Как проверить мультиметром транзистор: испытание различных типов устройств. Основные способы проверки транзистора Как проверить строчный транзистор мультиметром
Такие полупроводниковые элементы, как транзисторы, являются неотъемлемой частью практически всех электронных схем - от радиоприемников до системных плат сверхсложных вычислительных центров. Проверка этого элемента на работоспособность - операция, которую обязан уметь выполнять любой человек, так или иначе занимающийся ремонтом электронных плат, будь он профессиональный ремонтник или любитель.
Для осуществления этой операции можно применять специальный тестер транзисторов, но если его нет под рукой, или в его надежности есть сомнения, можно воспользоваться самым обыкновенным мультиметром. Даже те модели, которые не имеют специального гнезда для проверки биполярных или полевых транзисторов, могут быть использованы для точной проверки. Для этого мультиметр выставляется в режим максимального сопротивления, либо «прозвонки», если таковой есть.
Общий алгоритм проверки
Как проверить транзистор мультиметром? В общем и целом алгоритм выглядит так:
Дальнейшие действия по проверке будут зависеть от того, какого типа элемент требуется проверить. В основном в электронике применяются полупроводниковые элементы двух видов - биполярный и полевой.
Биполярный
Как проверить биполярный транзистор мультиметром? В первую очередь нужно выяснить, к какому из двух подтипов - npn или pnp он относится. Для этого вспомним, что же вообще такое биполярный транзистор.
Это полупроводниковый элемент, в котором реализован так называемый npn или pnp переход. N-p-n - это переход «электрон — дырка — электрон», p-n-p, соответственно, наоборот, «дырка — электрон — дырка». Конструктивно он состоит из трех частей - эмиттера, коллектора и базы. Фактически биполярник - это два сопряженных обыкновенных диода, у которых база является общей точкой соединения.
На схеме pnp транзистор отличается от своего npn-собрата направлением стрелки в круге - стрелки эмиттерного перехода. У схемы p-n-p она направлена к базе, у n-p-n - наоборот.
Эту разницу нужно знать для проверки биполярного транзистора. Pnp-схема открывается приложением к базе отрицательного напряжения, npn - положительного. Но перед этим необходимо выяснить, какой из контактов проверяемого транзистора является базой, какой эмиттером, а какой коллектором.
Обратите внимание, что определить описанным ниже способом, какой из контактов - база, а какие - эмиттер и коллектор, можно только у исправного элемента. Сам по себе факт прохождения транзистором этой проверки говорит о том, что он, скорее всего, исправен.
Инструкция здесь может быть следующая:
- красный (плюсовой) щуп подключается к первому попавшемуся выводу, например левому, черным (минусовым) поочередно касаются центрального и правого. Фиксируют значение «1» на центральном, и 816 Ом, например, на правом;
- красный щуп мультиметра закорачивают с центральным контактом, черный - поочередно с боковыми. Прибор выдает «1» на левом и какое-либо значение, допустим, 807 - на правом;
- при контакте красного щупа мультиметра с правым выводом, а черного - с левым и центральным получаем в обоих случаях «1». Это означает, что база определена - это и есть правый контакт транзистора. А сам транзистор - pnp-типа.
В принципе, этого достаточно, чтобы сказать, что транзистор исправен. Теперь, чтобы проверить его структуру и конкретное расположение эмиттера и коллектора, закорачиваем черный (минусовой) щуп мультиметра с базой, а красный - по очереди с левым и центральным контактом.
Тот контакт, что дает меньшую величину сопротивления, будет коллекторным (в нашем случае 807 Ом). Тот, что большую - 816 Ом - является эмиттерным.
Проверка транзистора npn типа происходит так же, только к базе прикладывается плюсовой контакт.
Это способ проверки p-n переходов между базой и коллектором и базой и эмиттером. Показания мультиметра могут быть разными, в зависимости от типа транзистора, но всегда будут лежать в пределах 500-1200 Ом. Для завершения испытания коснитесь щупами эмиттера и коллектора. Исправный элемент при этом будет выдавать бесконечно большое сопротивление вне зависимости от своего типа, как бы вы ни меняли полярность. Если значение на экране отличается от «1» — один из переходов пробит, деталь непригодна к работе.
