Як перевірити силові транзистори. Як перевірити транзистори мультиметром – алгоритм дій. Основні типи транзисторів

Транзистор є найпопулярнішим активним компонентом, що входить до складу електричних схем. У кожного, хто цікавиться електронікою, іноді виникає необхідність перевірити такий елемент. Особливо часто перевірку доводиться робити радіоаматорам-початківцям, які у своїх схемах використовують транзистори, що були у вживанні, наприклад, випаяні зі старих плат. Для «продзвонювання» можна використовувати спеціальні прилади-тестери, що дозволяють вимірювати параметри транзисторів, щоб потім їх можна було порівняти із зазначеними в довіднику. Однак для елементів, що входять до аматорської схеми, достатньо виконати перевірку за правилом: «справний, несправний». Ця стаття розповідає, як перевірити транзистор мультиметром саме за таким методом тестування.

Підготовка інструментів

Кожен сучасний радіоаматор має універсальний інструмент під назвою цифровий мультиметр. Він дозволяє вимірювати постійні та змінні струми та напругу, опір елементів. Він також дає змогу перевірити працездатність елементів схеми. Поруч із перемикачем у режим «продзвонювання», як правило, намальовано діод та динамік (див. фото на рис. 1).

Малюнок 1 – Лицьова панель мультиметра

Перед перевіркою елемента необхідно переконатися у працездатності мультиметра:

Батарея має бути заряджена.
При перемиканні в режим перевірки напівпровідників екран повинен відображати цифру 1.
Щупи мають бути справними, тому що більшість приладів – китайські, і розрив дроту в них є дуже частим явищем. Перевірити їх потрібно, притуливши кінчики щупів один до одного: у цьому випадку на дисплеї відобразяться нулі і пролунає писк - прилад і щупи справні.
Щупи підключаються згідно з кольоровим маркуванням: червоний щуп — у червоний роз'єм, чорний — у чорний роз'єм з написом COM.

Технології перевірки

Біполярний

Структура біполярного транзистора (БТ) включає 2 p-n або 2 n-p переходу. Висновки цих переходів називаються емітером та колектором. Виведення серединного шару називається базою. Спрощено БТ можна уявити як два включених зустрічно діода, як зображено на малюнку 2.

Перевірити біполярний транзистор мультиметром не складно, у чому Ви зараз переконаєтеся. Як відомо основною властивістю p-n переходу є його одностороння провідність. При підключенні позитивного (червоного) щупа до анода, а чорного до катода на дисплеї мультиметра буде відображено величину прямої напруги на переході в мілівольтах. Розмір напруги залежить від типу напівпровідника: для германієвих діодів ця напруга буде близько 200–300 мВ, а кремнієвих від 600 до 800 мВ. У зворотному напрямку діод струм не пропускає, тому якщо поміняти щупи подекуди, то на дисплеї буде відображено 1, що свідчить про нескінченно великий опір.

Якщо ж діод «пробить», то швидше за все пролунає звуковий сигнал, причому в обох напрямках. Якщо діод «в обриві», то на індикаторі, так і відображатиметься одиниця.

Таким чином, суть перевірки справності транзистора полягає в «продзвонюванні» p-n переходів база-колектор, база-емітер та емітер-колектор у прямому та зворотному включенні:

База-колектор: Червоний щуп підключається до бази, чорний до колектора. З'єднання має працювати як діод та проводити струм лише в одному напрямку.
База-емітер: Червоний щуп залишається підключеним до бази, чорний підключається до емітера. Аналогічно попередньому пункту з'єднання має проводити струм лише за прямого включення.
Емітер-колектор: У справного переходу опір даної ділянки прагне нескінченності, про що говоритиме одиниця на індикаторі.

При перевірці працездатності pnp типу «діодний» аналог виглядатиме також, але діоди будуть підключені навпаки. В цьому випадку чорний щуп підключається до бази. Перехід емітер-колектор перевіряється аналогічно.

На відео нижче наочно показується перевірка біполярного транзистора мультиметром:

Польовий

Польові транзистори (ПТ) або «польовики» використовуються в блоках живлення, моніторах, аудіо та відеотехніці. Тому з необхідністю перевірки частіше стикаються майстри з ремонту апаратури. Самостійно перевірити такий елемент у домашніх умовах можна за допомогою звичайного мультиметра.

