Как проверить работоспособность транзистора: Краткие советы, как проверить транзистор | Электронные компоненты. Дистрибьютор и магазин онлайн

Содержание

Как проверить транзистор на усилителе

Содержание

1 Как проверить автомобильный усилитель в домашних условиях
2 Как проверить усилитель автомобильный мультиметром
3 Как прозвонить усилитель звука мультиметром
4 Как проверить усилитель звука в магнитоле
- - 4.0.1 о транзисторе
  - 4.0.2 Проверка работоспособности транзистора
  - 4.0.3 Признаки неисправного транзистора
  - 4.0.4 Определение цоколевки у транзистора
5 С чего начать?
6 Проверка биполярного транзистора мультиметром
7 Проверка работоспособности полевого транзистора
8 Проверка составного транзистора
9 Как проверить однопереходной транзистор
10 Как проверить транзистор мультиметром, не выпаивая их схемы?

Каждый владелец техники должен знать как проверить усилитель автомобильный на работоспособность. Для начала нужно проверить наличие питания на клеммах усилителя, делаем это мультиметром или же любой автомобильной лампочкой.

Отсутствие напряжения 12-14 Вольт на основных клеммах питания усилителя свидетельствует:

о проблемах с проводкой автомобиля;
с наличем короткого замыкания в цепях питания.

Многие автомобильные усилители, бюджетного класса и выше, оборудованы встроенной системой защиты с индикацией, которой служит светодиод красного цвета, подписан он как «Protect — защита». Если с питанием в бортовой системе автомобиля всё в порядке, то нужно более тщательно в домашних условиях и с помощью мультиметра выполнить ремонт и восстановление работоспособности устройства.

Как проверить автомобильный усилитель в домашних условиях

Для того чтобы проверить работоспособность усилителя для авто в домашних условиях можно воспользоваться любым блоком с выходным постоянным напряжением от 12 до 14 вольт, или же компьютерным блоком, в котором есть необходимое для запуска усилителя напряжение. Мощность источника должна быть не менее 200 вольт и перед включением, обязательно, регулятор громкости мощности установить на минимум. Процесс ремонта всегда нужно начинать с визуального осмотра всех радиодеталей на монтажной плате усилителя. Стандартная модель автомобильного усилителя состоит из трёх основных узлов:

блок преобразователя входного напряжения, который выполняет изменение однополярного входного напряжения бортовой цепи автомобиля, в двух полярный с повышением величины напряжения до 20 Вольт;
узел усилителя мощности, зачастую он выполнен на биполярных транзисторах, которые установлены на радиаторах, необходимых для увеличения площади рассеивания тепла. Мощные выходные каскады на максимальной мощности очень сильно греются, поэтому плохое, негерметичное соединение плоскости транзистора и теплоотводящего радиатора обязательно приведёт к его перегреву, а соответственно и к пробою;
блок регуляторов частоты, служащий для изменения тембра звучания. Распространённая неисправность этого узла связана с ухудшением плавности изменения сопротивления переменными резисторами.

После вскрытия корпуса стоит внимательно осмотреть каждую деталь усилителя, особое внимание обратить на:

перегоревшие предохранители. Сквозь стеклянную колбу должна быть видна не оборванная нить плавкой вставки;

резисторы, не должны иметь видимого нагара, свидетельствующего об их перегорании;

Одна из самых распространённых неисправностей, вышедших из строя автомобильных усилителей, связаны с поломкой именно инверторного блока питания. Этот узел состоит из:

входных фильтрующих конденсаторов с большой ёмкостью;
импульсного трансформатора;
транзисторного преобразователя и микросхемы для выполняющих роль инвертирующего устройства;
выпрямительных диодов, работающих в паре;
сглаживающей цепочки, состоящей дросселя и нескольких электролитических конденсаторов.

В любом случае обнаруженные сгоревшие детали должны быть заменены на новые. При этом ни предохранитель, ни резистор установленный в звуковоспроизводящей аппаратуре не выходит со строя без сопутствующих причин. Конденсатор со временем может высохнуть и вздуться. Более точные исследования и проверка усилителей выполняется с помощью мильтиметра и осциллографа.

Как проверить усилитель автомобильный мультиметром

Перед тем как проверить усилитель звука на работоспособность, необходимо мультиметром выявить нет ли короткого замыкания в цепях блока питания, которое могло произойти в следствии пробоя полупроводникового диода или транзистора.

Чтобы проверить работу усилителя звука, а точнее его инвертирующего и сглаживающего пульсации узла, необходимо установить мультиметр в режим измерения тока и подключить последовательно в цепь питания. Величина рабочего тока должна быть в пределах до 500мА (то есть 0,5 А). Если эта величина зашкаливает, то вероятно вышел из строя блока питания установленный внутри усилителя, а точнее пробой силовой цепи.

Как прозвонить усилитель звука мультиметром

Для того чтобы правильно и с большой долей вероятности найти вышедший из строя транзистор выходного каскада, тем самым проверить усилитель звука, лучше всего выпаивать каждый из этих полупроводниковых приборов. Однако, эта процедура весьма трудоёмкая и займёт много времени, поэтому выходные транзисторы проверяются непосредственно на монтажной плате, переключив его на измерение сопротивления или на прозвонку цепи. Если присоединяя к ножкам щёпы мултиметра сопротивление и в одну и в другую сторону будет одинаковым или очень низким, то это значит транзистор пробит и требует замены.

Прозвонить можно также и диоды, которые должны пропускать ток в одном направлении, то есть если дотронуться щупами омметра в одну сторону сопротивление должно быть низкое, то в другую сторону больше 100 кОм.

Можно прозвонить эмиттерную цепь выходного каскада, но для этого нужно знать распайку транзисторов, то есть где у него база, эмиттер и коллектор. Проверка усилителя звука заключается в том что одним щупом прикасаются к эмиттеру транзистора выходного каскада, а другим на клемму идущую на динамик. Прозвонка должна показывать нулевое сопротивление или близкое к нему значение. Понять как проверить усилитель звука мультиметром сможет и человек малознакомый с электроникой.

Как проверить усилитель звука в магнитоле

Разобраться и понять, как проверить работает ли усилитель звука в магнитоле или нет, нужно применить алгоритм аналогичный с проверкой автомобильного усилителя. То есть:

проверить наличие питания, и короткого замыкания в системе источника снабжения электроэнергией;
внимательно осмотреть монтажную плату, на наличие явно вышедших со строя элементов и радиодеталей;
проверить плотность прилегания радиатора к транзисторам и микросхемам выходных каскадов.

Способов и приемов, как прозвонить усилитель звука, множество, но далеко не все специалисты хотят открывать тайну, нахождения неисправности.

В этой статье, мы расскажем вам, как проверить транзистор мультиметром. Наверняка многим из вас хорошо известно, что большинство мультиметров имеют в своём арсенале, специальное гнездо, но не в любой ситуации использование гнезда удобно и оптимально. Так для того, чтобы подобрать несколько элементов, имеющим одинаковый коэффициент усиления, использование гнезда вполне оправданно, а для выявления работоспособности транзистора, вполне достаточно воспользоваться тестером.

