять, что биполярный транзистор можно условно представить в виде двух диодов, так как он состоит из двух p-n переходов. А диод, как известно, это ничто иное, как обычный p-n переход.

Вот условная схема биполярного транзистора, которая поможет понять принцип проверки. На рисунке p-n переходы транзистора изображены в виде полупроводниковых диодов.

Устройство биполярного транзистора p-n-p структуры с помощью диодов изображается следующим образом.

Как известно, биполярные транзисторы бывают двух типов проводимости: n-p-n и p-n-p. Этот факт нужно учитывать при проверке. Поэтому покажем условный эквивалент транзистора структуры n-p-n составленный из диодов. Этот рисунок нам понадобиться при последующей проверке.

Транзистор со структурой n-p-n в виде двух диодов.

Суть метода сводиться к проверке целостности этих самых p-n переходов, которые условно изображены на рисунке в виде диодов. А, как известно, диод пропускает ток только в одном направлении. Если подключить плюс ( + ) к выводу анода диода, а минус (-) к катоду, то p-n переход откроется, и диод начнёт пропускать ток. Если проделать всё наоборот, подключить плюс ( + ) к катоду диода, а минус (-) к аноду, то p-n переход будет закрыт и диод не будет пропускать ток.

Если вдруг при проверке выясниться, что p-n переход пропускает ток в обоих направлениях, то значит он «пробит». Если же p-n переход не пропускает ток ни в одном из направлений, то значит переход в «обрыве». Естественно, что при пробое или обрыве хотя бы одного из p-n переходов транзистор работать не будет.

Обращаем внимание, что условная схема из диодов необходима лишь для более наглядного представления о методике проверки транзистора. В реальности транзистор имеет более изощрённое устройство.

Функционал пpaктически любого мультиметра поддерживает проверку диода. На панели мультиметра режим проверки диода изображается в виде условного изображения, который выглядит вот так.

Думаю, уже понятно, что проверять транзистор мы будем как раз с помощью этой функции.

Небольшое пояснение. У цифрового мультиметра есть несколько гнёзд для подключения измерительных щупов. Три, а то и больше. При проверке транзистора необходимо минусовой щуп (чёрный) подключить к гнезду COM (от англ. слова common – «общий»), а плюсовой щуп ( красный ) в гнездо с обозначением буквы омега Ω, буквы V и, возможно, других букв. Всё зависит от функционала прибора.

Почему я так подробно рассказываю о том, как подключать измерительные щупы к мультиметру? Да потому, что щупы можно элементарно перепутать и подключить чёрный щуп, который условно считается «минусовым» к гнезду, к которому нужно подключить красный, «плюсовой» щуп. В итоге это вызовет неразбериху, и, как следствие, ошибки. Будьте внимательней!

Теперь, когда сухая теория изложена, перейдём к пpaктике.

Какой мультиметр будем использовать?

В качестве мультиметра использовался многофункциональный мультитестер Victor VC9805+, хотя для измерений подойдёт любой цифровой тестер, вроде всем знакомых DT-83x или MAS-83x. Такие мультиметры можно купить не только на радиорынках, магазинах радиодеталей, но и в магазинах автозапчастей. Подходящий мультиметр можно купить в интернете, например, на Алиэкспресс.

Вначале проведём проверку кремниевого биполярного транзистора отечественного производства КТ503. Он имеет структуру n-p-n. Вот его цоколёвка.

Для тех, кто не знает, что означает это непонятное слово цоколёвка, поясняю. Цоколёвка — это расположение функциональных выводов на корпусе радиоэлемента. Для транзистора функциональными выводами соответственно будут коллектор (К или англ.- С), эмиттер (Э или англ.- Е), база (Б или англ.- В).

Сначала подключаем красный ( + ) щуп к базе транзистора КТ503, а чёрный (-) щуп к выводу коллектора. Так мы проверяем работу p-n перехода в прямом включении (т. е. когда переход проводит ток). На дисплее появляется величина пробивного напряжения. В данном случае оно равно 687 милливольтам (687 мВ).

