Jak otestovat tranzistor?

Při opravách a navrhování elektroniky musíte často kontrolovat provozuschopnost tranzistoru.

Uvažujme o technice testování bipolárních tranzistorů konvenčním digitálním multimetrem, který má téměř každý začínající radioamatér.

Navzdory skutečnosti, že technika testování bipolárního tranzistoru je poměrně jednoduchá, mohou začínající radioamatéři někdy narazit na určité potíže.

Vlastnosti testování bipolárních tranzistorů budou diskutovány o něco později, ale prozatím zvážíme nejjednodušší technologii pro testování konvenčním digitálním multimetrem.

Nejprve musíte pochopit, že bipolární tranzistor může být konvenčně reprezentován jako dvě diody, protože se skládá ze dvou přechodů pn. A dioda, jak víte, není nic jiného než obyčejný pn přechod.

Zde je schematický diagram bipolárního tranzistoru, který vám pomůže pochopit princip testování. Na obrázku jsou pn přechody tranzistoru znázorněny jako polovodičové diody.

Struktura bipolárního tranzistoru struktury PNP s použitím diod je znázorněna následovně.

Jak je známo, bipolární tranzistory se vyskytují ve dvou typech vodivosti: npn a pnp. Tuto skutečnost je třeba při kontrole zohlednit. Proto ukážeme podmíněný ekvivalent tranzistoru struktury npn složeného z diod. Tento obrázek budeme potřebovat pro následnou kontrolu.

Tranzistor s npn strukturou ve formě dvou diod.

Podstata metody spočívá v kontrole integrity těchto stejných pn přechodů, které jsou na obrázku obvykle znázorněny jako diody. A jak víte, Dioda umožňuje proudění proudu pouze jedním směrem. Pokud připojíte kladný pól (+) k anodové svorke diody a záporný pól (-) ke katodě, pn přechod se otevře a diodou začne propouštět proud. Pokud uděláte opak, připojíte kladný pól (+) ke katodě diody a záporný pól (-) k anodě, pn přechod se uzavře a diodou proud nepropustí.

Pokud se náhle při kontrole ukáže, že přechod pn prochází proudem v obou směrech, znamená to, že je „přerušený“. Pokud přechodem pn neprochází proud v žádném směru, pak je přechod v otevřeném obvodu. Přirozeně, pokud dojde k poruše nebo přerušení alespoň jednoho z pn přechodů, tranzistor nebude fungovat.

Vezměte prosím na vědomí, že konvenční diodový obvod je nutný pouze pro vizuálnější znázornění metody testování tranzistoru. Ve skutečnosti má tranzistor sofistikovanější konstrukci.

Funkčnost téměř každého multimetru podporuje testování diod. Na panelu multimetru je režim testu diod znázorněn ve formě symbolického obrázku, který vypadá takto.

Myslím, že je již jasné, že pomocí této funkce budeme kontrolovat tranzistor.

Malé vysvětlení. Digitální multimetr má několik zdířek pro připojení měřicích sond. Tři nebo více. Při kontrole tranzistoru je třeba připojit zápornou sondu (černou) do zdířky COM (z anglického slova common – „common“) a kladnou sondu (červenou) do zdířky označené písmenem omega Ω, písmenem V a případně i dalšími písmeny. Vše závisí na funkčnosti zařízení.

Proč mluvím tak podrobně o tom, jak připojit testovací kabely k multimetru? Ano, protože sondy lze jednoduše zamíchat a černou sondu, která je běžně považována za „negativní“, můžete zapojit do zásuvky, do které je třeba připojit červenou, „kladnou“ sondu. To nakonec způsobí zmatek a v důsledku toho chyby. Buďte opatrní!

Nyní, když byla nastíněna suchá teorie, přejděme k praxi.

Jaký multimetr použijeme?

Jako multimetr byl použit multifunkční multimetr Victor VC9805+, i když pro měření postačí jakýkoli digitální tester, například známý DT-83x nebo MAS-83x. Takové multimetry lze koupit nejen na radiotrzích, v obchodech s radiodíly, ale i v obchodech s autodíly. Vhodný multimetr lze koupit online, například na Aliexpressu.

Nejprve se podívejme na domácí křemíkový bipolární tranzistor KT503. Má npn strukturu. Zde je jeho zapojení pinů.

Pro ty, kteří nevědí, co znamená toto nesrozumitelné slovo „rozložení pinu“, vysvětlím to. Rozložení pinu je uspořádání funkčních vývodů na těle rádiového prvku. U tranzistoru jsou funkčními vývody kolektor (K nebo anglicky – C), emitor (E nebo anglicky – E), báze (B nebo anglicky – B).