о транзисторе

Давайте вспомним о том, что вне зависимости от того, проверяем мы транзистор с прямой или обратной проводимостью, они имеют два p-n перехода. Любой из этих переходов можно сопоставить с диодом. Исходя из этого, можно с уверенностью заявить, что транзистор представляют собой пару диодов, соединённых параллельно, а место их соединения, является базой.

Таким образом получается, что у одного из диодов выводы будут представлять собой базу и коллектор, а у второго диода выводы будут представлять базу и эмиттер, или наоборот. Исходя из выше написанного, наша задача сводится к проверке напряжения падения на полупроводниковом приборе, или проверки его сопротивления. Если диоды работоспособны, значит и проверяемый элемент рабочий.Для начала рассмотрим транзистор с обратной проводимостью, то есть имеющим структуру проводимости N-P-N. На электрических схемах, разных устройств, структуру транзистора определяют с помощью стрелки, которая указывает эмиттерный переход. Так если стрелка указывает на базу, значит, мы имеем дело c с транзистором прямой проводимости, имеющим структуру p-n-p, а если наоборот, значит это транзистор с обратной проводимостью, имеющий структуру n-p-n.

Для открытия транзистора с прямой проводимостью, нужно дать отрицательное напряжение на базу. Для этого берём мультиметр, включаем его, и после этого выбираем режим измерения прозвонки, обычно он обозначается символическим изображением диода.

В этом режиме прибор показывает падение напряжения в мВ. Благодаря этому мы можем определить кремниевый или германиевый диод или транзистор. Если падение напряжения лежит в пределах 200-400 мВ, то перед нами германиевый полупроводник, а если 500-700 кремниевый.

Проверка работоспособности транзистора

Подключаем на базу транзистора, плюсовой щуп (красный цвет), другим щупом (черный- минус) подключаем к выводу коллектора и делаем измерение

Затем минусовым щупом подключаем к выводу эмиттера и измеряем.

Если переходы транзистора не пробиты, то падение напряжения на коллекторном и эмиттерном переходе должно быть на границе от 200 до 700 мВ.

Теперь произведём обратное измерение коллекторного и эмиттерного перехода. Для этого берем, подключаем черный щуп к базе, а красный по очереди подключаем к эмиттеру и коллектору, производя измерения.

Во время измерения, на экране прибора высветится цифра «1», что в свою очередь означает, что при выбранном нами режиме измерения, падение напряжения отсутствует. Точно также, можно проверить элемент, который находиться на электронной плате, от какого-либо устройства, при этом во многих случаях можно обойтись и без выпаивания его из платы. Бывают случаи, когда на впаянные элементы в схеме, оказывают большое влияние резисторы с малым сопротивлением. Но такие схематические решения, встречаются очень редко. В таких случаях при измерении обратного коллекторного и эмиттерного перехода, значения на приборе будут низкие, и тогда нужно выпаивать элемент из печатной платы. Способ проверки работоспособности элемента с обратной проводимостью (P-N-P переход), точно такой же, только на базу элемента подключается минусовой щуп измерительного прибора.

Признаки неисправного транзистора

Теперь мы знаем, как определить рабочий транзистор, а как проверить транзистор мультиметром и узнать, что он не рабочий? Тут тоже всё достаточно легко и просто. Первая неисправность элемента, выражается в отсутствии падения напряжения или в бесконечном большом сопротивлении, прямого и обратного p-n перехода. То есть, при прозвонке прибор показывает «1». Это обозначает, что измеряемый переход в обрыве и элемент не рабочий. Другая неисправность элемента, выражается в наличии большого падения наряжения на полупроводнике (прибор при этом как правило пищит), или около нулевом значении сопротивления прямого и обратного p-n перехода. В таком случае пробита внутренняя структура элемента (короткозамкнута), и он не рабочий.

Определение цоколевки у транзистора

Теперь давайте научимся определять, где у транзистора находится база, эмиттер и коллектор. В первую очередь начинают искать базу элемента. Для этого включаем мультиметр в режим прозвонки. Положительный щуп закрепляем на левую ножку, а минусовым последовательно производим измерение на средней и правой ножке.

Мультиметр нам показал «1» между левой и средней ножкой, а между левой и правой ножкой показания составили 555 мВ.

Пока эти измерения не дают нам возможности, сделать какие-либо выводы. Двигаемся вперёд. Закрепляемся плюсовым щупом на средней ножке, а минусовым последовательно производим измерение на левой и правой ноге.

Тостер показал значение равное «1» между левой и средней ногой, и 551 мВ, между средней и правой ногой.

Эти измерения, тоже не дают возможности сделать вывод и определить базу. Двигаемся дальше. Закрепляем плюсовой щуп на правой ноге, а минусовым щупом по очереди закрепляем среднюю и левую ногу, при этом производим измерения.

В ходе измерения мы видим, что величина падения напряжения между правой и средней ножкой равна единице, и между правой и левой ножкой тоже равно единице (бесконечность). Таким образом, мы нашли базу транзистора, и она находиться на правой ноге.

Теперь нам осталось определить, на какой ноге коллектор, а на какой эмиттер. Для этого прибор следует переключить в измерение сопротивления 200 кОм. Измеряем на средней и левой ноге, для чего закрепим щуп с минусом на правой ноге(база), а плюсовой по очереди будем закреплять на средней ноге и левой, при этом проводя измерения сопротивления.

Получив измерения мы видим, что на левой ноге R=121,0 кOм, а на средней ноге R=116.4 кOм. Следует запомнить раз и навсегда, если вы будете в дальнейшем проверять и находить эмиттер и коллектор, что сопротивление коллекторного перехода в любых случаях меньше, чем сопротивление эмиттера.

Подведём итоги наших измерений:

Измеряемый нами элемент имеет p-n-p структуру.
Нога базы, расположена справа.
Нога коллектора, расположена в середине.
Нога эмиттера находится слева.

Пробуйте и определяйте работоспособность полупроводниковых элементов, это ведь очень легко!

На этом все. Если у Вас есть замечания или предложения по данной статье, прошу написать администратору сайта.

Полупроводниковые элементы используются практически во всех электронных схемах. Те, кто называют их наиболее важными и самыми распространенными радиодеталями абсолютно правы. Но любые компоненты не вечны, перегрузка по напряжению и току, нарушение температурного режима и другие факторы могут вывести их из строя. Расскажем (не перегружая теорией), как проверить работоспособность различных типов транзисторов (npn, pnp, полярных и составных) пользуясь тестером или мультиметром.

С чего начать?

Прежде, чем проверить мультиметром любой элемент на исправность, будь то транзистор, тиристор, конденсатор или резистор, необходимо определить его тип и характеристики. Сделать это можно по маркировке. Узнав ее, не составит труда найти техническое описание (даташит) на тематических сайтах. С его помощью мы узнаем тип, цоколевку, основные характеристики и другую полезную информацию, включая аналоги для замены.

Например, в телевизоре перестала работать развертка. Подозрение вызывает строчный транзистор с маркировкой D2499 (кстати, довольно распространенный случай). Найдя в интернете спецификацию (ее фрагмент показан на рисунке 2), мы получаем всю необходимую для тестирования информацию.

Рисунок 2. Фрагмент спецификации на 2SD2499

Большая вероятность, что найденный даташит будет на английском, ничего страшного, технический текст легко воспринимается даже без знания языка.