Далее не отсоединяя красного щупа от вывода базы, подключаем чёрный («минусовой») щуп к выводу эмиттера транзистора.

Как видим, p-n переход между базой и эмиттером тоже проводит ток. На дисплее опять показывается величина пробивного напряжения равная 691 мВ. Таким образом, мы проверили переходы Б-К и Б-Э при прямом включении.

Чтобы удостовериться в исправности p-n переходов транзистора КТ503 проверим их и в, так называемом, обратном включении. В этом режиме p-n переход ток не проводит, и на дисплее не должно отображаться ничего, кроме «1». Если на дисплее единица «1», то это означает, что сопротивление перехода велико, и он не пропускает ток.

Чтобы проверить p-n переходы Б-К и Б-Э в обратном включении, поменяем полярность подключения щупов к выводам транзистора КТ503. Минусовой («чёрный») щуп подключаем к базе, а плюсовой («красный») сначала подключаем к выводу коллектора…

…А затем, не отключая минусового щупа от вывода базы, к эмиттеру.

Как видим из фотографий, в обоих случаях на дисплее отобразилась единичка «1», что, как уже говорилось, указывает на то, что p-n переход не пропускает ток. Так мы проверили переходы Б-К и Б-Э в обратном включении.

Если вы внимательно следили за изложением, то заметили, что мы провели проверку транзистора согласно ранее изложенной методике. Как видим, транзистор КТ503 оказался исправен.

Пробой P-N перхода транзистора.

В случае если какой либо из переходов (Б-К или Б-Э) пробиты, то при их проверке на дисплее мультиметра обнаружиться, что они в обоих направлениях, как в прямом включении, так и в обратном, показывают не пробивное напряжение p-n перехода, а сопротивление. Это сопротивление либо равно нулю «0» (будет пищать буззер), либо будет очень мало.

Обрыв P-N перехода транзистора.

При обрыве, p-n переход не пропускает ток ни в прямом, ни в обратном направлении – на дисплее в обоих случаях будет «1». При таком дефекте p-n переход как бы превращается в изолятор.

Проверка биполярных транзисторов структуры p-n-p проводится аналогично. Но при этом необходимо сменить полярность подключения измерительных щупов к выводам транзистора. Вспомним рисунок условного изображения транзистора p-n-p в виде двух диодов. Если забыли, то гляньте ещё раз и вы увидите, что катоды диодов соединены вместе.

В качестве образца для наших экспериментов возьмём отечественный кремниевый транзистор КТ3107 структуры p-n-p. Вот его цоколёвка.

В картинках проверка транзистора будет выглядеть так. Проверяем переход Б-К при прямом включении.

Как видим, переход исправен. Мультиметр показал пробивное напряжение перехода – 722 мВ.

То же самое проделываем и для перехода Б-Э.

Читать еще:  Как проверить кондер мультиметром

Как видим, он также исправен. На дисплее – 724 мВ.

Теперь проверим исправность переходов в обратном направлении – на наличие «пробоя» перехода.

Переход Б-К при обратном включении…

Переход Б-Э при обратном включении.

В обоих случаях на дисплее прибора – единичка «1». Транзистор исправен.

Подведём итог и распишем краткий алгоритм проверки транзистора цифровым мультиметром:

Определение цоколёвки транзистора и его структуры;

Проверка переходов Б-К и Б-Э в прямом включении с помощью функции проверки диода;

Проверка переходов Б-К и Б-Э в обратном включении (на наличие «пробоя») с помощью функции проверки диода;

При проверке необходимо помнить о том, что кроме обычных биполярных транзисторов существуют различные модификации этих полупроводниковых компонентов. К таковым можно отнести составные транзисторы (транзисторы Дарлингтона), «цифровые» транзисторы, строчные транзисторы (так называемые «строчники») и т.д.

