Как проверить транзистор на работоспособность: Как проверить транзистор мультиметром: инструкции, фото, видео

Содержание

Как проверить транзистор мультиметром: инструкции, фото, видео

Транзистор — радиокомпонент различных схем. Электронику сложно представить без такого маленького, но очень важного элемента, который, к сожалению, часто ломается. Проверить его работоспособность легко с помощью всем известного измерительного устройства. Из этой статьи вы узнаете, как проверить транзистор мультиметром, и сможете сделать это своими руками.

Первые шаги

Первое, что нужно сделать, — определить характеристики транзистора и его тип. Помогает в этом обычная маркировка. Вбейте её в браузер и найдете техническое описание, в котором содержится информация о типе, цоколевке и т.п. Иное название технической документации от производителя — даташит, поэтому не пугайтесь, если встретите такое слово. И не переживайте, если даташит будет на другом языке, необходимые обозначения вы сможете распознать. В крайнем случае — онлайн-переводчик вам в помощь.

После того, как становится понятно, что за элемент пред вами, необходимо его выпаять.

О том, как прозвонить транзистор мультиметром не выпаивая и можно ли это сделать, мы расскажем ниже.

Транзисторы разделяются на несколько типов, поэтому ход проверки каждого из них немного отличается. Мы рассмотрим каждый вариант.

Как проверить мультиметром работоспособность биполярного транзистора

Посмотрим на определение: биполярный транзистор – полупроводниковая деталь, которая состоит из трех чередующихся областей полупроводника с разным типом проводимости (р-п-р или п-р-п) с выводом от каждой области.

То есть у такого транзистора 3 отвода: коллектор, эмиттер, база. На последний подаётся несильный ток, изменяющий сопротивление на участке эмиттер-коллектор. В результате этого процесса меняется протекающий ток. Он “бежит” в едином направлении, определяемом разновидностью перехода.

Есть 2 p-n перехода:

  1. Обратная проводимость или n-p-n.
  2. Прямая или p-n-p.

Посмотрите видео, как определить транзистор мультиметром:

С проверкой мультиметром транзистора биполярного затруднений нет. Проще всего описать pn как более привычный для электриков диод, за счет чего системы pnp и npn приобретают такой вид:

Подготовка к измерению

Перед началом измерений нужно:

  1. Расставить щупы по своим местам. Советуем внимательно изучить инструкцию к мультиметру, чтобы знать, какое гнездо для чего предназначено. Обычно для черного щупа предназначено отверстие с надписью «СОМ», а для красного «VΩmA». Если на вашем мультиметре есть такие гнёзда, подключаем.
  2. Выбираем нужную функцию: проверка сопротивления. Во втором случае можно поставить предел 2кОм. Режим проверки сопротивления, по сути, — омметр. Поэтому, если вы ищите, как проверить транзистор омметром, но у вас нет отдельно такого прибора, смело используйте мультиметр с данной функцией.

Измерение

Теперь можно начинать проверку. Сначала протестируем проводимость pnp:

  1. Наконечник черного провода соединить с выводом «Б», красного с «Э».
  2. Посмотреть на экран тестера. Значения от 0,6 до 1,3 кОм указывают на нормальную работоспособность.
  3. Так же проверить значения между выводами «Б» и «К». Нормальные значения находятся в тех же пределах.

Если на каком-то из этих этапов или на обоих вы видите минимальное значение, это указывает на пробой.

Как омметром проверить исправность транзистора дальше:

  1. Поменять полярность, то есть переставить щупы.
  2. Провести повторное тестирование. Если с транзистором всё в порядке, вы увидите сопротивление, которое стремится к минимуму. Если видите 1, это значит, что тестируемая величина выше возможностей элемента, то есть в цепочке обрыв, придётся менять транзистор.

Теперь будем проверять транзистор обратной проводимости. Для этого:

  1. Присоединить алый провод к «Б».
  2. Протестировать сопротивление другим наконечником. Для этого по очереди прикоснитесь к «К» и «Э». Полученные цифры должны быть на минимуме.
  3. Изменить полярность.
  4. Провести повторное тестирование. Если вы видите показания 0,6 до 1,3 кОм, всё в порядке.

Вкратце суть проверки транзистора омметром показана на картинке:

Как проверить мультиметром полевой транзистор

Полезное видео о том, как прозванивать транзисторы мультиметром:

Такой элемент считается полупроводниковым полностью управляемым ключом. Управление осуществляется электрическим полем, в чем и заключается отличительная особенность таких элементов от биполярных, управляемых током. Электрополе формируется под действием напряжение, которое приложено к затвору относительно истока.

Полевые транзисторы также называются униполярными («УНО» — один). В соответствии с видом канала ток выполняется лишь одним типом носителей: дырками или электронами. Такие элементы разделяются на:

  1. Элементы с управляющим p-n-переходом. Рабочие выводы присоединяются к полупроводниковой пластинке p- или n-типа.
  2. С изолированным затвором.

Чтобы протестировать полевой транзистор, нужно присоединить щупы нашему измерителю так же, как при измерении биполярных транзисторов. После этого выбираем режим прозвонки.

Инструкция проверки элемента n-типа:

  1. Черным кабелем прикасаемся до «с», красным до «и».
  2. Смотрим на показания сопротивления встроенного диода. Запомните или запишите значение.
  3. Открываем переход, то есть красный кабель должен дотронуться до отвода «з».
  4. Повторно делаем измерение из первого пункта. Значение должно уменьшиться — это указывает на то, что полевик частично открылся.
  5. Закрываем компонент, то есть присоединяем черный кабель к «з».
  6. Проделываем пункт первый и смотрим на дисплей. Должно быть исходное значение — это указывает на закрытие, то есть элемент работоспособен.

Чтобы проверить элементы p-типа, проделайте всё так же, но прежде измените полярность щупов.

Теперь вы знаете, как прозвонить транзистор мультиметром.

Стоит отметить, что биполярные транзисторы с изолированным затвором, нужно проверять по вышеописанной схеме для полевого устройства. Учитывайте, что сток и исток — это коллектор и эмиттер.

Как проверить транзистор мультиметром не выпаивая

Если вы думаете, как проверить транзистор мультиметром на плате, то помните, что таким способом могут определяться только биполярные элементы. Но мы советуем вам и этого не делать, потому что в некоторых случаях p-n переход детали шунтируется низкоомным сопротивлением. Из-за этого результат вряд ли будет точным. Значит, выпаивание — это необходимость.

Это тот минимум, который вам нужно было узнать о проверке транзистора мультиметром не выпаивая.

Мы надеемся, что наша статья была вам полезна. Заглядывайте и в другие материалы нашего блога. Мы припасли для вас много важной информации!

Желаем безопасных и точных измерений!

Вопрос — ответ

Вопрос: Как прозвонить транзистор цифровым мультиметром?

Ответ: Первое, что нужно сделать, — определить характеристики транзистора и его тип. Помогает в этом обычная маркировка. Транзисторы разделяются на несколько типов, поэтому ход проверки каждого из них немного отличается.

 

Вопрос: Как правильно проверить транзистор мультиметром не выпаивая?

Ответ: Таким способом можно протестировать только биполярные элементы. Но и этого лучше не делать, потому что в некоторых случаях p-n переход детали шунтируется низкоомным сопротивлением. Из-за этого результат вряд ли будет точным.

 

Вопрос: Как можно определить полевой транзистор мультиметром?

Ответ: Чтобы протестировать полевой транзистор, нужно подключить щупы к нашему измерителю так же, как при измерении биполярных транзисторов. После этого выбрать режим прозвонки и присоединять кабели в определенном порядке.

 

Вопрос: Как точнее проверить исправность транзистора мультиметром?

Ответ: Многое зависит от вида транзистора. Мультиметром можно протестировать биполярные и полевые транзисторы. В первом случае можно проверять обратную и прямую проводимость. Для тестирования pnp нужно наконечник черного провода соединить сначала с выводом «Б», красного с «Э».

 

Вопрос: Как проверить транзистор с помощью омметра?

Ответ: Омметр измеряет сопротивление. Вам не обязательно иметь такой прибор, достаточно использовать мультиметр с функцией омметра. Правильное использование заключается в расстановке щупов, выборе режима омметра. Затем нужно правильно соединять провода с транзистором.

 

Как проверить транзистор?

Проверка транзистора цифровым мультиметром

Занимаясь ремонтом и конструированием электроники, частенько приходится проверять транзистор на исправность.

Рассмотрим методику проверки биполярных транзисторов обычным цифровым мультиметром, который есть практически у каждого начинающего радиолюбителя.

Несмотря на то, что методика проверки биполярного транзистора достаточно проста, начинающие радиолюбители порой могут столкнуться с некоторыми трудностями.

Об особенностях тестирования биполярных транзисторов будет рассказано чуть позднее, а пока рассмотрим самую простую технологию проверки обычным цифровым мультиметром.

Для начала нужно понять, что биполярный транзистор можно условно представить в виде двух диодов, так как он состоит из двух p-n переходов. А диод, как известно, это ничто иное, как обычный p-n переход.

Вот условная схема биполярного транзистора, которая поможет понять принцип проверки. На рисунке p-n переходы транзистора изображены в виде полупроводниковых диодов.

Устройство биполярного транзистора p-n-p структуры с помощью диодов изображается следующим образом.

Как известно, биполярные транзисторы бывают двух типов проводимости: n-p-n и p-n-p. Этот факт нужно учитывать при проверке. Поэтому покажем условный эквивалент транзистора структуры n-p-n составленный из диодов. Этот рисунок нам понадобиться при последующей проверке.

Транзистор со структурой n-p-n в виде двух диодов.

Суть метода сводиться к проверке целостности этих самых p-n переходов, которые условно изображены на рисунке в виде диодов. А, как известно,

диод пропускает ток только в одном направлении. Если подключить плюс (+) к выводу анода диода, а минус (-) к катоду, то p-n переход откроется, и диод начнёт пропускать ток. Если проделать всё наоборот, подключить плюс (+) к катоду диода, а минус (-) к аноду, то p-n переход будет закрыт и диод не будет пропускать ток.

Если вдруг при проверке выясниться, что p-n переход пропускает ток в обоих направлениях, то значит он «пробит». Если же p-n переход не пропускает ток ни в одном из направлений, то значит переход в «обрыве». Естественно, что при пробое или обрыве хотя бы одного из p-n переходов транзистор работать не будет.

Обращаем внимание, что условная схема из диодов необходима лишь для более наглядного представления о методике проверки транзистора. В реальности транзистор имеет более изощрённое устройство.

Функционал практически любого мультиметра поддерживает проверку диода. На панели мультиметра режим проверки диода изображается в виде условного изображения, который выглядит вот так.