Определив тип и цоколевку, выпаиваем деталь и приступаем к проверке. Ниже приведены инструкции, с помощью которых мы будем тестировать наиболее распространенные полупроводниковые элементы.

Проверка биполярного транзистора мультиметром

Это наиболее распространенный компонент, например серии КТ315, КТ361 и т.д.

С тестированием данного типа проблем не возникнет, достаточно представить pn переход в как диод. Тогда структуры pnp и npn будут иметь вид двух встречно или обратно подключенных диодов со средней точкой (см. рис.3).

Рисунок 3. «Диодные аналоги» переходов pnp и npn

Присоединяем к мультиметру щупы, черный к «СОМ» (это будет минус), а красный к гнезду «VΩmA» (плюс). Включаем тестирующее устройство, переводим его в режим прозвонки или измерения сопротивления (достаточно установить предел 2кОм), и приступаем к тестированию. Начнем с pnp проводимости:

Присоединяем черный щуп к выводу «Б», а красный (от гнезда «VΩmA») к ножке «Э». Смотрим на показания мультиметра, он должен отобразить величину сопротивления перехода. Нормальным считается диапазон от 0,6 кОм до 1,3 кОм.
Таким же образом проводим измерения между выводами «Б» и «К». Показания должны быть в том же диапазоне.

Если при первом и/или втором измерении мультиметр отобразит минимальное сопротивление, значит в переходе(ах) пробой и деталь требует замены.

Меняем полярность (красный и черный щуп) местами и повторяем измерения. Если электронный компонент исправный, отобразится сопротивление, стремящееся к минимальному значению. При показании «1» (измеряемая величина превышает возможности устройства), можно констатировать внутренний обрыв в цепи, следовательно, потребуется замена радиоэлемента.

Тестирование устройства обратной проводимости производится по такому же принципу, с небольшим изменением:

Красный щуп подключаем к ножке «Б» и проверяем сопротивление черным щупом (прикасаясь к выводам «К» и «Э», поочередно), оно должно быть минимальным.
Меняем полярность и повторяем измерения, мультиметр покажет сопротивление в диапазоне 0,6-1,3 кОм.

Отклонения от этих значений говорят о неисправности компонента.

Проверка работоспособности полевого транзистора

Этот тип полупроводниковых элементов также называют mosfet и моп компонентами. На рисунке 4 показано графическое обозначение n- и p-канальных полевиков в принципиальных схемах.

Рис 4. Полевые транзисторы (N- и P-канальный)

Для проверки этих устройств подключаем щупы к мультиметру, таким же образом, как и при тестировании биполярных полупроводников, и устанавливаем тип тестирования «прозвонка». Далее действуем по следующему алгоритму (для n-канального элемента):

Касаемся черным проводом ножки «с», а красным – вывода «и». Отобразится сопротивление на встроенном диоде, запоминаем показание.
Теперь необходимо «открыть» переход (получится только частично), для этого щуп с красным проводом соединяем с выводом «з».
Повторяем измерение, проведенное в п. 1, показание изменится в меньшую сторону, что говорит о частичном «открытии» полевика.
Теперь необходимо «закрыть» компонент, с этой целью соединяем отрицательный щуп (провод черного цвета) с ножкой «з».
Повторяем действия п. 1, отобразится исходное значение, следовательно, произошло «закрытие», что говорит об исправности компонента.

Для тестирования элементов p-канального типа последовательность действий остается той же, за исключением полярности щупов, ее нужно поменять на противоположную.

Заметим, что биполярные элементы, у которых изолированный затвор (IGBT), тестируются также, как описано выше. На рисунке 5 показан компонент SC12850, относящийся к этому классу.

Рис 5. IGBT транзистор SC12850

Для тестирования необходимо выполнить те же действия, что и для полевого полупроводникового элемента, с учетом, что сток и исток последнего будут соответствовать коллектору и эмиттеру.

В некоторых случаях потенциала на щупах мультиметра может быть недостаточно (например, чтобы «открыть» мощный силовой транзистор), в такой ситуации понадобится дополнительное питание (хватит 12 вольт). Подключать его нужно через сопротивление 1500—2000 Ом.

Проверка составного транзистора

Такой полупроводниковый элемент еще называют «транзистор Дарлингтона», по сути это два элемента, собранные в одном корпусе. Для примера, на рисунке 6 показан фрагмент спецификации к КТ827А, где отображена эквивалентная схема его устройства.

Рис 6. Эквивалентная схема транзистора КТ827А

Проверить такой элемент мультиметром не получится, потребуется сделать простейший пробник, его схема показана на рисунке 7.

Рис. 7. Схема для проверки составного транзистора

Обозначение:

Т – тестируемый элемент, в нашем случае КТ827А.
Л – лампочка.
R – резистор, его номинал рассчитываем по формуле h31Э*U/I, то есть, умножаем величину входящего напряжения на минимальное значение коэффициента усиления (для КТ827A — 750), полученный результат делим на ток нагрузки. Допустим, мы используем лампочку от габаритных огней автомобиля мощностью 5 Вт, ток нагрузки составит 0,42 А (5/12). Следовательно, нам понадобится резистор на 21 кОм (750*12/0,42).

Тестирование производится следующим образом:

Подключаем к базе плюс от источника, в результате должна засветиться лампочка.
Подаем минус – лампочка гаснет.

Такой результат говорит о работоспособности радиодетали, при других результатах потребуется замена.

Как проверить однопереходной транзистор

В качестве примера приведем КТ117, фрагмент из его спецификации показан на рисунке 8.

Рис 8. КТ117, графическое изображение и эквивалентная схема

Проверка элемента осуществляется следующим образом:

Переводим мультиметр в режим прозвонки и проверяем сопротивление между ножками «Б1» и «Б2», если оно незначительное, можно констатировать пробой.

Как проверить транзистор мультиметром, не выпаивая их схемы?

Этот вопрос довольно актуальный, особенно в тех случаях, если необходимо тестировать целостность smd элементов. К сожалению, только биполярные транзисторы можно проверить мультиметром не выпаивая из платы. Но даже в этом случае нельзя быть уверенным в результате, поскольку не редки случаи, когда p-n переход элемента зашунтирован низкоомным сопротивлением.

Проверить транзистор мультиметром прозвонкой на исправность: биполярный, полевой, составной

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.

С чего начать?

Рисунок 2. Фрагмент спецификации на 2SD2499

Цоколевка

У биполярных транзисторов средней и большой мощности цоколевка одинаковая в основном, слева направо — эмиттер, коллектор, база. У транзисторов малой мощности лучше проверять. Это важно, так как при определении работоспособности, эта информация нам понадобится.

Внешний вид биполярного транзистора средней мощности и его цоколевка

То есть, если вам необходимо определить рабочий или нет биполярный транзистор, нужно искать его цоколевку. Хотите убедиться или не знаете, где «лицо», то ищите информацию в справочнике или наберите на компьютере «имя» вашего полупроводникового прибора и добавьте слово «даташит». Это транслитерация с английского Datasheet, что переводится как «технические данные». По этому запросу вам в выдаче будет перечень характеристик прибора и его цоколёвка.

Проверка биполярного транзистора мультиметром

Это наиболее распространенный компонент, например серии КТ315, КТ361 и т.д.

