Как проверить транзистор?
Занимаясь ремонтом и конструированием электроники, частенько приходится проверять транзистор на исправность.
Рассмотрим методику проверки биполярных транзисторов обычным цифровым мультиметром, который есть практически у каждого начинающего радиолюбителя.
Несмотря на то, что методика проверки биполярного транзистора достаточно проста, начинающие радиолюбители порой могут столкнуться с некоторыми трудностями.
Об особенностях тестирования биполярных транзисторов будет рассказано чуть позднее, а пока рассмотрим самую простую технологию проверки обычным цифровым мультиметром.
Для начала нужно понять, что биполярный транзистор можно условно представить в виде двух диодов, так как он состоит из двух p-n переходов. А диод, как известно, это ничто иное, как обычный p-n переход.
Вот условная схема биполярного транзистора, которая поможет понять принцип проверки. На рисунке p-n переходы транзистора изображены в виде полупроводниковых диодов.
Устройство биполярного транзистора p-n-p структуры с помощью диодов изображается следующим образом.
Как известно, биполярные транзисторы бывают двух типов проводимости: n-p-n и p-n-p. Этот факт нужно учитывать при проверке. Поэтому покажем условный эквивалент транзистора структуры n-p-n составленный из диодов. Этот рисунок нам понадобиться при последующей проверке.
Транзистор со структурой n-p-n в виде двух диодов.
Суть метода сводиться к проверке целостности этих самых p-n переходов, которые условно изображены на рисунке в виде диодов. А, как известно, диод пропускает ток только в одном направлении. Если подключить плюс ( + ) к выводу анода диода, а минус (-) к катоду, то p-n переход откроется, и диод начнёт пропускать ток. Если проделать всё наоборот, подключить плюс ( + ) к катоду диода, а минус (-) к аноду, то p-n переход будет закрыт и диод не будет пропускать ток.
Если вдруг при проверке выясниться, что p-n переход пропускает ток в обоих направлениях, то значит он «пробит». Если же p-n переход не пропускает ток ни в одном из направлений, то значит переход в «обрыве». Естественно, что при пробое или обрыве хотя бы одного из p-n переходов транзистор работать не будет.
Обращаем внимание, что условная схема из диодов необходима лишь для более наглядного представления о методике проверки транзистора. В реальности транзистор имеет более изощрённое устройство.
Функционал практически любого мультиметра поддерживает проверку диода. На панели мультиметра режим проверки диода изображается в виде условного изображения, который выглядит вот так.
Думаю, уже понятно, что проверять транзистор мы будем как раз с помощью этой функции.
Небольшое пояснение. У цифрового мультиметра есть несколько гнёзд для подключения измерительных щупов. Три, а то и больше. При проверке транзистора необходимо минусовой щуп (чёрный) подключить к гнезду COM (от англ. слова common – «общий»), а плюсовой щуп ( красный ) в гнездо с обозначением буквы омега Ω, буквы V и, возможно, других букв. Всё зависит от функционала прибора.
Почему я так подробно рассказываю о том, как подключать измерительные щупы к мультиметру? Да потому, что щупы можно элементарно перепутать и подключить чёрный щуп, который условно считается «минусовым» к гнезду, к которому нужно подключить красный, «плюсовой» щуп. В итоге это вызовет неразбериху, и, как следствие, ошибки. Будьте внимательней!
Теперь, когда сухая теория изложена, перейдём к практике.
Какой мультиметр будем использовать?
В качестве мультиметра использовался многофункциональный мультитестер Victor VC9805+, хотя для измерений подойдёт любой цифровой тестер, вроде всем знакомых DT-83x или MAS-83x. Такие мультиметры можно купить не только на радиорынках, магазинах радиодеталей, но и в магазинах автозапчастей. Подходящий мультиметр можно купить в интернете, например, на Алиэкспресс.
Вначале проведём проверку кремниевого биполярного транзистора отечественного производства КТ503. Он имеет структуру n-p-n. Вот его цоколёвка.
Для тех, кто не знает, что означает это непонятное слово цоколёвка, поясняю. Цоколёвка — это расположение функциональных выводов на корпусе радиоэлемента. Для транзистора функциональными выводами соответственно будут коллектор (К или англ.- С), эмиттер (Э или англ.- Е), база (Б или англ.- В).