Все они имеют свои особенности, как, например, встроенные защитные диоды и резисторы. Наличие этих элементов в структуре транзистора порой усложняют их проверку с помощью данной методики. Поэтому прежде чем проверить неизвестный вам транзистор желательно ознакомиться с документацией на него (даташитом). О том, как найти даташит на конкретный электронный компонент или микросхему, я рассказывал здесь.

ВРемонт.su — ремонт фото видео аппаратуры, бытовой техники, обзор и анализ рынка сферы услуг

Прежде чем рассмотреть способы как проверить исправность транзисторов необходимо знать, как проверять исправность p-n перехода или как правильно тестировать диоды. Именно с этого мы и начнем.

Тестирование полупроводниковых диодов

При тестировании диодов с помощью стрелочных ампервольтомметрами следует использовать нижние пределы измерений. При проверке исправного диода сопротивление в прямом направлении составит несколько сотен Ом, в обратном направлении — бесконечно большое сопротивление. При неисправности диода стрелочный (аналоговый) ампервольтомметр покажет в обоих направлениях сопротивление близкое к 0 (при пробое диода) или бесконечно большое сопротивление при разрыве цепи. Сопротивление переходов в прямом и обратном направлениях для германиевых и кремниевых диодов различно.

Проверка диодов с помощью цифровых мультиметров производится в режиме их тестирования. При этом, если диод исправен, на дисплее отображается напряжение на р-n переходе при измерении в прямом направлении или разрыв при измерении в обратном направлении. Величина прямого напряжения на переходе для кремниевых диодов составляет 0,5. 0,8 В, для германиевых — 0,2. 0,4 В. При проверке диода с помощью цифровых мультиметров в режиме измерения сопротивления при проверке исправного диода обычно наблюдается разрыв как в прямом, так и в обратном направлении из-за того, что напряжение на клеммах мультиметра недостаточно для того, чтобы переход открылся.

Как проверить исправность транзистора

Для наиболее распространенных биполярных транзисторов их проверка аналогична тестированию диодов, так как саму структуру транзистора р-n-р или n-р-n можно представить как два диода (см. рисунок выше), с соединенными вместе выводами катода, либо анода, представляющими собой вывод базы транзистора. При тестировании транзистора прямое напряжение на переходе исправного транзистора составит 0,45. 0,9 В. Говоря проще, при проверке омметром переходов база-эмиттер, база-коллектор исправный транзистор в прямом направлении имеет маленькое сопротивление и большое сопротивление перехода в обратном направлении. Дополнительно следует проверять сопротивление (падение напряжения) между коллектором и эмиттером, которое для исправного транзистора должно быть очень большое, за исключением описанных ниже случаев. Однако есть свои особенности и при проверке транзисторов. На них мы и остановимся подробнее.

Одной из особенностей является наличие у некоторых типов мощных транзисторов встроенного демпферного диода, который включен между коллектором и эмиттером, а также резистора номиналом около 50 Ом между базой и эмиттером. Это хаpaктерно в первую очередь для транзисторов выходных каскадов строчной развертки. Из-за этих дополнительных элементов нарушается обычная картина тестирования. При проверке таких транзисторов следует сравнивать проверяемые параметры с такими же параметрами заведомо исправного однотипного транзистора. При проверке цифровым мультиметром транзисторов с резистором в цепи база-эмиттер напряжение на переходе база-эмиттер будет близким или равным 0 В.

Другими «необычными» транзисторами являются составные, включенные по схеме Дарлингтона. Внешне они выглядят как обычные, но в одном корпусе имеется два транзистора, соединенные по схеме, изображенной на рис. 2. От обычных их отличает высокий коэффициент усиления — более 1000.

Тестирование таких транзисторов особенностями не отличается, за исключением того, что прямое напряжение перехода база-эмиттер составляет 1,2. 1,4 В. Следует отметить, что некоторые типы цифровых мультиметров в режиме тестирования имеют на клеммах напряжение меньшее 1,2 В, что недостаточно для открывания р-n перехода, и в этом случае прибор показывает разрыв.

