Проверка транзисторов: Краткие советы, как проверить транзистор | Электронные компоненты. Дистрибьютор и магазин онлайн

Содержание

Проверка биполярного транзистора — Основы электроники

Приветствую всех любителей электроники, и сегодня в продолжение темы применение цифрового мультиметра мне хотелось бы рассказать, как проверить биполярный транзистор с помощью мультиметра.

Биполярный транзистор представляет собой полупроводниковый прибор, который предназначен для усиления сигналов. Так же транзистор может работать в ключевом режиме.

Транзистор состоит из двух p-n переходов, причем одна из областей проводимости является общей. Средняя общая область проводимости называется базой, крайние эмиттером и коллектором. Вследствие этого разделяют n-p-n и p-n-p транзисторы.

Итак, схематически биполярный транзистор можно представить следующим образом.

Рисунок 1. Схематическое представление транзистора а) n-p-n структуры; б) p-n-p структуры.

Для упрощения понимания вопроса p-n переходы можно представить в виде двух диодов, подключенных друг к другу одноименными электродами (в зависимости от типа транзистора).

Рисунок 2. Представление транзистора n-p-n структуры в виде эквивалента из двух диодов, включенных анодами друг к другу.

Рисунок 3. Представление транзистора p-n-p структуры в виде эквивалента из двух диодов, включенных катодами друг к другу.

Конечно же для лучшего понимания желательно изучить как работает p-n переход, а лучше как работает транзистор в целом. Здесь лишь скажу, что чтобы через p-n переход тек ток его необходимо включить в прямом направлении, то есть на n – область (для диода это катод) подать минус, а на p-область (анод).

Это я вам показывал в видео для статьи «Как пользоваться мультиметром» при проверке полупроводникового диода.

Так как мы представили транзистор в виде двух диодов, то, следовательно, для его проверки необходимо просто проверить исправность этих самых «виртуальных» диодов.

Итак, приступим к проверке транзистора структуры n-p-n. Таким образом, база транзистора соответствует p- области, коллектор и эмиттер — n-областям. Для начала переведем мультиметр в режим проверки диодов.

В этом режиме мультиметр будет показывать падение напряжения на p-n переходе в милливольтах. Падение напряжения на p-n переходе для кремниевых элементов должно быть 0,6 вольта, а для германиевых – 0,2-0,3 вольта.

Сначала включим p-n переходы транзистора в прямом направлении, для этого на базу транзистора подключим красный (плюс) щуп мультиметра, а на эмиттер черный (минус) щуп мультиметра. При этом на индикаторе должно высветиться значение падения напряжения на переходе база-эмиттер.

Далее проверяем переход база-коллектор. Для этого красный щуп оставляем на базе, а черный подключаем к коллектору, при этом прибор покажет падение напряжения на переходе.

Здесь необходимо отметить, что падение напряжения на переходе Б-К всегда будет меньше падения напряжения на переходе Б-Э. Это можно объяснить меньшим сопротивлением перехода Б-К по сравнению с переходом Б-Э, что является следствием того, что область проводимости коллектора имеет большую площадь по сравнению с эмиттером.

По этому признаку можно самостоятельно определить цоколевку транзистора, при отсутствии справочника.

Так, половина дела сделана, если переходы исправны, то вы увидите значения падения напряжения на них.

Теперь необходимо включить p-n переходы в обратном направлении, при этом мультиметр должен показать «1», что соответствует бесконечности.

Подключаем черный щуп на базу транзистора, красный на эмиттер, при этом мультиметр должен показать «1».

Теперь включаем в обратном направлении переход Б-К, результат должен быть аналогичным.

Осталось последняя проверка – переход эмиттер-коллектор. Подключаем красный щуп мультиметра к эмиттеру, черный к коллектору, если переходы не пробитые, то тестер должен показать «1».

Меняем полярность (красный-коллектор, черный— эмиттер) результат – «1».

Если в результате проверки вы обнаружите не соответствие данной методике, то это значит, что транзистор неисправен.

Эта методика подходит для проверки только биполярных транзисторов. Перед проверкой убедитесь, что транзистор не является полевым или составным. Многие изложенным выше способом пытаются проверить именно составные транзисторы, путая их с биполярными (ведь по маркировки можно не правильно идентифицировать тип транзистора), что не является правильным решением. Правильно узнать тип транзистора можно только по справочнику.

При отсутствии режима проверки диодов в вашем мультиметра, осуществить проверку транзистора можно переключив мультиметр в режим измерения сопротивления на диапазон «2000». При этом методика проверки остается неизменной, за исключением того, что мультиметр будет показывать сопротивление p-n переходов.

А теперь по традиции поясняющий и дополняющий видеоролик по проверке транзистора:

Как проверить транзистор мультиметром?