Сначала подключаем красный ( + ) щуп к базе транзистора КТ503, а чёрный (-) щуп к выводу коллектора. Так мы проверяем работу p-n перехода в прямом включении (т. е. когда переход проводит ток). На дисплее появляется величина пробивного напряжения. В данном случае оно равно 687 милливольтам (687 мВ).
Далее не отсоединяя красного щупа от вывода базы, подключаем чёрный («минусовой») щуп к выводу эмиттера транзистора.
Как видим, p-n переход между базой и эмиттером тоже проводит ток. На дисплее опять показывается величина пробивного напряжения равная 691 мВ. Таким образом, мы проверили переходы Б-К и Б-Э при прямом включении.
Чтобы удостовериться в исправности p-n переходов транзистора КТ503 проверим их и в, так называемом, обратном включении. В этом режиме p-n переход ток не проводит, и на дисплее не должно отображаться ничего, кроме «1». Если на дисплее единица «1», то это означает, что сопротивление перехода велико, и он не пропускает ток.
Чтобы проверить p-n переходы Б-К и Б-Э в обратном включении, поменяем полярность подключения щупов к выводам транзистора КТ503. Минусовой («чёрный») щуп подключаем к базе, а плюсовой («красный») сначала подключаем к выводу коллектора…
…А затем, не отключая минусового щупа от вывода базы, к эмиттеру.
Как видим из фотографий, в обоих случаях на дисплее отобразилась единичка «1», что, как уже говорилось, указывает на то, что p-n переход не пропускает ток. Так мы проверили переходы Б-К и Б-Э в обратном включении.
Если вы внимательно следили за изложением, то заметили, что мы провели проверку транзистора согласно ранее изложенной методике. Как видим, транзистор КТ503 оказался исправен.
Пробой P-N перхода транзистора.
В случае если какой либо из переходов (Б-К или Б-Э) пробиты, то при их проверке на дисплее мультиметра обнаружиться, что они в обоих направлениях, как в прямом включении, так и в обратном, показывают не пробивное напряжение p-n перехода, а сопротивление. Это сопротивление либо равно нулю «0» (будет пищать буззер), либо будет очень мало.
Обрыв P-N перехода транзистора.
При обрыве, p-n переход не пропускает ток ни в прямом, ни в обратном направлении – на дисплее в обоих случаях будет «1». При таком дефекте p-n переход как бы превращается в изолятор.
Проверка биполярных транзисторов структуры p-n-p проводится аналогично. Но при этом необходимо сменить полярность подключения измерительных щупов к выводам транзистора. Вспомним рисунок условного изображения транзистора p-n-p в виде двух диодов. Если забыли, то гляньте ещё раз и вы увидите, что катоды диодов соединены вместе.
В качестве образца для наших экспериментов возьмём отечественный кремниевый транзистор КТ3107 структуры p-n-p. Вот его цоколёвка.
В картинках проверка транзистора будет выглядеть так. Проверяем переход Б-К при прямом включении.
Как видим, переход исправен. Мультиметр показал пробивное напряжение перехода – 722 мВ.
То же самое проделываем и для перехода Б-Э.
Как видим, он также исправен. На дисплее – 724 мВ.
Теперь проверим исправность переходов в обратном направлении – на наличие «пробоя» перехода.
Переход Б-К при обратном включении…
Переход Б-Э при обратном включении.
В обоих случаях на дисплее прибора – единичка «1». Транзистор исправен.
Подведём итог и распишем краткий алгоритм проверки транзистора цифровым мультиметром:
- Определение цоколёвки транзистора и его структуры;
- Проверка переходов Б-К и Б-Э в прямом включении с помощью функции проверки диода;
- Проверка переходов Б-К и Б-Э в обратном включении (на наличие «пробоя») с помощью функции проверки диода;
При проверке необходимо помнить о том, что кроме обычных биполярных транзисторов существуют различные модификации этих полупроводниковых компонентов. К таковым можно отнести составные транзисторы (транзисторы Дарлингтона), «цифровые» транзисторы, строчные транзисторы (так называемые «строчники») и т.д.
Все они имеют свои особенности, как, например, встроенные защитные диоды и резисторы. Наличие этих элементов в структуре транзистора порой усложняют их проверку с помощью данной методики. Поэтому прежде чем проверить неизвестный вам транзистор желательно ознакомиться с документацией на него (даташитом). О том, как найти даташит на конкретный электронный компонент или микросхему, я рассказывал здесь.