Тестирование однопереходных и программируемых однопереходных транзисторов

Однопереходный транзистор (ОПТ) отличается наличием на его вольт-амперной хаpaктеристике участка, с отрицательным сопротивлением. Наличие такого участка говорит о том, что такой полупроводниковый прибор может использоваться для генерирования колебаний (ОПТ, туннельные диоды и др.).

Однопереходный транзистор используется в генераторных и переключательных схемах. Для начала разберем, чем отличается однопереходный транзистор от программируемого однопереходного транзистора. Это несложно:

• общим для них является трехслойная структура (как у любого транзистора) с 2мя р-n переходами;
• однопереходный транзистор имеет выводы, называемые база 1 (Б1), база 2 (Б2), эмиттер. Он переходит в состояние проводимости, когда напряжение на эмиттере превышает значение критического напряжения переключения, и находится в этом состоянии до тех пор, пока ток эмиттера не снизится до некоторого значения, называемого током запирания. Все это очень напоминает работу тиристора;
• программируемый однопереходный транзистор имеет выводы, называемые анод (А), катод (К) и управляющий электрод (УЭ). По принципу работы он ближе к тиристору. Переключение его происходит тогда, когда напряжение на управляющем электроде превышает напряжение на аноде (на величину примерно 0,6 В — прямое напряжение р-n перехода). Таким образом, изменяя с помощью делителя напряжение на аноде, можно изменять напряжение переключения такого прибора т.е. «программировать» его.

Чтобы проверить исправность однопереходного и программируемого однопереходного транзистора следует измерить омметром сопротивление между выводами Б1 и Б2 или А и К для проверки на пробой. Но наиболее точные результаты можно получить, собрав схему для проверки однопереходных и программируемых однопереходных транзисторов (см. схему ниже — для ОПТ — рис. слева, для программируемого ОПТ — рис. справа).

Проверка цифровых транзисторов

Рис. 4 Упрощенная схема цифрового транзистора слева, Справа — схема тестирования. Стрелка означает «+» измерительного прибора

Другими необычными транзисторами являются цифровые (транзисторы с внутренними цепями смещения). На рис 4. выше изображена схема такого цифрового транзистора. Номиналы резисторов R1 и R2 одинаковы и могут составлять либо 10 кОм, либо 22 кОм, либо 47 кОм, или же иметь смешанные номиналы.

Цифровой транзистор внешне не отличается от обычного, но результаты его «прозвонки» могут поставить в тупик даже опытного мастера. Для многих они как были «непонятными», так таковыми и остались. В некоторых статьях можно встретить утверждение — «тестирование цифровых транзисторов затруднено. Лучший вариант — замена на заведомо исправный транзистор». Бесспopно, это самый надежный способ проверки. Попробуем разобраться, так ли это на самом деле. Давайте разберемся, как правильно протестировать цифровой транзистор и какие выводы сделать из результатов измерений.

Для начала обратимся к внутренней структуре транзистора, изображенной на рис.4, где переходы база-эмиттер и база-коллектор для наглядности изображены в виде двух включенных встречно диодов. Резисторы R1 и R2 могут быть как одного номинала, так и могут отличаться и составлять либо 10 кОм, либо 22 кОм, либо 47 кОм, или же иметь смешанные номиналы. Пусть сопротивление резистора R1 будет 10 кОм, a R2 — 22 кОм. Сопротивление открытого кремниевого перехода примем равным 100 Ом. В частности, эту величину показывает стрелочный авометр Ц4315 при измерении сопротивления на пределе х1.

В прямом направлении цепь база-коллектор рассматриваемого транзистора состоит из последовательно соединенных резистора R1 и сопротивления собственно перехода база-коллектор (VD1 на рис. 1). Сопротивлением перехода, так как оно значительно меньше сопротивления резистора R1, можно пренебречь, и этот замер даст величину, приблизительно равную значению сопротивления резистора R1, которое в нашем примере равно 10 кОм. В обратном направлении переход остается закрытым, и ток через этот резистор не течет. Стрелка авометра должна показать «бесконечность».