Проверка без выпаивания
Если у вас нет уверенности, что проверять нужно именно этот транзистор, измерить его параметры можно и на плате, не выпаивая. Но при этом мультиметр должен показывать значения в пределах 500-1200 Ом. Если они измеряются единицами или даже десятками Ом - схема зашунтирована низкоомными резисторами. Для точной проверки транзистор придется выпаять.
Полевой
Полевой, он же - mosfet транзистор отличается от биполярного тем, что в нем может протекать либо только положительный заряд, либо только отрицательный («дырка» или электрон). Его контакты имеют иное значение - затвор, сток, исток.
Как проверить полевой транзистор мультиметром? Методика проверки почти та же, что и в предыдущем случае, но предварительно, во избежание выхода элемента из строя, необходимо снять с себя заряд статического электричества, так как полевик очень чувствителен к статике. Используйте антистатический браслет либо просто коснитесь рукой заземленного металлического элемента, например корпуса приборного шкафа.
Полевики всегда имеют небольшую проводимость между стоком и истоком, которая выявляется на экране мультиметра как сопротивление порядка 400-700 Ом. Если поменять полярность, сопротивление незначительно изменится, возрастет или упадет на 40-60 Ом. Перед этим необходимо закоротить исток и сток между собой, чтобы «обнулить» емкости переходов.
Если при проверке с помощью мультиметра между истоком и стоком обнаруживается бесконечно большое сопротивление, полевой транзистор неисправен.
Между истоком и затвором либо стоком и затвором также будет обнаруживаться проводимость, но только в одну сторону. Плюс, приложенный к затвору, а минус - к истоку, вызовет открытие перехода и, соответственно, значение на экране в границах 400-700 Ом. Обратная схема - плюс к истоку, минус к затвору - у исправного полевика даст «1», то есть. очень большое сопротивление.
Проверка линии сток-затвор проходит аналогично. Если же линия исток-затвор или сток-затвор имеет проводимость в обе стороны, это значит, что полевой транзистор пробит.
В заключение надо сказать несколько слов о составном типе. Составной транзистор - это элемент, соединяющий в себе два обычных биполярных транзистора (иногда три и более). Проверка мультиметром производится аналогично методологии для простого «биполярника».
Печать
Самый быстрый и действенный способ проверки исправности транзисторов — это проверка (прозвонка) его переходов мультиметром, хотя 100% гарантии в некоторых случаях это не дает, но об этом ниже.
Итак, как проверить транзистор мультиметром.
Транзистор можно представить в виде двух диодов включенных навстречу (p-n-p — прямой) и в обратном (n-p-n — обратный) направлении. На принципиальных схемах структура транзисторов обозначается стрелкой эмиттерного перехода. Если стрелка направлена к базе, значит это структура p-n-p, а если от базы, значит это транзистор структуры n-p-n. Смотрите рисунки
Чтобы проверить P-N-P транзистор мультиметром , минусовым щупом (черного цвета) касаемся вывода базы, а плюсовым (красного цвета) поочередно касаемся выводов коллектора и эмиттера. Если транзистор цел, то падение напряжения в режиме проверки (прозвонки) в милливольтах, будет находиться в пределах 500 – 1200 Ом и при этом разница этих значений должна быть невелика. После этого меняем местами щупы, мультиметр не должен показывать никакого падения. Далее проверяем коллектор — эмиттер в обе стороны (меняем местами щупы), здесь также не должно быть никаких значений.
Проверка N-P-N транзисторов мультиметром идентична, с той лишь разницей, что мультиметр должен показать падение напряжения на переходах при касании плюсовым щупом базы транзистора, а черным поочерёдно коллектора и эмиттера.
Посмотрите небольшое видео проверки транзистора мультиметром.
В начале я упоминал, что в некоторых случаях, такая проверка может дать ложный вывод. Бывает в ходе ремонта телевизора, при проверке выпаянного транзистора мультиметром, все переходы показывают нормальные значения, но в схеме он не работает. Выявить это можно только заменой.