На малюнку 3 представлена структурна схема ПТ. Висновки Gate (затвор), Drain (стік), Source (витік) можуть розташовуватися по-різному. Найчастіше виробники маркують їх літерами. Якщо маркування відсутнє, необхідно звіритися з довідковими даними, попередньо дізнавшись найменування моделі.

Малюнок 3 – Структурна схема ПТ

Варто мати на увазі, що при ремонті апаратури, в якій стоять ПТ, часто виникає завдання перевірки працездатності та цілісності без випоювання елемента із плати. Найчастіше виходять з ладу потужні польові транзистори, які встановлюються в імпульсні блоки живлення. Також слід пам'ятати, що "польовики" вкрай чутливі до статичних розрядів. Тому перед тим, як перевірити польовий транзистор не випаюючи, необхідно одягнути антистатичний браслет і дотримуватися техніки безпеки.

Малюнок 4 – Антистатичний браслет

Перевірити ПТ мультиметром можна за аналогією з продзвонюванням переходів біполярного транзистора. У справного «польовика» між висновками нескінченно великий опір незалежно від прикладеної тестової напруги. Однак, є деякі винятки: якщо прикласти позитивний щуп тестера до затвора, а негативний - до початку, то зарядиться ємність затвора, і перехід відкриється. При вимірі опору між стоком та витоком мультиметр може показати деяке значення опору. Недосвідчені майстри часто сприймають подібне явище як ознаку несправності. Однак це не завжди відповідає реальності. Необхідно перед перевіркою каналу стік-витік замкнути коротко всі висновки ПТ, щоб розрядилися ємності переходів. Після цього їх опори знову стануть більшими, і можна повторно перевірити працює транзистор чи ні. Якщо така процедура не допомагає, то елемент вважається неробочим.

«Полівики», що стоять у потужних імпульсних блоках живлення, часто мають внутрішній діод на переході сток-витік. Тому цей канал під час перевірки веде себе як звичайний напівпровідниковий діод. Щоб уникнути помилкової помилки необхідно перед тим, як перевірити транзистор мультиметром, переконатися в наявності внутрішнього діода. Слід поміняти місцями щупи тестера. У цьому випадку на екрані має відобразитися одиниця, що свідчить про безкінечний опір. Якщо цього немає, то, швидше за все, ПТ «пробить».

Технологія перевірки польового транзистора показана на відео:

Складовий

Типовий складовий транзистор або схема Дарлінгтона зображена на малюнку 5. Ці 2 елементи розташовані в одному корпусі. Усередині знаходиться навантажувальний резистор. Така модель має аналогічні висновки, що й біполярний. Неважко здогадатися, що перевірити складовий транзистор мультиметром можна так само, як і БТ. Слід зазначити, що деякі типи цифрових мультиметрів у режимі тестування мають на клемах напругу менше 1,2, що недостатньо для відкривання р-n переходу, і в цьому випадку прилад показує розрив в ланцюзі.

Вітаю всіх любителів електроніки, і сьогодні впродовж теми застосування цифрового мультиметра мені хотілося б розповісти, як перевірити біполярний транзисторза допомогою мультиметра.

Біполярний транзистор є напівпровідниковим приладом, який призначений для посилення сигналів. Так само транзистор може працювати у ключовому режимі.

Транзистор складається з двох p-n переходів, причому одна з областей провідності є загальною. Середня загальна область провідності називається базою, крайні емітером та колектором. Внаслідок цього поділяють n-p-n та p-n-p транзистори.

Отже, схематично біполярний транзистор можна подати так.

Малюнок 1. Схематичне уявлення транзистора а) n-p-n структури; б) p-n-p структури.

Для спрощення розуміння питання p-n переходи можна як двох діодів, підключених друг до друга однойменними електродами (залежно від типу транзистора).

Малюнок 2. Подання транзистора n-p-n структури як еквівалента з двох діодів, включених анодами друг до друга.

Малюнок 3. Подання транзистора p-n-p структури як еквівалента з двох діодів, включених катодами друг до друга.