Цепь база-эмиттер представляет собой смешанное соединение резисторов R1, R2 и сопротивления собственно перехода база-эмиттер (VD2 на рис. 4 слева). Резистор R2 включен параллельно этому переходу и пpaктически не изменяет его сопротивления. Следовательно, в прямом направлении, когда переход открыт, ампервольтомметр вновь покажет величину сопротивления, приблизительно равную значению сопротивления базового резистора R1. При изменении полярности тестера переход база-эмиттер остается закрытым, и ток протекает через последовательно соединенные резисторы R1 и R2. В этом случае тестер покажет сумму этих сопротивлений. В нашем примере она составит приблизительно 32 кОм.

Как видите, в прямом направлении цифровой транзистор тестируется так же, как и обычный биполярный транзистор, с той лишь разницей, что стрелка прибора показывает значение сопротивления базового резистора. А по разности измеренных сопротивлений в прямом и обратном направлениях можно определить величину сопротивления резистора R2.

Теперь рассмотрим тестирование цепи эмиттер-коллектор. Эта цепь представляет собой два встречно включенных диода, и при любой полярности тестера его стрелка должна была бы показать «бесконечность». Однако, это утверждение справедливо только для обычного кремниевого транзистора.

В рассматриваемом случае из-за того, что переход база-эмиттер (VD2) оказывается зашунтированным резистором R2, появляется возможность открыть переход база-коллектор при соответствующей полярности измерительного прибора. Измеренное при этом сопротивление транзисторов имеет некоторый разброс, но для предварительной оценки можно ориентироваться на значение примерно в 10 раз меньшее сопротивления резистора R1. При смене полярности тестера сопротивление перехода база-коллектор должно быть бесконечно большим.

На рис. 4 справа подведен итог вышесказанному, которым удобно пользоваться в повседневной пpaктике. Для транзистора прямой проводимости стрелка будет означать «-» измерительного прибора.

В качестве измерительного прибора необходимо использовать стрелочные (аналоговые) АВОметры с током отклонения головки около 50 мкА (20 кОм/В).

Следует отметить, что вышеизложенное носит несколько идеализированный хаpaктер, и на пpaктике, могут быть ситуации, требующие логического осмысления результатов измерений. Особенно в случаях, если цифровой транзистор окажется дефектным.

Как проверить полевой МОП-транзистор

Существует несколько разных способов проверки полевых МОП-транзисторов. Например такой:

• Проверить сопротивление между затвором — истоком (3-И) и затвором — стоком (3-С). Оно должно быть бесконечно большим.
• Соединить затвор с истоком. В этом, случае переход исток — сток (И-С) должен прозваниваться как диод (исключение для МОП-транзисторов, имеющих встроенную защиту от пробоя — стабилитрон с определенным напряжением открывания).

Самой распространенной и хаpaктерной неисправностью полевых МОП-транзисторов является короткое замыкание между затвором — истоком и затвором — стоком.

Другим способом является использование двух омметров. Первый включается для измерения между истоком и стоком, второй — между истоком и затвором. Второй омметр должен иметь высокое входное сопротивление — около 20 МОм и напряжение на выводах не менее 5 В. При подключении второго омметра в прямой полярности транзистор откроется (первый омметр покажет сопротивление близкое к нулю), при изменении полярности на противоположную транзистор закроется. Недостаток этого способа — требования к напряжению на выводах — второго омметра. Естественно, цифровые мультиметры для этих целей не подходит. Это ограничивает применение такого способа проверки.

Еще один способ похож на второй. Сначала кратковременно соединяют между собой выводы затвора и истока для того, чтобы снять имеющийся на затворе заряд. Далее к выводам истока-стока подключают омметр. Берут батарейку напряжением 9 В и кратковременно подключают ее плюсом к затвору, а минусом — к истоку. Транзистор откроется и будет открыт некоторое время после отключения батарейки за счет сохранения заряда. Большинство полевых МОП-транзисторов открывается при напряжении затвор-исток около 2 В.

