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.
Транзистор – это очень важный элемент большинства радиосхем. Тем, кто решил заняться радиомоделированием, необходимо в первую очередь знать, как их проверять и какие устройства при этом использовать.
В биполярном транзисторе имеется в наличии 2 PN перехода. Выводы из него называют эмиттером, коллектором и базой. Эмиттер и коллектор – это элементы, размещенные по краям, а база находится между ними, посередине. Если рассматривать классическую схему движения тока, то сначала он входит в эмиттер, а затем накапливается в коллекторе. База необходима для того, чтобы регулировать ток в коллекторе.
Пошаговая инструкция проверки мультимером
Перед началом проверки, прежде всего определяется структура триодного устройства, которая обозначается стрелкой эмиттерного перехода. Когда направление стрелки указывает на базу, то это вариант PNP, направление в сторону, противоположную базе, обозначает NPN проводимость.
Проверка мультимером PNP транзистора состоит из таких последовательных операций:
- Проверяем обратное сопротивление , для этого присоединяем «плюсовой» щуп прибора к его базе.
- Тестируется эмиттерный переход , для этого «минусовой» щуп подключаем к эмиттеру.
- Для проверки коллектора перемещаем на него «минусовой» щуп.
Результаты этих измерений должны показать сопротивление в пределах значения «1».
Для проверки прямого сопротивления меняем щупы местами:
- «Минусовой» щуп прибора присоединяем к базе.
- «Плюсовой» щуп поочередно перемещаем от эмиттера к коллектору.
- На экране мультиметра показатели сопротивления должны составить от 500 до 1200 Ом.
Данные показания свидетельствуют о том, что переходы не нарушены, транзистор технически исправен.
Многие любители имеют сложности с определением базы, и соответственно коллектора или эмиттера. Некоторые советуют начинать определение базы независимо от типа структуры таким способом: попеременно подключая черный щуп мультиметра к первому электроду, а красный – поочередно ко второму и третьему.
База обнаружится тогда, когда на приборе начнет падать напряжение. Это означает, что найдена одна из пар транзистора – «база – эмиттер» или «база – коллектор». Далее необходимо определить расположение второй пары таким же образом. Общий электрод у этих пар и будет база.
Инструкция проверки тестером
Тестеры различаются по видам моделей:
- Существуют приборы , в которых конструкцией предусмотрены устройства, позволяющие измерить коэффициент усиления микротранзисторов малой мощности.
- Обычные тестеры позволяют осуществить проверку в режиме омметра.
- Цифровой тестер измеряет транзистор в режиме проверки .
В любом из случаев существует стандартная инструкция:
- Прежде, чем начать проверку , необходимо снять заряд с затвора. Это делается так – буквально на несколько секунд заряд необходимо замкнуть с истоком.
- В случае, когда проверяется маломощный полевой транзистор , то перед тем, как взять его в руки, обязательно нужно снять статический заряд со своих рук. Это можно сделать, взявшись рукой за что-нибудь металлическое, имеющее заземление.
- При проверке стандартным тестером , необходимо в первую очередь определить сопротивление между стоком и истоком. В обоих направлениях оно не должно иметь особого различия. Величина сопротивления при исправном транзисторе будет небольшой.
- Следующий шаг – измерение сопротивления перехода, сначала прямое, затем обратное. Для этого необходимо подключить щупы тестера к затвору и стоку, а затем к затвору и истоку. Если сопротивление в обоих направлениях имеет разную величину, триодное устройство исправно.
Как проверить транзистор, не выпаивая из схемы
Схема пробника для проверки транзисторов: R1 20 кОм, С1 20 мкФ, Д2 Д7А - Ж.
Выпаивание из схемы определенного элемента сопряжено с некоторыми трудностями – по внешнему виду сложно определить, какое именно из них необходимо выпаивать.
Многие профессионалы для проверки транзистора непосредственно в гнезде предлагают использовать пробник. Этот прибор представляет собой блокинг-генератор, в котором роль активного элемента играет сама деталь, требующая проверки.
Система работы пробника со сложной схемой построена на включении 2 индикаторов, которые сообщают – пробита цепь, или нет. Варианты их изготовления широко представлены в интернете.
Последовательность действий при проверке транзисторов одним из таких приборов, следующая:
- Сначала тестируется исправный транзистор, с помощью которого проверяют, есть генерация тока, или нет. Если генерация есть, то продолжаем тестирование. При отсутствии генерации меняются местами выводы обмоток.