Звичайно ж, для кращого розуміння бажано вивчити як працює p-n перехід, а краще як працює транзистор в цілому. Тут лише скажу, щоб через p-n перехід тек його необхідно включити у напрямі, тобто на n – область (для діода це катод) подати мінус, але в p-область (анод).

Це я вам показував у відеодля статті "Як користуватися мультиметром" під час перевірки напівпровідникового діода.

Так як ми представили транзистор у вигляді двох діодів, то, отже, для його перевірки необхідно просто перевірити справність цих «віртуальних» діодів.

Отже, приступимо до перевірки транзистора структури n-p-n. Таким чином, база транзистора відповідає p-області, колектор та емітер - n-областям. Для початку переведемо мультиметр у режим перевірки діодів.

У цьому режимі мультиметр показуватиме падіння напруги на p-n переході в мілівольтах. Падіння напруги на p-n переході для кремнієвих елементів має бути 0,6 вольта, а германієвих – 0,2-0,3 вольта.

Спочатку включимо p-n переходи транзистора у прямому напрямку, для цього на базу транзистора підключимо червоний(плюс) щуп мультиметра, а на емітер чорний(мінус) щуп мультиметра. При цьому на індикаторі має висвітлитись значення падіння напруги на переході база-емітер.

Тут слід зазначити, що падіння напруги на переході Б-Кзавжди буде менше падіння напруги на переході Б-Е. Це можна пояснити меншим опором переходу Б-Кв порівнянні з переходом Б-Ещо є наслідком того, що область провідності колектора має велику площу в порівнянні з емітером.

За цією ознакою можна самостійно визначити цоколівку транзистора за відсутності довідника.

Так, половина справи зроблена, якщо переходи справні, то ви побачите значення падіння напруги на них.

Тепер необхідно увімкнути p-n переходи у зворотному напрямку, при цьому мультиметр повинен показати «1», що відповідає нескінченності.

Підключаємо чорнийщуп на базу транзистора, червонийна емітер, при цьому мультиметр має показати «1».

Тепер включаємо у зворотному напрямку перехід Б-К, результат має бути аналогічним.

Залишилася остання перевірка – перехід емітер-колектор. Підключаємо червонийщуп мультиметра до емітера, чорнийдо колектора, якщо переходи не пробиті, тестер повинен показати «1».

Змінюємо полярність ( червоний-колектор, чорний- емітер) результат – «1».

Якщо в результаті перевірки ви виявите не відповідність даній методиці, це означає, що транзистор несправний.

Ця методика підходить для перевірки лише біполярних транзисторів. Перед перевіркою переконайтеся, що транзистор не є польовим чи складовим. Багато викладеним вище способом намагаються перевірити саме складові транзистори, плутаючи їх з біполярними (адже маркування можна не правильно ідентифікувати тип транзистора), що не є правильним рішенням. Правильно дізнатися про тип транзистора можна тільки за довідником.

За відсутності режиму перевірки діодів у вашому мультиметрі, здійснити перевірку транзистора можна переключити мультиметр у режим вимірювання опору на діапазон «2000». При цьому методика перевірки залишається незмінною, за винятком того, що мультиметр показуватиме опір p-n переходів.

А тепер за традицією пояснює та доповнює відеоролик з перевірки транзистора:

Жодна сучасна схема не обходиться без напівпровідникових приладів. Найпоширеніший із них - транзистор і саме він часто виходить з ладу. Тому причиною - перепади напруги, які є в наших мережах, навантаження і т. д. Розглянемо два способи, що дозволяють перевірити справність транзистора за допомогою мультиметра.

Щоб зрозуміти справний чи ні, нам необхідно знати хоча б найзагальніших рисах, як він влаштований і працює. Це активний електронний компонент, який є напівпровідниковим приладом. Є два основні види - NPN та PNP. Кожен з них має три електроди: база, емітер та колектор.

Коротко сформулювати принцип роботи транзисторів можна у такий спосіб, це керований електронний ключ. Він пропускає струм у напрямку від колектора до емітера у випадку NPN типу та від емітера до колектора у PNP, за наявності напруги на базі. Причому змінюючи потенціал з урахуванням, змінюємо ступінь «відкритості» переходу, регулюючи величину пропускаемого струму. Тобто, якщо на базу подавати більший струм, маємо більший струм колектор-емітер, зменшимо потенціал на базі, знизимо струм через транзистор.

