Jak zkontrolovat tranzistor multimetrem: jak prozvonit tranzistor

Tranzistor je nejběžnějším prvkem ve výrobě přístrojů.

Článek podrobně popisuje princip fungování tohoto rádiového prvku, hlavní typy a metody, jak kontrolovat tranzistor bez jeho odpájení pomocí digitálního multimetru.

Účel a princip činnosti

Hlavním účelem tranzistorů je zesílení elektrických signálů. Tyto rádiové součástky jsou polovodičové prvky. Jejich konstrukce obsahuje polovodičový materiál, který vytváří efekt zesílení signálu.

Princip fungování těchto zařízení je založen na slabé vodivosti elektrického proudu. Proto se materiál, ze kterého jsou tyto prvky vyrobeny, nazývá polovodič. K výrobě tranzistorů se často používá křemík nebo germanium. Pokud se k těmto materiálům přidá látka s velkým počtem volných elektronů, pak se křemík stává vodičem se záporným nábojem. Taková zařízení získávají typ „N“.

Pokud se křemíku přidá látka s menším počtem elektronů, ale větším počtem atomů, pak se takový materiál také stane vodičem, ale je obdařen kladným nábojem. Takové tranzistory se řadí do typu „P“.

Změnou struktury látky se tedy získá polovodičový prvek s kladným nebo záporným zesílením elektrického signálu.

Tranzistor se stal přechodným stupněm od elektronkových rádiových součástek. Nyní je elektronika mnohem kompaktnější, její výroba je ekonomičtější a zařízení jsou spolehlivější a levnější.

Odrůdy

V moderní elektronice se používají dva hlavní typy zesilovačů signálu: polní a bipolární. Každý typ má schopnost vést elektrický proud a zesilovat.

Tranzistor s efektem pole

Tranzistory s polním efektem jsou navrženy k řízení signálu pomocí elektromagnetického pole. Takový prvek se skládá z:

• Brána, která slouží jako regulátor vstupního napětí.
• Odtok, ze kterého vycházejí náboje.
• Zdroj, kterým vstupují elektrické náboje.

V takových prvcích je uzavřen polovodičový materiál, kolem kterého se nacházejí oblasti s opačnou vodivostí. Když je na hradlo prvku přivedeno napětí, oblasti se roztahují, což usnadňuje průchod elektrického proudu. Díky vstupnímu napětí na hradlo je možné regulovat vodivost prvku. Prostor vytvořený mezi oblastmi je tranzistorový kanál. Existují 2 typy kanálů:

• Vestavěná technologie otevírá cestu proudům s určitými amplitudami. S vhodnou polaritou a amplitudou je možné regulovat šířku kanálu a tím ovlivnit celkovou vodivost.
• Indukovaný kanál je uzavřený. Otevře se pouze tehdy, když je na hradlo přivedeno určité napětí.

Prvky pole se tedy dělí na trvale otevřené a uzavřené. Rozlišují se podle následujících parametrů:

• Vstupní odpor.
• Amplitudová charakteristika.
• Polarita aplikovaná na polovodič.

Oba typy tranzistorů lze použít na stejné desce pro vytvoření signálů požadované velikosti.

Bipolární

Bipolární tranzistor pracuje na principu současného průchodu elektronů s různou polaritou. Pro tento účel jejich konstrukce využívá 3 polovodičové oblasti. Bipolární tranzistory se dodávají ve 2 typech: PNP a NPN. Prvky typu N mají na vstupu záporný náboj, typ P má kladný náboj. Bipolární rádiové součástky se skládají z:

• Kolektory pro proud s nejvyšší amplitudou.
• Základy pro řízení amplitudového proudu.
• Emitor pro proudový výstup z kolektoru.

U tranzistorů typu N proud teče z emitoru do kolektoru. U tranzistorů typu P proud teče z kolektoru přes bázi do emitoru. Který tranzistor je v obvodu zapojený, poznáte podle šipky v označení. Také linkové prvky jsou bipolární. Mají vyšší práh pro průchod elektrického napětí, protože jsou silně zatíženy.

Níže naleznete podrobný návod, jak otestovat tranzistor multimetrem.