Составной транзистор проверяется вставляя в отверстия на панели мультиметра или другого прибора. Для этого нужно знать какой проводимости он является и после этого уже вставлять, не забыв переключить в соответствующее положение тестер.
Проверить силовой транзистор, а так же строчный можно по этой же методике исследуя переходы Б-К, Б-Э, К-Э, но так как в этих транзисторах в большинстве случаев имеются встроенные диоды (К-Е) и сопротивления (Б-Э) все это нужно учитывать. При незнакомом элементе лучше посмотреть его даташит.
Как проверить на плате
Проверить транзистор на плате можно аналогичным способом, но в некоторых случаях установленные рядом в обвязке резисторы с малым сопротивлением, дроссели или трансформаторы могут вносить ложные значения. Поэтому лучше иметь специальные приборы предназначенные для таких проверок, типа ESR-mikro v4.0.
Проверить биполярный транзистор не выпаивая может ESR-mikro v4.0
Проверка полевого
Оценить исправность полевого транзистора сложно и если с мощными это вполне безопасно, то с маломощными — труднее. Дело в том что эти элементы управляются по затвору напряжением и легко пробиваются статическим напряжением.
Работоспособность полевых транзисторов проверяется с осторожностью, желательно на антистатическом столе с антистатическим браслетом на руке (хотя по большей части это касается маломощных элементов).
Сами по себе переходы покажут бесконечное сопротивление, но как видно из предложенных выше сильноточный полевой транзистор имеет диод, его можно проверить. Показатель того, что нет короткого замыкания, это уже хороший знак.
Переводим прибор в режим «прозвонки» диодов и вводим полевой тр-тор в режим насыщения. Если он N-типа, то минусом касаемся стока, а плюсом — затвора. Исправный транзистор должен открыться. Далее плюсовой, не отрывая минусового, переводим на исток, мультиметр покажет какое-то сопротивление. Далее нужно запереть радиодеталь. Не отрывая «плюса» от истока, минусовым нужно коснуться затвора и возвратить на сток. Транзистор будет заперт.
Для элементов P- типа щупы меняем местами.
Транзистор является наиболее популярным активным компонентом, входящим в состав электрических схем. У любого, кто интересуется электроникой, время от времени возникает необходимость проверить подобный элемент. Особенно часто проверку приходится делать начинающим радиолюбителям, которые в своих схемах используют транзисторы, бывшие в употреблении, например, выпаянные из старых плат. Для «прозвонки» можно использовать специальные приборы-тестеры, позволяющие измерять параметры транзисторов, чтобы потом их можно было сравнить их с указанными в справочнике. Однако для элементов, входящих в любительскую схему достаточно выполнить проверку по правилу: «исправен, неисправен». Эта статья рассказывает, как проверить транзистор мультиметром именно по такому методу тестирования.
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.
Технологии проверки
Биполярный
Структура биполярного транзистора (БТ) включает в себя 2 p-n или 2 n-p перехода. Выводы этих переходов называются эмиттером и коллектором. Вывод срединного слоя называется базой. Упрощенно БТ можно представить как два включенных встречно диода, как изображено на рисунке 2.
Проверить биполярный транзистор мультиметром не сложно, в чем Вы сейчас и убедитесь. Как известно основным свойством p-n перехода является его односторонняя проводимость. При подключении положительного (красный) щупа к аноду, а черного к катоду на дисплее мультиметра будет отображена величина прямого напряжения на переходе в милливольтах. Величина напряжения зависит от типа полупроводника: для германиевых диодов это напряжение будет порядка 200–300 мВ, а для кремниевых от 600 до 800 мВ. В обратном направлении диод ток не пропускает, поэтому если поменять щупы местами, то на дисплее будет отображена 1, свидетельствующая о бесконечно большом сопротивлении.
Если же диод «пробит», то скорей всего раздастся звуковой сигнал, причем в обоих направлениях. В случае если диод «в обрыве», то на индикаторе, так и будет отображаться единица.