Рисунок 3. «Диодные аналоги» переходов pnp и npn

Присоединяем черный щуп к выводу «Б», а красный (от гнезда «VΩmA») к ножке «Э». Смотрим на показания мультиметра, он должен отобразить величину сопротивления перехода. Нормальным считается диапазон от 0,6 кОм до 1,3 кОм.
Таким же образом проводим измерения между выводами «Б» и «К». Показания должны быть в том же диапазоне.

Меняем полярность (красный и черный щуп) местами и повторяем измерения. Если электронный компонент исправный, отобразится сопротивление, стремящееся к минимальному значению. При показании «1» (измеряемая величина превышает возможности устройства), можно констатировать внутренний обрыв в цепи, следовательно, потребуется замена радиоэлемента.

Тестирование устройства обратной проводимости производится по такому же принципу, с небольшим изменением:

Красный щуп подключаем к ножке «Б» и проверяем сопротивление черным щупом (прикасаясь к выводам «К» и «Э», поочередно), оно должно быть минимальным.
Меняем полярность и повторяем измерения, мультиметр покажет сопротивление в диапазоне 0,6-1,3 кОм.

Отклонения от этих значений говорят о неисправности компонента.

Правила безопасной работы

Мосфеты очень уязвимы по отношению к статическому электричеству. В этом случае может произойти пробой. Для того, чтобы этого не случилось, нужно при помощи проведения тестирования его удалять.

При пайке возможна ситуация, когда тепло, попадающее на транзистор, приведёт к его порче. В этом случае нужно обеспечить теплоотвод. Для этого достаточно придерживать выводы транзистора плоскогубцами в процессе пайки.

Полевики имеют широкое распространение в современных электронных приборах. Когда происходит поломка, необходимо знать, как проверить мосфет. Выяснить, исправен ли он, возможно, если использовать для этого мультиметр.

Проверка работоспособности полевого транзистора

Рис 4. Полевые транзисторы (N- и P-канальный)

Касаемся черным проводом ножки «с», а красным – вывода «и». Отобразится сопротивление на встроенном диоде, запоминаем показание.
Теперь необходимо «открыть» переход (получится только частично), для этого щуп с красным проводом соединяем с выводом «з».
Повторяем измерение, проведенное в п. 1, показание изменится в меньшую сторону, что говорит о частичном «открытии» полевика.
Теперь необходимо «закрыть» компонент, с этой целью соединяем отрицательный щуп (провод черного цвета) с ножкой «з».
Повторяем действия п. 1, отобразится исходное значение, следовательно, произошло «закрытие», что говорит об исправности компонента.

Рис 5. IGBT транзистор SC12850

Необходимый минимум сведений

Чтобы понять исправен биполярный транзистор или нет, нам необходимо знать хотя бы в самых общих чертах, как он устроен и работает. Это активный электронный компонент, который является полупроводниковым прибором. Есть два основных вида — NPN и PNP. Каждый из них имеет три электрода: база, эмиттер и коллектор.

Виды транзисторов и принцип работы

Коротко сформулировать принцип работы транзисторов можно таким образом, это управляемый электронный ключ. Он пропускает ток по направлению от коллектора к эмиттеру в случае NPN типа и от эмиттера к коллектору у PNP, при наличии напряжения на базе. Причём изменяя потенциал на базе, меняем степень «открытости» перехода, регулируя величину пропускаемого тока. То есть, если на базу подавать больший ток, имеем больший ток коллектор-эмиттер, уменьшим потенциал на базе, снизим ток, протекающий через транзистор.

Ещё важно знать, это то, что в обратном направлении ток течь не может. И неважно, есть потенциал на базе или нет. Он всегда течёт в направлении, на схеме указанном стрелкой. Собственно, это вся информация, которая нам нужна, чтобы знать как работает транзистор.

Проверка составного транзистора

Рис 6. Эквивалентная схема транзистора КТ827А

Рис. 7. Схема для проверки составного транзистора

Обозначение:

Т – тестируемый элемент, в нашем случае КТ827А.
Л – лампочка.
R – резистор, его номинал рассчитываем по формуле h31Э*U/I, то есть, умножаем величину входящего напряжения на минимальное значение коэффициента усиления (для КТ827A — 750), полученный результат делим на ток нагрузки. Допустим, мы используем лампочку от габаритных огней автомобиля мощностью 5 Вт, ток нагрузки составит 0,42 А (5/12). Следовательно, нам понадобится резистор на 21 кОм (750*12/0,42).

Тестирование производится следующим образом:

Подключаем к базе плюс от источника, в результате должна засветиться лампочка.
Подаем минус – лампочка гаснет.

Такой результат говорит о работоспособности радиодетали, при других результатах потребуется замена.

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.

Как проверить однопереходной транзистор

В качестве примера приведем КТ117, фрагмент из его спецификации показан на рисунке 8.

Рис 8. КТ117, графическое изображение и эквивалентная схема

Проверка элемента осуществляется следующим образом:

Советы

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.

Транзисторы — SparkFun Learn

Авторы:
Джимблом

Избранное

Любимый

В отличие от резисторов, обеспечивающих линейную зависимость между напряжением и током, транзисторы являются нелинейными устройствами. У них есть четыре различных режима работы, которые описывают ток, протекающий через них. (Когда мы говорим о протекании тока через транзистор, мы обычно имеем в виду ток, протекающий от коллектора к эмиттеру NPN . )

Четыре режима работы транзистора:

Насыщение — Транзистор действует как короткое замыкание . Ток свободно течет от коллектора к эмиттеру.
Отсечка — Транзистор действует как разомкнутая цепь . Ток не течет от коллектора к эмиттеру.
Активный — Ток от коллектора к эмиттеру пропорционален к току, втекающему в базу.
Reverse-Active — Как и в активном режиме, ток пропорционален базовому току, но течет в обратном направлении. Ток течет от эмиттера к коллектору (не совсем то, для чего были разработаны транзисторы).

Чтобы определить, в каком режиме находится транзистор, нам нужно посмотреть на напряжения на каждом из трех контактов и на то, как они соотносятся друг с другом. Напряжения от базы к эмиттеру (V _BE) и от базы к коллектору (V _BC ) установить режим работы транзистора:

На приведенном выше упрощенном графике квадрантов показано, как положительные и отрицательные напряжения на этих клеммах влияют на режим. На самом деле все немного сложнее.

Давайте рассмотрим все четыре режима работы транзистора по отдельности; мы исследуем, как перевести устройство в этот режим и как это влияет на текущий поток.

Примечание: Большая часть этой страницы посвящена транзисторам NPN . Чтобы понять, как работает PNP-транзистор, просто поменяйте местами полярность или знаки > и <.

Режим насыщения

Насыщение — это в режиме транзистора. Транзистор в режиме насыщения действует как короткое замыкание между коллектором и эмиттером.

В режиме насыщения оба «диода» транзистора смещены в прямом направлении. Это означает, что V _BE должно быть больше 0, и , поэтому V _BC должно быть больше. Другими словами, V _B должен быть больше, чем V _E и V _C .

