Полевой транзистор проверка мультиметром – Как проверить n канальный мосфет. Пособие для начинающего радиолюбителя: как проверить полевой транзистор

220v.guru

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

Любая электронная схема состоит из полупроводниковых элементов. Наиболее распространённые из них транзисторы. Хотя в последнее время выпускаемые элементы отличаются надёжностью, но всё же нарушения в работе электронных устройств могут привести к повреждению полупроводника.

Перед тем как проверить транзистор мультиметром, необязательно выпаивать его из схемы, но для получения точных результатов лучше это сделать.

Содержание материала

Принцип работы и виды транзисторов

Транзисторы — это полупроводниковые приборы, служащий для преобразования электрических величин. Основное их применение заключается в усилении сигнала и способность работать в режиме ключа. Они выпускаются с тремя и более выводами. Существует три вида приборов:

• биполярные;
• полевые;
• биполярные транзисторы с изолированным затвором.

Бывает ещё составной транзистор. Он подразумевает электрическое объединение в одном корпусе нескольких приборов одного типа. Такие сборки называются парой Дарлингтона и Шиклаи, также имеют три вывода.

Биполярное устройство

Разделяются по своему типу. Выпускаются как электронного, так и дырочного типа проводимости. В своей конструкции используют n-p или p-n переход. Дырочного типа транзисторы состоят из двух крайних областей p проводимости, и средней n проводимости. Электронного типа наоборот. Средняя зона называется базой, а примыкающие к ней области коллектором и эмиттером. Каждая зона имеет свой вывод.

Также рекомендуем прочитать:

Промежуток между граничащими переходами очень мал, не превышает микрометры. При этом содержание примесей в базе меньше, чем их количество в других зонах прибора. Графически биполярный прибор обозначается для PNP стрелкой внутрь, а NPN стрелкой наружу, что показывает направление тока.

Перед тем как проверить биполярный транзистор мультиметром, нужно понимать, какие физические процессы происходят в приборе. Основа работы устройства лежит в способности p-n перехода пропускать ток в одном направлении. При подаче питания на одном переходе возникает прямое напряжение, а на другом обратное. Область перехода с прямым напряжением имеет малое сопротивление, а с обратным — большое.

Принцип работы заключается в том, что прямой сигнал влияет на токи эмиттера и коллектора. При увеличении величины прямого сигнала возрастает ток в области прямого подключения. Носители заряда перемещаются в зону базы, что приводит к увеличению тока и в обратной области подключения. Возникает объёмный заряд и электрическое поле, способствующее втягиванию в зону обратного подключения заряда другого знака. В базе происходит частичное уничтожение зарядов противоположного знака, процесс рекомбинации. Благодаря чему и возникает ток базы.

Эмиттером называется область прибора, служащая для передачи носителей заряда в базу. Коллектором называют зону, предназначенную для извлечения носителей заряда из базы. А база — это область для передачи эмиттером противоположной величины заряда. Основной характеристикой прибора является вольт-амперная характеристика. На схеме элемент обозначается латинскими буквами VT или Q.

Полевой прибор

Полевые транзисторы были изобретены в 1952 году. Основное их достоинство в высоком входном сопротивлении по сравнению с биполярными приборами. Такие элементы часто называются униполярными или мосфетами. Разделяют их по способу управления, на транзисторы с управляющим p-n переходом и с изолированным затвором.

Полевой транзистор выпускается с тремя выводами, один из них управляющий, называемый затвор. Другой исток, соответствующий эмиттерному выводу в биполярном приборе, и третий сток, вывод с которого снимается сигнал. В каждом типе устройства есть транзисторы с n-каналом и p-каналом.

Работа прибора с управляющим каналом, например, n-типа, основана на следующем принципе. Источник питания, подключённый к прибору, создаёт на его переходе обратное напряжение. Если уровень входного сигнала изменяется, то изменяется и обратное напряжение. Это приводит к тому, что меняется площадь, через которую протекают основные носители заряда. Такая площадь называется каналом. Полевые транзисторы изготавливаются методом сплавления или диффузией.

Мосфет с изолированным затвором представляет собой металлический канал, отделённый от полупроводникового слоя диэлектриком. Общепринятое название прибора — MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor).

Основанием элемента служит пластинка из кремния с дырочной электропроводностью. В ней создаются области с электронной проводимостью, соответственно образующие исток и сток. Такой мосфет работает в режиме обеднения или обогащения. В первом случае на затвор подаётся напряжение относительно истока отрицательного значения, из канала выдавливаются электроны, и ток истока уменьшается. Во втором режиме, наоборот, ток увеличивается из-за втягивания новых носителей заряда.