Ще важливо знати, це те, що у зворотному напрямку струм текти не може. І не має значення, є потенціал на базі чи ні. Він завжди тече у напрямі, на схемі вказаному стрілкою. Власне, це вся інформація, яка нам потрібна, щоб знати, як працює транзистор.

Цоколівка

У біполярних транзисторів середньої та великої потужності цоколівка однакова в основному, зліва направо – емітер, колектор, база. У транзисторів малої потужності краще перевіряти. Це важливо, оскільки при визначенні працездатності ця інформація нам знадобиться.

Зовнішній вигляд біполярного транзистора середньої потужності та його цоколівка

Тобто якщо вам необхідно визначити робочий чи ні біполярний транзистор, потрібно шукати його цоколівку. Бажаєте переконатися чи не знаєте, де «обличчя», то шукайте інформацію в довіднику або наберіть на комп'ютері «ім'я» вашого напівпровідникового приладу та додайте слово «даташит». Це транслітерація з англійської Datasheet, що перекладається як «технічні дані». За цим запитом вам у видачі буде перелік характеристик приладу та його цоколівка.

Як перевірити транзистор мультиметром із вбудованою функцією

Почнемо з того, що є мультиметри з функцією перевірки працездатності транзистора та визначення коефіцієнта посилення. Їх можна впізнати за наявності характерного блоку на лицьовій панелі. У ній є гніздо для встановлення транзистора, кругла кольорова пластикова вставка з отворами під ніжки напівпровідникового приладу. Колір вставки може бути будь-яким, але зазвичай він виділяється.

Насамперед переводимо перемикач діапазонів (велику ручку) у відповідне положення. Впізнати режим можна за написом – hFE. Перед тим, як перевірити транзистор мультиметром, визначаємося з типом NPN або PNP.

Далі розглядаємо роз'єми, у які треба вставляти електроди. Вони підписані латинськими літерами: E – емітер, B – база, C – колектор. Відповідно до написів, ставимо висновки напівпровідникового елемента в гнізда. Через кілька хвилин на екрані висвічується результат вимірювань, це коефіцієнт посилення транзистора. Якщо пристрій несправний, показань не буде, транзистор несправний.

Як бачите, перевірити робочий транзистор чи ні мультиметром із вбудованою функцією перевірки просто. Ось тільки в гнізда нормально вставляються далеко не всі електроди. Зручно встановлювати транзистори із тонкими висновками S9014, S8550, КТ3107, КТ3102. У великих, треба пінцетом або плоскогубцями міняти форму висновків, а транзистор на платі так не перевіриш. У деяких випадках простіше перевірити переходи транзистора в режимі дзвінка та визначити його справність.

Перевірка на платі

Щоб перевірити транзистор мультиметром, не випаюючи або потрібен мультиметр з функцією продзвонювання діодів. Перемикач переводимо в це положення, підключення щупів стандартне: чорний у загальну ланку (COM або зі значком землі), червоний – у середнє (гніздо для вимірювання опору, струму, напруги).

Як перевірити транзистор мультиметром не випаюючи

Щоб зрозуміти принцип перевірки, слід згадати структуру біполярних транзисторів. Як казали, вони бувають двох типів: PNP і NPN. Тобто це три послідовні області із двома переходами, об'єднаними загальною областю - базою.

Будова біполярного транзистора і як його можна уявити, щоб зрозуміти як його перевірятимемо

Умовно, ми можемо уявити цей прилад як два діоди. У випадку з типом PNP вони включені назустріч один одному, у NPN - у дзеркальному відображенні. Це зображення на правому стовпчику і в жодному разі не відображає пристрій цього напівпровідникового приладу, але пояснює, що ми повинні побачити під час дзвінка.

Перевірка біполярного транзистора типу PNP

Отже, почнемо з перевірки біполярника типу PNP. Ось що в нас має вийти:

Отже, PNP транзистор буде відкритий лише тоді, коли плюс подається на емітер чи колектор. Якщо під час випробувань є якісь відхилення, елемент непрацездатний.

