Как проверить hfe транзистор мультиметром: Что за функция hFE на мультиметре? Как пользоваться hFE?

Содержание

Как проверить транзистор мультиметром в режиме омметра и измерения hFE

Измерения 

shishkin 1 Комментарий

Транзистор – полупроводниковый прибор, основное назначение которого – использование в схемах для усиления или генерирования сигналов, а также для электронных ключей.

В отличие от диода, транзистор имеет два p-n-перехода, соединенных последовательно. Между переходами располагаются зоны, имеющие разную проводимость (типа «n» или типа «р»), к которым подключаются выводы для подключения. Вывод от средней зоны называется «базой», а от крайних – «коллектор» и «эмиттер».

Разница между зонами «n» и «p» состоит в том, что у первой есть свободные электроны, а у второй – так называемые «дырки». Физически «дырка» означает нехватку электрона в кристалле. Электроны под действием поля, создаваемого источником напряжения, двигаются от минуса к плюсу, а «дырки» — наоборот. При соединении между собой областей с разной проводимостью электроны и «дырки» диффузируют и на границе соединения образуется область, называемая p-n-переходом. За счет диффузии область «n» оказывается заряженной положительно, а «р» — отрицательно, а между областями с различной проводимостью возникает собственное электрическое поле, сосредоточенное в области p-n-перехода.

При подключении плюсового вывода источника к области «р», а минуса – к «n» его электрическое поле компенсирует собственное поле p-n-перехода, и через него проходит электрический ток. При обратном подключении поле от источника питания складывается с собственным, увеличивая его. Переход запирается, и ток через него не проходит.

[ads-pc-1][ads-mob-1]

В составе транзистора есть два перехода: коллекторный и эмиттерный. Если подключить источник питания только между коллектором и эмиттером, то ток через него не пойдет. Один из переходов оказывается запертым. Чтобы его открыть, на базу подается потенциал. В результате на участке коллектор-эмиттер возникает ток, который в сотни раз больше тока базы. Если при этом ток базы изменяется во времени, то ток эмиттера в точности повторяет его, но с большей амплитудой. Этим и обусловлены усилительные свойства.

В зависимости от комбинации чередования зон проводимости различают транзисторы p-n-p или n-p-n. Транзисторы p-n-p открываются при положительном потенциале на базе, а n-p-n – при отрицательном.

Рассмотрим несколько способов, как проверить транзистор мультиметром.

Проверка транзистора омметром

Поскольку в составе транзистора имеется два p-n-перехода, то их исправность можно проверить по методике, используемой для тестирования полупроводниковых диодов. Для этого его можно представить эквивалентом встречного соединения двух полупроводниковых диодов.

Критериями исправности для них является:

  • Низкое (сотни Ом) сопротивление при подключении источника постоянного тока в прямом направлении;
  • Бесконечно большое сопротивление при подключении источника постоянного тока в обратном направлении.

Мультиметр или тестер измеряют сопротивление, используя собственный вспомогательный источник питания – батарейку. Напряжение ее невелико, но его достаточно, чтобы открыть p-n-переход. Меняя полярность подключения щупов от мультиметра к исправному полупроводниковому диоду, в одном положении мы получаем сопротивление в сотню Ом, а в другом – бесконечно большое.

Полупроводниковый диод бракуется, если

  • в обоих направлениях прибор покажет обрыв или ноль;
  • в обратном направлении прибор покажет любую значащую величину сопротивления, но не бесконечность;
  • показания прибора будут нестабильными.

При проверке транзистора потребуется шесть измерений сопротивлений мультиметром:

  • база-эмиттер прямое;
  • база-коллектор прямое;
  • база-эмиттер обратное;
  • база-коллектор обратное;
  • эмиттер-коллектор прямое;
  • эмиттер-коллектор обратное.

Критерием исправности при измерении сопротивления участка коллектор-эмиттер является обрыв (бесконечность) в обоих направлениях.

Коэффициент усиления транзистора

Различают три схемы подключения транзистора в усилительные каскады:

  • с общим эмиттером;
  • с общим коллектором;
  • с общей базой.