Поскольку переход от базы к эмиттеру выглядит как диод, на самом деле V _BE должно быть больше порогового напряжения , чтобы войти в режим насыщения. Существует множество сокращений для этого падения напряжения — V _th, V _γ и V _d — несколько, и фактическое значение зависит от транзистора (и даже от температуры). Для многих транзисторов (при комнатной температуре) мы можем оценить это падение примерно в 0,6 В.

Еще один облом реальности: идеальной проводимости между эмиттером и коллектором не будет. Между этими узлами образуется небольшое падение напряжения. В технических описаниях транзисторов это напряжение определяется как Напряжение насыщения CE В _CE(sat) — напряжение от коллектора к эмиттеру, необходимое для насыщения. Это значение обычно составляет около 0,05-0,2 В. Это значение означает, что V _C должно быть немного больше, чем V _E (но оба все же меньше, чем V _B), чтобы перевести транзистор в режим насыщения.

Режим отсечки

Режим отсечки противоположен насыщению. Транзистор в режиме отсечки выключен — ток коллектора отсутствует, а значит и ток эмиттера. Это выглядит почти как разомкнутая цепь.

Чтобы перевести транзистор в режим отсечки, напряжение базы должно быть меньше, чем напряжение эмиттера и коллектора. V _BC и V _BE оба должны быть отрицательными.

На самом деле, V _BE может быть где-то между 0 В и V _th (~0,6 В) для достижения режима отсечки.

Активный режим

Для работы в активном режиме транзистор V _BE должен быть больше нуля, а V _BC должен быть отрицательным. Таким образом, базовое напряжение должно быть меньше коллекторного, но больше эмиттерного. Это также означает, что коллектор должен быть больше, чем эмиттер.

На самом деле нам нужно ненулевое прямое падение напряжения (сокращенно V _th , V _γ , или V _d ) от базы к эмиттеру (V _BE ) для «включения» транзистор. Обычно это напряжение обычно составляет около 0,6 В.

Усиление в активном режиме

Активный режим — это самый мощный режим транзистора, поскольку он превращает устройство в усилитель . Ток, поступающий на базовый вывод, усиливает ток, поступающий в коллектор и выходящий из эмиттера.

Сокращенное обозначение коэффициента усиления (коэффициента усиления) транзистора: β (вы также можете увидеть его как β _F или h _FE ). β линейно связывает ток коллектора ( I _C ) с током базы ( I _B ):

Фактическое значение β зависит от транзистора. Обычно это около 100 , но может варьироваться от 50 до 200 … даже 2000, в зависимости от того, какой транзистор вы используете и какой ток проходит через него. Например, если бы ваш транзистор имел β, равное 100, это означало бы, что входной ток 1 мА в базу может производить ток 100 мА через коллектор.

Модель активного режима. V _BE = V _th и I _C = βI _B .

Как насчет тока эмиттера, I _E ? В активном режиме токи коллектора и базы идут в прибора, а выходит I _E. Чтобы связать ток эмиттера с током коллектора, у нас есть еще одно постоянное значение: α . α — коэффициент усиления по току с общей базой, он соотносит эти токи как таковые:

α обычно равен очень близко, но меньше 1. Это означает, что I _C очень близко, но меньше I _E в активном режиме.

Вы можете использовать β для вычисления α, или наоборот:

Например, если β равно 100, это означает, что α равно 0,99. Так, например, если I _C составляет 100 мА, то I _E составляет 101 мА.

Обратный активный

Так же, как насыщение противоположно отсечке, обратный активный режим противоположен активному режиму. Транзистор в обратном активном режиме проводит, даже усиливает, но ток течет в обратном направлении, от эмиттера к коллектору. Недостатком обратного активного режима является β (β _R в данном случае) намного меньше .

Чтобы перевести транзистор в обратно-активный режим, напряжение на эмиттере должно быть больше, чем на базе, что должно быть больше, чем на коллекторе (V _BE <0 и V _BC >0).

Обратный активный режим обычно не является состоянием, в котором вы хотите управлять транзистором. Приятно знать, что он есть, но он редко используется в приложении.

Относится к PNP

После всего того, о чем мы говорили на этой странице, мы по-прежнему охватили только половину спектра BJT. А как же PNP-транзисторы? PNP работает во многом так же, как и NPN — у них те же четыре режима, — но все наоборот. Чтобы узнать, в каком режиме находится PNP-транзистор, поменяйте местами все знаки < и >.

Например, для перевода PNP в состояние насыщения V _C и V _E должны быть выше, чем V _B . Вы опускаете базу, чтобы включить PNP, и поднимаете ее выше, чем коллектор и эмиттер, чтобы выключить его. И, чтобы перевести PNP в активный режим, V _E должен находиться под более высоким напряжением, чем V _B, которое должно быть выше, чем V _C.

Вкратце:

Отношения напряжений	Режим NPN	Режим PNP
V _E < V _B < V _C	Активный	Реверс
В _E < V _B > V _C	Насыщенность	Отсечка
V _E > V _B < V _C	Отсечка	Насыщенность
V _E > V _B > V _C	Реверс	Активный

Другой противоположной характеристикой NPN и PNP является направление тока. В активном режиме и режиме насыщения ток в PNP течет от эмиттера к коллектору . Это означает, что эмиттер обычно должен находиться под более высоким напряжением, чем коллектор.

Если вы устали от концептуальных вещей, отправляйтесь в следующий раздел. Лучший способ узнать, как работает транзистор, — это изучить его в реальных схемах. Давайте посмотрим на некоторые приложения!

Тестирование коэффициента усиления по постоянному току транзистора (hFE) в моей лаборатории — биофизическая лаборатория Коэффициент усиления по постоянному току биполярного транзистора (BJT).

Концепция hFE занимает центральное место в использовании транзисторов, поскольку она является мерой усиления небольшого тока. В гибридной модели транзисторов есть несколько гибридных параметров, включая hFE. Модель с гибридными параметрами потеряла популярность, поэтому β или бета теперь являются наиболее распространенным символом усиления постоянного тока. Я буду продолжать использовать hFE в этой статье, так как таблицы данных также продолжают использовать это имя.

Рис. 1: Кривые типичного усиления тока транзистора (hFE). Производственные разбросы производителя от +100% до -50% «типичных» значений считаются приемлемыми. «Искусство электроники», Горовиц и Хилл, 3-е издание, 2016 г. , стр. 74.

С другой стороны, значение параметра hFE немного раздражительно. Многие статьи с практическими рекомендациями и схемы DIY описывают, как измерить hFE, основываясь на простом понятии, что hFE = I _C / I _B . Тем не менее, таблицы данных транзисторов предлагают диапазон значений hFE при различных условиях тока коллектора (IC). В условиях тестирования производителя также используется импульсный тест (<= 300 мкс), когда транзистор активен примерно 2% времени (рабочий цикл). Непрерывный ток имеет тенденцию вызывать повышение температуры внутри испытательного устройства. Таким образом, IC и IB являются динамическими объектами, которые могут неточно коррелировать со статическим тестированием. При этом значение hFE для любого отдельного устройства — даже с одинаковым номером детали и производителем — будет разным. В совокупности попытка использовать конкретное значение hFE для конкретного устройства является конфликтным событием, и его можно избежать.