Думаю, уже понятно, что проверять транзистор мы будем как раз с помощью этой функции.

Небольшое пояснение. У цифрового мультиметра есть несколько гнёзд для подключения измерительных щупов. Три, а то и больше. При проверке транзистора необходимо минусовой щуп (чёрный) подключить к гнезду COM (от англ. слова common – «общий»), а плюсовой щуп (красный) в гнездо с обозначением буквы омега Ω, буквы V и, возможно, других букв. Всё зависит от функционала прибора.

Почему я так подробно рассказываю о том, как подключать измерительные щупы к мультиметру? Да потому, что щупы можно элементарно перепутать и подключить чёрный щуп, который условно считается «минусовым» к гнезду, к которому нужно подключить красный, «плюсовой» щуп. В итоге это вызовет неразбериху, и, как следствие, ошибки. Будьте внимательней!

Теперь, когда сухая теория изложена, перейдём к практике.

Какой мультиметр будем использовать?

В качестве мультиметра использовался многофункциональный мультитестер Victor VC9805+, хотя для измерений подойдёт любой цифровой тестер, вроде всем знакомых DT-83x или MAS-83x. Такие мультиметры можно купить не только на радиорынках, магазинах радиодеталей, но и в магазинах автозапчастей. Подходящий мультиметр можно купить в интернете, например, на Алиэкспресс.

Вначале проведём проверку кремниевого биполярного транзистора отечественного производства КТ503. Он имеет структуру n-p-n. Вот его цоколёвка.

Для тех, кто не знает, что означает это непонятное слово цоколёвка, поясняю. Цоколёвка — это расположение функциональных выводов на корпусе радиоэлемента. Для транзистора функциональными выводами соответственно будут коллектор (К или англ.- С), эмиттер (Э или англ.- Е), база (Б или англ.- В).

Сначала подключаем красный (+) щуп к базе транзистора КТ503, а чёрный (-) щуп к выводу коллектора. Так мы проверяем работу p-n перехода в прямом включении (т. е. когда переход проводит ток). На дисплее появляется величина пробивного напряжения. В данном случае оно равно 687 милливольтам (687 мВ).

Далее не отсоединяя красного щупа от вывода базы, подключаем чёрный («минусовой») щуп к выводу эмиттера транзистора.

Как видим, p-n переход между базой и эмиттером тоже проводит ток. На дисплее опять показывается величина пробивного напряжения равная 691 мВ. Таким образом, мы проверили переходы Б-К и Б-Э при прямом включении.

Чтобы удостовериться в исправности p-n переходов транзистора КТ503 проверим их и в, так называемом, обратном включении. В этом режиме p-n переход ток не проводит, и на дисплее не должно отображаться ничего, кроме «1». Если на дисплее единица «1», то это означает, что сопротивление перехода велико, и он не пропускает ток.

Чтобы проверить p-n переходы Б-К и Б-Э в обратном включении, поменяем полярность подключения щупов к выводам транзистора КТ503. Минусовой («чёрный») щуп подключаем к базе, а плюсовой («красный») сначала подключаем к выводу коллектора…

…А затем, не отключая минусового щупа от вывода базы, к эмиттеру.

Как видим из фотографий, в обоих случаях на дисплее отобразилась единичка «1», что, как уже говорилось, указывает на то, что p-n переход не пропускает ток. Так мы проверили переходы Б-К и Б-Э в обратном включении.

Если вы внимательно следили за изложением, то заметили, что мы провели проверку транзистора согласно ранее изложенной методике. Как видим, транзистор КТ503 оказался исправен.

Пробой P-N перхода транзистора.

В случае если какой либо из переходов (Б-К или Б-Э) пробиты, то при их проверке на дисплее мультиметра обнаружиться, что они в обоих направлениях, как в прямом включении, так и в обратном, показывают не пробивное напряжение p-n перехода, а сопротивление. Это сопротивление либо равно нулю «0» (будет пищать буззер), либо будет очень мало.

Обрыв P-N перехода транзистора.

При обрыве, p-n переход не пропускает ток ни в прямом, ни в обратном направлении – на дисплее в обоих случаях будет «1». При таком дефекте p-n переход как бы превращается в изолятор.

Проверка биполярных транзисторов структуры p-n-p проводится аналогично. Но при этом необходимо сменить полярность подключения измерительных щупов к выводам транзистора. Вспомним рисунок условного изображения транзистора p-n-p в виде двух диодов. Если забыли, то гляньте ещё раз и вы увидите, что катоды диодов соединены вместе.

В качестве образца для наших экспериментов возьмём отечественный кремниевый транзистор КТ3107 структуры p-n-p. Вот его цоколёвка.

В картинках проверка транзистора будет выглядеть так. Проверяем переход Б-К при прямом включении.

Как видим, переход исправен. Мультиметр показал пробивное напряжение перехода – 722 мВ.

То же самое проделываем и для перехода Б-Э.

Как видим, он также исправен. На дисплее – 724 мВ.

Теперь проверим исправность переходов в обратном направлении – на наличие «пробоя» перехода.

Переход Б-К при обратном включении…

Переход Б-Э при обратном включении.

В обоих случаях на дисплее прибора – единичка «1». Транзистор исправен.

Подведём итог и распишем краткий алгоритм проверки транзистора цифровым мультиметром:

  • Определение цоколёвки транзистора и его структуры;

  • Проверка переходов Б-К и Б-Э в прямом включении с помощью функции проверки диода;

  • Проверка переходов Б-К и Б-Э в обратном включении (на наличие «пробоя») с помощью функции проверки диода;

При проверке необходимо помнить о том, что кроме обычных биполярных транзисторов существуют различные модификации этих полупроводниковых компонентов. К таковым можно отнести составные транзисторы (транзисторы Дарлингтона), «цифровые» транзисторы, строчные транзисторы (так называемые «строчники») и т.д.

Все они имеют свои особенности, как, например, встроенные защитные диоды и резисторы. Наличие этих элементов в структуре транзистора порой усложняют их проверку с помощью данной методики. Поэтому прежде чем проверить неизвестный вам транзистор желательно ознакомиться с документацией на него (даташитом). О том, как найти даташит на конкретный электронный компонент или микросхему, я рассказывал здесь.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

NPN, PNP без выпаивания с платы

Ни одна современная схема не обходится без полупроводниковых приборов. Самый распространённый из них — транзистор и именно он часто выходит из строя. Тому причиной — перепады напряжения, которые есть в наших сетях, нагрузки и т. д. Рассмотрим два способа позволяющие проверить исправность транзистора при помощи мультиметра. 

Содержание статьи

Необходимый минимум сведений

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

Виды транзисторов и принцип работы

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

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

Цоколевка

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

Внешний вид биполярного транзистора средней мощности и его цоколевка

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

Как проверить транзистор мультиметром со встроенной функцией

Начнём с того, что есть мультиметры с функцией проверки работоспособности транзистора и определения коэффициента усиления. Их можно опознать по наличию характерного блока на лицевой панели. В ней есть гнездо под установку транзистора, круглая цветная пластиковая вставка с отверстиями под ножки полупроводникового прибора. Цвет вставки может быть любым, но обычно, он выделяется.

Первым делом переводим переключатель диапазонов (большую ручку) в соответствующее положение. Опознать режим можно по надписи — hFE. Перед тем как проверить транзистор мультиметром, определяемся с типом NPN или PNP.

Мультиметр с функцией проверки транзисторов

Далее рассматриваем разъёмы, в которые надо вставлять электроды. Они подписаны латинскими буквами: E — эмиттер, B — база, C — коллектор. В соответствии с надписями, ставим выводы полупроводникового элемента в гнёзда. Через несколько мгновений на экране высвечивается результат измерений, это коэффициент усиления транзистора. Если прибор неисправен, показаний не будет, транзистор неисправен.

Как видите, проверить рабочий транзистор или нет мультиметром со встроенной функцией проверки просто. Вот только в гнёзда нормально вставляются далеко не все электроды. Удобно устанавливать транзисторы с тонкими выводами S9014, S8550, КТ3107, КТ3102. У больших, надо пинцетом или плоскогубцами менять форму выводов, ну а транзистор на плате так не проверишь. В некоторых случаях проще проверить переходы транзистора в режиме прозвонки и определить его исправность.

Проверка на плате

Чтобы проверить транзистор мультиметром не выпаивая или нужен мультиметр с функцией прозвонки диодов. Переключатель переводим в это положение, подключение щупов стандартное: чёрный в общее звено (COM или со значком земли), красный — в среднее (гнездо для измерения сопротивления, тока, напряжения).

Как проверить транзистор мультиметром не выпаивая

Чтобы понять принцип проверки, надо вспомнить структуру биполярных транзисторов. Как уже говорили, они бывают двух типов: PNP и  NPN. То есть это три последовательные области с двумя переходами, объединёнными общей областью — базой.

Строение биполярного транзистора и как его можно представить, чтобы понять как его будем проверять

Условно, мы можем представить этот прибор как два диода. В случае с PNP типом они включены навстречу друг другу, у NPN — в зеркальном отражении. Это представление на картинке в правом столбике и ни в коем случае не отображает устройство этого полупроводникового прибора, но поясняет, что мы должны увидеть при прозвонке.

Проверка биполярного транзистора PNP типа

Итак, начнём с проверки биполярника PNP типа. Вот что у нас должно получиться:

  • Если подать на базу плюс (красный щуп), на эмиттер или коллектор — минус (чёрный щуп), должно быть бесконечно большое сопротивление. В этом случае диоды закрыты (смотрим на эквивалентной схеме).
  • Если подаём на базу минус (чёрный щуп), а на эмиттер или коллектор плюс (красный щуп), видим ток от 600 до 800 мВ. В этом случае получается, что переход открыт.

    Проверка биполярного PNP транзистора мультиметром

  • Если щупами касаемся эмиттера и коллектора, показаний никаких нет, в обеих вариантах переходы оказываются запертыми.

Итак, PNP транзистор будет открыт только тогда, когда плюс подаётся на эмиттер или коллектор. Если во время испытаний есть хоть какие-то отклонения, элемент неработоспособен.

Тестируем исправность NPN транзистор

Как видим, в NPN приборе ситуация будет другой. Практически она диаметрально противоположна:

  • Если подать на базу плюс (красный щуп), а на эмиттер или коллектор минус, переход будет открыт, на экране высветятся показания — от 600 до 800 мВ.
  • Если поменять местами щупы: плюс на коллектор или эмиттер, минус на базу — переходы заперты, тока нет.
  • При прикосновении щупами к эмиттеру и коллектору тока по-прежнему быть не должно.

 

Проверка работоспособности биполярного NPN транзистора мультиметром

Как видим, этот прибор работает в противоположном направлении. Для того чтобы понять, рабочий транзистор или нет, необходимо знать его тип. Только так можем проверить транзистор мультиметром не выпаивая его с платы.