Таким образом, суть проверки исправности транзистора заключается в «прозвонке» p-n переходов база-коллектор, база-эмиттер и эмиттер-коллектор в прямом и обратном включении:
- База-коллектор: Красный щуп подключается к базе, черный к коллектору. Соединение должно работать как диод и проводить ток только в одном направлении.
- База-эмиттер: Красный щуп остается подключенным к базе, черный подключается к эмиттеру. Аналогично предыдущему пункту соединение должно проводить ток только при прямом включении.
- Эмиттер-коллектор: У исправного перехода сопротивление данного участка стремится к бесконечности, о чем будет говорить единица на индикаторе.
При проверке работоспособности pnp типа «диодный» аналог будет выглядеть также, но диоды будут подключены наоборот. В этом случае черный щуп подключается к базе. Переход эмиттер-коллектор проверяется аналогично.
На видео ниже наглядно показывается проверка биполярного транзистора мультиметром:
Полевой
Полевые транзисторы (ПТ) или «полевики» используются в блоках питания, мониторах, аудио и видеотехнике. Поэтому с необходимостью проверки более часто сталкиваются мастера по ремонту аппаратуры. Самостоятельно проверить такой элемент в домашних условиях можно также с помощью обычного мультиметра.
На рисунке 3 представлена структурная схема ПТ. Выводы Gate (затвор), Drain (сток), Source (исток) могут располагаться по-разному. Очень часто производители маркируют их буквами. Если маркировка отсутствует, то необходимо свериться со справочными данными, предварительно узнав наименование модели.
Рисунок 3 – Структурная схема ПТ
Стоит иметь в виду, что при ремонте аппаратуры, в которой стоят ПТ, часто возникает задача проверки работоспособности и целостности без выпаивания элемента из платы. Чаще всего выходят из строя мощные полевые транзисторы, устанавливаемые в импульсные блоки питания. Также следует помнить, что «полевики» крайне чувствительны к статическим разрядам. Поэтому перед тем, как проверить полевой транзистор не выпаивая, необходимо надеть антистатический браслет и соблюдать технику безопасности.
Рисунок 4 – Антистатический браслет
Проверить ПТ мультиметром можно по аналогии с прозвонкой переходов биполярного транзистора. У исправного «полевика» между выводами бесконечно большое сопротивление вне зависимости от приложенного тестового напряжения. Однако, имеются некоторые исключения: если приложить положительный щуп тестера к затвору, а отрицательный – к истоку, то зарядится затворная емкость, и переход откроется. При замере сопротивления между стоком и истоком мультиметр может показать некоторое значение сопротивления. Неопытные мастера часто принимают подобное явление как признак неисправности. Однако, это не всегда соответствует реальности. Необходимо перед проверкой канала сток-исток замкнуть накоротко все выводы ПТ, чтобы разрядились емкости переходов. После этого их сопротивления снова станут большими, и можно повторно проверить работает транзистор или нет. Если подобная процедура не помогает, то элемент считается нерабочим.
«Полевики», стоящие в мощных импульсных блоках питания часто имеют внутренний диод на переходе сток-исток. Поэтому этот канал при проверке ведет себя как обычный полупроводниковый диод. Во избежание ложной ошибки необходимо перед тем, как проверить транзистор мультиметром, удостовериться в наличии внутреннего диода. Следует поменять местами щупы тестера. В этом случае на экране должна отобразиться единица, что свидетельствует о бесконечном сопротивлении. Если этого не происходит, то, скорее всего, ПТ «пробит».
Технология проверки полевого транзистора показана на видео:
Составной
Типовой составной транзистор или схема Дарлингтона изображена на рисунке 5. Эти 2 элемента расположены в одном корпусе. Внутри также находится нагрузочный резистор. У такой модели аналогичные выводы, что и у биполярного. Нетрудно догадаться, что проверить составной транзистор мультиметром можно точно также, как и БТ. 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 в цепи.
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.