Опубликовано: 10.08.2022

Содержание

Назначение транзистора
Конструкция мультиметра
Как проверить биполярный транзистор мультиметром
Как проверить нетипичные модели транзисторов
Как проверить полевой транзистор мультиметром
Видео с проверкой транзистора мультиметром

Назначение транзистора

Транзистор — деталь распространенная, найти её можно в любом электроприборе. Он нужен для работы с электрическим сигналом, то есть он способен генерировать, усиливать и преобразовывать электросигналы. Транзисторы бывают двух видов: биполярные и униполярные, или, как их чаще называют, полевые. Такое деление основано по принципу действия и на строении детали. Каждый тип в этой статье описан не зря — это основа знаний, как проверить транзистор мультиметром.

Итак: биполярные транзисторы работают благодаря полупроводникам с двумя типами проводимости: прямым (рositive) и обратным (negative). В зависимости от комбинации его обозначают NPN и PNP. А вот полевые работают только с одним типом. Это или N-Channel, или P-Channel.

Биполярные устройства управляются силой тока, а униполярные — напряжением.

Биполярные транзисторы можно увидеть в большинстве аналоговой техники, тогда как цифровые приборы чаще оснащены полевыми. Имея ввиду эти отличия, рассмотрим как проверить транзистор тестером.

Конструкция мультиметра

Мультиметр (тестер) — универсальный прибор для измерений. Он вычисляет силу тока, напряжение, сопротивление, определяет также целостность провода. Мультиметры бывают аналоговыми или цифровыми. Разница заключается в точности измерений и в том, каким образом вы получите результат: считывая по движению стрелки по принципу механических часов (аналог), или на экранчик (цифра). Цифровой, по ряду причин, проще в использовании, поэтому подходит пользователям с минимальным уровнем познаний в радиоэлектронике. Независимо от типа тестера, проверка транзистора мультиметром — процесс простой.

Особое внимание перед началом диагностики транзистора стоит уделить правильной комплектации тестера. Это займет от силы пару минут, но убережет от ошибок в результатах. Итак, мультиметр оснащён двумя щупами. Черный — минусовой, красный — плюсовой. Обязательно убедитесь, чтобы каждый из них был вставлен в корректное гнездо, ведь зависимо от модели и типа тестера их может быть разное количество. Транзисторы проверяем исключительно в таком положении: чёрный щуп в гнездо маркированное английскими буквами СОМ, красный щуп помещаем в разъемы, обозначенные буквами греческого алфавита.

Как проверить биполярный транзистор мультиметром

БП транзистор — это прибор-полупроводник, который используют для увеличения мощности входного электросигнала. Такими транзисторами управляет ток. Состоит он из трёх элементов. Первый — это эмиттер. Он генерирует носители заряда. Рабочий ток стекает в коллектор, т. е. своеобразный приемник и второй ключевой элемент транзистора. Третий — база. Именно она и подаёт напряжение.

Представим прибор как пару диодов. Они включены встречно и сходятся в базе. Для проверки исправности этого типа достаточно произвести два измерения сопротивления. Определяем, какой транзистор: p-n-p или n-p-n. Рассмотрим детально, как проверить npn транзистор мультиметром. Используем следующий алгоритм действий:

Подаем минусовое U-ние к выводу базы. На тестере режим измерения R-ния. Ставим порог 2000. Или же используем режим «прозвонок», это для тех, кто хочет узнать, как прозвонить транзистор мультиметром. Независимо от предпочитаемого режима, результат будет корректен.
Берём черный щуп и подводим его к выводу на базе, фиксируем. Красный щуп — к коллекторному переходу. Затем перемещаем к эмиттеру (вывод). Если получили значение прямого сопротивления от 500 Ом до 1200 Ом — переходы целы.
Далее измеряем обратное R-ние. Для этого красный щуп подносим к выводу базы и фиксируем. Черный передвигаем поочерёдно сначала к выводу коллектора, затем эмиттера. Тестер должен показать большое значение. Если у вас цифровой мультиметр выставлен на «2000», показывает «1», то величина R-ния выше 2000 Ом. Большое значение — показатель исправности транзистора.

Этот метод подойдёт и искателям способа, как проверить транзистор мультиметром не выпаивая. Представим: вам нужно проверить прибор на плате прямо в схеме. Тогда проблемы могут возникнуть исключительно в случае плотного шунтирования низкоомными резисторами p-n переходов. Проверить просто: при измерении показатели обоих видов сопротивления будут крайне малы. В таком случае выпаивание вывода базы — необходимая мера для дальнейшей корректной диагностики. Транзистор n-p-n диагностируем таким же методом. Единственное отличие: на выходе базы фиксируем красный, а не чёрный щуп тестера.