И ещё раз обращаем ваше внимание, картинки с диодами никак не отображают устройство этого полупроводникового прибора. Они нужны только для понимания того, что мы должны увидеть при проверке переходов. Так проще запомнить, и понимать показания на экране мультиметра.

Как определить базу, коллектор и эмиттер

Иногда бывают ситуации, когда нет под рукой справочника и возможности найти цоколёвку в интернете, а надпись на корпусе транзистора стала нечитаемой. Тогда, пользуясь схемами с диодами, можно опытным путём найти базу и определить тип прибора.

Строение биполярного транзистора и как его можно представить чтобы понять как его будем проверять

Путём перебора ищем положение щупов, при котором «звонятся» все три электрода. Тот вывод, относительно которого появляются показания на двух других и будет базой. Потому, плюс или минус подан на базу определяем тип, PNP или NPN. Если на базу подаём плюс — это NPN тип, если минус — это PNP.

Чтобы определить, где эмиттер,а где коллектор, надо сравнить показания мультиметра при измерении. На эмиттере ток всегда больше. Так и найдём опытным путём базу, эмиттер и коллектор.

Как проверить транзистор мультиметром не выпаивая

Как проверить биполярный транзистор мультиметром

Существует множество приборов для проверки любых типов транзисторов. Ими можно проверить не только исправность транзистора, но и подобрать необходимый коэффициент усиления h31э.

Проверка транзистора

Однако для ремонта бытовой техники и электроники вполне достаточно одного мультиметра. Чтобы понять сам процесс проверки транзистора, нелишне будет знать, что такое транзистор и как он работает. Транзистор можно представить как два встречно включенных диода имеющих p-n переходы. Для p-n-p транзисторов эквивалентная схема выглядит как два диода включенных катодами друг к другу, а для n-p-n структуры диоды включены анодами друг к другу.

Эквивалентные схемы транзисторов

Так можно представить себе упрощенный эквивалентный вариант транзистора. В двух словах о принципе работы транзистора. При подаче переменного сигнала на базу транзистора (общий конец соединения диодов) меняется сопротивление переходов коллектор — база и эмиттер – база. Соответственно и общее сопротивление переходов меняется по закону входного сигнала. Постоянное напряжение источника питания, приложенное к коллектору и эмиттеру, будет также меняться по закону входного сигнала.

Но напряжение источника питания, приложенное к переходу эмиттер — коллектор транзистора значительно больше сигнала поступающего на базу. Выходной сигнал снимается с выводов эмиттера и коллектора. Так работает транзистор в режиме усиления. В ключевом режиме на базу подаётся минимальный сигнал, при котором транзистор закрыт и максимальный сигнал, который полностью открывает транзистор.

Как проверить p-n-p транзистор мультиметром

Биполярные транзисторы могут быть с прямой проводимости p-n-p и обратной проводимостью n-p-n. На схеме проводимость p-n-p переходов обозначается стрелкой по направлению к базе, а n-p-n переходы отражаются стрелкой указывающей направление от базы. Для проверки транзистора на мультиметре выбирают предел измерения сопротивления 2000 Ом или “прозвонку”.

Находим обратное сопротивление переходов

Минус мультиметра прикладывают к базе транзистора, а плюс поочередно к выводам коллектора и эмиттера. Нормальное сопротивление перехода будет в пределах 400 — 1200 Ом. Чтобы проверить переходы коллектор — база и эмиттер — база на обратное сопротивление, плюс мультиметра прикладывают к базе, а минусы к эмиттеру и коллектору по очереди.

Обратное сопротивление коллектора и эмиттера должно быть большим, и мультиметр будет показывать “1”. Чтобы проверить транзистор с обратной полярностью n-p-n, к базе прикладывают плюс мультиметра, а в остальном методика такая же, как и при проверке полярности p-n-p. Этим же методом можно проверить работоспособность транзисторов, не выпаивая с платы.

Иногда переходы транзистора в схеме могут быть шунтированы небольшим сопротивлением. Тогда лучше отпаять базу или весь транзистор, так как показания мультиметра при проверке на целостность элемента будут неверными. Если переходы транзистора в обоих направлениях показывают ноль или близкое к нему, то это указывает на пробой переходов, а показания “1” на мультиметре говорят об обрыве переходов.

Как найти цоколевку транзистора мультиметром

Расположение выводов (цоколевка) транзистора можно найти по справочнику или по типу транзистора в интернете. Определить расположение выводов можно и мультиметром. Для этого плюс мультиметра прикладывают к правому выводу транзистора, а минус к среднему и левому контакту.

Как найти эмиттер и коллектор

Допустим, что сопротивление в обоих измерениях составило бесконечность. Получается, что мы нашли обратное сопротивление двух переходов n-p-n. Таким образом, мы попали на базу. Для нахождения коллектора и эмиттера минусом становятся на базу, а плюсом касаемся двух оставшихся выводов по очереди.

На дисплее отобразились значения сопротивлений переходов 816 Ом и 807 Ом. Вывод с сопротивлением 807 Ом будет коллектором, потому что переход база — коллектор имеет меньше значение сопротивления, чем переход база — эмиттер. Существуют так же транзисторы средней и большой мощности, у них коллектор соединен с корпусом или с металлической пластиной, предназначенной для рассеивания тепла.

Как проверить мощный биполярный транзистор и его цоколевку!!!

Помогла вам статья?

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

Опытные электрики и электронщики знают, что для полной проверки транзисторов существуют специальные пробники.

С помощью них можно не только проверить исправность последнего, но и его коэффициент усиления — h31э.

Необходимость наличия пробника

Пробник действительно нужный прибор, но, если вам необходимо просто проверить транзистор на исправность вполне подойдет и мультиметр.

Устройство транзистора

Прежде, чем приступить к проверке, необходимо разобраться что из себя представляет транзистор.

Он имеет три вывода, которые формируют между собой диоды (полупроводники).

Каждый вывод имеет свое название: коллектор, эмиттер и база. Первые два вывода p-n переходами соединяются в базе.

Один p-n переход между базой и коллектором образует один диод, второй p-n переход между базой и эмиттером образует второй диод.

Оба диода подсоединены в схему встречно через базу, и вся эта схема представляет собой транзистор.

Читайте также:

Ищем базу, эмиттер и коллектор на транзисторе

Как сразу найти коллектор.

Чтобы сразу найти коллектор нужно выяснить, какой мощности перед вами транзистор, а они бывают средней мощности, маломощные и мощные.

Транзисторы средней мощности и мощные сильно греются, поэтому от них нужно отводить тепло.

Делается это с помощью специального радиатора охлаждения, а отвод тепла происходит через вывод коллектора, который в этих типах транзисторов расположен посередине и подсоединен напрямую к корпусу.

Получается такая схема передачи тепла: вывод коллектора – корпус – радиатор охлаждения.

Если коллектор определен, то определить другие выводы уже будет не сложно.

Бывают случаи, которые значительно упрощают поиск, это когда на устройстве уже есть нужные обозначения, как показано ниже.

Производим нужные замеры прямого и обратного сопротивления.

Однако все равно торчащие три ножки в транзисторе могу многих начинающих электронщиков ввести в ступор.

Читайте также:

Как же тут найти базу, эмиттер и коллектор?

Без мультиметра или просто омметра тут не обойтись.

Итак, приступаем к поиску. Сначала нам нужно найти базу.

Берем прибор и производим необходимые замеры сопротивления на ножках транзистора.

Берем плюсовой щуп и подсоединяем его к правому выводу. Поочередно минусовой щуп подводим к среднему, а затем к левому выводам.

Между правым и среднем у нас, к примеру, показало 1 (бесконечность), а между правым и левым 816 Ом.

Эти показания пока ничего нам не дают. Делаем замеры дальше.

Теперь сдвигаемся влево, плюсовой щуп подводим к среднему выводу, а минусовым последовательно касаемся к левому и правому выводам.

Опять средний – правый показывает бесконечность (1), а средний левый 807 Ом.

Это тоже нам ничего не говорить. Замеряем дальше.

Теперь сдвигаемся еще левее, плюсовой щуп подводим к крайнему левому выводу, а минусовой последовательно к правому и среднему.

Если в обоих случаях сопротивление будет показывать бесконечность (1), то это значит, что базой является левый вывод.

А вот где эмиттер и коллектор (средний и правый выводы) нужно будет еще найти.

Теперь нужно сделать замер прямого сопротивления. Для этого теперь делаем все наоборот, минусовой щуп к базе (левый вывод), а плюсовой поочередно подсоединяем к правому и среднему выводам.

Запомните один важный момент, сопротивление p-n перехода база – эмиттер всегда больше, чем p-n перехода база – коллектор.

В результате замеров было выяснено, что сопротивление база (левый вывод) – правый вывод равно 816 Ом, а сопротивление база – средний вывод 807 Ом.

Значит правый вывод — это эмиттер, а средний вывод – это коллектор.

Итак, поиск базы, эмиттера и коллектора завершен.

Читайте также:

Как проверить транзистор на исправность

Чтобы проверить транзистор мультиметром на исправность достаточным будет измерить обратное и прямое сопротивление двух полупроводников (диодов), чем мы сейчас и займемся.

В транзисторе обычно существуют две структуру перехода p-n-p и n-p-n.

P-n-p – это эмиттерный переход, определить это можно по стрелке, которая указывает на базу.

Стрелка, которая идет от базы указывает на то, что это n-p-n переход.

P-n-p переход можно открыть с помощью минусовое напряжения, которое подается на базу.

Выставляем переключатель режимов работы мультиметра в положение измерение сопротивления на отметку «200».

Черный минусовой провод подсоединяем к выводу базы, а красный плюсовой по очереди подсоединяем к выводам эмиттера и коллектора.

Т.е. мы проверяем на работоспособность эмиттерный и коллекторный переходы.

Показатели мультиметра в пределах от 0,5 до 1,2 кОм скажут вам, что диоды целые.

Теперь меняем местами контакты, плюсовой провод подводим к базе, а минусовой поочередно подключаем к выводам эмиттера и коллектора.

Настройки мультиметра менять не нужно.

Последние показания должны быть на много больше, чем предыдущие. Если все нормально, то вы увидите цифру «1» на дисплее прибора.

Это говорит о том, что сопротивление очень большое, прибор не может отобразить данные выше 2000 Ом, а диодные переходы целые.

Преимущество данного способа в том, что транзистор можно проверить прямо на устройстве, не выпаивая его оттуда.

Хотя еще встречаются транзисторы где в p-n переходы впаяны низкоомные резисторы, наличие которых может не позволить правильно провести измерения сопротивления, оно может быть маленьким, как на эмиттерном, так и на коллекторном переходах.