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 характерно 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 характеристике 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". Бесспорно, 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 практически 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 практике. 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 характер, и на практике, 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 характерной 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.
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.
Часто в ремонте разной электронной техники возникает подозрение в неисправности биполярных или полевых (Mosfet) транзисторов. Помимо специализированных приборов и пробников для проверки транзисторов, существуют способы доступные всем, из минимума нам подойдет самый простой тестер или мультиметр.
Как мы знаем транзисторы, в основном, бывают двух разновидностей: биполярные и полевые, принцип работы их похож но способы проверки существенно отличаются, поэтому мы рассмотрим разные методы проверки для каждых транзисторов по отдельности.
Проверка биполярных транзисторов
Способы проверки биполярных транзисторов достаточно просты и для удобства нужно помнить что биполярный транзистор условно представляет из себя два диода с точкой по середине, по сути из двух p-n переходов.Биполярные транзисторы существуют двух типов проводимости: p-n-p и n-p-n что необходимо помнить и учитывать при проверке.
А диод как мы знаем, пропускает ток только в одну сторону, что мы и будем проверять.
Если так получится что ток проходит в обе стороны перехода то это явно указывает на то что транзистор "пробит" но это все условности, в реальности же при замере сопротивления ни в какой из позиций проверяемых переходов не должно быть "нулевого" сопротивления - поэтому это и есть самый простой способ выявления поломки транзистора.
Ну а теперь рассмотрим более достоверные способы проверки и поподробней.
И так выставляем тестер или мультиметр в режим прозвонки (проверка диодов), дальше нужно убедится в том что щупы вставлены в правильные разъемы (красный и черный), а на дисплее нет значка "разряжен". На дисплее должна быть единица а при замыкание щупов должны высветится нули (или близкие к нулям значения), также должен прозвучать звуковой сигнал. И так мы убедились в выборе правильного режима мультиметра, можем приступать к проверке.
И так поочередно проверяем все переходы транзистора:
- База - Эмиттер - исправный переход будит вести себя как диод, то есть проводить ток только в одном направление.
- База - Коллектор - исправный переход будит вести себя как диод, то есть проводить ток только в одном направление.
- Эмиттер - Коллектор - в исправном состояние сопротивление перехода должно быть "бесконечное", то есть переход не должен пропускать ток или прозваниватmся ни в одном из положений полярности.
В зависимости от полярности транзистора (p-n-p или n-p-n) будит зависить лишь направление "прозвонки" переходов база-эмиттер и база-коллектор, с разной полярностью транзисторов направление будет противоположное.
Как определяется "пробитый" переход?
Если мультиметр обнаружит что какой ли бо из переходов (Б-К или Б-Э) в обоих из включений полярности имеет "нулевое" сопротивление и пищит звуковая индикация то такой переход пробит и транзистор неисправен.
Как определить обрыв p-n перехода?
Если один из переходов в обрыве - он не будит пропускать ток и прозваниватся ни в одну из сторон полярности как бы вы не меняли при этом полярность щупов.
Думаю всем понятно как проверять переходы транзистора, суть проверки такая же как у диодов, черный (минусовой) щуп ставим например на коллектор, а красный щуп (плюсовой) на базу и смотрим показания на дисплее. Затем меняем щупы тестера местами и смотрим показания снова. В исправного транзистора в одном случае должно быть какое то значение, как правило больше 100, в другом случае на дисплее должна быть единица "1" что говорит о "бесконечном" сопротивление.
Проверка транзистора стрелочным тестером
Принцип проверки все тот же, мы проверяем переходы (как диоды)Отличие лишь в том что такие "омметры" не имеют режима прозвонки диодов и "бесконечное" сопротивление у них находится в начальном состояние стрелки, а максимальное отклонение стрелки будит уже говорить о "нулевом" сопротивление. К этому нужно просто привыкнуть и помнить о такой особенности при проверке.
Измерения лучше всего производить в режиме "1Ом" (можно пробовать и до *1000Ом пределе).