Тестуємо справність NPN транзистор

Як бачимо, у NPN приладі ситуація буде іншою. Практично вона діаметрально протилежна:

Якщо подати на базу плюс (червоний щуп), а на емітер або колектор мінус, перехід буде відкритий, на екрані висвітляться показання – від 600 до 800 мВ.
Якщо поміняти місцями щупи: плюс на колектор чи емітер, мінус на базу – переходи замкнені, току немає.
При дотику щупами до емітера і колектора струму, як і раніше, бути не повинно.

Як бачимо, цей прилад працює у протилежному напрямку. Щоб зрозуміти, робочий транзистор чи ні, необхідно знати його тип. Тільки так можемо перевірити транзистор мультиметром, не випаюючи його з плати.

І ще раз звертаємо вашу увагу, малюнки з діодами не відображають пристрій цього напівпровідникового приладу. Вони потрібні лише для розуміння того, що ми повинні побачити під час перевірки переходів. Так простіше запам'ятати і розуміти показання на екрані мультиметра.

Як визначити базу, колектор та емітер

Іноді бувають ситуації, коли немає під рукою довідника і можливості знайти цоколівку в інтернеті, а напис на корпусі транзистора став нечитаним. Тоді, використовуючи схеми з діодами, можна досвідченим шляхом знайти базу і визначити тип приладу.

Шляхом перебору шукаємо становище щупів, при якому «дзвоняться» всі три електроди. Той висновок, щодо якого з'являються показання двох інших і буде базою. Тому плюс або мінус поданий на базу визначаємо тип, PNP або NPN. Якщо на базу подаємо плюс – це NPN тип, якщо мінус – це PNP.

Щоб визначити, де емітер, де колектор, треба порівняти показання мультиметра при вимірі. На емітері струм завжди більший. Так і знайдемо досвідченим шляхом базу, емітер та колектор.

Напівпровідникові елементи використовуються практично у всіх електронних схемах. Ті, хто називають їх найбільш важливими та найпоширенішими радіодеталями, абсолютно праві. Але будь-які компоненти не вічні, перевантаження за напругою та струмом, порушення температурного режиму та інші фактори можуть вивести їх з ладу. Розповімо (не перевантажуючи теорією), як перевірити працездатність різних типів транзисторів (npn, pnp, полярних та складових) користуючись тестером або мультиметром.

З чого почати?

Перш ніж перевірити мультиметром будь-який елемент на справність, чи то транзистор, тиристор, конденсатор чи резистор, необхідно визначити його тип та характеристики. Зробити це можна з маркування. Дізнавшись її, не важко знайти технічний опис (даташит) на тематичних сайтах. З його допомогою ми дізнаємося про тип, цоколівку, основні характеристики та іншу корисну інформацію, включаючи аналоги для заміни.

Наприклад, у телевізорі перестала працювати розгортка. Підозра викликає малий транзистор із маркуванням D2499 (до речі, досить поширений випадок). Знайшовши в інтернеті специфікацію (її фрагмент показаний малюнку 2), ми отримуємо всю необхідну для тестування інформацію.

Малюнок 2. Фрагмент специфікації на 2SD2499

Велика ймовірність, що знайдений даташит буде англійською, нічого страшного, технічний текст легко сприймається навіть без знання мови.

Визначивши тип і цоколівку, випаюємо деталь та приступаємо до перевірки. Нижче наведено інструкції, за допомогою яких ми будемо тестувати найпоширеніші напівпровідникові елементи.

Перевірка біполярного транзистора мультиметром

Це найбільш поширений компонент, наприклад, серії КТ315, КТ361 і т.д.

З тестуванням даного типу проблем не виникне, достатньо уявити pn перехід як діод. Тоді структури pnp і npn матимуть вигляд двох зустрічно або обернено підключених діодів із середньою точкою (див. рис.3).

Рисунок 3. «Діодні аналоги» переходів pnp та npn

Приєднуємо до мультиметра щупи, чорний до СОМ (це буде мінус), а червоний до гнізда VΩmA (плюс). Включаємо тестуючий пристрій, переводимо його в режим продзвонювання або виміру опору (достатньо встановити межу 2кОм), і приступаємо до тестування. Почнемо з pnp провідності:

Приєднуємо чорний щуп до виведення «Б», а червоний (від гнізда «VΩmA») до ніжки «Е». Дивимося на показання мультиметра, він має відобразити величину опору переходу. Нормальним вважається діапазон від 06 ком до 13 ком.
Так само проводимо вимірювання між висновками «Б» і «К». Показання мають бути в тому ж діапазоні.