В данном случае выводы нужно будет выпаять и проводить замеры снова.

Читайте также:

Признаки неисправности транзистора

Как уже отмечалось выше если замеры прямого сопротивления (черный минус на базе, а плюс поочередно на коллекторе и эмиттере) и обратного (красный плюс на базе, а черный минус поочередно на коллекторе и эмиттере) не соответствуют указанным выше показателям, то транзистор вышел из строя.

Другой признак неисправности, это когда сопротивление p-n переходов хотя бы в одном замере равно или приближено к нулю.

Это указывает на то, что диод пробит, а сам транзистор вышел из строя. Используя данные выше рекомендации, вы легко сможете проверить транзистор мультиметром на исправность.

Как проверить транзистор мультиметром: видео с инструкцией

Транзистор является наиболее популярным активным компонентом, входящим в состав электрических схем. У любого, кто интересуется электроникой, время от времени возникает необходимость проверить подобный элемент. Особенно часто проверку приходится делать начинающим радиолюбителям, которые в своих схемах используют транзисторы, бывшие в употреблении, например, выпаянные из старых плат. Для «прозвонки» можно использовать специальные приборы-тестеры, позволяющие измерять параметры транзисторов, чтобы потом их можно было сравнить их с указанными в справочнике. Однако для элементов, входящих в любительскую схему достаточно выполнить проверку по правилу: «исправен, неисправен». Эта статья рассказывает, как проверить транзистор мультиметром именно по такому методу тестирования.

Подготовка инструментов

У каждого современного радиолюбителя есть универсальный инструмент под названием цифровой мультиметр. Он позволяет измерять постоянные и переменные токи и напряжение, сопротивление элементов. Он также позволяет проверить работоспособность элементов схемы. Рядом с переключателем в режим «прозвонки», как правило, нарисован диод и динамик (см. фото на рис. 1).

Рисунок 1 – Лицевая панель мультиметра

Перед проверкой элемента необходимо убедиться в работоспособности самого мультиметра:

  1. Батарея должна быть заряжена.
  2. При переключении в режим проверки полупроводников дисплей должен отображать цифру 1.
  3. Щупы должны быть исправны, т. к. большинство приборов – китайские, и разрыв провода в них является очень частым явлением. Проверить их нужно, прислонив кончики щупов друг к другу: в этом случае на дисплее отобразятся нули и раздастся писк – прибор и щупы исправны.
  4. Щупы подключаются согласно цветовой маркировке: красный щуп — в красный разъем, черный – в черный разъем с надписью COM.

Если Вы не знаете, как использовать данный прибор, рекомендуем прочитать подробную инструкцию для чайников о том, как пользоваться мультиметром!

Технологии проверки

Биполярный

Структура биполярного транзистора (БТ) включает в себя 2 p-n или 2 n-p перехода. Выводы этих переходов называются эмиттером и коллектором. Вывод срединного слоя называется базой. Упрощенно БТ можно представить как два включенных встречно диода, как изображено на рисунке 2.

Рисунок 2 – NPN модель и ее диодный «аналог»

Проверить биполярный транзистор мультиметром не сложно, в чем Вы сейчас и убедитесь. Как известно основным свойством p-n перехода является его односторонняя проводимость. При подключении положительного (красный) щупа к аноду, а черного к катоду на дисплее мультиметра будет отображена величина прямого напряжения на переходе в милливольтах. Величина напряжения зависит от типа полупроводника: для германиевых диодов это напряжение будет порядка 200–300 мВ, а для кремниевых от 600 до 800 мВ. В обратном направлении диод ток не пропускает, поэтому если поменять щупы местами, то на дисплее будет отображена 1, свидетельствующая о бесконечно большом сопротивлении.

Если же диод «пробит», то скорей всего раздастся звуковой сигнал, причем в обоих направлениях. В случае если диод «в обрыве», то на индикаторе, так и будет отображаться единица.

Таким образом, суть проверки исправности транзистора заключается в «прозвонке» p-n переходов база-коллектор, база-эмиттер и эмиттер-коллектор в прямом и обратном включении:

  • База-коллектор: Красный щуп подключается к базе, черный к коллектору. Соединение должно работать как диод и проводить ток только в одном направлении.
  • База-эмиттер: Красный щуп остается подключенным к базе, черный подключается к эмиттеру. Аналогично предыдущему пункту соединение должно проводить ток только при прямом включении.
  • Эмиттер-коллектор: У исправного перехода сопротивление данного участка стремится к бесконечности, о чем будет говорить единица на индикаторе.

При проверке работоспособности pnp типа «диодный» аналог будет выглядеть также, но диоды будут подключены наоборот. В этом случае черный щуп подключается к базе. Переход эмиттер-коллектор проверяется аналогично.

На видео ниже наглядно показывается проверка биполярного транзистора мультиметром:

Полевой

Полевые транзисторы (ПТ) или «полевики» используются в блоках питания, мониторах, аудио и видеотехнике. Поэтому с необходимостью проверки более часто сталкиваются мастера по ремонту аппаратуры. Самостоятельно проверить такой элемент в домашних условиях можно также с помощью обычного мультиметра.

На рисунке 3 представлена структурная схема ПТ. Выводы Gate (затвор), Drain (сток), Source (исток) могут располагаться по-разному. Очень часто производители маркируют их буквами. Если маркировка отсутствует, то необходимо свериться со справочными данными, предварительно узнав наименование модели.

Рисунок 3 – Структурная схема ПТ

Стоит иметь в виду, что при ремонте аппаратуры, в которой стоят ПТ, часто возникает задача проверки работоспособности и целостности без выпаивания элемента из платы. Чаще всего выходят из строя мощные полевые транзисторы, устанавливаемые в импульсные блоки питания. Также следует помнить, что «полевики» крайне чувствительны к статическим разрядам. Поэтому перед тем, как проверить полевой транзистор не выпаивая, необходимо надеть антистатический браслет и соблюдать технику безопасности.

Рисунок 4 – Антистатический браслет

Проверить ПТ мультиметром можно по аналогии с прозвонкой переходов биполярного транзистора. У исправного «полевика» между выводами бесконечно большое сопротивление вне зависимости от приложенного тестового напряжения. Однако, имеются некоторые исключения: если приложить положительный щуп тестера к затвору, а отрицательный – к истоку, то зарядится затворная емкость, и переход откроется. При замере сопротивления между стоком и истоком мультиметр может показать некоторое значение сопротивления. Неопытные мастера часто принимают подобное явление как признак неисправности. Однако, это не всегда соответствует реальности. Необходимо перед проверкой канала сток-исток замкнуть накоротко все выводы ПТ, чтобы разрядились емкости переходов. После этого их сопротивления снова станут большими, и можно повторно проверить работает транзистор или нет. Если подобная процедура не помогает, то элемент считается нерабочим.

«Полевики», стоящие в мощных импульсных блоках питания часто имеют внутренний диод на переходе сток-исток. Поэтому этот канал при проверке ведет себя как обычный полупроводниковый диод. Во избежание ложной ошибки необходимо перед тем, как проверить транзистор мультиметром, удостовериться в наличии внутреннего диода. Следует поменять местами щупы тестера. В этом случае на экране должна отобразиться единица, что свидетельствует о бесконечном сопротивлении. Если этого не происходит, то, скорее всего, ПТ «пробит».

Технология проверки полевого транзистора показана на видео:

Составной

Типовой составной транзистор или схема Дарлингтона изображена на рисунке 5. Эти 2 элемента расположены в одном корпусе. Внутри также находится нагрузочный резистор. У такой модели аналогичные выводы, что и у биполярного. Нетрудно догадаться, что проверить составной транзистор мультиметром можно точно также, как и БТ. Следует отметить, что некоторые типы цифровых мультиметров в режиме тестирования имеют на клеммах напряжение меньшее 1,2 В, что недостаточно для открывания р-n перехода, и в этом случае прибор показывает разрыв в цепи.

Рисунок 5 – Схема Дарлингтона

Если после прочтения статьи Вы все же не до конца поняли, как проверить транзистор мультиметром, видео урок ниже позволит наглядно увидеть технологию проверки:

Таким образом, задача проверки данного элемента схемы сводится к последовательному «прозвону» p-n переходов, и если они исправны, то устройство можно считать рабочим. Надеемся, что теперь Вы знаете, как проверить транзистор мультиметром в домашних условиях!

Советуем прочитать:

Проверка транзисторов с помощью вольтметра

Неисправный транзистор иногда можно определить по частично сгоревшему или искаженному внешнему виду, но чаще всего нет видимой индикации. Один из подходов к устранению неполадок — замена заведомо исправного компонента, но это дорогостоящий способ. Кроме того, это ненадежно, потому что внешний дефектный компонент может мгновенно уничтожить замену без видимых доказательств. Разумная альтернатива — проверить транзистор. Обычный мультиметр может быстро выполнять внутрисхемные тесты, которые не являются полностью окончательными, но, как правило, предоставляют приемлемую информацию о состоянии «годен / не годен», используя либо режим проверки диодов измерителя, либо режим измерения сопротивления.

Обычная процедура тестирования предназначена для использования с цифровым мультиметром в диапазоне тестирования диодов с минимальным напряжением 3,3 В выше d.u.t. (проверяемый диод). Сначала рассмотрим процедуру тестирования полевого МОП-транзистора в расширенном режиме (то есть, когда устройство не является проводящим при 0 В, приложенном к затвору, работающему как переключатель). Подключите источник полевого МОП-транзистора к отрицательному выводу измерителя. (Держите полевой МОП-транзистор за корпус или за язычок, но не касайтесь металлических частей испытательных зондов другими выводами полевого МОП-транзистора до тех пор, пока это не понадобится.) Прикоснитесь плюсовым проводом измерителя к затвору MOSFET. Теперь переместите положительный зонд в «Слив». У вас должно быть низкое чтение. Внутренняя емкость полевого МОП-транзистора на затворе теперь заряжена измерителем, и устройство «включено».

При подключении плюсового провода измерителя к стоку закоротите исток и затвор. Затвор разрядится, и показания счетчика должны стать высокими, указывая на непроводящее устройство.

МОП-транзисторы, которые выходят из строя, часто имеют короткое замыкание сток-затвор.Это может вернуть напряжение стока на затвор, где оно подается (через резисторы затвора) в схему управления, что может привести к тому, что уровни напряжения и тока превысят пределы компонентов в этой секции. Перегрузка также повлияет на любые другие подключенные параллельно вентили MOSFET. Таким образом, лучше всего проверить схемы управления неработающими полевыми МОП-транзисторами. Чтобы избежать перегрузок, некоторые разработчики добавляют стабилитрон между истоком и затвором — стабилитроны замыкаются при коротком замыкании, чтобы ограничить повреждение в случае отказа полевого МОП-транзистора. Другая тактика — добавить сверхминиатюрные резисторы затвора.Они имеют тенденцию открываться (как предохранитель) при перегрузке, отключая затвор MOSFET.