Как проверить нетипичные модели транзисторов

Есть транзисторы, которые могут не поддаться обычной проверке мультиметром, независимо от того, стоит режим прозвонки или омметра. Такие триоды используют, к примеру, в электронных балластах светильников. Среди моделей — MJE13003, 13005, 13007.

Детальнее рассмотрим, как проверить транзистор 13003 мультиметром, на одном примере. Всё дело в нетипичной цоколёвке транзистора 13003 — вывод базы находится справа. В даташитах сказано, что выводы могут чередоваться слева направо в такой последовательности: база, коллектор, эмиттер. Поэтому нужно точно определить порядок и положение составных и действовать методом описанным выше.

Погрешности при замерах могут провоцировать и диоды внутри деталей некоторых транзисторов.

Поэтому прежде чем приступать к замерам, нужно четко понимать строение проверяемого транзистора.

Как проверить полевой транзистор мультиметром

Этот прибор управляется электрическим полем, которое создаёт напряжение. Это одно из главных отличий от биполярного полупроводникового ключа. Униполярные транзисторы делят на два типа. Первый имеет изолированный затвор. Второй p-n переходы. Независимо от типа бывают n-, или p-канальные. Большинство полевых транзисторов имеют три вывода: исток, сток и затвор. Если сравнивать с биполярным, то это аналоги эмиттера, коллектора и базы.

Берём за основу проверку устройства типа p-n. Независимо от типа канала (n, p), последовательность действий меняться не будет. Разница лишь в противоположном подключении щупов. Итак, для диагностики n-канального прибора нам понадобится:

Установить на режим мультиметра «измерения R». Уровень 2000. Плюсовой щуп устанавливаем к истоку. Чёрный закрепляем на стоке. Измеряем сопротивление. Потом нужно щупы переставить. Замеряем вновь. Результаты при работающем транзисторе будут приблизительно равнозначными.
Далее тестируем переход исток-затвор. Для этого ставим режим на мультиметре «проверка диодов». Плюс подключаем к затвору, а минус к истоку. Прибор в норме фиксирует падение U-ния около 650 мВ. Отсоединяем щупы и перемещаем: теперь чёрный находится у затвора, а красный у истока. Тестер должен показать единицу, то есть бесконечность. Это свидетельствует об исправности транзистора.
Для проверки перехода сток-затвор оставляем мультиметр в режиме проверки диодов. Действуем аналогично пункту проверки p-n перехода исток-затвор.

Когда все три замера совпадают с вышеописанными полевой транзистор готов к эксплуатации.

Предлагаем пример проверки полевого транзистора в видеоролике:

Видео с проверкой транзистора мультиметром

Смотрите в формате видео, как проверить транзистор мультиметром.

Неисправности транзисторов

Раздел 7.3 Проверка транзисторов
• Модель с двумя диодами для биполярных транзисторов.
• Идентификация соединения транзисторов.
• Тестирование BJT.
• Тестирование JFET.
• Тестирование МОП-транзисторов

Модель двухдиодного транзистора

Рис. 7.3.1 Модель двухдиодного транзистора.

Как показано на рис. 7.3.1, независимо от того, является ли транзистор (a) типом NPN или (b) биполярным транзистором типа PNP, он состоит из двух диодных переходов, перехода база-эмиттер и перехода база-коллектор. В целях тестирования их можно рассматривать просто как два диода с одним общим соединением, то есть с базой. Таким образом, чтобы проверить транзистор, вам просто нужно проверить прямое и обратное сопротивление каждого из этих переходов. Однако для этого сначала необходимо выяснить, какой пин какой.

План A — Использование паспорта производителя

Лучший способ проверить функции выводов — использовать паспорт производителя, почти каждый когда-либо изготовленный транзистор имеет свой паспорт в Интернете. Просто введите номер транзистора в строку поиска в Интернете, и вы найдете несколько сайтов, публикующих нужные вам данные. Вы также должны найти схему в таблице данных, показывающую соединения выводов транзистора (распиновки), где показаны выводы коллектора, базы и эмиттера и любые варианты. В том случае, если вы не сможете найти нужную информацию, придется прибегнуть к плану Б.

Рис. 7.3.2 Общие транзисторные блоки.

План Б. Определение функций выводов путем просмотра информации о корпусе транзистора.

Что делать, если вы не можете найти идентификационный номер жизненно важного транзистора на самом транзисторе? Не все потеряно; Вы все еще можете найти функции булавки с помощью небольшой детективной работы. Если тестируемый вами транзистор имеет металлический корпус, как в схемах компоновки распространенных корпусов ТО18, ТО3, ТО126, ТО202, ТО72 и т. д., это полезно. К коллектору почти всегда подключается металлический корпус или зона теплоотвода, чтобы тепло отводилось легче. Это означает, что если вы измерите сопротивление от корпуса или металлической области крепления к каждому контакту по очереди, один контакт, который измеряет нулевое сопротивление, будет коллектором. Что нам действительно нужно найти, так это базу. В транзисторных корпусах, таких как TO39это легко; эмиттер почти всегда находится рядом с металлическим язычком, а коллектор соединен с банкой.