Якщо при першому та/або другому вимірі мультиметр відобразить мінімальний опір, значить у переході(ах) пробій і деталь потребує заміни.

Змінюємо полярність (червоний та чорний щуп) місцями та повторюємо вимірювання. Якщо електронний компонент справний, відобразиться опір, що прагне мінімального значення. При показанні «1» (вимірювана величина перевищує можливості пристрою), можна констатувати внутрішній обрив ланцюга, отже, буде потрібно заміна радіоелемента.

Тестування пристрою зворотної провідності проводиться за таким же принципом, з невеликою зміною:

Червоний щуп підключаємо до ніжки «Б» і перевіряємо опір чорним щупом (торкаючись висновків «К» та «Е», по черзі), він має бути мінімальним.
Змінюємо полярність та повторюємо вимірювання, мультиметр покаже опір у діапазоні 0,6-1,3 кОм.

Відхилення від цих значень свідчать про несправність компонента.

Перевірка працездатності польового транзистора

Цей тип напівпровідникових елементів також називають mosfet і моп компонентами. На малюнку 4 показано графічне позначення n- та p-канальних полевиків у принципових схемах.

Рис 4. Польові транзистори (N- та P-канальний)

Для перевірки цих пристроїв підключаємо щупи до мультиметра, так само, як і при тестуванні біполярних напівпровідників, і встановлюємо тип тестування «продзвонювання». Далі діємо за наступним алгоритмом (для n-канального елемента):

Торкаємося чорним дротом ніжки "с", а червоним - виведення "і". Відобразиться опір на вбудованому діоді, запам'ятовуємо свідчення.
Тепер необхідно «відкрити» перехід (виходить лише частково), для цього щуп з червоним проводом з'єднуємо з виведенням «з».
Повторюємо вимір, проведений у п. 1, показання зміниться в меншу сторону, що говорить про часткове «відкриття» польовика.
Тепер необхідно «закрити» компонент, для цього з'єднуємо негативний щуп (провід чорного кольору) з ніжкою «з».
Повторюємо дії п. 1, відобразиться вихідне значення, отже відбулося «закриття», що говорить про справність компонента.

Для тестування елементів p-канального типу послідовність процесів залишається тієї ж, крім полярності щупів, її необхідно змінити на протилежну.

Зауважимо, що біполярні елементи, які мають ізольований затвор (IGBT), тестуються також, як описано вище. На малюнку 5 показаний компонент SC12850, що відноситься до цього класу.

Рис 5. IGBT транзистор SC12850

Для тестування необхідно виконати ті ж дії, що і для польового напівпровідникового елемента, з урахуванням, що стік та витік останнього відповідатимуть колектору та емітеру.

У деяких випадках потенціалу на щупах мультиметра може бути недостатньо (наприклад, щоб відкрити потужний силовий транзистор), в такій ситуації знадобиться додаткове харчування (вистачить 12 вольт). Підключати його потрібно через опір 1500-2000 Ом.

Перевірка складеного транзистора

Такий напівпровідниковий елемент ще називають "транзистор Дарлінгтона", по суті, це два елементи, зібрані в одному корпусі. Наприклад, малюнку 6 показаний фрагмент специфікації до КТ827А, де відображена еквівалентна схема його пристрою.

Рис 6. Еквівалентна схема транзистора КТ827А

Перевірити такий елемент мультиметром не вийде, потрібно зробити найпростіший пробник, його схема показана малюнку 7.

Мал. 7. Схема для перевірки складеного транзистора

Позначення:

Т – тестований елемент, у разі КТ827А.
Л – лампочка.
R – резистор, його номінал розраховуємо за формулою h21Е*U/I, тобто, множимо величину вхідної напруги на мінімальне значення коефіцієнта посилення (для КТ827A – 750), отриманий результат поділяємо струм навантаження. Допустимо, ми використовуємо лампочку від габаритних вогнів автомобіля потужністю 5 Вт, струм навантаження становитиме 0,42 А (5/12). Отже, нам знадобиться резистор на 21 кОм (750*12/0,42).