Все они имеют свои характеристики, а наиболее распространена схема с общим эмиттером. Любой транзистор характеризуется параметром, определяющим его усилительные свойства – коэффициент усиления. Он показывает, во сколько раз ток на выходе схемы будет больше, чем на входе. Для каждой из схем включения имеется свой коэффициент, разный для одного и того же элемента.

В справочниках приводится коэффициент h31э – коэффициент усиления для схемы с общим эмиттером.

Как проверить транзистор, измеряя коэффициент усиления

Одним из методов проверки исправности транзистора является измерение его коэффициента усиления h31э и сравнение его с паспортными данными. В справочниках дается диапазон, в котором может находиться измеренное значение для данного типа полупроводникового прибора. Если измеренное значение укладывается в диапазон, то он исправен.

Измерение коэффициента усиления производится еще и для подбора компонентов с одинаковыми параметрами. Это необходимо для построения некоторых схем усилителей и генераторов.

Для измерения коэффициента h31э мультиметр имеет специальный предел измерения, обозначенный hFE. Буква F обозначает «forward» (прямая полярность), а «Е» — схему с общим эмиттером.

Для подключения транзистора к мультиметру на его передней панели установлен универсальный разъем, контакты которого обозначены буквами «ЕВСЕ». Согласно этой маркировке подключаются выводы транзистора «эмиттер-база-коллектор» или «база-коллектор-эмиттер», в зависимости от их расположения у конкретной детали. Для определения правильного расположения выводов придется воспользоваться справочником, там же заодно можно узнать и коэффициент усиления.

Затем подключаем транзистор к разъему, выбрав предел измерения мультиметра hFE. Если его показания соответствуют справочным – проверяемый электронный компонент исправен. Если нет, или прибор показывает что-то невразумительное – транзистор вышел из строя.

Полевой транзистор

Полевой транзистор отличается от биполярного по принципу действия. Внутрь пластины кристалла одной проводимости («р» или «n») посередине внедряется участок с другой проводимостью, называемый затвором. По краям кристалла подключаются выводы, называемые истоком и стоком. При изменении потенциала на затворе изменяется величина токопроводящего канала между стоком и истоком и ток через него.

Входное сопротивление полевого транзистора очень большое, а вследствие этого он имеет большой коэффициент усиления по напряжению.

Как проверить полевой транзистор

Рассмотрим проверку на примере полевого транзистора с n-каналом. Порядок действий будет таким:

  1. Переводим мультиметр на режим прозвонки диодов.
  2. Плюсовой вывод от мультиметра подключаем к истоку, минусовой – к стоку. Прибор покажет 0,5-0,7 В.
  3. Меняем полярность подключения на противоположную. Прибор покажет обрыв.
  4. Открываем транзистор, подключив минусовой провод к истоку, а плюсовым коснувшись затвора. За счет существования входной емкости элемент остается открытым некоторое время, это свойство и используется для проверки.
  5. Плюсовой провод перемещаем на сток. Мультиметр покажет 0-800 мВ.
  6. Меняем полярность подключения. Показания прибора не должны измениться.
  7. Закрываем полевой транзистор: плюсовой провод к истоку, минусовой – к затвору.
  8. Повторяем пункты 2 и 3, ничего не должно измениться.

Что такое hfe транзистора

В процессе ремонта электроники зачастую приходится проверять работоспособность самых распространенных радиодеталей — транзисторов. Потому полезно знать, как проверить транзисторы мультиметром , о чем будет рассказано далее. Простейшим представителем полупроводниковых элементов является диод, содержащий один p-n переход. Транзисторы устроены сложнее.


Поиск данных по Вашему запросу:

Что такое hfe транзистора

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

  • Транзистор с высоким hFE на малых токах коллектора
  • Коэффициент усиления транзистора
  • Как проверить транзистор с помощью мультиметра
  • Как подобрать замену для биполярного транзистора
  • Коэффициент бета транзистора
  • Тестовая установка для точных измерений коэффициента усиления транзистора
  • Как проверить работоспособность разных видов биполярных транзисторов мультиметром?
  • Как измерить коэффициент усиления транзистора по току?
  • Учимся пользоваться мультиметром
  • Тестовая установка для точных измерений коэффициента усиления транзистора

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Fullform of hFE? What is hFE? How to test it?