Проверка

Mnoho lidí se ptá, jak zkontrolovat tranzistor s efektem pole pomocí multimetru bez jeho odpájení. Je to velmi snadné. Popsané metody lze také použít ke kontrole funkčnosti bipolárních prvků. Před kontrolou tranzistorů je nutné znát přesnou polaritu a typ prvku. Tyto údaje lze nalézt v příslušných referenčních knihách. Je také velmi důležité pochopit, který chemický prvek je vybrán jako polovodič. Maximální elektrická vodivost součásti závisí na těchto údajích.

Tranzistor s efektem pole

Pro testování tranzistoru s efektem pole budete potřebovat digitální multimetr. Tyto testery jsou schopny měřit nejnižší hodnotu těchto zařízení. Před testováním je třeba vědět, že svorky moderních tranzistorů jsou označeny následovně:

• G — závěrka;
• D — odtok;
• S – zdroj.

Dále budete muset zcela vypnout napájení testovaného zařízení a počkat, až se kondenzátory vybijí. Minimální výkon vám neumožní získat přesná data při testování bez pájení.

• Nastavte multimetr do režimu testování diod.
• Červenou měřicí sondu přístroje přiložíme na kontakt S testované součástky.
• Černý měřicí vodič ke kontaktu D.
• Výsledek by měl být více než 500 mV.

Data v oblasti 50 mV nebo méně budou indikovat poškození spoje.

Dále je třeba zkontrolovat úbytek napětí na druhém páru kontaktů.

• Připojte červený vodič zařízení ke kontaktu G.
• Černý měřicí kabel s D kontaktem.
• Výsledek by měl být větší než 1000 mV.

Pokud se při měření tranzistoru multimetrem získané výsledky pohybují od 50 do 500 mV, pak se prvek považuje za nefunkční.

Třetí kontrola je mezi zbývajícími kontakty G a S.

• Červený měřicí vodič je připojen ke kontaktu G.
• Černá s D kontaktem.
• Výsledek by měl být více než 1000 mV.

Pokud se získaná data pohybují od 50 do 500 mV, lze prvek považovat za nevhodný pro práci. Je mnohem snazší prozvonit tranzistor s efektem pole pomocí digitálního multimetru než pomocí analogového zařízení. Nejpřesnější parametry lze získat bez odpájení prvku z obvodu. Pro ověření vhodnosti součástky je lepší ji odpájet z obvodu a měření opakovat.

Bipolární tranzistory

Bipolární tranzistor je možné zkontrolovat multimetrem v obvodu, aniž byste jej museli odpájet od desky. Před zahájením je vhodné vypnout napájení zařízení a zjistit účel kontaktů prvku. Poté je třeba multimetr přepnout do režimu měření odporu.

• Připojte černý měřicí hrot ke kontaktu „B“.
• Červená měřicí sonda pro kontakt s „E“.
• Výsledky v rozsahu 0.6–1.3 kOhm budou znamenat, že testovaná součástka je vhodná k použití.

Dále se zkontroluje druhý pár kontaktů. K tomu je třeba:

• Připojte černou sondu ke kontaktu „K“.
• Červená měřicí sonda pro kontakt s „B“.
• Výsledky by se měly pohybovat v rozmezí 0.6–1.3 kOhm. Při takových hodnotách se přechod považuje za v dobrém stavu.

Po kontrole je nutné měření zopakovat stejným způsobem, ale se změnou polohy měřicích sond (změna polarity). Pokud je výsledek „1“, prvek se považuje za nevhodný. Pokud měření součásti ukazuje nejnižší hodnotu odporu pro všechny páry kontaktů, pak lze prvek považovat za vhodný k použití. Tato metoda byla testem tranzistoru s přímým koeficientem vodivosti proudu PNP. Pro testování inverzního koeficientu vodivosti NPN je nutné:

• Připojte červený měřicí hrot ke kontaktu „B“.
• Provádějte měření s kontakty „E“ a „K“ jeden po druhém.
• Výsledky testů pro oba páry by se měly pohybovat v rozmezí 0.6–1.3 kOhm.
• Po dokončení testu je třeba změnit polaritu testovacích sond a měření zopakovat.

Odpor „1“ značí, že prvek není vhodný pro provoz. Minimální hodnoty dat jsou známkou toho, že tranzistor je v dobrém provozním stavu.

Pokud tranzistor neukazuje specifikované hodnoty 0.6–1.3 kOhm nebo ukazuje hodnoty většího parametru, pak je součástka považována za podezřelou a vyžaduje výměnu. Opakovaná kontrola se provádí bez schématu, pouze na samotném prvku. Tímto způsobem lze potvrdit poruchu nebo identifikovat novou příčinu, ale v jiném prvku.