Обратите внимание, что часто это делает основание центром трех соединений, но это не всегда так; не полагайтесь на то, что база находится в центре. Изучите распространенные типы пакетов, показанные на рис. 7.3.2. Существуют различия даже в пределах одного и того же типа упаковки. Так что, если план B не решил головоломку, не беспокойтесь, всегда есть план C.

План C — Тестирование транзисторов с неизвестными выводами.

Еще один полезный способ найти базу — измерить сопротивление между различными контактами. Представьте для начала, что мы подозреваем, что неизвестный транзистор может быть типа NPN (они гораздо чаще, чем PNP в современных схемах), и он может быть неисправным

Использование таблицы поиска неисправностей

Следуйте инструкциям в полях 1, 2 и 3

Если вам необходимо перейти к блоку 4, и оба теста показывают значение от 500 Ом до 1 кОм, молодец! Вы нашли базовый контакт с первой попытки, и поле 5 сообщает вам, что вы тестируете NPN-транзистор.

В качестве альтернативы, если оба измерения указывают на бесконечность, вы переходите к ячейке 6, так как ваш положительный электрод не был на базе. Итак, вернитесь к тесту 2 и попробуйте еще раз с положительным проводом на другом штыре. Повторяйте этот тест, пока не найдете базовый штифт.

Или, если оба измерения на шаге 4 показывают бесконечность, либо транзистор неисправен (один или оба перехода разомкнуты), либо транзистор относится к типу PNP. Поэтому вам нужно начать снова, но на этот раз, используя отрицательный измеритель, чтобы найти базовый штифт.

Если в тесте 3 один или оба теста показывают 0 Ом (короткое замыкание) и вы случайно не коснулись положительного и отрицательного проводов во время тестов, транзистор неисправен из-за короткого замыкания одного или обоих переходов.

Таблица поиска неисправностей проверит биполярный транзистор независимо от того, знаете ли вы, какие контакты какие или нет, но- . Если все тесты проходят правильно, транзистор исправен. Если какие-либо тесты не пройдут, транзистор отправится в мусорное ведро.

1. Проверьте сопротивление между коллектором и эмиттером.

2. Затем поменяйте местами положительное и отрицательное соединения расходомера. Если транзистор исправен, показания должны быть бесконечными в обе стороны.

Теперь подключите положительный провод измерительного прибора к базе и проверьте сопротивление обоих соединений, подключив отрицательный измерительный щуп (3) к коллектору, а затем (4) к эмиттеру. В обоих случаях вы должны получить типичное значение прямого сопротивления от 500 Ом до 1 кОм.

Наконец, поменяйте местами соединения счетчика, чтобы отрицательный провод был подключен к базе. Подключите положительный щуп (5) к коллектору, затем (6) к эмиттеру. Оба соединения должны теперь читать бесконечность.

Тестирование полевых транзисторов JFET

Рис. 7.3.4 Модель диода JFET

Конструкция JFET отличается от конструкции биполярных транзисторов, поэтому для них требуются другие методы тестирования. Сначала рассмотрим схемы JFET на рис. 7.3.4, которые показывают путь сток/исток как единый блок из кремния N-типа или P-типа, а затвор — как простой диод, который имеет либо анод (в P-канальных JFET), либо катод ( в N-канальных JFET), подключенных напрямую к стоку/истоку. Поэтому вместо того, чтобы тестировать два PN-перехода, как в BJT, в JFET нам нужно протестировать только один переход.

Первое, что нужно знать перед тестированием подозрительного JFET, — это цоколевка, как и для любого другого транзистора, ее можно получить, загрузив лист данных для конкретного интересующего JFET.

Рис. 7.3.5 Технический паспорт 2N3819.

После определения контактов истока, стока и затвора следующие тесты цифрового измерителя должны выявить состояние JFET:

1. Переключите измеритель в режим проверки диодов.
2. Измерьте сопротивление между истоком и стоком с помощью положительного провода измерительного прибора на штырьке стока.
3. Поменяйте местами выводы измерителя (положительный на источник) и снова измерьте сопротивление.

Результаты тестов 1. и 2. обычно должны быть в пределах от 130 до 180 Ом, но они могут различаться в разных JFETS. Если сопротивление кажется подозрительно низким, это может означать, что на затворе с очень высоким импедансом есть остаточное напряжение из-за емкости перехода затвора. Чтобы исключить эту возможность, замкните затвор и исток, кратковременно соединив оба контакта, затем повторите тесты 1 и 2. Показание 0 Ом или бесконечность означает, что JFET неисправен.