Транзистор с высоким hFE на малых токах коллектора


Наши первые шаги в освоении этого прибора будем производить на распостраненном китайском мультиметре DT Стоит он относительно недорого около 4 у. В ключение прибора осуществляется автоматически при установке переключателя в нужный предел измерений. Итак выясним что это за пределы:. При измерении постоянного напряжения ставим переключатель в положение DCV , и так как у нас батарейка типа Крона выбираем предел 20 вольт.

На будущее, если нам даже приблизительно неизвестна величина напряжения или тока, то лучше начинать с максимальной величины предела. Берем щупы прибора и соответственно касаемся выводов батареи. Красным к плюсу, а черным к минусу. На дисплеи высветится значение напряжения, в нашем случаи это 8. Если же вы перепутаете полярность подключили красный щуп к минусу, а черный к плюсу то ничего страшного не произойдет просто на индикаторе высветится знак «-» рис 2.

Если же на индикаторе высветилась 1 рис 3. В этом случаи вам необходимо переключить переключателем предел выше того который выставлен в данный момент. Если этого не сделать то через некоторый момент времени прибор подаст звуковой сигнал, и если после этого ничего не сделать то прощай мой любимый мультиметр.

Измерение переменного напряжения аналогично измерению постоянного напряжения описанного выше с той лишь разницей, что всеравно куда подключать красный, а куда черный щупы. Для измерения постоянного тока собираем простую цепь состоящую из блока питания и как ой нибудь нагрузк и возьмем к примеру обычную лампочку.

Подключаем щупы как показано на рис 4. На дисплее высветилось 0. Значит в нашей цепи протекает ток порядка мА. Для измерения токов выше мА необходимо переключателем выставить предел на 10 А, а красный щуп вставить в верхнее гнездо. Генератор мультиметра генерирует прямоугольные импульсы с частотой следования 5 0 Гц и амплитудой примерно 5 В. Эта функция необходима для проверки каскадов усилителей т.

Простой пример: Нету звука в комп. Подключаем мультиметр к колонкам и если слышим жужжащий звук, радуемся колонки целы. Значит проверяем Sound Card и т. Эта функция необходима для прозвонки проводов.

Берем два длинных провода подсоеденяем щупы к началу и концу провода. Если слышим сигнал значит мы нашли начало и конец этого провода, если нет то подсоеденяем щуп к другому концу. Услушили звук? Тогда провод переломан. Режим hFE — измерение коэффициента передачи транзистора. Для измерения берем транзистор в корпусе КТ и вставляем в специальный разъем рис 5. Если структура и цоколевка транзистора вам известна то вставляем его в соответствующие дырочки, если же нет то методом научного тыка добиваемся показаний прибора.

Измерение сопротивления тоже не требует особых навыков, для этого необходимо лишь подключить исследуемый резистор к щупам и установлением необходимого предела добиться показаний прибора рис 6.

В некоторых случаях для удобства пользованием щупами советую надеть на них «крокодилы» рис. Если пределов измерений данного мультиметра вам не хватает мне лично не хватило , то советую приобрести мультиметр типа DT A рис. Данная статья является собственностью сайта HamLab Схематехник. Перепечатка запрещена! Присоединяюсь к благодарностям. Спасибо автору, научившему спеца по робототехнике пользоваться мультиметром Научить бы еще логику мерять Сигнал с генератора можно увидеть только с помощью осциллографа.

Либо можешь его услышать. Возми, например, подай его на вход компьютеных колонок. Надо подробнее сказать о погрешностях измерения на каком пределе она максимальна а на каком минимальна, не ясно что мы видим на табло, когда испытываем транзисторы, как он включен при этом с общим эмитером или с общей базой, какие напряжения при этом подаются на коллектор и ток на базу, при каких режимах снимается показания с диода и т.

Как обычно, вебмастер грамотно опубликовал! Большое спасибо, очень интересно. Полезная информация, респект автору. Спасибо очень пригодилась информация.