Takové testování také pomáhá určit funkčnost linkových tranzistorů instalovaných na snímacích deskách televizních kineskopů.

Kompozitní tranzistor

Takový prvek má složitější konstrukci. Podle svého principu kombinuje 2 tranzistory. Pro kontrolu kompozitního tranzistoru je třeba sestavit jednoduchý obvod. Kontrola multimetrem nedá výsledek. Dále je třeba:

• Připojte rezistor 20 kOhm ke kontaktu „B“ testované součástky. Druhý konec rezistoru připojte ke kontaktu „+“ napájecího zdroje.
• Připojte kontakt „E“ k mínus pólu napájecího zdroje.
• Připojte jeden kontakt žárovky k „+“ pólu napájení.
• Druhý kontakt žárovky připojte ke kontaktu „K“ tranzistoru.

Když je tento obvod připojen k obvodu a je přivedeno napětí, měla by se lampa rozsvítit. Pokud je druhý kontakt lampy odpojen od „+“ napájecího zdroje a připojen k „-„, měla by lampa zhasnout. Pro testování se volí žárovka pracující na napětí 9-12 V s výkonem do 5 W. Napájecí zdroj by také měl dodávat napětí maximálně 12 V.

Důvody poruchy

Tranzistory obou popsaných typů velmi často ztrácejí svou funkčnost. Existují 3 hlavní důvody selhání těchto rádiových součástek:

• Přehřátí. Mnoho součástí již má chladiče, ke kterým jsou přišroubovány. Špatný kontakt s chladičem nebo přehřátí z blízkého vadného transformátoru způsobuje poruchu.
• Průchozí proudy. Běžný jev, když je diodový můstek napájecího zdroje vadný. Tranzistorové přechody se spalují v důsledku poklesu napětí.

Pro ovládání stavu tranzistorů je nutné poslouchat zařízení.

Často před selháním vadný tranzistor produkuje cizí šum a na obrazu se objevuje malé zvlnění. Jednoduchá kontrola pomůže identifikovat závadu dříve, než prvek úplně shoří.

Závěr

Článek popisuje metody testování několika typů tranzistorů. Testování bylo provedeno bez odpájení z desky. Testování součástky bez obvodu je pohodlnější a poskytuje nejlepší výsledky. Data nejsou ovlivněna hodnotami odporu cizích rádiových součástek v obvodu. Také malé proudy z kondenzátorů mohou ovlivnit test. Před testováním je lepší odpájet testovaný prvek z obvodu.

Související videa

Radioamatéři vědí, že často musí strávit spoustu času hledáním závad, které z různých důvodů vznikají v elektronických obvodech. Pokud je obvod sestaven nezávisle, pak bude poslední fází práce kontrola jeho funkčnosti. A musíte začít s výběrem známých elektronických součástek. Polovodičová zařízení jsou široce používána v amatérských rádiových návrzích. Kontrola tranzistoru a způsob testování tranzistoru pomocí multimetru jsou důležité otázky.

Typy tranzistorů

Jak se elektronika vyvíjí, objevuje se stále více druhů tohoto typu polovodičových součástek. Vznik každé nové skupiny je způsoben zvyšujícími se požadavky na provoz elektronických zařízení a jejich technické vlastnosti.

Bipolární zařízení

Bipolární polovodičové tranzistory jsou nejčastějšími prvky elektronických obvodů. I když vezmeme v úvahu konstrukci různých velkých mikroobvodů, můžeme vidět obrovské množství zástupců polovodičů tohoto typu.

Definice „bipolárního“ pochází z typů nosičů elektrického proudu, které jsou v nich přítomny. Tento proud je určen pohybem záporných a kladných nábojů v těle polovodiče.

Každá oblast třívrstvé struktury má svou vlastní kovovou svorku, pomocí které je zařízení připojeno k dalším prvkům elektronického obvodu. Tyto piny mají svá vlastní jména: emitor, báze, kolektor. Emitor a kolektor jsou vnější oblasti. Základem je vnitřní plocha.

Bipolární tranzistory tvoří dvě skupiny v závislosti na typu polovodiče. Jsou označeny „p – n – p“ a „n – p – n“ Oblasti kontaktu mezi polovodiči různých typů se nazývají „p – n“ přechody.