- Далее проверяется лампа Л1 на размыкание щупов. Л ампочка должна гореть. В случае, если этого не происходит, меняются местами выводы любой из обмоток .
- После этих процедур начинается непосредственная проверка прибором транзистора, который предположительно вышел из строя. К его выводам подключаются щупы.
- Переключатель устанавливается в положение PNP или NPN, включается питание.
Свечение лампы Л1 свидетельствует о пригодности проверяемого элемента схемы. Если же начинает гореть лампа Л2, значит есть какие-то неполадки (скорее всего пробит переход между коллектором и эмиттером);
В случае если не горит ни одна из ламп, то это признак того, что он вышел из строя.
Существуют также пробники с очень простыми схемами, которые перед началом работы не требуют никакой наладки. Они характеризуются очень малым током, который проходит через элемент, подлежащий тестированию. При этом, опасность его вывода из строя практически нулевая.
Для проверки нужно последовательно выполнить такие операции:
- Подключить к наиболее вероятному выходу базы один из щупов.
- Вторым щупом поочередно касаемся каждого из оставшихся двух выводов. Если в одном из подключений контакта нет, тогда произошла ошибка с выбором базы. Нужно начинать сначала с другой очередностью.
- Далее советуют проделать те же операции с другим щупом (поменять плюсовый на минусовый) на выбранной базе.
- Поочередное соединение базы щупами разных полярностей с коллектором и эмиттером в одном случае должно зафиксировать контакт, а в другом нет. Считается, что такой транзистор исправный.
Основные причины неисправности
Наиболее часто встречающиеся причины выхода из рабочего состояния триодного элемента в электронной схеме следующие:
- Обрыв перехода между составными частями.
- Пробой одного из переходов.
- Пробой участка коллектора или эмиттера.
- Утечка мощности под напряжением цепи.
- Видимое повреждение выводов.
Характерными внешними признаками такой поломки являются почернение детали, вспучивание, появление черного пятна. Поскольку эти изменения оболочки происходят только с мощными транзисторами, то вопрос диагностики маломощных остается актуальным.
- Существует множество способов определения неисправности, но для начала нужно разобраться в строении самого элемента, и четко понимать конструкционные особенности.
- Выбор прибора для проверки – это важный момент, касающийся качества результата. Поэтому при недостатке опыта не стоит ограничиваться подручными средствами.
- Проводя проверку , следует четко понимать причины выхода из строя тестируемой детали, чтобы не вернуться со временем к тому же состоянию неисправности бытовой электротехники.
Биполярный транзистор состоит из двух P-N переходов. Его выводы называются, как эммитер, база и коллектор. Слой, который посередине, называется базой. Эммитер и коллектор находятся по краям. В P-N-P транзисторе в классической схеме включения ток втекает в эммитер и собирается в коллекторе. А ток базы регулирует ток в коллекторе. Не будем на этом подробно останавливаться, если у вас и возникло желание разобраться с работой, то вы можете посмотреть соответствующую .
Как проверить транзистор, самым сложным здесь является поиск справочной документации на конкретный транзистор. Могу предложить вам в помощь огромный справочник радиоэлементов из которых мы узнаем о нем все.
Проверка биполярных транзисторов основана на том, что они имеют два n-p перехода, поэтому транзистор можно представить как два диода, общий вывод которых – база. Для n-p-n транзистора эти два эквивалентных диода соединены с базой анодами, а для транзистора p-n-p катодами. Транзистор считается исправным, если исправны оба перехода.
Для проверки транзистора один щуп мультиметра присоединяют к базе транзистора, а вторым щупом поочередно дотрагиваются к эмиттеру и коллектору. Затем меняют щупы местами и повторяют измерение.
Теперь чуть подробнее: Возьмем транзистор структуры N-P-N и проверим эмитерный переход для этого плюсовой щуп тестера подключаем к базе, а минусовой к эммитеру.
Как видим эмитерный переход в прямом подключение имеет небольшое сопротивление, затем мы должны увидеть аналогичные результаты на коллекторном переходе.
А вот затем мы меняем щупы местами и подключаем к области P - минусовой щуп мультиметра, а к области N соотвественно плюсовой щуп. На экране мы должны увидеть бесконечно большое сопротивление.
По результатам четырех измерений мы делаем вывод, что данный транзистор исправен и успешно может быть применен нами в наших радиолюбительских опытах
Как проверить транзистор простой пробник схема |
Схема выполнена на основе симметричного мультивибратора, но отрицательными обратными связями через конденсаторы С1 и С2. В момент времени, когда второй транзистор закрыт, положительный потенциал через открытый первый транзистор создаст слабое сопротивление на входе и, таким образом, увеличит нагрузочное качество пробника. С эмиттера VT1 положительный импульс поступает через конденсатор С1 на выход мультивибратора. Через открытый VT2 и диод VD1, конденсатор С1 начинает разряжаться.