А то в инструкции мультиметра вообще ничего не понятно было. Мне понравилось. Потому что у нее есть сопротивление. А мультиметр пищит только до определенного значения сопротивления. Здравствуйте, как проверить мультимерт DT что он рабочий? Смотря на каких измерениях. На некоторых показывает 1. Например на прозвонке. Но если цепь замкнутая, а на прозвонке по прежнему горит 1, то неисправен Перейти к основному содержанию.

Меню пользователя Главная Написать. Вы здесь Главная. Итак выясним что это за пределы: DCV — измерение постоянного напряжения ACV — измерение переменного напряжения DCA — измерение постоянного тока hFE — измерение коэффициента передачи транзистора — генератор прямоугольных импульсов o — прозвонка -и змерение сопротивления Приступим к измерениям.

Если на дисплее высвечивается значок батареи рис. Спасибо большое, очень полезная информация!! Статья супер!!! Уважуха автору!!!! Спасибо, очень полезная статья!!! Спасибо за статью Отличный материал, и от меня благодарность. А щупы у Вас целые? Может быть провод в каком-нибудь перебит?

Напряжение, ток измеряет? Подскажите, в чём отличия этих мультиметров? Первый стоит почти в 2 раза дороже чем второй. У меня DT показывает почти везде 1,он что сломался или как? Мигаем светодиодом на Orange Pi Zero. Установка и запуск веб-сервера Apache на Orange Pi Zero. Настройка сети на Orange Pi Zero. Знакомство с одноплатным миникомпьютером Orange Pi Zero.

Часть 1. Урок 5. Первая программа на PIC12F Регистрация Забыли пароль?


Коэффициент усиления транзистора

Вставляете транзистор в соответствующие выводы соответствующего типа и смотрите на показания прибора. Если прибор показывает «0» — значит транзистор пробит и относится к третьему типу. Для измерения этого коэффициента в мультиметре есть специальный разъём «гнездо» в народе , вот фотография этого разъёма. Но предварительно, надо в справочнике узнать коэффициент значения усиления конкретного транзистора, который мы проверяем. В этом же справочнике узнаём и расположение выводов транзистора что бы методом «тыка» его не искать, хотя делают и так. Вот теперь подключаем транзистор к гнезду, переводим переключатель мультиметра в режим положение «hFE» и смотрим на дисплей. Осталось сравнить цифры на дисплее с данными из справочника, если цифры соответствуют с этими данными, то значит транзистор в порядке исправен, то бишь.

Основной характеристикой биполярного транзистора является показатель hfe также известный, как gain. Он отражает во сколько раз.

Как проверить транзистор с помощью мультиметра

Перед тем как собрать какую-то схему или начать ремонт электронного устройства необходимо убедиться в исправности элементов, которые будут установлены в схему. Даже если эти элементы новые, необходимо быть уверенным в их работоспособности. Обязательной проверке подлежат и такие распространенные элементы электронных схем как транзисторы. Для проверки всех параметров транзисторов существуют сложные приборы. Но в некоторых случаях достаточно провести простую проверку и определить годность транзистора. Для такой проверки достаточно иметь мультиметр. В технике используются различные виды транзисторов — биполярные, полевые, составные, многоэмиттерные, фототранзисторы и тому подобные. В данном случае будут рассматриваться наиболее распространенные и простые — биполярные транзисторы.

Как подобрать замену для биполярного транзистора

Транзистор — повсеместный и важный компонент в современной микроэлектронике. Его назначение простое: он позволяет с помощью слабого сигнала управлять гораздо более сильным. Иными словами: это кнопка, которая нажимается не пальцем, а подачей напряжения. В цифровой электронике такое применение наиболее распространено. Транзисторы выпускаются в различных корпусах: один и тот же транзистор может внешне выглядеть совершенно по разному.

На нашем сайте собрано более бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике. Не можете решить контрольную?!

Коэффициент бета транзистора

Транзистор — полупроводниковый прибор, основное назначение которого — использование в схемах для усиления или генерирования сигналов, а также для электронных ключей. В отличие от диода, транзистор имеет два p-n-перехода, соединенных последовательно. При обратном подключении поле от источника питания складывается с собственным, увеличивая его. Переход запирается, и ток через него не проходит. В составе транзистора есть два перехода: коллекторный и эмиттерный. Если подключить источник питания только между коллектором и эмиттером, то ток через него не пойдет.