Základní plocha je nejtenčí. Jeho tloušťka určuje frekvenční vlastnosti zařízení, to znamená maximální frekvenci rádiového signálu, při které může tranzistor fungovat jako zesilovací prvek. Plocha kolektoru má maximální plochu, protože při vysokých proudech je nutné odvádět přebytečnou tepelnou energii pomocí externího radiátoru, aby se zabránilo přehřátí zařízení.

Ve schématech je pin emitoru označen šipkou., který určuje směr hlavního proudu zařízením. Hlavní proud je v sekci kolektor-emitor (nebo emitor-kolektor, v závislosti na směru šipky). Dochází k němu ale pouze tehdy, když v základním obvodu protéká řídicí proud. Poměr těchto proudů určuje zesilovací vlastnosti tranzistoru. Bipolární tranzistor je tedy proudové zařízení.

Tranzistory s efektem pole

Tranzistory tohoto typu se výrazně liší od bipolárních zařízení. Pokud se jedná o zařízení ovládaná slabým základním proudem určité polarity, pak polní zařízení vyžadují přítomnost řídicího napětí (elektrického pole), aby proud procházel polovodičem.

Elektrody mají názvy: brána, zdroj, odtok. A napětí, které otevírá kanál typu „n“ nebo typu „p“, je aplikováno na oblast hradla a určuje intenzitu proudu se správnou polaritou. Tato zařízení se také nazývají unipolární.

Kontrola pomocí multimetru

Tranzistory jsou aktivní prvky elektronického obvodu. Jejich provozuschopnost určuje jeho správnou funkci. Jak zkontrolovat tranzistor pomocí testeru – tato otázka je důležitá. Pokud znáte principy jeho fungování, není tento úkol obtížný.

Zařízení bipolárního typu

Jejich zapojení lze zjednodušit ve formě dvou polovodičových diod spojených proti sobě. Pro vodivostní zařízení „p – n – p“ budou katody spojeny a pro strukturu „n – p – n“ budou mít anody diod společný bod. V každém případě bude spojovacím bodem svorka základní elektrody a další dvě svorky budou emitor a kolektor.

Pro strukturu „p – n – p“ v diagramu směřuje šipka emitoru k základní svorce. V souladu s tím pro vodivost „n – p – n“ změní šipka emitoru svůj směr na opačný. Pro určení stavu polovodičového tranzistoru jsou velmi důležité informace o jeho typu, a tedy i označení jeho elektrod. Tyto informace lze získat z mnoha referenčních knih nebo z komunikace na tematických fórech.

U bipolárních vodivostních zařízení „p – n – p“ bude otevřený stav odpovídat připojení „záporné“ (černé) sondy testeru k základní svorce. „Pozitivní“ (červený) hrot je střídavě připojen ke kolektoru a emitoru. Půjde o přímé spojení „p – n“ přechodů.

V tomto případě bude odpor každého v rozsahu (600–1200) Ohmů. Přesná hodnota závisí na výrobci elektronických součástek. Odpor kolektorového přechodu bude o něco nižší než odpor emitorového přechodu.

Vzhledem k tomu, že bipolární tranzistor je prezentován ve formě back-to-back spojení dvou polovodičových diod s jednosměrnou vodivostí, při změně polarity sond odporového testeru budou v ideálním případě „p – n“ přechody normálně pracujících tranzistorů tíhnou k nekonečnu.

Stejný obrázek je třeba dodržet při měření odporu mezi svorkami emitoru a kolektoru. Navíc tato velká hodnota nezávisí na změně polarity měřicích sond. To vše platí pro pracovní tranzistory.

Proces kontroly provozuschopnosti (nebo poruchy) bipolárního polovodičového prvku pomocí multimetru sestává z následujícího:

• určení typu zařízení a jeho svorkového schématu;
• kontrola odporu jeho „p-n“ přechodů v dopředném směru;
• změna polarity sond a stanovení přechodových odporů s takovým spojením;
• kontrola odporu kolektor-emitor v obou směrech.

Určení stavu zařízení struktury „n – p – n“ se liší pouze tím, že pro přímé zapnutí přechodů je nutné připojit červený „kladný“ vodič multimetru k základní svorce a střídavě připojit černý (záporný) vodič k terminálu emitoru a kolektoru. Obrázek s hodnotami odporu pro tuto vodivost by se měl opakovat.