Для проверки в схеме (не выпаивая) стрелочным тестером можно даже более точно определить сопротивление перехода если он в схеме зашунтирован низкоомным резистором, например показания сопротивления в 20 Ом будет уже указывать о том что сопротивление перехода не "нулевое" а значит большая вероятность что переход исправен. С мультиметром же в режиме прозвонки диодов будит такая картина что он попросту будет показывать "кз" и пищать (тоже конечно зависит от точности прибора).
Если не известно где база, а где эмиттер и коллектор. Цоколевка транзистора?
У транзисторов средней и большой мощности вывод коллектора всегда на корпусе который переиначенный для закрепления на радиатора, так что с этим проблем не будит. А уже зная расположение коллектора, найти базу и эмиттер будит намного проще.Ну а если транзистор малой мощности в пластмассовом корпусе где все выводы одинаковы будим применять такой способ:
Все что нам нужно - поочередно замерить все комбинации переходов прикасаясь щупами поочередно к разным выводам транзистора.
Нам нужно найти два перехода которые покажут бесконечность "1". Например: мы нашли бесконечность между правим-левим и правим-среднем, то есть по сути мы нашли и измеряли обратное сопротивления двух p-n переходов (как диодов) из этого размещение базы стает очевидным - база справа.
Дальше ищем где коллектор а где эмиттер, для этого от базы уже измеряем прямое сопротивление переходов и здесь все стает ясно так как сопротивление перехода база-Коллектор всегда меньше по сравнению с переходом база-Эмиттер.
Быстрая точная проверка транзистора
Если под руками есть мультиметр с функцией тестирования коэффициента усиления транзисторов - замечательно, проверка займет несколько секунд, здесь лишь надо будет определить правильную цоколевку (если конечно она не известна).У таких мультиметров проверочные гнезда состоят из двух отделов p-n-p и n-p-n, а кроме того каждый отдел имеет три комбинации как можно вставить туда транзистор, то есть вместе не более 6 комбинаций, и только лишь одна правильная которая должна показать коэффициент усиления транзистора, за условий что он исправен.
Простой пробник
В данной схеме транзистор будет работать как ключ, схема очень простая и удобная если нужно часто и много проверять транзисторы.
Если транзистор рабочий - при нажатие кнопки светодиод светится, при отпускание гаснет.
Схема представлена для n-p-n транзисторов, но она универсальна, все что нужно сделать, это поставить параллельно к светодиоду еще один светодиод в обратной полярности, а при проверке p-n-p транзистора - просто менять полярность источника питания.
Если по данной методике что то идет не так, задумайтесь, а транзистор ли перед вами и случайно быть может он не биполярный, а полевой или составной.
Часто бывает путают при проверке составные транзисторы пытаясь их проверить стандартным способом, но нужно в первую очередь смотреть справочник или "даташит" со всем описанием транзистора.
Как проверить составной транзистор
Чтобы проверить такой транзистор его необходимо "запустить" то есть он должен как бы работать, для создания такого условия есть простой но интересный способ.Стрелочным тестером, выставленным в режим проверки сопротивления (предел *1000?) подключаем щупы, плюсовой на коллектор, минусовой на эмиттер - для n-p-n (для p-n-p наоборот) - стрелка тестера не двинется сместа оставаясь в начале шкалы "бесконечность" (для цифрового мультиметра "1")
Теперь если послюнявить палиц и замкнуть им прикоснувшысь к выводам базы и коллектора то стрелка сдвинется с места от того что транзистор немного приоткроется.
Таким же способом можно проверить любой транзистор даже не выпаивая з схемы.
Но следует помнить что некоторые составные транзисторы имеют в своем составе защитные диоды в переходе эмиттер-коллектор что дает им преимущество в работе с индукционной нагрузкой, например с электромагнитным реле.
Проверка полевых транзисторов
Здесь есть один отличительный момент при проверке таких транзисторов - они очень чувствительны к статическому электричеству которое способно вывести из строя транзистор если не соблюдать методы безопасности при проверке а также выпайке и перемещению. И в большей мере подвержены статике именно маломощные и малогабаритные полевые транзисторы.
Какие методы безопасности?