3 простых способа проверки транзистора
Транзисторы — незаменимые электронные компоненты, без которых не обходится сегодня ни одна мало-мальски сложная схема. По своей сути они являются полупроводниковыми ключами, которые управляют более мощной нагрузкой. Наверняка у каждого радиолюбителя в ящиках хранится несколько десятков старых транзисторов, выбросить которые не поднимается рука. Что ж, быть может, пора проверить их работоспособность и всё же сделать небольшую ревизию?
Способ № 1
Самый простой способ проверить транзистор на предмет работоспособности — это прозвонить его мультиметром. Однако многие радиолюбители скептически относятся к этому способу, предпочитая воочию лицезреть работу устройства, а не ориентироваться на коэффициент усиления в его числовом представлении на экране. Кроме того, далеко не все электронные компоненты можно протестировать с помощью цифрового мультиметра. Биполярные транзисторы, к примеру, проверить очень легко, а вот полевые — нет. Описанный ниже способ позволяет с высокой точностью тестировать любые транзисторы, независимо от их маркировки и номинала.
Как видите, схема очень проста. Она включает в себя:
- токоискатель;
- трансформатор;
- резистор.
При выборе трансформатора лучше отдать предпочтение модели с двумя вторичными обмотками, а на роль токоискателя отлично подойдёт неоновая лампочка. Что до резистора, то его сопротивление должно лежать в диапазоне от 70 до 550 Ом. Если под рукой нет подходящего источника питания, на его роль подойдёт обычная пальчиковая батарейка. Для проверки полевых трансформаторов можно увеличить напряжение путём последовательного подключения нескольких батареек. О работоспособности транзистора будет свидетельствовать свечение неоновой лампочки.
Способ № 2
В данной схеме используется светодиод 3 мм, а транзистор выступает в роли управляемого электричеством ключа. При замыкании контакта светодиод должен включаться, а при размыкании — выключаться. Если это происходит, значит все электронные компоненты схемы, включая транзистор, полностью исправны.
Способ № 3
Иногда случается так, что в схему нужно включить биполярный транзистор, но данного электронного компонента нет под рукой. В таком случае вам поможет следующая схема.
В данной схеме используются два полупроводниковых диода, которые моделируют работу транзистора биполярного типа. Проверить работу такого самосборного транзистора очень просто: достаточно прозвонить каждую пару контактов в двух направлениях.
Проверка исправности биполярного транзистора мультиметром
Ни одна современная схема не обходится без полупроводниковых приборов. Самый распространённый из них — транзистор и именно он часто выходит из строя. Тому причиной — перепады напряжения, которые есть в наших сетях, нагрузки и т. д. Рассмотрим два способа позволяющие проверить исправность транзистора при помощи мультиметра.
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.
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.
Как проверить транзистор мультиметром со встроенной функцией
Начнём с того, что есть мультиметры с функцией проверки работоспособности транзистора и определения коэффициента усиления. Их можно опознать по наличию характерного блока на лицевой панели. В ней есть гнездо под установку транзистора, круглая цветная пластиковая вставка с отверстиями под ножки полупроводникового прибора. Цвет вставки может быть любым, но обычно, он выделяется.
Первым делом переводим переключатель диапазонов (большую ручку) в соответствующее положение. Опознать режим можно по надписи — hFE. Перед тем как проверить транзистор мультиметром, определяемся с типом NPN или PNP.
Мультиметр с функцией проверки транзисторов
Далее рассматриваем разъёмы, в которые надо вставлять электроды. Они подписаны латинскими буквами: E — эмиттер, B — база, C — коллектор. В соответствии с надписями, ставим выводы полупроводникового элемента в гнёзда. Через несколько мгновений на экране высвечивается результат измерений, это коэффициент усиления транзистора. Если прибор неисправен, показаний не будет, транзистор неисправен.
Как видите, проверить рабочий транзистор или нет мультиметром со встроенной функцией проверки просто. Вот только в гнёзда нормально вставляются далеко не все электроды. Удобно устанавливать транзисторы с тонкими выводами S9014, S8550, КТ3107, КТ3102. У больших, надо пинцетом или плоскогубцами менять форму выводов, ну а транзистор на плате так не проверишь. В некоторых случаях проще проверить переходы транзистора в режиме прозвонки и определить его исправность.