Другой частый режим отказа полевого транзистора — это короткое замыкание сток-исток. Проверить проблему можно с помощью омметра. Подключите затвор устройства к клемме источника. Если путь сток-исток исправен, при установке щупов омметра в одном направлении должно быть обнаружено короткое замыкание. Другое направление должно измерять бесконечное сопротивление — или, по крайней мере, несколько мегаом. Измеряемый диодный переход — это корпусный диод полевого транзистора. Основной диод покажет катод на стоке для N-канального устройства и на истоке для P-канального устройства.

К сожалению, современные мультиметры используют низкое возбуждение для измерения сопротивления (1-2 В), чтобы простое активное зондирование элементов схемы не повредило их. Проблема в том, что тестирование полевого транзистора одним современным мультиметром становится проблематичным. Причина в том, что для включения большинству мощных полевых транзисторов требуется напряжение смещения затвор-исток не менее 4-5 В. Полевые транзисторы логического уровня можно включать при напряжении от 0,3 до 1,5 В.

Показанная здесь простая схема N-канального полевого транзистора помогает определить, правильно ли устройство работает в качестве переключателя.Мультиметр должен показывать довольно низкое напряжение между точками 2 и 4. Измерение R dsON устройства начинается с удаления связи между точками 1 и 2, затем измерения между точками 2 и 4 для получения приблизительного значения сопротивления на мультиметре.

Закорочив точки 1 и 2 вместе, измерьте напряжение между точкой 2 и точкой 4, затем замкните точку 3 и точку 4. Вы должны увидеть, что напряжение изменяется от низкого в первом тесте до фактического приложенного напряжения батареи (обычно 9 В).

Вы можете определить, есть ли остаточная утечка между стоком и источником, закоротив точку 3 и точку 4, а затем измерив напряжение на точке 1 питания через сопротивление 100 кОм от батареи. Тогда ток утечки в миллиамперах приблизительно равен = (показания мультиметра в милливольтах) / (10 4 ). Чтобы измерить номинальное пороговое значение V gs (напряжение от начала до включения) полевого транзистора, замкните точку 2 и точку 3, а затем измерьте напряжение между точкой 2 и точкой 4, как и раньше.

При исследовании полевых МОП-транзисторов с р-каналом, просто поменяйте полярность батареи и используйте ту же схему.Полярность всех щупов мультиметра будет изменена на обратную, но процедура останется прежней.

Теперь рассмотрим полевые транзисторы. Проверка полевого транзистора как диода (переход затвор-канал) с помощью омметра должна указывать на низкое сопротивление между затвором и истоком при одной полярности и высокое сопротивление между затвором и истоком при обратной полярности измерителя. Если измеритель показывает высокое сопротивление при обеих полярностях, соединение затвора разомкнуто. С другой стороны, если омметр показывает низкое сопротивление при обеих полярностях, затворный переход закорочен.

Теперь рассмотрим проверку целостности цепи сток-исток. Если вы знаете, какие клеммы на устройстве являются затвором, истоком и стоком, лучше всего подключить перемычку между затвором и истоком, чтобы устранить любой накопленный заряд на емкости PN перехода затворного канала, который может удерживать полевой транзистор в цепи. отключенное состояние без подачи какого-либо внешнего напряжения. Без этого шага любое показание измерителя непрерывности через канал будет непредсказуемым, потому что заряд может или не может накапливаться в соединении затвор-канал.

Хорошая стратегия — вставить штыри JFET в антистатическую пену перед испытанием. Проводимость пены создает резистивное соединение между всеми выводами JFET. Это соединение гарантирует, что весь остаточный заряд, накопленный на PN-переходе затворного канала, рассеивается, тем самым открывая канал для точной проверки целостности цепи исток-сток.

Поскольку канал JFET представляет собой единый непрерывный кусок полупроводникового материала, обычно нет разницы между выводами истока и стока.Проверка сопротивления от истока к стоку должна дать то же значение, что и проверка от стока к истоку. Это сопротивление должно быть относительно низким (ниже нескольких сотен Ом), когда напряжение PN перехода затвор-исток равно нулю. Приложение напряжения обратного смещения между затвором и истоком должно перерезать канал и привести к более высокому показанию сопротивления на измерителе.

Это подводит нас к биполярным транзисторам. Полезно помнить, что биполярный транзистор можно смоделировать как два последовательно соединенных диода.Плавающие выводы обеспечивают две контрольные точки, а подключенные выводы являются третьей контрольной точкой с центральным отводом. Эти два диода не будут работать как настоящий транзистор, потому что соединение с центральным отводом не является полупроводниковым переходом, а модель с двумя диодами не имеет трех отдельных кремниевых слоев, как в транзисторе. Тем не менее, подключение демонстрирует базовую концепцию тестирования транзисторов и идентификации клемм.

Чтобы проверить транзистор с помощью мультиметра в режиме проверки диодов, вставьте черный щуп в общий, а красный щуп в Diode Test или Ohms.Большинство производителей подключают красный к положительной клемме внутренней батареи, но это может быть разным, поэтому лучше всего проверить полярность с помощью второго мультиметра в режиме постоянного напряжения. Обычное испытательное напряжение 3 В.

Естественно предположить, что центральный вывод на корпусе транзистора подключается к базе, но это соглашение не является универсальным. Подключите черный зонд к базе. Кратковременно поднесите красный щуп к эмиттеру и отметьте напряжение. Затем переключите красный зонд на эмиттер. Если показания совпадают, пока все хорошо.Снимая черный щуп с базы и заменяя его красным щупом, коротко прикоснитесь черным щупом к эмиттеру и коллектору.

Если предыдущие показания были высокими, а эти — низкими, транзистор проходит статический тест. Если предыдущие показания были низкими, а эти высокие, транзистор также проходит статический тест. Если показания двух красных щупов не совпадают или показания двух черных щупов не совпадают при переключении щупов, транзистор неисправен.

Если идентификационные данные базы, эмиттера и коллектора неизвестны, подключите черный щуп к одному из выводов транзистора. По очереди коротко прикоснитесь красным щупом к каждому из оставшихся отведений. Если на обоих выводах высокий уровень, черный зонд подключен к базе, транзистор NPN и в норме. Если на двух других отведениях есть разные показания, переместите черный щуп к другому отведению и прикоснитесь красным щупом к оставшимся отведениям. При повторении теста с черным щупом, касающимся по очереди каждого из трех выводов, вы должны иметь высокое сопротивление, а транзистор неисправен или PNP.
Снимите черную пластину и подсоедините красный зонд к одному из проводов. Затем прикоснитесь черным щупом по очереди к каждому из оставшихся проводов. Когда касаются каждого из выводов и сопротивление становится высоким, красный вывод подключается к базе, и транзистор является хорошим устройством PNP.

Если вы получаете два разных показания для двух отведений, переместите красный щуп к другому отведению и повторите тест. Подключите красный зонд по очереди к каждому из трех выводов. Если два других вывода не дают одинаковых показаний при прикосновении к черному щупу, это значит, что транзистор является PNP и неисправен.

Тесты мультиметра

определяют, перегорел ли транзистор (разомкнут или закорочен), и дают приблизительную оценку способности транзистора к усилению. Но они не сообщают о фактических рабочих параметрах. Чтобы получить больше информации, следующим шагом будет тестер транзисторов сервисного типа. Этот прибор выполняет три измерения для биполярных транзисторов: прямой ток (бета), ток утечки база-коллектор с открытым эмиттером и короткое замыкание от коллектора к эмиттеру и базе. Измеряется H fe , и транзистор считается исправным, если этот показатель превышает определенный уровень.Однако тест отклонит некоторые функциональные, но низкоуровневые транзисторы H fe .

Некоторые тестеры транзисторов служебного типа могут проверять компоненты как в цепи, так и вне ее, и они способны идентифицировать неизвестные клеммы транзисторов. Поскольку H fe различается в зависимости от устройства, тестеры транзисторов служебного типа могут давать ошибочные показания и не являются безошибочными.

В высоконадежном, интуитивно понятном и удобном тесте компонентов можно использовать осциллограф в сочетании со встроенным генератором сигналов осциллографа или с внешним автономным AFG.Конденсаторы, катушки индуктивности, биполярные транзисторы и кабели можно легко проверить и определить их значения. Сигнал от AFG подается на исследуемый компонент, и отклик отображается на осциллографе. Обычно выходной импеданс 50 Ом от AFG подается через Т-образное соединение на тестируемое устройство и на аналоговый вход осциллографа. Кроме того, выход AFG OUT подключается к входу Trigger IN осциллографа.

Лучшие тестеры транзисторов — это приборы лабораторного уровня.Сопутствующим инструментом является индикатор кривой полупроводника. Он содержит упрощенный осциллограф в дополнение к источникам напряжения и тока, которые пользователь применяет к ИУ. На вход тестируемого транзистора подается напряжение развертки, и его выходной ток измеряется и отображается в виде графика на экране прибора. Пользователь может регулировать подаваемое напряжение, его полярность и последовательный импеданс. Когда диод подвергается изменяющемуся напряжению, отображаются различные параметры, такие как прямое напряжение, обратный ток утечки и обратное напряжение пробоя.

Ступенчатое напряжение может подаваться на входную цепь полевого транзистора или ступенчатый ток может подаваться на биполярный транзистор. Результат позволяет определить коэффициент усиления транзистора или триггерное напряжение тиристора. Чтобы оценить характеристики транзистора, представленное ему полное сопротивление («тяговое усилие») можно систематически изменять. Вытягивание нагрузки применяется, когда изменение импеданса нагрузки вызывает смещение центральной частоты от ее номинального значения.

Как проверить транзистор? (с иллюстрациями)

Вы можете проверить транзистор на работоспособность, выполнив несколько простых процедур с помощью цифрового мультиметра.Большинство мультиметров цифрового типа оснащены функцией проверки диодов, которую можно использовать для проверки транзистора. Если транзистор уже подключен к печатной плате, его необходимо удалить с платы перед испытанием. Электронный транзистор может использоваться в схеме в качестве усилителя или переключателя. Независимо от его применения, процедура, используемая для тестирования транзистора, одинакова, потому что все транзисторы в основном работают как два параллельных диода, которые имеют общий элемент.

Прежде чем вы сможете приступить к реальной процедуре тестирования, вам необходимо определить тип транзистора, который вы тестируете.Транзисторы, известные как «положительно-отрицательно-положительный» (PNP), имеют две входные клеммы и одну выходную клемму. Транзистор отрицательно-положительно-отрицательный (NPN) будет иметь одну входную клемму и две выходные клеммы. Оба типа транзисторов имеют в общей сложности три клеммы, которые известны как клемма базы, клемма коллектора и клемма эмиттера.