Транзистор с индуцированным каналом, открывается при возникновении разности потенциалов между затвором и истоком. Для полевика с p-каналом к затвору прикладывается отрицательное напряжение, а с n-каналом положительное. Особенность мощных транзисторов состоит в том, что вывод истока соединяется с корпусом прибора. При этом соединяется база с эмиттером. Такое соединение образует диод, который в закрытом состоянии не влияет на работу прибора.

Биполярный тип с изолированным затвором

Устройства такого типа называются IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). Это сложный прибор, в котором, например, полевой n-канальный транзистор управляется биполярным устройством типа PNP.

К эмиттеру биполярного транзистора подключается коллектор мосфета. Если на затвор подаётся напряжение положительной величины, то между эмиттером и базой транзистора возникает проводящий канал. В результате транзистор IGBT отпирается, падение напряжения на PN переходе уменьшается. Когда значение напряжения увеличивается, то пропорционально увеличивается и ток канала в базе биполярного прибора, а падение напряжения на IGBT транзисторе уменьшается. Если полевой транзистор заперт, то и ток биполярного прибора будет почти нулевым.

Как пользоваться цифровым мультиметром

Для того чтобы провести измерения, тестер подключается набором проводов к измеряемому элементу. На одном конце каждого из проводов находится штекер, предназначенный для установки в гнездо измерителя, а на другом — контактный щуп. Порядок измерения электронным мультиметром в общем виде можно представить в виде следующих действий:

1. Включить устройство, нажав на кнопку ON/OFF.
2. Вставить штекера проводов в соответствующие гнёзда на панели. COM — общее гнездо для подключения щупа. V/Ω — положительное гнездо для подключения щупа.
3. Поворотный выключатель установить в положение диодной прозвонки «o)))».
4. Прижать измерительные щупы к выводам прибора.
5. Снять показания с экрана.

Кроме метода прозвонки, если позволяет тестер, можно провести измерения полупроводникового элемента установив переключатель в положение hFE. В таком случае провода и щупы не понадобятся. Но этот метод подходит только для биполярных приборов.

Проверка биполярного прибора тестером

Проверку прибора можно осуществить двумя способами. Для этого в тестере используется режим прозвонки или специально предназначенный режим проверки биполярных транзисторов.

На начальном этапе выясняется тип проводимости элемента. Для этого можно воспользоваться справочником или вычислить путём прозвонки. База вычисляется методом перебора. Щуп с общего вывода тестера подключается к одному из выводов транзистора, а щуп со второго вывода по очереди прикасается к двум оставшимся ножкам радиоэлемента. При этом смотрится какую величину сопротивления показывает тестер.

Необходимо найти такое положение, чтоб величина значения сопротивления между выводами составляла бесконечность. На цифровом тестере в режиме прозвонки будет гореть единица. Если такое положение не найдено, следует зафиксировать щуп второго вывода, а щупом с общего выхода осуществлять перебор.

Когда требуемая комбинация будет достигнута, то вывод, по отношению которого измеряется сопротивление, будет базой. Для вычисления выводов коллектора и эмиттера понадобится: в случае pnp транзистора на вывод базы — подать отрицательное напряжение, а для npn — положительное. Сопротивление перехода эмиттер — база будет немного больше, чем база-коллектор.

Например, исследуя биполярный низкочастотный транзистор NPN типа MJE13003, который имеет последовательность выводов база, коллектор, эмиттер, понадобится:

1. Переключить мультиметр в режим прозвонки.
2. Стать положительным щупом на базу прибора.
3. Вторым концом прикоснуться к коллектору прибора, сопротивление должно быть около 800 Ом.
4. Второй конец переставить на эмиттер прибора, сопротивление должно составить 820 Ом.
5. Поменять полярность. На базу стать отрицательным щупом, а к коллектору и эмиттеру прикоснуться поочерёдно вторым концом. Сопротивление должно быть бесконечным.

Если во время проверки все пункты выполняются верно, то транзистор исправен. В ином случае, при возникновении короткого замыкания между любыми переходами, или обрыва в обратном включении, делается вывод о неисправности транзистора. Проверка прибора обратной проводимости проводится аналогичным образом, лишь меняется полярность приложенных щупов. Таким способом можно проверить транзистор мультиметром, не выпаивая его, так и сняв с платы.

Второй способ измерения при использовании современного мультиметра, позволит не только проверить исправность полупроводникового прибора, но и определить коэффициент усиления h31. В зависимости от типа и вида, ножки транзистора совмещаются с соответствующими надписями на гнезде, обозначенном также hFE. При включении прибора на экране появится цифра, обозначающая коэффициент усиления транзистора. Если цифра определяется равной нулю, то такой транзистор работать не будет, или же неправильно определена его проводимость.