Читать еще:  Как соединять провода электропроводка

При тестировании полевых МОП-транзисторов следует соблюдать особую осторожность, чтобы не вывести его из строя транзистор статическим электричеством.

Как определить структуру и расположения выводов транзисторов, тип которых неизвестен

При определении структуры транзистора, тип которого неизвестен, следует путем перебора шести вариантов — определить вывод базы, а затем измерить прямое напряжение на переходах. Прямое напряжение на переходе база-эмиттер всегда на несколько милливольт выше прямого напряжения на переходе база-коллектор (при пользовании стрелочного мультиметра сопротивление перехода база-эмиттер в прямом направлении несколько выше сопротивления перехода база-коллектор). Это связано с технологией производства транзисторов, и правило применимо к обыкновенным биполярным транзисторам, за исключением некоторых типов мощных транзисторов, имеющих встроенный демпферный диод. Полярность щупа мультиметра, подключенного при измерениях на переходах в прямом направлении к базе транзистора укажет на тип транзистора: если это «+» — транзистор структуры n-p-n, если «-» — структуры р-n-р.

Как проверить различные типы транзисторов мультиметром?

Полупроводниковые элементы используются пpaктически во всех электронных схемах. Те, кто называют их наиболее важными и самыми распространенными радиодеталями абсолютно правы. Но любые компоненты не вечны, перегрузка по напряжению и току, нарушение температурного режима и другие факторы могут вывести их из строя. Расскажем (не перегружая теорией), как проверить работоспособность различных типов транзисторов (npn, pnp, полярных и составных) пользуясь тестером или мультиметром.

С чего начать?

Прежде, чем проверить мультиметром любой элемент на исправность, будь то транзистор, тиристор, конденсатор или резистор, необходимо определить его тип и хаpaктеристики. Сделать это можно по маркировке. Узнав ее, не составит труда найти техническое описание (даташит) на тематических сайтах. С его помощью мы узнаем тип, цоколевку, основные хаpaктеристики и другую полезную информацию, включая аналоги для замены.

Например, в телевизоре перестала работать развертка. Подозрение вызывает строчный транзистор с маркировкой D2499 (кстати, довольно распространенный случай). Найдя в интернете спецификацию (ее фрагмент показан на рисунке 2), мы получаем всю необходимую для тестирования информацию.

Рисунок 2. Фрагмент спецификации на 2SD2499

Большая вероятность, что найденный даташит будет на английском, ничего страшного, технический текст легко воспринимается даже без знания языка.

Определив тип и цоколевку, выпаиваем деталь и приступаем к проверке. Ниже приведены инструкции, с помощью которых мы будем тестировать наиболее распространенные полупроводниковые элементы.

Проверка биполярного транзистора мультиметром

Это наиболее распространенный компонент, например серии КТ315, КТ361 и т.д.

С тестированием данного типа проблем не возникнет, достаточно представить pn переход в как диод. Тогда структуры pnp и npn будут иметь вид двух встречно или обратно подключенных диодов со средней точкой (см. рис.3).

Рисунок 3. «Диодные аналоги» переходов pnp и npn

Присоединяем к мультиметру щупы, черный к «СОМ» (это будет минус), а красный к гнезду «VΩmA» (плюс). Включаем тестирующее устройство, переводим его в режим прозвонки или измерения сопротивления (достаточно установить предел 2кОм), и приступаем к тестированию. Начнем с pnp проводимости:

1. Присоединяем черный щуп к выводу «Б», а красный (от гнезда «VΩmA») к ножке «Э». Смотрим на показания мультиметра, он должен отобразить величину сопротивления перехода. Нормальным считается диапазон от 0,6 кОм до 1,3 кОм.
2. Таким же образом проводим измерения между выводами «Б» и «К». Показания должны быть в том же диапазоне.