Тип транзистора, а также расположение и идентификация его выводов обычно указываются на внешней упаковке транзистора.Если тип транзистора не указан на упаковке, вы можете выполнить простой тест с помощью мультиметра, чтобы определить это. Определите ориентацию трех выводов транзистора и подключите положительный вывод мультиметра к выводу базы транзистора. Затем подключите отрицательный вывод измерителя к клемме коллектора или эмиттера транзистора. Если мультиметр показывает значение выше нуля, значит, это транзистор типа NPN.

После того, как вы определили тип транзистора и ориентацию его выводов, вы готовы приступить к реальной процедуре тестирования.Чтобы проверить транзистор на работоспособность, вам нужно будет повернуть шкалу мультиметра в положение диода. Затем подключите положительный вывод измерителя к клемме базы транзистора. Затем следует прикоснуться отрицательным выводом измерителя к клемме коллектора транзистора и проверить сопротивление. Затем прикоснитесь отрицательным проводом к клемме эмиттера и проверьте сопротивление. После того, как вы завершите эту процедуру, вам нужно будет снова выполнить полный тест, подключив отрицательный провод к клемме базы транзистора.

Если транзистор исправен, показание сопротивления из первой части теста будет очень низким, а показание из второй части будет очень высоким.Если транзистор типа PNP, вам нужно будет выполнить первую часть теста с отрицательным выводом, подключенным к клемме базы, а положительный вывод будет подключен во время второй части. Если транзистор исправен, первое показание будет высоким, а второе — низким. Транзисторы обычно перестают работать внезапно, а не постепенно. Обычно замена неисправного транзистора обходится дешевле, чем замена самой печатной платы.

метров проверки транзистора (BJT) | Биполярные переходные транзисторы

Биполярные транзисторы построены из трехслойного полупроводникового «сэндвича» PNP или NPN.Таким образом, транзисторы регистрируются как два диода, подключенных друг к другу при тестировании с помощью функции «сопротивления» или «проверки диода» мультиметра, как показано на рисунке ниже. Показания низкого сопротивления на базе с черными отрицательными (-) выводами соответствуют материалу N-типа в базе транзистора PNP. На символе на материал N-типа «указывает» стрелка перехода база-эмиттер, которая является базой для этого примера. Эмиттер P-типа соответствует другому концу стрелки перехода база-эмиттер, эмиттеру.Коллектор очень похож на эмиттер и также является материалом P-типа PN перехода.

Проверка счетчика транзисторов PNP: (a) прямые B-E, B-C, сопротивление низкое; (б) обратные B-E, B-C, сопротивление ∞.

Здесь я предполагаю использовать мультиметр с функцией только одного диапазона (сопротивления) для проверки PN-переходов. Некоторые мультиметры оснащены двумя отдельными функциями проверки целостности цепи: сопротивлением и «проверкой диодов», каждая из которых имеет собственное назначение.Если ваш измеритель имеет назначенную функцию «проверки диодов», используйте ее, а не диапазон «сопротивления», и измеритель будет отображать фактическое прямое напряжение PN-перехода, а не только то, проводит ли он ток.

Показания счетчика, конечно, будут прямо противоположными для NPN-транзистора, с обоими PN-переходами, обращенными в другую сторону. Показания низкого сопротивления с красным (+) выводом на базе являются «противоположным» состоянием для NPN-транзистора.

Если в этом тесте используется мультиметр с функцией «проверки диодов», будет обнаружено, что переход эмиттер-база имеет немного большее прямое падение напряжения, чем переход коллектор-база.Эта прямая разница напряжений возникает из-за несоответствия в концентрации легирования между эмиттерной и коллекторной областями транзистора: эмиттер представляет собой гораздо более легированный кусок полупроводникового материала, чем коллектор, в результате чего его соединение с базой создает более высокое прямое напряжение. уронить.

Зная это, становится возможным определить, какой провод какой на немаркированном транзисторе. Это важно, потому что упаковка транзисторов, к сожалению, не стандартизирована.Конечно, все биполярные транзисторы имеют три провода, но расположение этих трех проводов на физическом корпусе не организовано в каком-либо универсальном стандартизированном порядке.

Предположим, технический специалист находит биполярный транзистор и приступает к измерению целостности цепи с помощью мультиметра, установленного в режиме «проверки диодов». Измеряя между парами проводов и записывая значения, отображаемые измерителем, технический специалист получает данные, показанные на рисунке ниже.

  • Касательный провод счетчика 1 (+) и 2 (-): «OL»
  • Касательный провод счетчика 1 (-) и 2 (+): «OL»
  • Касательный провод измерителя 1 (+) и 3 (-): 0.655 В
  • Касательный провод счетчика 1 (-) и 3 (+): «OL»
  • Касательный провод счетчика 2 (+) и 3 (-): 0,621 В <
  • Касательный провод счетчика 2 (-) и 3 (+): «OL»

Неизвестный биполярный транзистор. Какие терминалы являются эмиттерным, базовым и коллекторным? Показания омметра между клеммами.

Единственными комбинациями контрольных точек, дающими показания измерителя, являются провода 1 и 3 (красный измерительный провод на 1 и черный измерительный провод на 3) и провода 2 и 3 (красный измерительный провод на 2 и черный измерительный провод на 3).Эти два показания должны указывать на прямое смещение перехода эмиттер-база (0,655 В) и перехода коллектор-база (0,621 В).

Теперь мы ищем один провод, общий для обоих наборов показаний проводимости. Это должно быть базовое соединение транзистора, потому что база является единственным слоем трехслойного устройства, общим для обоих наборов PN-переходов (эмиттер-база и коллектор-база). В этом примере этот провод имеет номер 3 и является общим для комбинаций контрольных точек 1-3 и 2-3.В обоих этих наборах показаний измерителя тестовый провод черный (-) касался провода 3, что говорит нам о том, что база этого транзистора сделана из полупроводникового материала N-типа (черный = отрицательный). Таким образом, транзистор представляет собой PNP с базой на проводе 3, эмиттером на проводе 1 и коллектором на проводе 2, как показано на рисунке ниже.

  • E и C высокий R: 1 (+) и 2 (-): «OL»
  • C и E высокий R: 1 (-) и 2 (+): «OL»
  • E и B нападающие: 1 (+) и 3 (-): 0.655 В
  • E и B реверс: 1 (-) и 3 (+): «OL»
  • C и B вперед: 2 (+) и 3 (-): 0,621 В
  • C и B реверс: 2 (-) и 3 (+): «OL»

Клеммы BJT, идентифицированные омметром.

Обратите внимание, что базовый провод в этом примере — это , а не — средний вывод транзистора, как можно было бы ожидать от трехслойной «сэндвич-модели» биполярного транзистора. Это довольно частый случай, который сбивает с толку новичков, изучающих электронику.Единственный способ узнать, какой именно провод — это проверить счетчик или обратиться к документации производителя на этот конкретный номер детали транзистора.

Знание того, что биполярный транзистор ведет себя как два встречных диода при тестировании с помощью измерителя проводимости, полезно для идентификации неизвестного транзистора исключительно по показаниям измерителя. Это также полезно для быстрой функциональной проверки транзистора. Если техник должен был измерить непрерывность в более чем двух или любых менее чем двух из шести комбинаций измерительных выводов, он или она немедленно узнал бы, что транзистор неисправен (или что это не биполярный транзистор, а скорее что-то еще — отличная возможность, если для точной идентификации нельзя сослаться на номера деталей!).Однако модель транзистора «два диода» не может объяснить, как и почему он действует как усилительное устройство.

Чтобы лучше проиллюстрировать это, давайте рассмотрим одну из схем транзисторного переключателя, используя физическую схему на рисунке ниже, а не схематический символ, представляющий транзистор. Таким образом будет легче увидеть два PN-перехода.

Небольшой ток базы, протекающий в переходе база-эмиттер с прямым смещением, позволяет протекать большому току через переход база-коллектор с обратным смещением.

Диагональная стрелка серого цвета показывает направление тока через переход эмиттер-база. Эта часть имеет смысл, поскольку ток течет от базы P-типа к эмиттеру N-типа: переход явно смещен в прямом направлении. А вот переход база-коллектор — совсем другое дело. Обратите внимание, как толстая стрелка серого цвета указывает в направлении потока тока (вниз) от коллектора к базе. С основанием из материала P-типа и коллектором из материала N-типа.База и коллектор имеют обратное смещение, которое препятствует прохождению тока. Однако насыщенный транзистор очень мало противодействует току на всем пути от коллектора до эмиттера, о чем свидетельствует свечение лампы!

Очевидно, что здесь происходит что-то, что противоречит простой объяснительной модели биполярного транзистора с «двумя диодами». Когда я впервые узнал о работе транзисторов, я попытался построить свой собственный транзистор из двух последовательно включенных диодов, как показано на рисунке ниже.

Пара вставленных друг за другом диодов не работает как транзистор, и ток не может протекать через лампу!

В транзисторе обратное смещение перехода база-коллектор предотвращает ток коллектора, когда транзистор находится в режиме отсечки (то есть, когда ток базы отсутствует). Если соединение база-эмиттер смещено в прямом направлении управляющим сигналом, обычно блокирующее действие перехода база-коллектор отменяется, и ток разрешается через коллектор, несмотря на тот факт, что ток идет «неправильным путем» через этот PN соединение.Это действие зависит от квантовой физики полупроводниковых переходов и может иметь место только тогда, когда два перехода должным образом разнесены и концентрации легирования трех слоев правильно пропорциональны. Два диода, соединенные последовательно, не соответствуют этим критериям; верхний диод никогда не может «включиться» при обратном смещении, независимо от того, сколько тока проходит через нижний диод в контуре базового провода. См. Биполярные переходные транзисторы, Раздел 2 для получения более подробной информации.

То, что концентрации легирования играют решающую роль в особых возможностях транзистора, еще раз подтверждается тем фактом, что коллектор и эмиттер не взаимозаменяемы.Если рассматривать транзистор просто как два соединенных друг с другом PN перехода или просто как простой сэндвич из материалов N-P-N или P-N-P, может показаться, что любой конец транзистора может служить коллектором или эмиттером. Однако это не так. При подключении «в обратном направлении» в цепи ток база-коллектор не сможет управлять током между коллектором и эмиттером. Несмотря на то, что эмиттерный и коллекторный слои биполярного транзистора имеют одно и то же легирование типа (N или P), коллектор и эмиттер определенно не идентичны!

Переход база-эмиттер допускает ток, поскольку он смещен в прямом направлении, а переход база-коллектор имеет обратное смещение.Действие базового тока можно представить как «открытие затвора» для тока через коллектор. Более конкретно, любая заданная величина тока база-эмиттер допускает ограниченную величину тока база-коллектор.