Определение целостности полевого радиоэлемента

Такой тип электронного прибора не получится проверить без выпайки из схемы. Способ проверки как для n-канального, так и для p-канального, а также IGBT вида, одинакова. Разница лишь в полярности, прикладываемой к выводам. Например, исправность F3NK80Z n-канального прибора выясняется по следующему алгоритму:

1. Мультиметр переключается в режим прозвонки.
2. Щуп общего провода прикасается к стоку прибора, а положительный — к истоку.
3. Щуп переставляется с истока на затвор. Переход в транзисторе откроется.
4. Возвращаем щуп на исток. Значение сопротивления должно быть маленьким, прибор, если у него есть звуковая прозвонка, запищит.
5. Для закрытия прибора щуп общего провода соединяется с затвором, при этом положительный щуп с истока не снимается.
6. Устанавливается положения щупов согласно первому пункту.

Для проверки p-типа проводимости последовательность операций остаётся такой же, за исключением полярности щупов, которая меняется на обратную.

Для мощных полевых приборов может случиться так, что напряжения тестера не хватит для его открытия. Так как прозвонить такой полевой транзистор мультиметром не удастся, понадобиться применить дополнительное питание. В таком случае в разрыв через сопротивление 1–2 кОм подаётся постоянное напряжение равное 12 вольт.

Существуют такие радиоэлементы, например, КТ117а, имеющие две базы. Их относят к однопереходным приборам. В современных устройствах они не получил широкого применения, но порой встречаются. У них нет коллектора.

Такие транзисторы тестером проверяются только на отсутствие короткого замыкания между выводами. Убедиться в его работе можно воспользовавшись схемой генератора.

Тестирование составного полупроводника

Такой элемент по своей конструкции напоминает микросхему. Так как проверить микросхему на работоспособность мультиметром практически невозможно, так нельзя и проверить составной прибор, используя только тестер. Для тестирования понадобится собрать несложную схему.

В ней применяется источник постоянного напряжения 10−14 вольт. Нагрузкой цепи служит лампочка. В качестве резистора используется элемент мощностью 0,25 Вт. Его сопротивление рассчитывается по формуле h31*U/I, где:

• h31— коэффициент усиления;
• U — напряжение источника питания;
• I — ток нагрузки.

Для проверки на базу подаётся положительный сигнал от источника питания. Лампочка светится. При смене полярности лампочка гаснет. Такое поведение говорит о работоспособности прибора.

Таким образом, узнав, как прозвонить транзистор мультиметром, можно легко вычислить неисправный элемент в схеме, даже его не выпаивая.

pochini.guru

Как проверить полевой транзистор? | ROM.by

MOSFET — это Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor.

Нижеизложенная методика обеспечивает проверку MOSFET’ов вне схемы. MOSFET должен находиться на непроводящей поверхности. Поверхность MOSFET’а должна быть относительно чистой, т.к. загрязнение поверхности между выводами MOSFET’а может привести к искажению результатов проверки. Также следует обращать внимание на соотношение Vgs(th) и максимального напряжения, выдаваемого мультиметром в режиме проверки диодов.

Для диагностики полевых транзисторов N-канального вида ставим мультиметр на проверку диодов (обычно он пищит на этом положении), черный щуп слева на подложку (D — сток), красный на дальний от себя вывод справа (S — исток), мультиметр показывает падение напряжения на внутреннем диоде — 502 мВ, транзистор закрыт (Рис.4). Далее, не снимая черного щупа, касаемся красным щупом ближнего вывода (G — затвор) (Рис.5) и опять возвращаем его на дальний (S — исток), тестер показывает 0 мВ (на некоторых цифровых мультиметрах будет показываться не 0, а 150…170 мВ): полевой транзистор открылся прикосновением (Рис.6).

Если сейчас черным щупом коснуться нижней (G — затвор) ножки, не отпуская красного щупа (Рис.7), и вернуть его на подложку (D — сток), то полевой транзистор закроется и мультиметр снова будет показывать падение напряжения около 500 мВ (Рис.8). Это верно для большинства N-канальных полевиков в корпусе DPAK и D²PAK, применяемых на материнских платах и видеокартах.