Проверка на плате
Чтобы проверить транзистор мультиметром не выпаивая или нужен мультиметр с функцией прозвонки диодов. Переключатель переводим в это положение, подключение щупов стандартное: чёрный в общее звено (COM или со значком земли), красный — в среднее (гнездо для измерения сопротивления, тока, напряжения).
Как проверить транзистор мультиметром не выпаивая
Чтобы понять принцип проверки, надо вспомнить структуру биполярных транзисторов. Как уже говорили, они бывают двух типов: PNP и NPN. То есть это три последовательные области с двумя переходами, объединёнными общей областью — базой.
Строение биполярного транзистора и как его можно представить, чтобы понять как его будем проверять
Условно, мы можем представить этот прибор как два диода. В случае с PNP типом они включены навстречу друг другу, у NPN — в зеркальном отражении. Это представление на картинке в правом столбике и ни в коем случае не отображает устройство этого полупроводникового прибора, но поясняет, что мы должны увидеть при прозвонке.
Проверка биполярного транзистора PNP типа
Итак, начнём с проверки биполярника PNP типа. Вот что у нас должно получиться:
- Если подать на базу плюс (красный щуп), на эмиттер или коллектор — минус (чёрный щуп), должно быть бесконечно большое сопротивление. В этом случае диоды закрыты (смотрим на эквивалентной схеме).
- Если подаём на базу минус (чёрный щуп), а на эмиттер или коллектор плюс (красный щуп), видим ток от 600 до 800 мВ. В этом случае получается, что переход открыт.
Проверка биполярного PNP транзистора мультиметром
Итак, PNP транзистор будет открыт только тогда, когда плюс подаётся на эмиттер или коллектор. Если во время испытаний есть хоть какие-то отклонения, элемент неработоспособен.
Тестируем исправность NPN транзистор
Как видим, в NPN приборе ситуация будет другой. Практически она диаметрально противоположна:
- Если подать на базу плюс (красный щуп), а на эмиттер или коллектор минус, переход будет открыт, на экране высветятся показания — от 600 до 800 мВ.
- Если поменять местами щупы: плюс на коллектор или эмиттер, минус на базу — переходы заперты, тока нет.
- При прикосновении щупами к эмиттеру и коллектору тока по-прежнему быть не должно.
Проверка работоспособности биполярного NPN транзистора мультиметром
Как видим, этот прибор работает в противоположном направлении. Для того чтобы понять, рабочий транзистор или нет, необходимо знать его тип. Только так можем проверить транзистор мультиметром не выпаивая его с платы.
И ещё раз обращаем ваше внимание, картинки с диодами никак не отображают устройство этого полупроводникового прибора. Они нужны только для понимания того, что мы должны увидеть при проверке переходов. Так проще запомнить, и понимать показания на экране мультиметра.
Как определить базу, коллектор и эмиттер
Иногда бывают ситуации, когда нет под рукой справочника и возможности найти цоколёвку в интернете, а надпись на корпусе транзистора стала нечитаемой. Тогда, пользуясь схемами с диодами, можно опытным путём найти базу и определить тип прибора.
Строение биполярного транзистора и как его можно представить чтобы понять как его будем проверять
Путём перебора ищем положение щупов, при котором «звонятся» все три электрода. Тот вывод, относительно которого появляются показания на двух других и будет базой. Потому, плюс или минус подан на базу определяем тип, PNP или NPN. Если на базу подаём плюс — это NPN тип, если минус — это PNP.
Чтобы определить, где эмиттер,а где коллектор, надо сравнить показания мультиметра при измерении. На эмиттере ток всегда больше. Так и найдём опытным путём базу, эмиттер и коллектор.
Datasheet и схемы
Чтобы выключить лампочку и разрядить конденсатор,касаемся пальцем затвора и истока.Все,транзистор исправен.
Теперь как проверить полевой транзистор с затвором на основе p-n перехода,это такие транзисторы типа кп103. Подключаем к истоку плюс питания,к стоку подключаем анод светодиода а к катоду минус питания.Питание 5 Вольт.Светодиод будет светить,в отличие от транзисторов с изолированным затвором.Теперь пальцем быстро касаемся затвора и убираем палец.Светодиод на мгновение погаснет и сразу опять вспыхнет.Если есть такая реакция,значит транзистор исправен.
 |
| полевой транзистор с затвором p-n перехода как проверить |