Тестування проводиться наступним чином:

Підключаємо до бази плюс джерела, в результаті повинна засвітитися лампочка.
Подаємо мінус - лампочка гасне.

Такий результат говорить про працездатність радіодеталі, за інших результатів потрібно замінити.

Як перевірити одноперехідний транзистор

Як приклад наведемо КТ117, фрагмент його специфікації показаний малюнку 8.

Рис 8. КТ117, графічне зображення та еквівалентна схема

Перевірка елемента здійснюється так:

Переводимо мультиметр в режим продзвонювання і перевіряємо опір між ніжками "Б1" і "Б2", якщо він незначний, можна констатувати пробою.

Як перевірити транзистор мультиметром, не випаюючи їх схеми?

Це питання досить актуальне, особливо у випадках, коли необхідно тестувати цілісність smd елементів. На жаль, тільки біполярні транзистори можна перевірити мультиметром, не випаюючи з плати. Але навіть у цьому випадку не можна бути впевненим у результаті, оскільки не рідкісні випадки, коли p-n перехід елемента зашунтований низькоомним опором.

Транзистор – напівпровідниковий прилад, основне призначення якого – використання у схемах посилення чи генерування сигналів, і навіть для електронних ключів.

На відміну від діода, транзистор має два p-n-переходи, з'єднані послідовно. Між переходами розташовуються зони, мають різну провідність (типу «n» чи типу «р»), яких підключаються висновки для підключення. Висновок від середньої зони називається "базою", а від крайніх - "колектор" та "емітер".

Різниця між зонами «n» і «p» полягає в тому, що перша має вільні електрони, а друга — так звані «дірки». Фізично "дірка" означає нестачу електрона в кристалі. Електрони під впливом поля, створюваного джерелом напруги, рухаються від мінусу до плюсу, а «дірки» — навпаки. При з'єднанні між собою областей з різною провідністю електрони і дірки дифузують і на межі з'єднання утворюється область, звана p-n-переходом. За рахунок дифузії область "n" виявляється зарядженою позитивно, а "р" - негативно, а між областями з різною провідністю виникає власне електричне поле, зосереджене в області p-n-переходу.

При підключенні плюсового виведення джерела до області р, а мінусу до n його електричне поле компенсує власне поле p-n-переходу, і через нього проходить електричний струм. При зворотному підключенні поле джерела живлення складається з власним, збільшуючи його. Перехід замикається і струм через нього не проходить.

У складі транзистора є два переходи: колекторний та емітерний. Якщо підключити джерело живлення лише між колектором та емітером, то струм через нього не піде. Один із переходів виявляється замкненим. Щоб відкрити його, на базу подається потенціал. В результаті на ділянці колектор-емітер виникає струм, який у сотні разів більший за струм бази. Якщо при цьому струм бази змінюється в часі, то струм емітера точно повторює його, але з більшою амплітудою. Цим і зумовлені підсилювальні властивості.

Залежно від комбінації чергування зон провідності розрізняють транзистори p-n-p чи n-p-n. Транзистори p-n-p відкриваються при позитивному потенціалі з урахуванням, а n-p-n – при негативному.

Розглянемо кілька методів, як перевірити транзистор мультиметром.

Перевірка транзистора омметром

Оскільки у складі транзистора є два p-n-переходи, їх справність можна перевірити за методикою, використовуваної для тестування напівпровідникових діодів. Для цього його можна уявити еквівалентом зустрічного з'єднання двох напівпровідникових діодів.

Критеріями справності для них є:

Низький (сотні Ом) опір при підключенні джерела постійного струму у прямому напрямку;
Нескінченно великий опір при підключенні джерела постійного струму у зворотному напрямку.

Мультиметр або тестер вимірюють опір, використовуючи власне допоміжне джерело живлення – батарейку. Напруга її невелика, але її достатньо, щоб відкрити p-n-перехід. Змінюючи полярність підключення щупів від мультиметра до справного напівпровідникового діода, в одному положенні ми отримуємо опір у сотню Ом, а в іншому – нескінченно великий.