Если при первом и/или втором измерении мультиметр отобразит минимальное сопротивление, значит в переходе(ах) пробой и деталь требует замены.

1. Меняем полярность (красный и черный щуп) местами и повторяем измерения. Если электронный компонент исправный, отобразится сопротивление, стремящееся к минимальному значению. При показании «1» (измеряемая величина превышает возможности устройства), можно констатировать внутренний обрыв в цепи, следовательно, потребуется замена радиоэлемента.

Тестирование устройства обратной проводимости производится по такому же принципу, с небольшим изменением:

1. Красный щуп подключаем к ножке «Б» и проверяем сопротивление черным щупом (прикасаясь к выводам «К» и «Э», поочередно), оно должно быть минимальным.
2. Меняем полярность и повторяем измерения, мультиметр покажет сопротивление в диапазоне 0,6-1,3 кОм.

Отклонения от этих значений говорят о неисправности компонента.

Проверка работоспособности полевого транзистора

Этот тип полупроводниковых элементов также называют mosfet и моп компонентами. На рисунке 4 показано графическое обозначение n- и p-кaнaльных полевиков в принципиальных схемах.

Рис 4. Полевые транзисторы (N- и P-кaнaльный)

Для проверки этих устройств подключаем щупы к мультиметру, таким же образом, как и при тестировании биполярных полупроводников, и устанавливаем тип тестирования «прозвонка». Далее действуем по следующему алгоритму (для n-кaнaльного элемента):

1. Касаемся черным проводом ножки «с», а красным – вывода «и». Отобразится сопротивление на встроенном диоде, запоминаем показание.
2. Теперь необходимо «открыть» переход (получится только частично), для этого щуп с красным проводом соединяем с выводом «з».
3. Повторяем измерение, проведенное в п. 1, показание изменится в меньшую сторону, что говорит о частичном «открытии» полевика.
4. Теперь необходимо «закрыть» компонент, с этой целью соединяем отрицательный щуп (провод черного цвета) с ножкой «з».
5. Повторяем действия п. 1, отобразится исходное значение, следовательно, произошло «закрытие», что говорит об исправности компонента.

Для тестирования элементов p-кaнaльного типа последовательность действий остается той же, за исключением полярности щупов, ее нужно поменять на противоположную.

Заметим, что биполярные элементы, у которых изолированный затвор (IGBT), тестируются также, как описано выше. На рисунке 5 показан компонент SC12850, относящийся к этому классу.

Рис 5. IGBT транзистор SC12850

Для тестирования необходимо выполнить те же действия, что и для полевого полупроводникового элемента, с учетом, что сток и исток последнего будут соответствовать коллектору и эмиттеру.

В некоторых случаях потенциала на щупах мультиметра может быть недостаточно (например, чтобы «открыть» мощный силовой транзистор), в такой ситуации понадобится дополнительное питание (хватит 12 вольт). Подключать его нужно через сопротивление 1500-2000 Ом.

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:

1. Подключаем к базе плюс от источника, в результате должна засветиться лампочка.
2. Подаем минус – лампочка гаснет.

Такой результат говорит о работоспособности радиодетали, при других результатах потребуется замена.

Как проверить однопереходной транзистор

В качестве примера приведем КТ117, фрагмент из его спецификации показан на рисунке 8.

Рис 8. КТ117, графическое изображение и эквивалентная схема

Проверка элемента осуществляется следующим образом:

Переводим мультиметр в режим прозвонки и проверяем сопротивление между ножками «Б1» и «Б2», если оно незначительное, можно констатировать пробой.

Как проверить транзистор мультиметром, не выпаивая их схемы?

Этот вопрос довольно актуальный, особенно в тех случаях, если необходимо тестировать целостность smd элементов. К сожалению, только биполярные транзисторы можно проверить мультиметром не выпаивая из платы. Но даже в этом случае нельзя быть уверенным в результате, поскольку не редки случаи, когда p-n переход элемента зашунтирован низкоомным сопротивлением.