Транзистор выполнил всё, что от него требовалось. Диагноз — исправен. Для проверки P-канальных полевых транзисторов нужно поменять полярность напряжений открытия-закрытия. Для этого просто меняем щупы мультиметра местами.

www.rom.by

Пособие для начинающего радиолюбителя: как проверить полевой транзистор

Полевые транзисторы – полупроводниковые приборы, в которых управление переходными процессами, а также величиной выходного тока осуществляется изменением величины электрического поля. Существует два вида данных устройств: с изолированным затвором (в свою очередь делятся на транзисторы со встроенным каналом и с индукционным каналом) и с управляемым переходом. Полевые транзисторы благодаря своим уникальным характеристикам находят широкое применение в радиоэлектронной аппаратуре: блоках питания, телевизорах, компьютерах и др.

При ремонте такой техники наверняка каждый начинающий радиолюбитель сталкивался с таким вопросом: как проверить полевой транзистор? Чаще всего с проверкой таких элементов можно столкнуться при ремонте импульсных блоков питания. В этой статье мы подробно расскажем, как это правильно сделать.

Как проверить полевой транзистор омметром

В первую очередь, чтобы приступить к проверке полевого транзистора, необходимо разобраться с его «цоколевкой», то есть с расположением выводов. На сегодняшний день существует множество различных исполнений таких элементов, соответственно, расположение электродов у них отличается. Часто можно встретить полупроводниковые транзисторы с подписанными контактами. Для маркировки используют латинские литеры G, D, S. Если же подписи нет, то необходимо воспользоваться справочной литературой.

Итак, разобравшись с маркировкой контактов, рассмотрим, как проверить полевой транзистор. Следующим шагом будет принятие необходимых мер безопасности, потому что полевые приборы очень чувствительны к статическому напряжению, и чтобы предотвратить выход из строя такого элемента, необходимо организовать заземление. Чтобы снять с себя накопленный статический заряд, обычно надевают на запястье антистатический заземляющий браслет.

Не следует также забывать, что хранить полевые транзисторы необходимо с замкнутыми выводами. Сняв статическое напряжение, можно переходить к процедуре проверки. Для этого понадобится простой омметр. У исправного элемента между всеми выводами сопротивление должно стремиться к бесконечности, но при этом существуют некоторые исключения. Сейчас мы рассмотрим, как проверить полевой транзистор n-типа. 

Прикладываем положительный щуп прибора к электроду затвора (G), а отрицательный щуп к контакту истока (S). В этот момент начинает заряжаться емкость затвора и элемент открывается. При измерении сопротивления между истоком и стоком (D) омметр покажет некоторую величину сопротивления. В разных типах транзисторов эта величина различна. Если закоротить выводы транзистора, то сопротивление между стоком и истоком снова будет стремиться к бесконечности. Если этого не произошло, значит, транзистор неисправен.

Если вы спросите, как проверить полевой транзистор P-типа, то ответ прост: повторяем вышеописанную процедуру, только меняем полярность. Не следует также забывать, что современные мощные полевые транзисторы между истоком и стоком имеют встроенный диод, соответственно «прозванивается» он только в одну сторону.

Проверка полевого транзистора мультиметром

При наличии прибора «мультиметра», можно проверить полевой транзистор. Для этого выставляем измерительный прибор в режим «прозвонки» диодов и вводим полевой элемент в режим насыщения. Если транзистор N-типа, то минусовым щупом касаемся стока, а плюсовым — затвора. Исправный транзистор в таком случае открывается. Переносим плюсовой щуп, не отрывая минусового, на исток, и мультиметр показывает какое-то значение сопротивления. После этого запираем транзистор: не отрывая щупа от истока, минусовым касаемся затвора и возвращаем на сток. Транзистор заперт, и сопротивление стремится к бесконечности.

Многие радиолюбители спрашивают: «Как проверить полевой транзистор, не выпаивая?» Сразу ответим, что стопроцентного способа не существует. Для этого используют мультиметр с колодкой HFE, но этот метод часто дает сбой, и можно потратить много времени впустую.

fb.ru

Как проверить работоспособность МДП полевого транзистора

Проверяем на работоспособность полевой транзистор структуры металл-диэлектрик-полупроводник (МДП, МОП, MOSFET, GIFET, MISFET).

Необходимое оборудование: мультиметр, цифровой или аналоговый, с возможностью проверки диодов.

N-канальный МДП полевой транзистор с индуцированным переходом:

• Gate = Затвор
• Drain = Сток
• Source = Исток

P-канальный МДП полевой транзистор с индуцированным переходом:

• Затвор = Gate
• Исток = Source
• Сток = Drain

Внимание: проверка полевых транзисторов с p-n переходом (J-FET, JFET, JUGFET)  будет  описана в другой статье.

Наиболее распространённая цоколёвка МДП транзисторов:

Описываемая здесь последовательность действий лучше всего подходит для проверки МДП транзисторов средней и большой мощности, или — всех, что предназначены для крепления на радиатор.