Напівпровідниковий діод бракується, якщо

в обох напрямках прилад покаже обрив чи нуль;
у зворотному напрямку прилад покаже будь-яку значну величину опору, але не нескінченність;
показання приладу будуть нестабільними.

Під час перевірки транзистора знадобиться шість вимірювань опорів мультиметром:

база-емітер пряма;
база-колектор пряме;
база-емітер зворотне;
база-колектор зворотне;
емітер-колектор пряме;
емітер-колектор зворотний.

Критерієм справності при вимірі опору ділянки колектор-емітер є обрив (нескінченність) в обох напрямках.

Коефіцієнт посилення транзистора

Розрізняють три схеми підключення транзистора до підсилювальних каскадів:

із загальним емітером;
із загальним колектором;
із загальною базою.

Всі вони мають свої характеристики, а найбільш поширена схема із загальним емітером. Будь-який транзистор характеризується параметром, що визначає його підсилювальні властивості – коефіцієнт посилення. Він показує, скільки разів струм на виході схеми буде більше, ніж на вході. Для кожної зі схем включення є свій коефіцієнт, різний для однієї й тієї ж елемента.

У довідниках наводиться коефіцієнт h21е - коефіцієнт посилення для схеми із загальним емітером.

Як перевірити транзистор, вимірюючи коефіцієнт посилення

Одним із методів перевірки справності транзистора є вимірювання його коефіцієнта посилення h21е та порівняння його з паспортними даними. У довідниках дається діапазон, в якому може бути виміряне значення для типу напівпровідникового приладу. Якщо виміряне значення вкладається в діапазон, він справний.

Вимірювання коефіцієнта посилення провадиться ще й для підбору компонентів з однаковими параметрами. Це необхідно для побудови деяких схем підсилювачів та генераторів.

Для вимірювання коефіцієнта h21е мультиметр має спеціальну межу вимірювання, позначену hFE. Літера F означає "forward" (пряма полярність), а "Е" - схему із загальним емітером.

Для підключення транзистора до мультиметра на його передній панелі встановлений універсальний гніздо, контакти якого позначені літерами «ЄВСЕ». Згідно з цим маркуванням підключаються висновки транзистора «емітер-база-колектор» або «база-колектор-емітер», залежно від їх розташування біля конкретної деталі. Для визначення правильного розташування висновків доведеться скористатися довідником, там же можна дізнатися і коефіцієнт посилення.

Потім підключаємо транзистор до роз'єму, вибравши межу вимірювання мультиметра hFE. Якщо його показання відповідають довідковим – електронний компонент, що перевіряється, справний. Якщо ні, чи прилад показує щось незрозуміле – транзистор вийшов із ладу.

Польовий транзистор

Польовий транзистор відрізняється від біполярної за принципом дії. Всередину пластини кристала однієї провідності ("р" або "n") посередині впроваджується ділянка з іншою провідністю, яка називається затвором. По краях кристала підключаються висновки, які називаються витоком і стоком. При зміні потенціалу на затворі змінюється величина струмопровідного каналу між стоком та витоком і струм через нього.

Вхідний опір польового транзистора дуже великий, а внаслідок цього має великий коефіцієнт посилення по напрузі.

Як перевірити польовий транзистор

Розглянемо перевірку з прикладу польового транзистора з n-каналом. Порядок дій буде таким:

Перекладаємо мультиметр на режим продзвонювання діодів.
Плюсовий висновок від мультиметра підключаємо до початку, мінусової - до стоку. Прилад покаже 0,5-0,7 ст.
Змінюємо полярність підключення на протилежну. Прилад покаже урвище.
Відкриваємо транзистор, підключивши мінусовий провід до початку, а плюсовим торкнувшись затвора. За рахунок існування вхідної ємності елемент залишається відкритим деякий час, ця властивість і використовується для перевірки.
Плюсовий провід переміщуємо на стік. Мультиметр покаже 0-800 мВ.
Змінюємо полярність підключення. Покази приладу не повинні змінюватись.
Закриваємо польовий транзистор: плюсовий провід до початку, мінусовий – до затвора.
Повторюємо пункти 2 та 3, нічого не повинно змінитися.