Как проверить биполярный транзистор

NPN и PNP транзисторы

Биполярный транзистор состоит из двух PN-переходов. Существуют два вида биполярных транзисторов: PNP-транзистор и NPN-транзистор.

На рисунке ниже структурная схема PNP-транзистора:

Схематическое обозначение PNP-транзистора в схеме выглядит так:

где Э – это эмиттер, Б – база, К – коллектор.

Существует также другая разновидность биполярного транзистора: NPN транзистор. Здесь уже материал P заключен между двумя материалами N.

Вот его схематическое изображение на схемах

Так как диод состоит из одного PN-перехода, а транзистор из двух, то значит можно представить транзистор, как два диода! Эврика!

Теперь же мы с вами можем проверить транзистор, проверяя эти два диода, из которых, грубо говоря, состоит транзистор. Как проверить диод мультиметром, можно прочитать в этой статье.

Проверяем исправный транзистор

Ну что же, давайте на пpaктике определим работоспособность нашего транзистора. А вот и наш пациент:

Внимательно читаем, что написано на транзисторе: С4106. Теперь открываем поисковик и ищем документ-описание на этот транзистор. По-английски он называется “datasheet”. Прямо так и забиваем в поисковике “C4106 datasheet”. Имейте ввиду, что импортные транзисторы пишутся английскими буквами.

Нас больше всего интересует распиновка выводов транзистора, а также его вид: NPN или PNP. То есть нам надо узнать, какой вывод что из себя представляет. Для данного транзистора нам надо узнать, где у него база, где эмиттер, а где коллектор.

А вот и схемка распиновки из даташита:

Теперь нам понятно, что первый вывод – это база, второй вывод – это коллектор, ну а третий – эмиттер

Возвращаемся к нашему рисунку

Мы узнали из даташита, что наш транзистор NPN проводимости.

Ставим мультиметр на прозвонку и начинаем проверять “диоды” транзистора. Для начала ставим “плюс” к базе, а “минус” к коллектору

Все ОК, прямой PN-переход должен обладать небольшим падением напряжения. Для кремниевых транзисторов это значение 0,5-0,7 Вольт, а для германиевых 0,3-0,4 Вольта. На фото 543 милливольта или 0,54 Вольта.

Проверяем переход база-эмиттер, поставив на базу “плюс” , а на эмиттер – “минус”.

Видим снова падение напряжения прямого PN перехода. Все ОК.

Меняем щупы местами. Ставим “минус” на базу, а “плюс” на коллектор. Сейчас мы замеряем обратное падение напряжения на PN переходе.

Все ОК, так как видим единичку.

Проверяем теперь обратное падение напряжения перехода база-эмиттер.

Здесь у нас мультиметр также показывает единичку. Значит можно дать диагноз транзистору – здоров.

Проверяем неисправный транзистор

Давайте проверим еще один транзистор. Он подобен транзистору, который мы с вами рассмотрели выше. Его распиновка (то есть положение и значение выводов) такая же, как у нашего первого героя. Также ставим мультиметр на прозвонку и цепляемся к нашему подопечному.

Нолики… Это не есть хорошо. Это говорит о том, что PN-переход пробит. Можно смело выкидывать такой транзистор в мусор.

Проверка транзистора с помощью транзисторметра

Очень удобно проверять транзисторы, имея прибор RLC-транзисторметр

Заключение

В заключении статьи, хотелось бы добавить, что лучше всегда находить даташит на проверяемый транзистор. Бывают так называемые составные транзисторы. Это значит, что в одном конструктивном корпусе транзистора могут быть вмонтированы два и более транзисторов. Имейте также ввиду, что некоторые радиоэлементы имеют такой же корпус, как и транзисторы. Это могут быть тиристоры, стабилизаторы, преобразователи напряжения или даже какая-нибудь иностранная микросхема.