4. Предполагая, что шаги 2 и 3 выполнены правильно, проверьте сопротивление между затвором и источником с помощью положительного щупа измерительного прибора на выводе затвора. Ожидайте сопротивление от 700 Ом до 1 кОм. Это прямое сопротивление затворного диода.
5. Удерживая положительный измерительный щуп на воротах, переместите отрицательный щуп на слив и проверьте сопротивление между воротами и сливом. Ожидайте аналогичных результатов для теста 4.

6. Теперь поменяйте местами соединения измерителя и проверьте обратное сопротивление диода затвора, поместив отрицательный щуп на вывод затвора, а положительный щуп на вывод истока. Теперь сопротивление должно быть бесконечностью.
7. Наконец, проверьте сопротивление между затвором и сливом, оставив отрицательный щуп на затворе и переместив положительный щуп на штырь слива. Опять же чтение должно быть бесконечность.

Рис. 7.3.6 JFET из антистатической пены

При всех этих тестах вам следует воздерживаться от работы с полевым транзистором JFET, насколько это возможно. В идеале, при работе с полевыми транзисторами любого типа вы должны работать на рабочей станции ESD (антистатический разряд) или носить антистатический браслет. В качестве альтернативы вы можете по крайней мере воткнуть контакты (при условии, что они достаточно длинные) в кусок антистатической пены, такой как полевые транзисторы, в которых обычно хранятся. Сопротивление между контактами позволит избежать накопления статического напряжения, но будет достаточно высоким. чтобы не сильно повлиять на показания сопротивления, которые вы берете во время этих тестов.

Тестирование МОП-транзисторов

Первое, что нужно понять о МОП-транзисторах, это то, что они гораздо более чувствительны к повреждению статическим разрядом, чем любые другие типы транзисторов, даже JFET. Это связано с тем, что МОП-транзисторы представляют собой транзисторы с изолированным затвором, поэтому затвор полностью изолирован от пути сток/исток. Это означает, что между затвором и другими клеммами существует значительная емкость. Эту емкость можно легко зарядить до любого напряжения, включая чрезвычайно высокое напряжение, которое может присутствовать на человеческом (вашем) теле, например, при простой ходьбе по комнате, покрытой ковром. Такие статические напряжения могут легко разрушить МОП-транзистор. Поэтому с самого начала необходимо позаботиться о том, чтобы не прикасаться ни к одной из клемм MOSFET, когда MOSFET не находится в антистатической упаковке или не подключен к цепи. Поэтому для целей этих тестов мы предполагаем, что тестер (вы) будете использовать антистатические методы, как указано в разделе, посвященном тестированию JFET. Однако одна мера предосторожности, которую мы не можем использовать, заключается в том, чтобы вставить полевой МОП-транзистор в антистатическую пену; так как это помешает нашим тестам работать. Поэтому для проведения тестов мы максимально избегаем прикосновения к контактам MOSFET и вставляем контакты в макетную плату.

Последовательность тестирования MOSFET

Рис. 7.3.7 MOSFET на макетной плате.

1. Установите цифровой мультиметр в положение проверки диодов.
2. Замкните на мгновение клеммы Gate и Drain вместе с одним из щупов измерителя, чтобы разрядить любую емкость затвора.
3. Подсоедините положительный щуп счетчика к клемме «Слив», а отрицательный щуп к клемме «Источник». Счетчик должен показывать бесконечность.

(Если счетчик показывает 0 Ом, попробуйте снова замкнуть затвор и сток отрицательным проводом счетчика, чтобы убедиться, что любой заряд затвора удален).
Подсоедините положительный провод измерительного прибора к источнику, а отрицательный — к разъему «слив». Теперь измеритель должен показывать около 500 Ом
Теперь вы проверили обратное и прямое сопротивление внутреннего защитного диода полевого МОП-транзистора.
4. Теперь подключите отрицательный щуп измерителя к клемме источника и на мгновение коснитесь клеммы затвора положительным щупом измерителя. Это мгновенно зарядит базовую емкость, достаточную для включения MOSFET.
5. Подсоедините положительный щуп к стоку, а отрицательный щуп к источнику (повторение теста 3). На этот раз измеритель должен показать 0 Ом, потому что MOSFET теперь включается напряжением, которое вы приложили к затвору.

6. Поменяйте местами выводы измерителя (положительный к истоку и отрицательный к стоку). Снова сопротивление сток/исток должно быть равно 0 Ом, подтверждая, что полевой МОП-транзистор включен.
7. Чтобы выключить полевой МОП-транзистор, используйте любой щуп для кратковременного замыкания затвора на сток.
8. Убедитесь, что полевой МОП-транзистор теперь «выключен», поместив положительный щуп на клемму стока, а отрицательный щуп на исток, чтобы убедиться, что сопротивление между стоком и истоком равно бесконечности, еще раз показав, что при нулевом напряжении на затворе МОП-транзистор теперь выключен, и МОП-транзистор работает правильно.