Транзисторы должны находится на столе на металлическом листе который подключен к заземлению. Для того чтобы снять с человека предельный статический заряд - применяют антистатический браслет который надевают на запястье.
Кроме того хранение и транспортировка особо чувствительных полевиков должна быть з закорочеными выводами, как правило выводы просто обматывают тонкой медной проволкой.
Полевой транзистор в отличие от биполярного управляется напряжением , а не током как у биполярного, поэтому прикладывая напряжение к его затвору мы его или открываем (для N-канального) или закрываем (для P-канального).
Проверить полевой транзистор можно как стрелочным тестером так и цифровым мультиметром.
Все выводы полевого транзистора должны показывать бесконечное сопротивление, независимо от полярности и напряжения на щупах.
Но если поставить положительный щуп тестера к затвору (G) транзистора N-типа, а отрицательный - к истоку (S), зарядится емкость затвора и транзистор откроется. И уже измеряя сопротивления между стоком (D) и истоком (S) прибор покажет некоторое значение сопротивления, которое зависит от ряда факторов, например емкости затвора и сопротивления перехода.
Для P-канального типа транзистора полярность щупов обратная. Также для чистоты эксперимента, перед каждой проверкой необходимо закорачивать выводы транзистора пинцетом чтобы снять заряд с затвора после чего сопротивление сток-исток должно снова стать "бесконечным" ("1") - если это не так то транзистор скорее всего неисправен.
Особенностью современных мощных полевых транзисторов (MOSFET"ов) есть то что канал сток-исток прозванивается как диод, встроенный диод в канале полевого транзистора есть особенностью мощных полевиков (явление производственного процесса).
Чтобы не посчитать такую "прозвонку" канала за неисправность просто следует помнить о диоде.
В исправном состояние переход сток-исток MOSFETа должен в одну сторону звониться как диод а в другую показывать бесконечность (в закрытом состояние - после закорачивания выводов) Если переход прозваниваеться в обе стороны с "нулевым" сопротивлением то такой транзистор "пробит" и неисправен
Наглядный способ (экспресс проверка)
- Необходимо замкнуть выводы транзистора
- Тестером в режиме прозвонки (диод) ставим плюсовой щуп к истоку, а минусовой к стоку (исправный покажет 0.5 - 0.7 вольта)
- Теперь меняем щупы местами (исправный покажет "1" или по другому говоря бесконечное сопротивление)
- Минусовой щуп ставим к истоку, а плюсовой на затвор (открываем транзистор)
- Минусовой щуп оставляем на истоке, а плюсовой сразу ставим на сток, исправный транзистор будет открыт и покажет 0 - 800 милливольт
- Теперь можем поменять плюсовой и минусовой щупы местами, в обратной полярности переход сток-исток должен иметь такое же сопротивление.
- Плюсовой щуп ставим к истоку, а минусовой на затвор - транзистор закроется
- Можем снова проверить переход сток-исток, он должен показывать снова "бесконечное" сопротивление так как транзистор уже закрыт (но помним про диод в обратной полярности)
Большая емкость затвора некоторых полевых транзисторов (особенно мощных) позволяет некоторое продолжительное время сохранять транзистор открытим, что позволяет нам открыв его проверять сопротивление сток-исток уже убрав плюсовой щуп с затвора. Но у транзисторов с малой емкостью затвора необходимо очень быстро перемещать щупы что бы зафиксировать правильную работу транзистора.
Примечание: для проверки P-канального полевого транзистора , процесс выглядит также но щупы мультиметра должны быть противоположной полярности. Для удобства можно перекинуть их местами (красный на минус, а черный на плюс) и использовать все туже описану выше инструкцию.
Проверяя транзистор по такой методике канал сток-исток можно открывать и закрывать даже пальцем, например чтобы открыть достаточно прикоснутся пальцем к затвору держась при этом второй рукой за плюс, а чтобы закрыть нужно все также прикоснутся к затвору но уже держась другим пальцем или второй рукой за минус. Интересный опыт который дает понимание того что транзистор управляется не током (как у биполярных) а напряжением.