Ограничения

• При работе с малосигнальными МДП транзисторами требуется быть предельно осторожным относительно статического электричества, чтобы не поубивать их во время такой проверки.
• МДП транзисторы, работающие в режиме обеднения (со встроенным каналом), надо проверять несколько иначе. Полезность данной статьи сей факт никак не уменьшает, и вот почему: вероятность того, что у вас окажется такой девайс, стремится к бесконечно малой величине. Если же вы справились-таки раздобыть Depletion Mode MOSFET — вам эта статья уж и подавно не нужна 😉
• В случае, если вам повезло стать обладателем раритетного МДП устройства без структурного диода, то, соответственно, описанная ниже проверка структурного диода смысла не имеет.
• Возможно, напряжения на щупах мультиметра не хватит для надёжного открытия транзистора. Тогда можно взять 9-вольтовую батарейку «крона» с последовательно включенным резистором не менее 1КОм и использовать этот источник для заряда затвора.

Проверяем

1) Затвор должен быть изолирован от других выводов

• а) Подключаем чёрный «-» щуп мультиметра к выводу стока (фланец) или выводу истока, красным «+» щупом касаемся вывода затвора: прибор показывает разрыв цепи. Отсоединяем щупы в обратном порядке: сначала от затвора, потом от истока или стока. Следим, чтобы больше ничего не дотрагивалось до вывода затвора.
• б) Подсоединяем красный щуп мультиметра к выводу стока или истока, чёрный — к затвору: прибор показывает разрыв цепи. Отсоединяем щуп сначала от затвора.

Разряжаем ёмкость затвора: берём транзистор за фланец крепления радиатора (вывод стока), если такового нет, то сначала дотрагиваемся до вывода стока или истока, потом нежно обнимаем все три ножки 🙂

2) Проверяем структурный диод.

Для этого проверяем на исправность диод, что между стоком и истоком, так же, как мы бы прозванивали обычный кремниевый диод.

• а) В прямом включении падение как на обычном кремниевом диоде: мультиметр должен показать падение напряжения в диапазоне приблизительно от 0.4 до 0.7 Вольт.
• б) В обратном включении — диод заперт.

3) Заряжаем ёмкость затвора — канал открыт.

Для n-канальных МДП транзисторов (а таковых подавляющее большинство):

• n-а) Подключаем чёрный щуп мультиметра к выводу истока, красным щупом касаемся вывода затвора.

В случае p-канального МДП транзистора полярность соответственно меняем на обратную.

• p-а)  Подключаем красный щуп мультиметра к выводу истока, чёрным щупом касаемся вывода затвора.

• б) Замеряем падение на (при-)открытом канале.

Для этого щуп, только что коснувшийся затвора, переносим на сток. Прибор должен показать небольшое падение напряжения, или даже короткое замыкание, некоторые приборы при этом радостно пищат. Заряд с затвора исправного транзистора стекает исключительно медленно — канал должен оставаться открытым довольно долго.

4) Разряжаем затвор.

Для этого можно держась за фланец или вывод истока коснуться затвора. Можно это сделать пальцами, можно проводом, а можно повторить процедуру заряда ёмкости затвора, но приложив обратную полярность напряжения.

• n) Для n-канальных МДП: Подключаем чёрный щуп мультиметра к выводу истока, красным щупом касаемся вывода стока.
• p)  Для p-канальных МДП: Подключаем красный щуп мультиметра к выводу истока, чёрным щупом касаемся вывода затвора.

Убеждаемся, что канал закрыт: измеренное сопротивление или падение напряжения должно стремиться к бесконечности (помним о наличии структурного диода).

Возможные сюрпризы

Подавляющее большинство неисправностей МДП транзисторов так или иначе связано с пробоем изолятора затвора. Проявляться это может как вполне измеримой утечкой в цепи затвора, так и в постоянно открытым или наоборот закрытым состоянии канала, без малейшего намёка на пробой собственно затвора.

Разрушение кристалла при перегрузках часто сопровождается таким фейерверком, что ничего мерять там уже и не надо.

К сожалению, бывают ещё и скрытые дефекты, деградация качества прибора, вызванные пробоем и никак не проявляющиеся в тестах, описанных в данной статье. Недавно я сам попался на такой дефект при работе с маленькими полевиками (2n7002). Что тут можно посоветовать:

1. Соблюдаем строжайшую антистатическую дисциплину
2. Измеряем характеристики транзистора. В моём случае из-за скрытого пробоя лишь увеличилось пороговое напряжение отпирания транзистора.

myelectrons.ru