Příznaky vadného bipolárního tranzistoru zahrnují následující:

• „kontinuita“ přechodů „p – n“ vykazuje příliš nízké hodnoty odporu;
• Přechod „p – n“ „nezvoní“ v obou směrech.

V prvním případě můžeme hovořit o elektrickém průrazu křižovatky, nebo dokonce o zkratu.

Druhý případ ukazuje vnitřní zlom ve struktuře zařízení.

V obou případech nelze tuto instanci použít k práci v obvodu.

Tranzistory s efektem pole

Pro kontrolu funkčnosti tohoto prvku používáme stejný multimetr jako u bipolárního zařízení. Je třeba mít na paměti, že terénní pracovníci mohou být n-kanálové a p-kanálové.

Chcete-li zkontrolovat prvek prvního typu, musíte provést následující kroky:

• určit odpor sekce mozků a zdroje uzavřeného tranzistoru;
• otevřít přechod;
• určit odpor pracovníka v terénu;
• uzavřít přechod;
• Znovu změřte odpor uzavřeného tranzistoru s efektem pole.

Chcete-li určit odpor uzavřeného zařízení s n-kanálem, dotkněte se svorky „zdroj“ červeným vodičem a svorky „drain“ černým vodičem.

Polní zařízení se otevře aplikací kladného potenciálu na jeho „bránu“ (červený vodič).

Pro kontrolu otevřeného stavu tranzistoru se znovu změří odpor sekce drain-source (černý vodič – drain, červený – source). Odpor mírně otevřeného n-kanálu oproti prvnímu měření mírně klesá.

Uzavření zařízení je dosaženo aplikací záporného potenciálu na jeho „bránu“ (černý vodič multimetru). Poté se odpor sekce zdroje odtoku vrátí na původní hodnotu.

Při kontrole zařízení s p-kanálem zopakujte všechny předchozí kroky a změňte polaritu měřicích sond testeru.

Před testováním polních zařízení je nutné přijmout opatření na ochranu před účinky statického náboje, který může vnést do testovacího procesu značné potíže, nebo dokonce úplně poškodit testovaný výrobek. Mezi taková osvědčená opatření patří i pouhé dotýkání se radiátoru ústředního topení rukou. Odborníci používají náramek, který má antistatické vlastnosti.

Při testování vysoce výkonných tranzistorů tohoto typu je často možné určit přítomnost odporu, když je polovodičový kanál zcela uzavřen. To znamená, že mezi „zdroj“ a „odvod“ je zapojena ochranná dioda zabudovaná v těle zařízení. Změna polarity vodičů testeru pomáhá toto ověřit.

Kontrola zařízení v obvodu

Jak otestovat tranzistor multimetrem bez jeho odpájení, jak otestovat tranzistor s efektem pole – tyto otázky vyvstávají mezi radioamatéry poměrně často. Vyjmutí polovodičového zařízení z obvodu vyžaduje velkou péči a zkušenosti. Je nutné mít ve svém arzenálu nízkonapěťovou páječku s tenkým hrotem a náramek, který chrání před statickými výboji. Vodiče plošného spoje se mohou během provozu přehřát, nebo dokonce náhodně vzájemně zkratovat.

I když, pokud máte zkušenosti s takovou prací, je úkol zcela řešitelný. Samozřejmě musíte umět číst elektrická schémata a představit si fungování každé jeho součásti.

Hodnocení výkonu bipolárních tranzistorů s nízkým a středním výkonem se jen málo liší od kontroly těchto prvků „na stole“, kdy jsou všechny svorky zařízení v poloze přístupné pro testování.

Obtížnější je kontrola přímo v obvodu výkonových zařízení používaných v obvodech koncových stupňů zesilovačů a spínaných zdrojů. Tyto obvody obsahují prvky, které chrání tranzistory před dosažením maximálních přípustných režimů. Při kontrole stavů přechodů „p – n“ v těchto případech můžete získat naprosto nesprávné výsledky. Řešením je připájet výstup základny.

Kontrola polních zařízení může poskytnout výsledky, které jsou daleko od skutečného stavu věcí. Důvodem je přítomnost velkého počtu prvků pro korekci činnosti tranzistorů v obvodech, včetně nízkoodporových induktorů.

Stále existuje velké množství různých typů tranzistorů, k posouzení jejichž stavu je nutné použít různé speciální sondy. Ale to je téma na samostatný článek.