Полярность выходных импульсов с выходов мультивибратора меняется с частотой 1 кГц и амплитудой около 4 вольт. Импульсы с одного из выходов мультивибратора поступают на разъем X3 и на эмиттер проверяемого на работоспособность транзистора, с другого выхода на разъем X2 база через резистор R5, а также и на разъем X1 пробника подключенного к коллектору исследуемого на работоспособность транзистора через резистор R6, светодиоды HL1, HL2 и динамик.
Если проверяемый прибор исправен засветится один из светодиодов (в случае n-p-n структуры испытуемого – HL1, при p-n-p – HL2) Если же загорятся оба светодиода – транзистор пробит, если не загорятся совсем, значит у проверяемого транзистора внутренний обрыв.
Для проверки диодов, исследуемый полупроводник подключают к разъемам X1 и X3. При исправном диоде будет светится один из светодиодов, в зависимости от полярности. Кроме световой индикации пробник оснащен звуковой сигнализацией, что очень полезно при ремонте электронной техники.
Схема похожа на предыдущую, но в ней используется микросхема К555ЛА3, а точнее ее логические элементы.
DD1.4 используется в роли выходного инвертирующего каскада. От резистора R1 и конденсатора C1 меняется частота следования выходных импульсов. Пробник, кроме проверки транзисторов и диодов можно, использовать и для проверки электролитических конденсаторов. Его контакты подсоединены к выводам Х1 и Х3. Поочередное свечение светодиодов косвенно свидетельствует об исправном электролитическом конденсаторе. Время свечения светодиодов определяется величиной емкости конденсатора.
Практически каждый опытный радиолюбитель знает, что исправность почти всех типов транзисторов можно определить простым омметром. Им же можно «вычислить» и проводимость – главное знать, что и как должно «звониться». Сегодня я приведу небольшую памятку, заглядывая в которую, научимся это делать и мы. Прежде всего сразу определимся, что прозванивать транзисторы (как и любые полупроводники) нужно обязательно постоянным током.
Такой режим обеспечивают практически все бытовые стрелочные тестеры, а вот с цифровыми дело обстоит несколько хуже, поскольку многие из них проводят измерение сопротивлений переменным током. Для наших целей подойдут лишь те приборы, которые предназначены для проверки диодов. На таких устройствах для этого обычно используется один из диапазонов измерения сопротивлений, дополнительно обозначенный значком диода:
На приборе слева для прозвонки диода существует специальный диапазон (обозначен значком диода), прибор справа сможет проверить диод на пределе 2000 Ом
Поставьте тестер на этот диапазон и прозвоните заведомо исправный диод. В одну сторону прибор покажет обрыв, в другую – некоторое сопротивление, которое будет зависеть от типа и мощности диода. Если получилось, то наш прибор справится и с транзисторами.
Ну а теперь посмотрим, что представляет собой транзистор с «точки зрения» тестера. Обычный биполярный транзистор будет выглядеть как два диода, соединенные катодами (p-n-p проводимости) или анодами (n-p-n проводимости):
Таким образом, вывод базы будет в обрыве с коллектором и эмиттером при одной полярности, а если ее сменить (поменять местами щупы омметра), то переход база-эмиттер и база-коллектор покажут сопротивление, как обычные диоды.
Точно так же звонится и составной транзистор, но прямое сопротивление база-эмиттер будет несколько выше сопротивления база-коллектор, поскольку его эквивалентная схема выглядит так:
Прозавнивая мощные биполярные транзисторы следует обращать внимание на то, не предусмотрен ли конструкторами защитный диод (обозначен пунктиром), который может стоять между коллектором-эмиттером или базой-эмиттером. Если диод стоит, но вы о нем не знаете, то транзистор можно ошибочно принять за неисправный.
А вот так будет выглядеть однопереходной транзистор, причем сопротивление база1-эмиттер будет ниже, чем сопротивление эмиттер-база2:
Ну и остался полевой транзистор. К сожалению, убедиться в исправности прибора с изолированным затвором (к ним относятся и так называемые MOSFET-транзисторы) при помощи тестера не удастся – слишком высоко сопротивление изолированного затвора, но полевой транзистор на основе p-n перехода можно и прозвонить:
Единственно, перед тем, как измерить сопротивление исток-сток, кратковременно замкните вывод затвора на исток – это снимет с него оставшийся после предыдущих измерений заряд и исключит неверный результат измерения.