Заключение.

Проведение испытаний JFET или MOSFET поможет вам выявить неисправные полевые транзисторы и лучше понять полевые транзисторы, а также дополнить ваши исследования этих компонентов. Для получения более подробной информации см. Модуль 4 «Полупроводники» (Полевые транзисторы), чтобы завершить изучение этих важных компонентов.

Предупреждение: Никогда не работайте с «активными» цепями, если вы не знаете И НЕ ИСПОЛЬЗУЕТЕ безопасные методы работы. Многие цепи, получающие питание от сети (и некоторые из них) содержат СМЕРТЕЛЬНОЕ напряжение, а также другие опасности. С цепями под напряжением должен работать только полностью обученный персонал. Перед тем, как приступить к какой-либо работе с действующими цепями с использованием любой информации, представленной на этом веб-сайте, прочтите важное ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ.

Начало страницы.>

Транзисторы | Клуб электроники

На этой странице рассматриваются практические вопросы, такие как меры предосторожности при пайке и идентификации выводов.

Информацию о работе и использовании транзисторов в схемах см. страница транзисторных схем.

Транзисторы усиливают ток , например их можно использовать для усиления малого выхода ток от логической ИС, чтобы она могла управлять лампой, реле или другим сильноточным устройством. Во многих цепях для преобразования изменяющегося тока в изменяющееся напряжение используется резистор. поэтому транзистор используется для усилить напряжение .

Транзистор может использоваться как переключатель (либо полностью включенный с максимальным током, либо полностью выключенный с нет тока) и как усилитель (всегда частично включен).

Величина усиления тока называется усилением тока , символ h

FE (один из многих параметров транзисторов, каждый со своим символом).

Rapid Electronics: транзисторы

Типы транзисторов

Существует два типа стандартных (биполярных) транзисторов: NPN и PNP , с различными символами цепи, как показано на рисунке. Буквы относятся к слоям полупроводникового материала, используемого для изготовления транзистора. Большинство транзисторов, используемых сегодня, являются транзисторами NPN, потому что их легче всего изготовить из кремния. Если вы новичок в электронике, лучше всего начать с изучения того, как использовать транзисторы NPN.

Выводы маркированы база (B), коллектор (С) и эмиттер (Е). Эти термины относятся к внутренней работе транзистора, но они не так уж важны. помогают понять, как используется транзистор, так что просто относитесь к ним как к меткам.

Пара Дарлингтона – это два транзистора, соединенных вместе. чтобы получить очень высокий коэффициент усиления по току.

В дополнение к биполярным транзисторам существуют полевые транзисторы , которые обычно именуется FET s. У них разные символы и свойства цепей, и они не рассматриваются на этой странице.

Соединительный

Транзисторы

имеют три вывода, которые должны быть правильно подключены. Будьте осторожны, потому что неправильно подключенный транзистор может выйти из строя сразу после включения.

Ориентация транзистора может быть ясной из схемы компоновки печатной платы или платы, в противном случае вы необходимо обратиться к каталогу или веб-сайту поставщика, чтобы определить потенциальных клиентов.

На рисунках показаны выводы для некоторых распространенных типов корпусов транзисторов.

Обратите внимание, что схемы выводов транзисторов показывают вид с ниже с ведет к вам. Это противоположно схемам выводов микросхемы, на которых показан вид сверху.

Пайка

Транзисторы могут быть повреждены нагреванием при пайке, поэтому, если вы не являетесь экспертом, целесообразно использовать радиатор, прикрепленный к проводу между соединением и корпусом транзистора. Можно купить специальный инструмент, а стандартную клипсу-крокодил (без пластиковой крышки) работает так же и дешевле.

Не путайте этот временный радиатор с постоянным радиатором (описан ниже) которые могут потребоваться силовому транзистору для предотвращения его перегрева во время работы.

Проверка транзистора

Транзисторы могут быть повреждены нагреванием при пайке или неправильным использованием в цепи. Если вы подозреваете, что транзистор может быть поврежден, есть два простых способа проверить его :

1. Проверка мультиметром

Используйте мультиметр или простой тестер (батарея, резистор и светодиод) проверить каждую пару отведений на проводимость. Настройте цифровой мультиметр на проверку диодов. и аналоговый мультиметр для диапазона низкого сопротивления.

Проверка каждой пары проводов в обоих направлениях (всего шесть тестов):

Соединение база-эмиттер (BE) должно вести себя как диод, а проводить только в одну сторону .
Переход база-коллектор (BC) должен вести себя как диод, а проводить только в одну сторону .
коллектор-эмиттер (CE) не должен проводить ток в любом направлении .