Почему я измеряю hFE
PEAK Atlas DCA Pro — анализатор полупроводников
Гнездо hFE на некоторых цифровых мультиметрах
Мультиметр Fluke
- Тест 1: Два резистора на макетной плате с расчетом hFE на основе результатов цифрового мультиметра
- Тест 2: источник постоянного тока с прямым считыванием hFE на цифровом мультиметре
Измерение hFE с помощью осциллографа и генератора сигналов произвольной формы (AWG)
Сводка тестирования hFE
Ссылки

Почему я измеряю hFE

Многие инженеры говорят мне, что за 20 с лишним лет проектирования им никогда не требовалось знать значение hFE устройства. Во многих конструкциях расчетное значение hFE равно 100, а затем создается цепь смещения вокруг транзистора для работы с широким спектром устройств, каждое из которых имеет разные значения hFE, например, от 50 до 250, и при разных температурах.

Схема, зависящая от определенного значения бета, является неисправной.
Пол Горовиц, Уинфилд Хилл «Искусство электроники»

В роли экспериментатора я хочу знать hFE своего устройства. Я обнаружил, что каждая часть транзистора, которая находится у меня в «коробке для мусора», и даже новые детали, которые я заказываю из различных источников, таких как Digi-Key, Newark, eBay и Amazon, могут быть проверены на усиление по постоянному току перед использованием, даже если мое измеренное значение не настоящий hFE. Пока процедура тестирования воспроизводима, ее можно использовать для проверки коэффициента усиления транзистора, оценки неизвестных транзисторов и подбора парных устройств для использования в таких приложениях, как, например, двухтактные усилители, температурная компенсация или токовые зеркала. Плохое обращение с транзисторами также может повлиять на hFE устройства. Фактически, во время моих тестов в этой статье я обнаружил удивительную проблему в отношении одного тестируемого устройства. См. «Рисунок 20: Рисунок 20: Результаты генератора функций осциллографа/AWG ” теперь, чтобы понять, что я имею в виду.

Далее следует список тестов hFE для двух транзисторных устройств из моей корзины: NPN 2N3904 и PNP 2N3906…

PEAK Atlas DCA Pro — анализатор полупроводников

Приблизительно за 150 долларов США этот прибор с интерфейсом ПК мой лучший ресурс для измерения hFE и многих других параметров транзисторов. Немного дорогой, но он делает большую работу. Тестирование устройств включает в себя слабосигнальные устройства, силовые транзисторы, полевые транзисторы, полевые МОП-транзисторы, диоды и многое другое. Значение hFE скорректировано с учетом утечки коллектор-эмиттер (полезно для германиевых транзисторов).

На рисунках 2 и 3 ниже кривые hFE показывают, как на них влияет базовый ток IB и VCE. В частности, кривая hFE базового тока 10 мкА для 2N3906 может указывать на дополнительные проблемы, как показано далее в этой статье. Здесь hFE значительно ниже по сравнению с более высокими базовыми токами.

Рисунок 2: Результаты 2N3904 DCA Pro (щелкните изображение, чтобы увеличить его) .

Рисунок 3: Результаты 2N3906 DCA Pro (щелкните изображение, чтобы увеличить его) .

Гнездо hFE на некоторых цифровых мультиметрах

Этот разъем обеспечивает значение усиления по постоянному току, полезное для сортировки и тестирования кремниевых устройств с малым сигналом. Гнездо не будет точным для германиевых транзисторов, поскольку они обычно связаны с утечкой коллектор-эмиттер. Он также не будет полезен для силовых транзисторов, которым требуется больший тестовый ток базы (I _B). Некоторые измерители с функцией hFE описывают условия тестирования, в то время как другие не предлагают поддержку своего устройства в условиях тестирования.

Мой мультиметр BK 2704C документирует условия тестирования разъема hFE:

Диапазон: 0 ~ 1000
Базовый ток: прибл. 10 мкА пост. (VCE = 3,0 В пост. тока)

Устройство 2N3906, которое я использую для этой статьи (изображение B&K внизу справа) с базовым током 10 мкА, предсказывает гораздо более низкий hFE по сравнению с более высокими базовыми токами, как показано в результатах 2N3906 с использованием DCA Pro выше. (Рисунок 3). В то время как hFE для 2N3904 (изображение B&K ниже слева) согласуется с результатами DCA Pro для 2N3904 выше, поскольку условия испытаний 10 мкА сгруппированы с другими кривыми I _B. Но для сортировки и сравнения устройств ограничение условий тестирования 10 мкА может быть вполне приемлемым.

Рис. 4. Мультиметр B&K 2704C, измерение коэффициента усиления по постоянному току hFE для левого 2N3904 и правого 2N3906 .

Мультиметр Fluke

Мои измерители Fluke не имеют разъема hFE. Большинство других высококачественных цифровых мультиметров также не имеют разъема hFE. Некоторые люди говорят, что это связано с тем, что показания мультиметра не слишком близки к официальным показаниям hFE, другие говорят, что схема и разъем для измерения hFE делают недействительными соображения безопасности. Большое обсуждение можно найти здесь:

Тема: Почему бета-тестирование транзисторов hFE проводится только на дешевых цифровых мультиметрах?

Функция проверки диодов на моих измерителях Fluke измеряет прямое падение напряжения полупроводника в условиях постоянного тока, подходящих для определения PNP и NPN, а также того, какой вывод связан с эмиттером, базой и коллектором. Но не предлагает способ измерения коэффициента усиления постоянного тока.

Ниже приведены некоторые макетные схемы, которые я использую для измерения hFE с помощью цифрового мультиметра…

Тест 1. Два резистора на макетной плате с hFE Расчет с помощью цифрового мультиметра Результаты

Коэффициент усиления по постоянному току можно рассчитать путем измерения падения напряжения на базовом резисторе и соответствующего падения напряжения на коллекторном резисторе. Схема устройства PNP показана на диаграмме LTSpice ниже — Рисунок 5: «Моделирование простого измерения hFE цифрового мультиметра с двумя резисторами». Поменяйте полярность V1 для проверки устройств NPN. Математические расчеты делают этот метод тестирования немного утомительным для сортировки множества транзисторов, но он является хорошей заменой отсутствующему сокету Fluke hFE.

На рисунке справа показана симуляция LtSpice простого макета схемы для PNP-транзистора 2N3906. Эта схема будет работать с любым маломощным кремниевым устройством PNP. Чтобы использовать устройства NPN, поменяйте полярность V1. Файл моделирования можно загрузить по ссылке в конце этой статьи.

Рис. 5: Моделирование простого измерения hFE цифрового мультиметра с двумя резисторами .

Моделирование в LTSpice простой макетной схемы hFE. Щелкните изображение, чтобы увеличить его.

Ниже показана макетная плата с PNP 2N3906 (такая же, как схема и моделирование LTSpice выше). Для сравнения я показываю расчеты hFE для тех же двухтранзисторных компонентов, протестированных выше с помощью мультиметра BK и DCA Pro.

. V
Vrc = 0,7646 В

Расчеты:
Ib = 8,34 В/1M = 8,338 мкА
IC = 0,765V/1K = 765 UA
HFE = 765/8,34 = 92

Устройство: 2N3904 NPN
Настройка питания:
VCC = 9,001V, 1,368 MA

Измерения:
VCE = 7.647. M (1M)
Rc = 1,0064k (1k)
Vrb = 8,327 В
Vrc = 1,3508 В

Расчеты:
Ib = 8,33 В/1M = 8,33 мкА
Ic = 1,351 В/1 кО = 1,351 В/1 кО = 13 /8,33 = 162

0437 устройства ПНП.

