Радиолюбители знают, что зачастую много времени приходится тратить на поиск неисправностей, возникающих в электронных схемах по различным причинам. Если схема собирается самостоятельно, то заключительным этапом работы будет проверка её работоспособности. А начинать необходимо с подбора заведомо исправных электронных компонентов. В радиолюбительских конструкциях широкое применение находят полупроводниковые приборы. Проверка транзистора, как прозвонить транзистор мультиметром — это немаловажные вопросы.
Типы транзисторов
Разновидностей этого вида полупроводниковых приборов по мере развития электроники появляется всё больше и больше. Появление каждой новой группы обусловлено повышением требований, предъявляемых к работе электронных устройств и к их техническим характеристикам.
Биполярные приборы
Биполярные полупроводниковые транзисторы являются наиболее часто встречающимися элементами электронных схем. Даже если рассмотреть построение различных больших микросхем, можно увидеть огромное количество представителей полупроводников этого вида.
Определение «биполярные» произошло от видов носителей электрического тока, которые в них присутствуют. Этот ток определяется движением отрицательных и положительных зарядов в теле полупроводника.
Каждая область трёхслойной структуры имеет свой металлический вывод, с помощью которого прибор подключается к другим элементам электронной схемы. Эти выводы имеют свои названия: эмиттер, база, коллектор. Эмиттер и коллектор — это внешние области. Внутренняя область — база.
Биполярные транзисторы образуют две группы в зависимости от типа полупроводника. Они обозначаются «p — n — p» и «n — p — n» Области соприкосновения полупроводников различных типов носят название «p — n» переходов.
Область базы является самой тонкой. Её толщина определяет частотные свойства прибора, то есть максимальную частоту радиосигнала, на которой может работать транзистор в качестве усилительного элемента. Область коллектора имеет максимальную площадь, так как при больших токах необходимо отводить избыточную тепловую энергию с помощью внешнего радиатора для исключения перегрева прибора.
На схемах вывод эмиттера обозначается стрелкой, которая определяет направление основного тока через прибор. Основным является ток на участке коллектор — эмиттер (или эмиттер — коллектор, в зависимости от направления стрелки). Но он возникает только в случае протекания управляющего тока в цепи базы. Соотношение этих токов определяет усилительные свойства транзистора. Таким образом, биполярный транзистор — это токовый прибор.
Полевые транзисторы
Транзисторы этого типа существенно отличаются от биполярных приборов. Если последние являются устройствами, управляемыми слабым током базы определённой полярности, то полевым приборам для протекания тока через полупроводник требуется наличие управляющего напряжения (электрического поля).
Электроды имеют названия: затвор, исток, сток. А напряжение, открывающее канал «n» типа или «p» типа, прикладывается к области затвора и определяет интенсивность тока при правильной его полярности. Эти приборы ещё называют униполярными.
Проверка мультиметром
Транзисторы являются активными элементами электронной схемы. Их исправность определяет её правильную работу. Как проверить тестером транзистор — этот вопрос является важным. При знании принципов его работы эта задача не представляет большого труда.
Приборы биполярного типа
Их схему упрощённо можно представить в виде двух полупроводниковых диодов, включённых навстречу друг другу. Для приборов «p — n — p» проводимости соединены будут катоды, а для «n — p — n» структуры общую точку будут иметь аноды диодов. В любом случае точка соединения будет выводом электрода базы, а два других вывода, соответственно, эмиттером и коллектором.
Для структуры «p — n — p» на схеме стрелка эмиттера направлена к выводу базы. Соответственно, для проводимости «n — p — n» стрелка эмиттера изменит своё направление на противоположное. Для определения состояния полупроводникового транзистора большое значение имеет информация о его типе и, соответственно, о маркировке его электродов. Эту информацию можно узнать из многочисленных справочников или из общения на тематических форумах.
Для биполярных приборов «p — n — p» проводимости открытому состоянию будет соответствовать подключение «минусового» (чёрного) щупа тестера к выводу базы. «Положительный» (красный) наконечник поочерёдно подключается к коллектору и эмиттеру. Это будет прямым включением «p — n» переходов.
При этом сопротивление каждого будет находиться в диапазоне (600−1200) Ом. Конкретное значение зависит от производителя электронных компонентов. Сопротивление коллекторного перехода будет иметь величину немного меньшую, чем эмиттерного.
Так как биполярный транзистор представлен в виде встречного включения двух полупроводниковых диодов с односторонней проводимостью, то при смене полярности щупов тестера сопротивления «p — n» переходов у нормально работающих транзисторов будет в идеале стремиться к бесконечности.