В следующем разделе это ограничение тока транзистора будет исследовано более подробно.

ОБЗОР:

  • При тестировании мультиметром в режимах «сопротивление» или «проверка диода» транзистор ведет себя как два встречных PN (диодных) перехода.
  • PN-переход эмиттер-база имеет немного большее прямое падение напряжения, чем PN-переход коллектор-база, из-за более сильного легирования полупроводникового слоя эмиттера.
  • Переход база-коллектор с обратным смещением обычно блокирует прохождение любого тока через транзистор между эмиттером и коллектором. Однако этот переход начинает проводить, если ток проходит через базовый провод. Базовый ток можно рассматривать как «открытие затвора» для определенного ограниченного количества тока через коллектор.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

Какие методы тестирования и типы транзисторов?

Транзистор — это полупроводниковое устройство, которое обычно используется в усилителях или переключателях с электронным управлением. Это основной строительный блок, который регулирует работу компьютеров, сотовых телефонов и всех других современных электронных схем. Благодаря быстрому времени отклика и высокой точности транзисторы могут использоваться для множества цифровых и аналоговых функций, включая усиление, переключение, регулировку напряжения, модуляцию сигнала и генераторы.

Каталог

I Метод классификации транзисторов

Строго говоря, транзистор относится ко всем отдельным компонентам на основе полупроводниковых материалов, включая диоды (два вывода), транзисторы, полевые транзисторы, тиристоры (последние три имеют три терминала).

Трехполюсные транзисторы в основном делятся на две категории: биполярные транзисторы (BJT), и полевые транзисторы (, , полевые транзисторы, , ), .Три вывода биполярного транзистора — это эмиттер, база и коллектор, состоящие из полупроводников N-типа и P-типа; Три вывода полевого транзистора — это исток, затвор и сток.

Транзисторы можно классифицировать по:

● Материал

Транзисторы можно разделить на кремниевые транзисторы и германиевые транзисторы на основе полупроводниковых материалов. В зависимости от полярности, два типа транзисторов можно разделить на германиевый транзистор типа NPN, германиевый транзистор PNP, кремниевый транзистор типа NPN и кремниевый транзистор типа PNP.

Производственный процесс

Существуют транзисторы диффузного типа, транзисторы из сплава и транзисторы планарного типа в соответствии с процессом производства транзисторов.

● Допустимый ток

Транзисторы можно разделить на три группы: транзисторы малой мощности, транзисторы средней мощности и транзисторы большой мощности в зависимости от их текущей емкости.

● Рабочая частота

По рабочей частоте бывают низкочастотные транзисторы, высокочастотные транзисторы и сверхвысокочастотные транзисторы.

● Структура корпуса

В свете структуры корпуса транзисторы можно разделить на транзисторы в металлической упаковке, транзисторы в пластиковой упаковке, транзисторы в стеклянной упаковке, транзисторы для поверхностного монтажа и транзисторы в керамической упаковке.

Функции и использование

Транзисторы можно разделить на малошумящие транзисторы усилителя, средние и высокочастотные транзисторы усилителя, транзисторы усилителя низкой частоты, переключающие транзисторы, транзисторы Дарлингтона, высоковольтные транзисторы, полосовые транзисторы, демпфирующие транзисторы, микроволновые транзисторы, фототранзисторы и магнитные транзисторы.

II Типичные типы транзисторов

Полупроводниковый транзистор — это полупроводниковый прибор , который обычно содержит два PN-перехода внутри и три извлекающих электрода снаружи. Строго говоря, под транзистором понимаются все отдельные компоненты на основе полупроводниковых материалов, включая диоды (два вывода), транзисторы, полевые транзисторы, тиристоры (последние три имеют три вывода).

Трехполюсные транзисторы в основном делятся на две категории: транзисторы с биполярным переходом (BJT) и полевые транзисторы (FET).Три вывода биполярного транзистора — это эмиттер, база и коллектор, состоящие из полупроводников N-типа и P-типа; Три вывода полевого транзистора — это исток, затвор и сток. Далее в основном обсуждаются биполярные транзисторы, полевые транзисторы и некоторые другие типичные типы транзисторов.

1. Биполярные переходные транзисторы (BJT)

Биполярные переходные транзисторы (BJT) — это устройство, которое объединяет два PN-перехода посредством определенного процесса.Здесь «биполярный» означает, что оба электрона и отверстия участвуют в движении одновременно, когда они работают. Есть две комбинированные структуры: PNP и NPN. Снаружи выведены три полюса: коллектор, эмиттер и база. Коллектор выводится из области коллектора, эмиттер выводится из области эмиттера, а база выводится из области базы (в середине).

Условное обозначение схемы PNP (a) , расположение (b), Условное обозначение NPN (c) , расположение (d)

Эффект усиления BJT в основном зависит от передачи эмиттерного тока от области базы к области коллектора.Для обеспечения этого процесса передачи должны быть выполнены два условия:

Внутренние условия

Концентрация примеси в эмиттерной области должна быть намного больше, чем в базовой области, а толщина базовой области должна быть маленький.

Внешние условия

Эмиттерный переход должен быть смещен в прямом направлении, а коллекторный переход — в обратном.

2. Полевые транзисторы

Полевые транзисторы — это транзисторы, которые работают по принципу полевого эффекта полупроводников.Существует два основных типа полевых транзисторов: Junction FET (JFET) и Metal-Oxide Semiconductor FET (MOSFET) .

Обозначение схемы переходного полевого транзистора

Эффект поля используется для изменения направления или величины приложенного электрического поля, перпендикулярного поверхности полупроводника, чтобы контролировать плотность или тип основных носителей в проводящем слое ( канал) полупроводника. Ток в канале модулируется напряжением, а рабочие токи исходят от основных носителей заряда в полупроводнике.

В отличие от BJT, только один вид несущих (основные несущие) полевого транзистора участвует в процессе проводимости, поэтому его также называют униполярным транзистором.

Преимущества полевых транзисторов:

○ высокий входной импеданс

○ низкий уровень шума

○ высокая предельная частота

○ низкое энергопотребление

○ простой производственный процесс

○ хорошие температурные характеристики

Эти особенности сделать их широко используемыми в различных схемах усилителей, цифровых схемах, микроволновых схемах и т. д.Металлооксидно-полупроводниковые полевые транзисторы на основе кремния (MOSFET) и полевые металло-полупроводниковые транзисторы на основе GaAs (MESFET) являются двумя наиболее важными полевыми транзисторами, которые, соответственно, являются основными устройствами крупномасштабных МОП-транзисторов. интегральные схемы и сверхбыстрые интегральные схемы MES.

3. Другие типичные типы транзисторов

Гигантские транзисторы (GTR)

Гигантский транзистор — это своего рода биполярный транзистор, который может выдерживать высокое напряжение и большой ток, поэтому его также можно назвать power BJT .

Его характеристики:

○ высокое сопротивление напряжению

○ большой ток

○ хорошие коммутационные характеристики

○ сложная схема управления и большая мощность привода

Принцип работы GTR такой же, как и у обычных биполярных транзисторов. .

Фототранзисторы

Фототранзистор — это тип фотоэлектрического устройства, состоящего из трехконтактного устройства, такого как биполярный транзистор или полевой транзистор.Свет поглощается в активной области устройства, производя фотогенерируемые носители, которые усиливаются внутренним механизмом и генерируют усиление фототока. Поскольку фототранзистор работает с тремя выводами, легко добиться электрического управления или синхронизации.

Схема и чертеж деталей фототранзистора

В основном фототранзисторы бывают двух типов: биполярные фототранзисторы и полевые фототранзисторы .Биполярные фототранзисторы обычно имеют высокий коэффициент усиления, но скорость невысока. Для биполярных фототранзисторов GaAs-GaAlAs его коэффициент усиления может быть больше 1000, а время отклика больше наносекунд. Этот вид фототранзистора часто используется для оптических детекторов или оптического усиления. Фототранзистор с полевым эффектом имеет быструю скорость отклика (около 50 пикосекунд), но его светочувствительная площадь и коэффициент усиления невелики, что часто используется как сверхбыстрый фотодетектор.

Время отклика планарных оптоэлектронных устройств составляет десятки пикосекунд, что делает их пригодными для оптоэлектронной интеграции.

Транзисторы статической индукции

Транзистор статической индукции (SIT) на самом деле является переходным полевым транзистором. Для маломощного SIT, используемого для обработки информации, если мы изменим его горизонтальную проводящую структуру на вертикальную проводящую структуру, он может быть преобразован в устройство SIT высокой мощности.

Рабочая частота SIT эквивалентна или даже выше, чем у силовых полевых МОП-транзисторов, а его мощность больше, чем у силовых полевых МОП-транзисторов.Следовательно, он подходит для высокочастотных и мощных приложений , таких как радиолокационное оборудование связи, ультразвуковое усиление мощности, усиление импульсной мощности и высокочастотный индукционный нагрев.

Однако SIT включается, когда на затвор не подается сигнал, и выключается, когда затвор применяется с отрицательным смещением, что неудобно для использования. Кроме того, большое сопротивление SIT в открытом состоянии увеличивает потери, поэтому он не получил широкого распространения в большинстве силового электронного оборудования.

Одноэлектронные транзисторы

Одноэлектронные транзисторы могут записывать сигналы с одним или несколькими электронами.

С развитием техники травления полупроводников уровень интеграции крупномасштабных интегральных схем становится все выше и выше. В настоящее время каждая ячейка памяти общей памяти содержит 200000 электронов, в то время как каждая ячейка памяти одноэлектронного транзистора содержит только один или небольшое количество электронов, что может значительно снизить энергопотребление и повысить уровень интеграции интегральных схем.

Принципиальная схема одноэлектронного транзистора

В 1989 году J.H. Ф. Скотт Томас и его партнеры обнаружили Кулоновскую блокаду во время эксперимента. На испытании они попытались сделать металлический электрод с небольшой площадью на двумерном электронном газе на границе раздела гетероперехода с модуляцией, чтобы можно было сформировать квантовую точку с малой емкостью (10 ~ 15 фарас). в электронном газе.При подаче напряжения через устройство не будет протекать ток, пока напряжение не станет достаточно большим, чтобы вызвать изменение заряда электрона. Следовательно, соотношение тока и напряжения не линейное, а ступенчатое. В этом эксперименте впервые в истории вручную контролировалось движение электрона, что обеспечило экспериментальную основу для производства одноэлектронных транзисторов.

Чтобы повысить рабочую температуру одноэлектронного транзистора, размер квантовой точки должен быть менее 10 нанометров, что является актуальной проблемой для лабораторий во всем мире.