Ну и не стоит забывать, что полевые транзисторы (особенно с изолированным затвором) очень чувствительны к статическому электричеству, которое может накапливаться на нашем теле. Поэтому перед тем, как взять в руки такой транзистор, коснитесь любого заземленного предмета (водопроводная труба, батарея отопления, контур заземления и т.п.) – это снимет заряд с тела и, возможно, спасет жизнь транзистору.
В заключение хочу сказать, что прозвонка транзистора тестером не дает полной гарантии, что прибор (в смысле транзистор) исправен, но вероятность того, что он жив, достаточно высока – обычно неисправность заключается либо в пробое, либо в выгорании перехода.
Как проверить биполярный транзистор мультиметром?
Биполярный транзистор состоит из двух . Существуют два вида биполярных транзисторов: PNP-транзистор и NPN-транзистор.
На рисунке ниже структурная схема PNP-транзистора:
Схематическое обозначение PNP-транзистора в схеме выглядит так:
где Э — это эмиттер, Б — база, К — коллектор.
Существует также другая разновидность биполярного транзистора: NPN-транзистор. Здесь уже материал P заключен между двумя материалами N.
Вот его схематическое изображение на схемах
Так как диод состоит из одного PN-перехода, а транзистор из двух, то значит можно представить транзистор, как два диода! Эврика!
Теперь же мы с вами можем проверить транзистор, проверяя эти два диода, из которых, грубо говоря, состоит транзистор. Как проверить диод мультиметром, можно прочитать .
Проверяем транзистор с помощью мультиметра
Ну что же, давайте на практике определим работоспособность нашего транзистора. А вот и наш пациент:
Внимательно читаем, что написано на транзисторе: С4106. Теперь открываем поисковик и ищем документ-описание на этот транзистор. По-английски он называется datasheet. Прямо так и вбиваем в поисковике «C4106 datasheet». Имейте ввиду, что импортные транзисторы пишутся английскими буквами.
Нас больше всего интересует распиновка контактов и какого он типа: NPN или PNP. То есть нам нужно узнать, какой вывод что из себя представляет. Для этого транзистора нам нужно узнать, где у него база, где эмиттер, а где коллектор.
А вот и схемка распиновки:
Теперь нам понятно, что первый вывод — это база, второй вывод — это коллектор, ну а третий — эмиттер.
Возвращаемся к нашему рисунку
Наш подопечный — это NPN-транзистор.
Ставим на прозвонку и начинаем проверять «диоды» транзистора. Для начала ставим «плюс» к базе, а «минус» к коллектору
Все ОК, прямой PN-переход должен обладать небольшим падением напряжения для кремниевых транзисторов 0,5-0,7 Вольт, а для германиевых 0,3-0,4 Вольта. На фото 543 милливольта или 0,54 Вольта.
Проверяем переход база-эмиттер, поставив на базу «плюс» , а на эмиттер «минус».
Видим снова падение напряжения прямого PN перехода. Все ОК.
Меняем щупы местами. Ставим «минус» на базу, а «плюс» на коллектор. Сейчас мы замеряем обратное падение напряжения на PN переходе.
Все ОК, так как видим единичку.
Проверяем теперь обратное падение напряжения перехода база-эмиттер.
Здесь у нас мультиметр также показывает единичку. Значит можно дать диагноз транзистору — здоров.
Давайте проверим еще один транзистор. Он подобен транзистору, который мы вами рассмотрели. Его распиновка (то есть положение и значение выводов) такая же, как у нашего первого героя. Также ставим мультиметр на прозвонку и цепляемся к нашему подопечному.
Нолики… Это не есть хорошо. Это говорит о том, что PN-переход пробит. Можно смело выкидывать такой транзистор в мусор.
Очень удобно проверять транзисторы, имея
Заключение
В заключении статьи, хотелось бы добавить, что лучше всегда находить даташит на проверяемый транзистор. Бывают так называемые составные транзисторы. Что это значит? Это значит, что в одном конструктивном корпусе транзистора могут быть вмонтированы два или даже больше транзисторов. Имейте также ввиду, что некоторые радиоэлементы имеют такой же корпус, как и транзисторы. Это могут быть тиристоры, стабилизаторы, преобразователи напряжения или даже какая-нибудь заморская микросхема. Поэтому, не ленитесь пользоваться интернетом.