Такая же картина должна наблюдаться при измерении сопротивления между выводами эмиттера и коллектора. Причём это большое значение не зависит от смены полярности измерительных щупов. Всё это относится к исправным транзисторам.
Процесс проверки исправности (или неисправности) биполярного полупроводникового элемента с помощью мультиметра сводится к следующему:
- определение типа прибора и схемы его выводов;
- проверка сопротивлений его «p — n» переходов в прямом направлении;
- смена полярности щупов и определение сопротивлений переходов при таком подключении;
- проверка сопротивления «коллектор — эмиттер» в обоих направлениях.
Определение исправности приборов «n — p — n» структуры отличается только тем, что для прямого включения переходов к выводу базы необходимо подключить красный «положительный» провод мультиметра, а к выводам эмиттера и коллектора поочерёдно подсоединять чёрный (отрицательный). Картина с величинами сопротивлений для этой проводимости должна повториться.
К признакам неисправности биполярных транзисторов можно отнести следующие:
- «прозвонка» «p — n» переходов показывает слишком малые значения сопротивлений;
- «p — n» переход не «прозванивается» в обе стороны.
В первом случае можно говорить об электрическом пробое перехода, а то и вовсе о коротком замыкании.
Второй случай показывает внутренний обрыв в структуре прибора.
В обоих случаях данный экземпляр не может быть использован для работы в схеме.
Полевые транзисторы
Для проверки работоспособности этого элемента используем тот же мультиметр, что и для биполярного прибора. Необходимо помнить, что полевики могут быть n-канальными и p-канальными.
Для проверки элемента первого типа необходимо выполнить следующие действия:
определить сопротивление участка «сток — исток» закрытого транзистора;- произвести открытие перехода;
- определить сопротивление открытого полевика;
- произвести закрытие перехода;
- повторно сделать замер сопротивления закрытого полевого транзистора.
Для определения сопротивления закрытого прибора с n-каналом производят касание красным проводом вывода «исток», а чёрным — «сток».
Открытие полевого прибора производится подачей на его «затвор» положительного потенциала (красный провод).
Для проверки открытого состояния транзистора повторно измеряется сопротивление участка «сток — исток» (чёрный провод — сток, красный — исток). Сопротивление приоткрытого n-канала немного уменьшается по сравнению с первым замером.
Закрытие прибора достигается подачей на его «затвор» отрицательного потенциала (чёрный провод мультиметра). После этого сопротивление участка «сток — исток» вернётся к своему первоначальному значению.
При проверке p-канального прибора повторяют все предыдущие действия, переменив полярность измерительных щупов тестера.
Необходимо перед проверками полевых приборов принять меры, защищающие от воздействия статических зарядов, которые могут внести значительные сложности в процесс проверки, а то и вовсе вывести проверяемое изделие из строя. К таким проверенным мерам можно отнести простое касание рукой батареи центрального отопления. Специалисты применяют браслет, обладающий антистатическими свойствами.
При проверках транзисторов большой мощности этого типа часто при полностью запертом полупроводниковом канале можно определить наличие сопротивления. Это означает, что между «истоком» и «стоком» включён защитный диод, встроенный в корпус прибора. Убедиться в этом помогает смена полярности выводов тестера.
Проверка приборов в схеме
Как мультиметром проверить транзистор, не выпаивая, как проверить полевой транзистор — эти вопросы возникают у радиолюбителей довольно часто. Извлечение полупроводникового прибора из схемы требует большой аккуратности и опыта работы. Необходимо иметь в своём арсенале низковольтный паяльник с тонким жалом, браслет, защищающий от статических разрядов. Проводники печатной платы в процессе работы можно перегреть, а то и случайно замкнуть между собой.
Хотя при наличии опыта в такой работе — задача вполне решаемая. Конечно, необходимо уметь читать электрические схемы и представлять работу каждого из её компонентов.
Оценка работоспособности биполярных транзисторов малой и средней мощности мало отличается от проверки этих элементов «на столе», когда все выводы прибора находятся в доступном для проверки положении.
Сложнее проходит проверка непосредственно в схеме приборов большой мощности, применяемых в схемах выходных каскадов усилителей, импульсных блоках питания. В этих схемах присутствуют элементы, защищающие транзисторы от выхода последних на максимально допустимые режимы. При проверке состояний «p — n» переходов в этих случаях можно получить абсолютно не верные результаты. Как выход — выпаивание вывода базы.
Проверка полевых приборов может дать результат, далёкий от реального положения дел. Причина — наличие в схемах большого количества элементов коррекции работы транзисторов, включая катушки индуктивности низкого сопротивления.
Существует ещё большое количество различных типов транзисторов, для оценки состояния которых приходится применять различные специальные пробники. Но это тема для отдельного материала.