Nejprve připojíme červený (+) pól k bázi tranzistoru KT503 a černý (-) pól k kolektorovému vývodu. Tímto způsobem zkontrolujeme funkci pn přechodu v přímém zapojení (tj. když přechod vede proud). Na displeji se zobrazí hodnota průrazného napětí. V tomto případě se rovná 687 milivoltům (687 mV).

Dále, aniž bychom odpojili červenou sondu od svorky báze, připojíme černou („zápornou“) sondu k svorce emitoru tranzistoru.

Jak vidíme, pn přechod mezi bází a emitorem také vede proud. Na displeji se opět zobrazí hodnota průrazného napětí 691 mV. Zkontrolovali jsme tedy přechody B-K a B-E při přímém připojení.

Abychom se ujistili, že jsou pn přechody tranzistoru KT503 v dobrém stavu, zkontrolujme je v tzv. zpětné přepínáníV tomto režimu pn přechod nevede proud a na displeji by se neměla zobrazovat žádná hodnota kromě „1“. Pokud se na displeji zobrazuje „1“, znamená to, že odpor přechodu je vysoký a přechod nevede proud.

Pro kontrolu pn přechodů B-K a B-E v obráceném zapojení změníme polaritu připojení sond na svorky tranzistoru KT503. Zápornou („černou“) sondu připojíme k základně a kladnou („červenou“) sondu nejprve připojíme ke svorce kolektoru.

. A pak, bez odpojení záporné sondy od výstupu báze, k emitoru.

Jak je vidět z fotografií, v obou případech displej zobrazoval jednotku „1“, což, jak již bylo zmíněno, značí, že pn přechodem proud neprochází. Zkontrolovali jsme tedy přechody B-K a B-E v zpětné přepínání.

Pokud jste pozorně sledovali prezentaci, všimli jste si, že jsme tranzistor testovali podle výše nastíněné metody. Jak vidíte, ukázalo se, že tranzistor KT503 funguje.

Průraz PN přechodu tranzistoru

Pokud je některý z přechodů (B-K nebo B-E) přerušený, pak při kontrole na displeji multimetru zjistíte, že v obou směrech, jak v přímém zapojení, tak i v opačném směru, vykazují neprorazné napětí pn přechodu. a odpor. Tento odpor je buď roven nule „0“ (bzučák bude pískat) nebo bude velmi malý.

Otevřený PN přechod tranzistoru

Při přerušení pn přechod nepropouští proud ani v přímém, ani v opačném směru – na displeji se v obou případech zobrazí „1“. Při takové vadě se pn přechod změní na izolant.

Testování bipolárních tranzistorů struktury pnp se provádí podobným způsobem. Ale zároveň je nutné změnit polaritu připojení měřicí sondy k tranzistorovým svorkám. Připomeňme si nákres konvenčního obrazu PNP tranzistoru ve tvaru dvou diod. Pokud jste zapomněli, podívejte se znovu a uvidíte, že katody diod jsou spojeny dohromady.

Jako vzorek pro naše experimenty vezmeme domácí křemíkový tranzistor KT3107 s pnp strukturou. Zde je jeho zapojení pinů.

Na obrázcích bude kontrola tranzistoru vypadat takto. Přechod B-K kontrolujeme při přímém připojení.

Jak vidíte, přechod je správný. Multimetr ukázal průrazné napětí přechodu – 722 mV.

Totéž uděláme pro přechod B-E.

Jak vidíte, funguje také správně. Displej ukazuje 724 mV.

Nyní zkontrolujeme provozuschopnost přechodů v opačném směru – na přítomnost „poruchy“ přechodu.

Přechod B-K při opětovném zapnutí.

Přechod B-E při zpětném přepínání.

V obou případech se na displeji zařízení zobrazuje jednotka „1“. Tranzistor funguje správně.

Pojďme si shrnout a popsat krátký algoritmus pro kontrolu tranzistoru pomocí digitálního multimetru:

• Určení vývodu tranzistoru a jeho struktury;
• Kontrola přechodů B-K a B-E v přímém zapojení pomocí funkce testu diod;
• Kontrola přechodů B-K a B-E v opačném zapojení (na přítomnost „poruchy“) pomocí funkce testu diod;

Při kontrole je nutné pamatovat na to, že kromě klasických bipolárních tranzistorů existují různé modifikace těchto polovodičových součástek. Patří sem kompozitní tranzistory (Darlingtonovy tranzistory), „digitální“ tranzistory, linkové tranzistory (takzvané „linkové tranzistory“) atd.

Všechny mají své vlastní charakteristiky, jako jsou vestavěné ochranné diody a odpory. Přítomnost těchto prvků ve struktuře tranzistoru někdy komplikuje jejich testování pomocí této techniky. Proto je vhodné před kontrolou Vám neznámého tranzistoru přečíst si dokumentaci k němu (datasheet). Mluvil jsem o tom, jak najít datový list pro konkrétní elektronickou součástku nebo mikroobvod zde.