Тестовая установка для точных измерений коэффициента усиления транзистора

Когда я вставляю транзистор в терминалы для теста hFE, коэффициент усиления на мультиметре изменяется от 1 до 2, когда по данным таблицы данных должно быть Кто-нибудь знает, почему? Источник Поделиться. Создан 28 мар. И не забывайте, что усиление конкретного BJT сильно зависит от тока, температуры, дня недели и от дождя в Москве. Кроме того, вы необычайно хорошо осведомлены о тестовых условиях.

hFE — можно считать как «коэффициент усиления», но на «китайских» hFE это функция проверки транзисторов, если точней функция.

Как проверить работоспособность разных видов биполярных транзисторов мультиметром?

Что такое hfe транзистора

RadioKoteg Участник с сен Киев Сообщений: И еще вопрос, существует таблица зависимости HFE h31E от тока коллектора на этот и другие образцы «советского военпрома»? Может есть какой то справочник с этими таблицами? Каждого транзистора по пять — десять штучек, хочу сделать усилитель на ватт так что получиться по параметрам транзисторов, первая попытка не увенчалась успехом пошли перекосы в синусоиде и ступеньки, занялся второй но решил расспросить за теорию и до практики по коэффициентам по току, как понимаю в двухтактном усилителе это важный параметр и должен стремиться до пар транзисторов с одинаковыми в идеале и до приближенных в реальности параметрам..

Как измерить коэффициент усиления транзистора по току?

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК измерять КОЭФФИЦИЕНТ передачи ТОКА транзистора

Коэффициент hfe транзистора — это коэффициент усиления транзистора по току. Показывает во сколько раз ток коллектора больше тока базы. Для согласованной работы нескольких транзисторов в каскадах, их подбор часто начинают по коэффициенту усиления. Учитывая большой разброс параметров hfe, важно точно знать этот параметр у каждого транзистора. Коэффициент hfe маломощных транзисторов измеряется очень просто, для начала необходим мультиметр с возможностью измерения hfe, переводим прибор в необходимый режим измерения. Затем, зная структура транзистора и его цоколевку, подключаем транзистор в специальное гнездо на панели мультиметра.

Тема в разделе » Схемотехника, компоненты, модули «, создана пользователем Etrimus , 21 дек

Учимся пользоваться мультиметром

Когда-то учился, но за ненадобностью всё позабыл. Теперь вот снова возникла необходимость посчитать по работе. Вне интернета спросить не у кого, возник такой вот совсем глупый вопрос:. Рассчитываю транзисторные ключи. Отличаются они порой на порядок, что и вводит меня в смущение.

Тестовая установка для точных измерений коэффициента усиления транзистора

Дневники Файлы Справка Социальные группы Все разделы прочитаны. Транзистор с высоким hFE на малых токах коллектора. Для создания стабильного источника тока величиной 35 мкА я выбрал схему токового зеркала Уилсона. Помогите выбрать NPN транзистор , у которого коэффициент усиления не слишком сильно падает при малых токах коллектора.


Testing Transistor DC Gain (hFE) in My Lab — Biophysics Lab биполярного переходного 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 посмотрим, что я имею в виду.

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

PEAK Atlas DCA Pro — анализатор полупроводников

Этот прибор с интерфейсом ПК стоит около 150 долларов США. 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.

Рис. 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-тест 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 отсутствующего разъема hFE Fluke.

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 на цифровом мультиметре с двумя резисторами .
Моделирование 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.

Устройство: 2N3906 PNP
Настройка источника питания:
VCC = 9,001V, 0,872 MA

Измерения:
VCE = 8,232V
RB = 0,9969 м (1 м)
RC = 1,0064K (1K) 9008 млн.) В
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
Установка источника питания:
VCC = 9,001 В, 1,368 мА

Измерения:
VCE = 7,647V, 1,368 мА

:
VCE = 7,647В, 1,368 мА

:
VCE = 7,647В, 1,368 мА

:
VCE = 7,647В. 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

Рис. 6: Макет простого измерения hFE цифрового мультиметра с двумя резисторами 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 данных 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.