На схеме показано, как ведут себя переходы в транзисторе NPN. Диоды перевернуты в транзисторе PNP, но можно использовать ту же процедуру проверки.

Проверка транзистора NPN

2. Тестирование в простой схеме

Подключите транзистор к показанной простой схеме. Напряжение питания не критично, подойдет любое от 5В до 12В. Эту схему можно быстро построить, например, на макетной плате. Позаботьтесь о том, чтобы включить 10k резистор в соединении с базой, иначе вы разрушите транзистор при проверке!

Если транзистор исправен, светодиод должен загореться при нажатии переключателя и не светится при отпускании переключателя.

Для проверки транзистора PNP используйте ту же схему, но поменяйте местами светодиод и напряжение питания.

Некоторые мультиметры имеют функцию проверки транзисторов, которая обеспечивает известный базовый ток и измеряет ток коллектора, чтобы отобразить коэффициент усиления по постоянному току транзистора h _FE .

Простая схема переключения
для проверки транзистора NPN

Коды транзисторов

В Великобритании используются три основные серии кодов транзисторов:

Коды, начинающиеся с B (или A), например. BC108

Первая буква B для кремния, A для германия (сейчас используется редко). Вторая буква указывает тип; например, C означает маломощную звуковую частоту; D означает звуковую частоту высокой мощности; F означает низкую мощность высокой частоты. Остальная часть кода идентифицирует конкретный транзистор. В системе нумерации нет очевидной логики. Иногда в конце добавляется буква (например, BC108C) для обозначения специальной версии. основного типа, например более высокий коэффициент усиления по току или другой стиль корпуса. Если в проекте указана версия с более высоким коэффициентом усиления (BC108C), ее необходимо использовать. но если указан общий код (BC108), подойдет любой транзистор с этим кодом.

Коды, начинающиеся с TIP, например.

TIP31A

TIP относится к производителю: силовой транзистор Texas Instruments. Буква в конце обозначает версии с другим номинальным напряжением.

Коды, начинающиеся с 2N, напр. 2N3053

Начальная цифра 2N идентифицирует деталь как транзистор, а остальная часть кода идентифицирует конкретный транзистор. В системе нумерации нет очевидной логики.

Выбор транзистора

В большинстве проектов указывается конкретный транзистор, но обычно можно заменить его эквивалентным транзистором. из широкого ассортимента. Наиболее важными свойствами, на которые следует обратить внимание, являются максимальный ток коллектора I _С и коэффициент усиления по току h _FE . Чтобы облегчить выбор, большинство поставщиков группируют свои транзисторы по категориям. определяется либо их типичным использованием , либо максимальной мощностью номинальной мощностью.

Чтобы сделать окончательный выбор, вам может понадобиться свериться с таблицами технических данных, представленными в каталогах, книгах и в Интернете. Они содержат много полезной информации, но могут быть трудны для понимания, если вы не знакомы с используемые термины и сокращения.

Вот некоторые из терминов, которые вы, вероятно, увидите:

Структура — тип транзистора, NPN или PNP, заменитель должен быть того же типа.

Корпус типа — расположение выводов.

I _C макс. — максимальный ток коллектора.

В _CE макс. — максимальное напряжение на переходе коллектор-эмиттер, игнорируйте это для низковольтных цепей.

ч _ФЭ — коэффициент усиления по току (строго коэффициент усиления по постоянному току). Гарантированное минимальное значение дано, потому что фактическое значение варьируется от транзистора к транзистору — даже для одного и того же типа! Обратите внимание, что текущее усиление — это просто число, поэтому оно не имеет единиц измерения. Коэффициент усиления часто указывается при определенном токе коллектора I _C который обычно находится в середине диапазона транзистора, например, «100@20 мА» означает усиление не менее 100 при 20 мА. Иногда указываются минимальные и максимальные значения. Поскольку коэффициент усиления примерно постоянен для различных токов, но изменяется от транзистор к транзистору эта деталь представляет интерес только для специалистов.

P _до макс. — максимальная полная мощность, которую можно развить в транзисторе, обратите внимание, что для достижения максимального рейтинга потребуется радиатор. Этот рейтинг важен для транзисторов, работающих как усилители, мощность примерно равна I _C × V _CE . Для транзисторов, работающих как ключи, большее значение имеет максимальный ток коллектора (I _C макс.).

Категория — типичное применение транзистора, хорошая отправная точка при поиске замены. Для разных категорий могут быть отдельные таблицы.

Возможные заменители — транзисторы с аналогичными электрическими свойствами, которые подойдут заменители в большинстве цепей. Они могут иметь другой стиль корпуса, поэтому будьте осторожны при размещении на печатной плате.

Rapid Electronics: транзисторы

Радиаторы для транзисторов

Радиаторы необходимы для транзисторов, пропускающих большие токи.