Тест 2: источник постоянного тока с цифровым мультиметром с прямым считыванием hFE

Используя еще несколько деталей, я смог улучшить тестирование макета для использования с цифровым мультиметром Fluke. Эта версия от Circuits Today включает поддержку устройств PNP и NPN и обеспечивает постоянный ток I _B 10 мкА и прямое считывание hFE (мА x 100). Я заметил одну проблему: если я поставлю транзистор не того типа в гнездо (например, по ошибке заменю NPN на PNP), тестируемый транзистор сильно нагреется.

Схема KiCad Eeschema. См. справочный раздел ниже для загрузки файла.

Рис. 7. Схема KiCad Eeschema источника постоянного тока с прямым считыванием hFE с цифрового мультиметра.

Перед построением этой схемы я использовал LTSpice для моделирования.

Рис. 8: Моделирование LTSpice источника постоянного тока с прямым считыванием hFE цифрового мультиметра , показанным курсором 2 Vert Reading.

Симуляция, показанная выше, имеет потенциометры с имитацией рычагов стеклоочистителя. Библиотека потенциометра была предоставлена Гельмутом Сенневальдом — основателем группы пользователей LTSpice. На графике показано, как рычаг стеклоочистителя меняется с 0,05% до 9.5% с ожидаемой калибровкой для 10 мкА в положении 29% для тока, проходящего через эмиттер Q1. Файл моделирования с библиотекой потенциометров можно скачать по ссылке в конце этой статьи.

Окончательная макетная схема с тестируемым устройством 2N3906…

Рис. 9: Макет источника постоянного тока с прямым считыванием hFE на цифровом мультиметре .

На макетной плате рядом с каждым потенциометром показаны перемычки. Их можно размыкать один за другим, замыкая контакты амперметра цифрового мультиметра для калибровки 10 мкА базы PNP и NPN относительно тока эмиттера.

Рис. 10: Результаты 2N3906 при использовании макетной платы постоянного тока.

Рис. 11: Результаты 2N3904 при использовании макетной платы постоянного тока. Примечание. Потребляемый ток для NPN 2N3904 намного выше, чем у 2N3906, что соответствует большему hFE.

Измерение hFE с помощью осциллографа и генератора сигналов произвольной формы (AWG)

Этот метод позволяет подавать на тестируемый транзистор более высокий ток, чем любой из методов тестирования 1 и 2. С помощью ступенчатого сигнала, подаваемого на базу транзистора, и переменного напряжения при подаче на коллектор транзистора температура тестируемого устройства не повышается настолько, чтобы повлиять на стабильность показаний.

Моделирование тестовой схемы транзистора NPN в LTSpice…

Рис. 12: Моделирование LTSpice осциллографа / генератора сигналов произвольной формы NPN-транзистора hFE тестовой схемы. Щелкните изображение, чтобы развернуть.

Здесь находятся текстовые файлы кусочно-линейных (PWL), которые управляют напряжением для ступенчатых и треугольных сигналов. См. справочный раздел в конце этой статьи, чтобы загрузить файлы для полной симуляции.

pwl_triangle.txt

 0 0
+4,17 м 10
+4,17 м 0

pwl_stair.txt

 0 с 0,7
8,33 м 0,7
8,34 м 1,4
16,66 м 1,4
16,67 м 2,1
24,99 м 2,1
25. 00м 2.8
33,32 м 2,8
33,33 м 3,5
41,65 м 3,5
41,66 м 4,2
49,98 м 4,2
49,99 м 4,9
58,31 м 4,9
58,32 м 5,6
66,64 м 5,6
66,65 м 0,7

Шаги для построения моделирования (см. текст и файл asc в справочном разделе этой записи блога):

Примените треугольную волну с частотой 120 Гц, 10 VP-P и смещением постоянного тока 5 В к транзистор под пробным коллектором. Смоделируйте генератор сигналов произвольной формы с помощью кусочно-линейной функции LTSpice (PWL), используя точки данных в текстовом файле. См. прикрепленный файл: pwl_triangle.txt.
Создайте ступенчатую волну с частотой 15 Гц, 5 VP-P и смещением постоянного тока 0,7 В (начните волну с амплитудой выше V _BE, чтобы включить тестируемый транзистор). Снова с PWL и текстовым файлом точек данных. См. прикрепленный файл: pwl_stair.txt.
Детали для моделирования простой макетной платы.
Определите 1-секундный анализ переходных процессов, чтобы запустить моделирование LTSpice.
Имитация осциллографа с использованием пассивных щупов с общим заземлением (без использования дифференциальных щупов).
Постройте ось X как V _CE, используя Ch3.
Постройте первую ось Y как Ic, используя математическую функцию: (Ch2-Ch3)/100.
Постройте вторую ось Y как I _B, используя математическую функцию: (Ch4-Ch5)/100000.

Расчет смоделированного транзистора 2N3904 NPN hFE как I _C /I _B при выбранном V _CE . См. « Рисунок 12: Моделирование LTSpice осциллографа / генератора сигналов произвольной формы Тестовая схема hFE с NPN-транзисторами» выше для получения подробной информации. Например: В В _CE 5 В и 4-я кривая I _B (представляющая I _B = 27,7 мкА).

Смоделируйте схему тестирования транзисторов PNP в LTSpice…

Схема PNP аналогична схеме тестирования транзисторов NPN. Только полярность лестничной и треугольной волновых функций была изменена на противоположную. Лестничная волна теперь изменяется от -700 мВ до -5 В. Треугольная волна теперь изменяется от 0 В до -5 В. Щелкните изображение, чтобы развернуть его.

Вот текстовые файлы кусочно-линейных (PWL), которые управляют напряжением для ступенчатых и треугольных сигналов. См. справочный раздел в конце этой статьи, чтобы загрузить полную симуляцию.

pwl_triangle_minus.txt

 0 0
+4,17 м -10
+4,17 м 0

pwl_stair_minus.txt

 0 с -0,7
8,33 м -0,7
8,34 м -1,4
16,66 м -1,4
16,67 м -2,1
24,99 м -2,1
25.00м -2.8
33,32 м -2,8
33,33 м -3,5
41,65 м -3,5
41,66 м -4,2
49,98 м -4,2
49,99 м -4,958,31 м -4,9
58,32 м -5,6
66,64 м -5,6
66,65 м -0,7

Рассчитать имитацию 2N3906 PNP-транзистора hFE как I _C /I _B при выбранном V _CE . См. « Рисунок 13: Моделирование LTSpice осциллографа / генератора сигналов произвольной формы Тестовая схема PNP транзистора hFE » выше для получения подробной информации о схеме. Например: At V _CE 5 В и 4-я кривая I _B (представляющая I _B = -28,0 мкА).

Финальная макетная плата с 2N3904 Тестируемый NPN-транзистор…

Я использовал двухканальный генератор сигналов произвольной формы для создания сигналов базы и коллектора транзистора:

Рисунок 14. Настройка генератора сигналов произвольной формы для тестируемых NPN-транзисторов. Нажмите на изображение, чтобы увеличить.