Рисунок 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 . Подробности см. в разделе « Рисунок 12: Моделирование LTSpice осциллографа/генератора сигналов произвольной формы NPN-транзистора hFE тестовой схемы » выше. Например: В В CE 5 В и 4-я кривая I B (представляющая I B = 27,7 мкА).

Смоделируйте схему тестирования транзистора PNP в LTSpice…

Схема PNP аналогична схеме тестирования транзистора 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 PNP-транзистора hFE тестовой схемы » 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. пример с курсорами на рис. 16 ниже.

Соберите простую макетную плату транзистора NPN 2N3904 с двумя резисторами и четырьмя 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 «-» стороны 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 -> Привязка к «-» стороне резистора Rb на рис. 12
  • Математика 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 (канал 1) для X и транзистором IC (математика 1) для Y
  • Настройте связанный курсор осциллограммы для измерения 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. Нажмите на изображение, чтобы увеличить его. 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. Тем не менее, тестирование очень простое, быстрое и сопоставимое от одного транзистора к другому для целей сортировки и сопоставления. Но некоторые тестируемые устройства не могут быть обнаружены с помощью этого простого теста.

Рис. 22. Транзистор 2N3906 тестируется с использованием гнезда hFE на мультиметре BK 2704C.

Сводка по тестированию hFE

Каждый представленный здесь метод тестирования полезен при определенных условиях. Для большинства целей тестирования настройки диода цифрового мультиметра будет достаточно.

Но использование осциллографа и генератора сигналов произвольной формы позволяет проводить очень важные исследования транзисторов, включая hFE.

Ссылки

hFE LTSpice Simulations
Two Resistors on a Breadboard Zip File
Constant Current Breadboard Zip File
Oscilloscope / Arbitrary Waveform Generator Breadboard Zip File
KiCad
Источник постоянного тока с цифровым мультиметром, схема прямого считывания hFE Zip File
Bibliography
Semiconductor Device Measurements by John Mulvey, Tektronix, 1st Ed, 1969 Web Link
How come transistor beta hFE test is only на дешевых мультиметрах? Веб-ссылка
Тестер транзисторов hFE постоянного тока Веб-ссылка
Semiconductor Curve Tracer With the Analog Discovery 2, Instructables, brmarcum, 2016 Web Link
Using an Arbitrary Waveform Generator & Digital Storage Oscilloscope to Create a Transistor Curve Tracer, Circuit Specialists, George Leger, 2014 Web Link

Нравится:

Нравится Загрузка. ..

транзисторов — Является ли большое значение hFE признаком повреждения?

спросил

Изменено 10 лет, 3 месяца назад

Просмотрено 4к раз

\$\начало группы\$

Я тестировал пару транзисторов BFY50, которые я спас с помощью своего мультиметра. Один из них сообщает о hFE ~ 109 (это выглядит согласующимся со значением таблицы данных 112). Мультиметр сообщает значение ~ 470 для другого. Является ли это признаком того, что транзистор поврежден?

  • транзисторы
  • мультиметр
  • npn

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

РЕДАКТИРОВАТЬ: этот конкретный транзистор является планарно-эпитаксиальным, поэтому старение не влияет на него так сильно, как на транзисторы более старой технологии. Но возраст устройства по-прежнему является важным фактором.

Есть наблюдения, что старые транзисторы, изготовленные по диффузионно-сплавной технологии, после нескольких десятков лет хранения приобретают аномально высокие hFe. Легирующий материал медленно перемещался внутри кремния (или германия) и вызывал изменение hFe.

Это не обязательно означает, что устройство повреждено возрастом. Но это означает, что изменились и другие характеристики. Устройство уже не соответствует информации из даташита, и в каком-то смысле каждый такой экземпляр является чем-то уникальным и недокументированным. Если вам нужны предсказуемые результаты, не используйте те, которые изготовлены по технологии диффузионного сплава (примерно до 1970 года?)

Для хулиганов очень старые полупроводники могут быть полезны в качестве эталонов напряжения или датчиков температуры/радиации. Ценность в стабильности, так как все ожидаемые дрейфы уже произошли и характеристики устройства меняются не так быстро, как у только что изготовленных устройств.

РубрикаРазное