Отработанное тепло образуется в транзисторах из-за протекающего через них тока. Если вы обнаружите, что транзистор становится слишком горячим, чтобы до него можно было дотронуться, ему определенно нужен радиатор! Радиатор помогает рассеивать (удалять) тепло, передавая его окружающему воздуху.

Скорость производства сбросного тепла называется тепловой мощностью, P. Обычно ток базы I _B слишком мал, чтобы выделять много тепла, поэтому мощность определяется коллекторным током I _C и напряжением V _CE на транзисторе:

P = I _C × V _CE

Нагрев не является проблемой, если I _C мал или если транзистор используется в качестве переключиться, потому что, когда «полный» V _CE почти нулевой. Однако силовые транзисторы, используемые в таких схемах, как аудиоусилитель или регулятор скорости двигателя, будут частично на большую часть времени V _{и CE} может составлять примерно половину напряжения питания. Эти силовые транзисторы почти обязательно нужен радиатор, чтобы предотвратить их перегрев.

Мощные транзисторы

обычно имеют отверстия под болты для крепления радиаторов, но также доступны радиаторы с клипсами. Убедитесь, что вы используете правильный тип транзистора. Многие транзисторы имеют металлические корпуса, которые соединены с одним из выводов. возможно, потребуется изолировать радиатор от транзистора. Изоляционные комплекты доступны с листом слюды и пластиковой втулкой для болта. Теплопроводящая паста может быть использована для улучшения потока тепла от транзистора к транзистору. теплоотвод, это особенно важно, если используется изоляционный комплект.

Комплект изоляции

Теплопроводящая паста

Характеристики радиатора

Радиаторы

оцениваются по их тепловому сопротивлению (Rth) в °C/Вт. Например, 2°C/Вт означает, что теплоотвод (и, следовательно, компонент, прикрепленный к нему) будет иметь температуру 2°C. горячее окружающего воздуха на каждый 1 Вт тепла, который он рассеивает. Обратите внимание, что более низкое тепловое сопротивление означает лучший теплоотвод .

Расчет необходимой мощности радиатора:

Сначала найдите рассеиваемую тепловую мощность:
P = I _C × V _CE
(если сомневаетесь, используйте максимально возможное значение для I _C и предположите, что V _CE составляет половину напряжения питания).
Пример: транзистор проходит 1 А и подключен к источнику питания 12 В, поэтому мощность составляет около 1 × ½ × 12 = 6 Вт.
Найти максимальную рабочую температуру (Tmax) для транзистора, если это возможно, в противном случае примите Tmax = 100 °C.

Расчет максимальной температуры окружающей среды (окружающего воздуха) (Tair). Если теплоотвод будет снаружи корпуса, Tair = 25°C разумно, но внутри она будет выше (возможно, 40°C), что позволит всему прогреться в процессе работы.
Рассчитайте максимальное тепловое сопротивление (Rth) радиатора, используя:
Rth = (Tmax — Tair) / P
С примерными значениями, приведенными выше: Rth = (100-25)/6 = 12,5 °C/Вт.
Выберите радиатор с тепловым сопротивлением меньше , чем значение, рассчитанное выше (помните, что более низкое значение означает лучший отвод тепла), например, 5°C/Вт было бы разумным выбором, чтобы обеспечить запас прочности. Теплоотвод 5 °C/Вт, рассеивающий 6 Вт, будет иметь разность температур 5 × 6 = 30 °C. поэтому температура транзистора повысится до 25 + 30 = 55 °C (безопасно меньше, чем максимум 100 °C).
Все вышеизложенное предполагает, что транзистор имеет ту же температуру, что и радиатор. Это разумное предположение, если они прочно скреплены болтами или зажимами. Однако вам, возможно, придется положить лист слюды или что-то подобное между ними, чтобы обеспечить электрическую изоляцию. тогда транзистор будет горячее радиатора и расчет усложнится. Для обычных листов слюды вы должны вычесть 2°C/Вт из значения теплового сопротивления (Rth), рассчитанного на шаге 4 выше.

Или используйте метод проб и ошибок!

Если описанные выше шаги кажутся вам слишком сложными, вы можете попробовать подключить радиатор среднего размера и надеяться на лучшее. Осторожно следите пальцем за температурой транзистора, если станет уж больно горячим выключайте немедленно и используйте радиатор большего размера.

Rapid Electronics: радиаторы

Почему термостойкость?

Термин «термическое сопротивление » используется потому, что он аналогичен электрическому сопротивлению:

Разница температур на радиаторе (между транзистором и воздухом) подобна напряжению (разнице потенциалов) на резисторе.
Тепловая мощность (скорость нагрева), протекающая через радиатор от транзистора к воздуху, аналогична току, протекающему через резистор.

РубрикаРазное