Канал 1 использует сигнал произвольной формы StairUp (лестница с 8 уровнями) с частотой 15 Гц, высоким уровнем 5 В, низким уровнем 0,7 В и фазой 0.
Канал 2 использует сигнал произвольной формы AbsSine с частотой 120 Гц, высоким уровнем 5 В, низким уровнем 0 В и фазой 0. Примечание: понижающий трансформатор переменного тока со схемой двухполупериодного выпрямителя будет давать такую же форму волны для трансформаторов с только один канал AWB.
Используйте опцию выравнивания фазы на Rigol DG4062 AWB, чтобы канал 2 производил ровно один цикл для каждого уровня лестницы канала 1. См. рис. 16 ниже для примера с курсорами.

Соберите простую макетную плату транзистора NPN 2N3904 с двумя резисторами и 4 подключенными каналами осциллографа. См. рис. 12 выше для схемы и рис. 15 ниже для макета.

Подключите резистор 100 кОм между базой транзистора 2N3904 и каналом AWG 1. Подключите щупы осциллографа Ch4 (зеленый) и Ch5 (красный) к этому резистору для измерения тока базы I _Б .
Подключите резистор 100 Ом между коллектором транзистора 2N3904 и каналом 2 AWG. Подключите щупы осциллографа Ch2 (желтый) и Ch4 (синий) к этому резистору для измерения тока коллектора I _C и V _CE .
Соедините эмиттер транзистора с землей. Привяжите AWG и прицел к земле.

Рис. 15. Тестируемый транзистор NPN 2N3904. Нажмите на изображение, чтобы увеличить.

Настройка осциллографа, см. рис. 16 и 17 ниже…

Канал 1 = 2 В/дел, полоса пропускания 20 МГц -> Подключить к резистору «+» на стороне Rc на рис. 12
Канал 2 = 2 В/дел, полоса пропускания 20 МГц -> Ограничение резистора «-» на стороне Rc на рис. 12 -> Представляет тестируемый транзистор Vce
Канал 3 = 1 В/дел, полоса пропускания 20 МГц -> Ограничение к резистору «+» на стороне Rb на рис. 12
Канал 4 = 100 мВ/дел, полоса пропускания 20 МГц -> Ограничение на «-» стороне резистора Rb на рис. 12
Math 1 = 2 мА/дел, (Ch2 -Ch3)/100, Альтернативные единицы A -> Представляет тестируемый транзистор Ic
Math 2 = 5,4 мкА/дел, (Ch4-Ch5)/100000, Альтернативные единицы A -> Представляет тестируемый транзистор Ib
По горизонтали = 10 мВ/дел, 12,5 Мвыб/с, 1,25 Мвыб.
Запуск = фронт, канал 1, связь по постоянному току, уровень 2,64 В, передний фронт Настройте график XY с транзистором V _CE (Ch 1) для X и транзистором IC (Math 1) для Y
Настройте связанный курсор осциллограммы для измерения I _C (Math 1) и I _B (Math 2) для расчета hFE

Рис. 16: Прицел Tektronix MSO64B с изображением 2N3904 кривых устройства XY в виде графика, 4 зондированных канала и 2 математических сигнала со всеми сигналами в фазе. Щелкните изображение, чтобы увеличить его. Рис. 17. Tektronix e*Scope — отображение сети MS064B в режиме реального времени — показаны расчеты hFE 2N3904 (hFE = 165). Нажмите на изображение, чтобы увеличить.

Рассчитать 2N3904 NPN-транзистор hFE как I _C /I _B при выбранном V _CE . Например: At V _CE 6 В и 4-я кривая I _B (представляющая I _B = 18,95 мкА).

Значение hFE 165, измеренное с помощью осциллографа, совпадает с показанным в . Рис. 2: Результаты 2N3904 DCA Pro .

Окончательная макетная схема с тестируемым NPN-транзистором 2N3906…

Повторно используйте для схемы ту же схему, что и на рис. 13 выше. Измените сигналы генератора функций AWG на отрицательные. Я также переключил сигнал коллектора с AbsSine на Triangle. Отрицательная кривая AbsSine не дает такого четкого результата, как кривая Triangle. Возможно, я мог бы сначала инвертировать волну AbsSine из меню утилиты Rigol, но не стал. См. Рисунок 18 ниже для настроек.

Рисунок 18: Настройка генератора сигналов произвольной формы для тестируемых транзисторов PNP. Нажмите на изображение, чтобы увеличить.

Макет…

Рис. 19. Тестируемый транзистор PNP 2N3906. Нажмите на изображение, чтобы увеличить.

Результаты осциллографа…

Рис. 20: Результаты осциллографа/генератора функций AWG. На левом изображении показано то же устройство 2N3906, которое успешно использовалось во всех других тестах, описанных выше. Не знаю, в чем причина странных сигналов. Среднее изображение – второй 2Н3906 отлично работает в этой тестовой конфигурации без проблем, показанных на левой фотографии. Правое изображение — то же тестируемое устройство, что и на среднем изображении, но с треугольным сигналом, приложенным к коллектору. Щелкните изображение , чтобы увеличить его.

К сожалению, мое первое PNP-устройство 2N3906 отказало во время этого теста — см. рис. 20 (слева). DCA Pro hFE и кривые выглядят так же. Но в этом тесте осциллографа / AWG устройство отключается, когда V _CE больше примерно 7 В. Были протестированы несколько других транзисторов PNP, включая другие транзисторы 2N39.06 устройств. Эти другие устройства протестированы просто отлично. У одного пользователя на Electronics Stack Exchange был следующий комментарий, который мне кажется правильным:

Похоже, что соединение CE замкнуло и действует как SCR с отрицательным добавочным сопротивлением. Может быть хорошо для генератора на туннельном диоде в ВЧ, если смещено на -7В. 😉 Это отказ от дуги пробоя, скажем, 40 К/мм может быть 40 В/мкм, поэтому 7 В составляет около 175 нм зазора, который перекрывает E-Field. Этот PNP должен быть хорош до -40 В и действовать как стабилитрон около -50 В. В 70-х мне понадобился стабилитрон HV для uA ref. Поэтому я выбираю напряжение пробоя транзистора, чтобы старый телевизор работал.
Tony Stewart EE75

Показания курсоров A и B на рисунке 20 справа: I _C [Math 1: (Ch2-Ch3)/100] = 7,913 мА и I _B [(Ch4 – Ch5)/100,000] = 44,0 мкА при выбранном V _CE 6 В.

К сожалению, я не очень точно установил курсоры A и B для VCE 6 В, поэтому значение hFE не так точно, как Это могло бы быть. Но эффективность этого метода испытаний по-прежнему актуальна.

См. ниже сравнение с hFE с использованием полупроводникового анализатора PEAK DCA Pro для моего нового PNP 2N39.06, который я называю устройством 2.

Рисунок 21: 2N3906 PNP-транзистор 2 тестируется с помощью DCA Pro. На левом изображении показаны основные тесты устройства. На правом изображении показаны hFE и Vce. Чтение

hFE для PNP 2N3906 Dev2 с использованием разъема BK 2704C hFE. Низкое значение V _CE и низкое значение I _B являются причиной постоянно более низких показаний мультиметровых разъемов hFE.