III Как тестировать транзисторы

Транзисторы в схеме в основном включают кристаллические диоды, кристаллические транзисторы, тиристоры и полевые транзисторы, среди которых чаще всего используются кристаллические транзисторы и диоды. Так как же правильно судить о качестве диодов и транзисторов?

1. Обнаружение кристаллических диодов

Рабочие характеристики: хорошие или плохие

Во-первых, мы должны судить, что материал кристаллического диода — кремний или германий.Используйте один мультиметр, чтобы измерить его прямое сопротивление, и другой мультиметр, чтобы измерить падение напряжения. Обычно прямое падение напряжения германиевой трубки составляет 0,1-0,3 В, а кремниевой трубки — 0,6-0,7 В.

Кроме того, разница между прямым и обратным сопротивлением диодов должна быть как можно большей. Если прямое сопротивление кристаллического диода составляет от сотен до тысяч Ом, а обратное сопротивление составляет десятки тысяч Ом или более, то его можно рассматривать как хороший диод.

Электрод: положительный или отрицательный

Также можно одновременно определять положительный и отрицательный электроды диода. Когда измеренное сопротивление составляет несколько сотен или несколько тысяч Ом, его следует определять как прямое сопротивление диода. В это время отрицательный измерительный провод подключается к отрицательному электроду, а положительный измерительный провод подключается к положительному электроду.Кроме того, если прямое и обратное сопротивление бесконечно, это означает внутреннее отключение; если прямое и обратное сопротивление равны нулю, что указывает на короткое замыкание.

2. Метод тестирования кристаллических транзисторов

Тестирование способности к усилению

Кристаллический транзистор в основном используется для усиления, так как же мы оцениваем его способность к усилению?

Сначала установите шестерню мультиметра на R × 100 или R × 1K.Когда мы измеряем трубку NPN, положительный измерительный провод подключается к эмиттеру, а отрицательный измерительный провод подключается к коллектору. Измеренное сопротивление обычно должно быть больше нескольких тысяч Ом.

Затем последовательно подключите резистор 100 кОм между базой и коллектором. В это время значение сопротивления, измеренное мультиметром, должно быть значительно уменьшено. Чем больше изменение, тем сильнее усилительная способность транзистора. Если изменение небольшое или даже отсутствует, это означает, что транзистор имеет слабую способность усиления или ее отсутствие.


● Оценочные электроды

Найдите основание

Сначала подключите красный измерительный провод к одному из контактов и используйте черную измерительную ручку для измерения другого. два контакта.

Чтобы проверить, можно ли измерить два малых сопротивления , в противном случае подключите черный тестовый провод к одному контакту и соедините красный тестовый провод с другими контактами для измерения, пока не будут получены два небольших сопротивления.

Когда обнаружены два малых сопротивления, фиксированный измерительный провод, используемый в этот момент, является базой. Если фиксированная контрольная ручка черного цвета, это транзистор NPN-типа; если фиксированный измерительный провод красный, трубка представляет собой транзистор типа PNP.

Примечание: германиевая трубка измеряется с R & times; 100, а силиконовая трубка измеряется с R × 1k.

○ Определите эмиттер и коллектор

Используйте мультиметр для измерения сопротивления двух полюсов, кроме основного электрода.Замените измерительный провод и снова измерьте его.

Если это германиевая трубка, для оценки используется меньшее сопротивление. Когда достигается меньшее сопротивление, для транзистора PNP черный измерительный провод подключается к эмиттеру, а красный — к коллектору. Если это тип NPN, черный измерительный провод подключается к коллектору, а красный измерительный провод подключается к эмиттеру.

Если это кремниевый транзистор, используется большее сопротивление. Для типа PNP черный провод подключается к эмиттеру, а красный измерительный провод подключается к коллектору.Что касается транзистора NPN, черный и красный щупы подключены соответственно к коллектору и эмиттеру.

Кроме того, мы также могли измерить прямое сопротивление двух PN-переходов по отдельности. Один с большим прямым сопротивлением — эмиттер, а другой — коллектор.

IV Darlington T ransistor Testing Method

1. Обнаружение обычного транзистора Дарлингтона

Во внутренней структуре обычного транзистора Дарлингтона два или более коллектора транзисторов соединены вместе, и есть множественные эмиттерные переходы между базой и эмиттером.

● Проверка прямого и обратного сопротивления

Для измерения используется мультиметр R × 1 кОм или R × 10 кОм.

Обычно прямое сопротивление между коллектором и базой аналогично значению коллектора обычных кремниевых транзисторов, которое составляет 3-10 кОм, а значение обратного сопротивления бесконечно. Значение прямого сопротивления между эмиттером и базой в 2–3 раза больше, чем между коллектором и базой, а значение обратного сопротивления также бесконечно.

Теоретически положительное и отрицательное сопротивление между коллектором и эмиттером должно быть близко к бесконечности . Если значение положительного и обратного сопротивления между коллектором и эмиттером транзистора Дарлингтона близко к нулю или значение между базой и эмиттером или между базой и коллектором равно нулю, это указывает на то, что лампа сломалась. И если прямое и обратное сопротивление между базой и эмиттером или между базой и коллектором измерено как бесконечное, это означает, что существует разрыв цепи.

Примечание : когда мы измеряем трубку NPN, черный измерительный провод подключается к основанию; при обнаружении трубки PNP черный измерительный провод подключается к коллектору.

Базовая конфигурация транзистора Дарлингтона

2. Обнаружение высокомощного транзистора Дарлингтона

На основе обычных транзисторов Дарлингтона высокомощный Дарлингтон имеет схему защиты, состоящую из диода свободного хода и спускного клапана. резистор, который может повлиять на данные измерения.

● Метод обнаружения 1

Используйте диапазон мультиметра R × 1 кОм или R × 10 кОм для измерения прямого и обратного сопротивления коллекторного перехода Дарлингтона (между коллектором и базой). В нормальных условиях, когда основание трубки NPN подключено к черному испытательному проводу, значение прямого сопротивления должно быть небольшим, в пределах от 1 до 10 кОм, а обратное сопротивление должно быть близким к бесконечности. Если измеренные значения прямого и обратного сопротивления очень малы или бесконечны, это означает, что трубка была замкнута накоротко или повреждена обрывом цепи.

● Метод обнаружения 2

Используйте шестерню мультиметра R × 100 Ом для измерения прямого и обратного сопротивления между эмиттером и базой. Нормальные значения составляют от нескольких сотен до нескольких тысяч Ом. если измеренное сопротивление равно 0 или бесконечно, тестируемая трубка повреждена.

● Метод обнаружения 3

R × l кОм или R × 10 кОм мультиметра используется для измерения прямого и обратного сопротивления между эмиттером и коллектором.Обычно значение прямого сопротивления должно составлять 5-15 кОм, а значение обратного сопротивления должно быть бесконечным, в противном случае коллектор и эмиттер (или диоды) сломаны или имеется разрыв цепи.

Примечание : когда мы измеряем трубку NPN, черный измерительный провод подключается к эмиттеру, а красный измерительный провод подключается к коллектору; когда мы измеряем трубку PNP, черный измерительный провод подключается к коллектору, а красный измерительный провод подключается к эмиттеру.

Заключение

В этом отрывке, во-первых, мы узнали об общем методе классификации и основных типичных типах транзисторов.Затем был представлен метод тестирования кристаллических диодов и кристаллических транзисторов, который включает в себя средства оценки характеристик и определения электродов. И напоследок обсудим методы обнаружения обычных и мощных транзисторов Дарлингтона. Надеюсь, эта статья будет вам полезна!

Рекомендуется Статьи:

Введение в TFT-дисплеи

Обзор биполярных транзисторов

Структура и принцип работы полевых транзисторов

Схема для простых биполярных транзисторов

Транзисторы с биполярным переходом часто используются в физических лабораториях и в различных электрических и электронных проектах для различных целей.Иногда во время экспериментов или проектов они требуются для проверки работы транзисторов. Как правило, тестер транзисторов выполняется с использованием дорогостоящих устройств на базе микропроцессоров и может похвастаться роскошной индикацией выводов транзисторов с использованием букв b, e и c. Тестер транзисторов — это прибор, который используется для проверки электрических характеристик транзистора или диода. Мультиметры подходят для тестирования транзисторов PNP и NPN.


Тестер транзисторов

Тестер транзисторов

Тестер транзисторов — это тип прибора, используемый для проверки электрических характеристик транзисторов.Существует три типа тестеров транзисторов, каждый из которых выполняет эксклюзивную операцию:

  • Устройство быстрой проверки цепи
  • Тестер типа обслуживания
  • Лабораторный стандартный тестер

Устройство быстрой проверки цепи

Тестер транзисторов для быстрой проверки цепи используется для проверки правильности работы транзистора в цепи. Этот тип тестера транзисторов указывает технику, работает ли транзистор или нет.Преимущество использования этого тестера заключается в том, что среди всех компонентов в схеме не удаляется только транзистор.

Тестер транзисторов служебного типа

Этот тип тестера транзисторов обычно выполняет три типа тестов: усиление прямого тока, ток утечки от базы к коллектору с открытым эмиттером и короткие замыкания от коллектора к базе и эмиттеру.

Лабораторный стандартный тестер

Лабораторный стандартный тестер используется для измерения параметров транзистора в различных условиях эксплуатации.Показания, измеренные этим тестером, являются точными, и среди важных измеренных характеристик входят входное сопротивление Rin, общая база и общий эмиттер.

Процедура для тестера транзисторов

Цифровой мультиметр или цифровой мультиметр — один из наиболее распространенных и полезных элементов испытательного оборудования. Он используется для проверки PN перехода база-эмиттер и база-коллектор BJT.

Процедура тестера транзисторов с использованием цифрового мультиметра

Тестер транзисторов с использованием цифрового мультиметра

Цифровой мультиметр используется для проверки PN перехода база-эмиттер и база-коллектор биполярного транзистора.Используя этот тест, вы также можете определить полярность неизвестного устройства. Транзисторы PNP и NPN можно проверить с помощью цифрового мультиметра.

Цифровой мультиметр состоит из двух проводов: черного и красного. Подключите красный (положительный) вывод к клемме базы транзистора PNP, а черный (отрицательный) провод к клемме эмиттера или базы транзистора. Напряжение исправного транзистора должно быть 0,7 В, а измерение на коллекторе эмиттера должно быть 0,0 В. Если измеренное напряжение около 1.8V, то транзистор сдохнет.

Аналогичным образом подключите черный провод (отрицательный) к клемме базы NPN-транзистора, а красный провод (положительный) к клемме эмиттера или коллектора транзистора. Напряжение исправного транзистора должно быть 0,7 В, а измерение на коллекторе эмиттера должно быть 0,0 В. Если измеренное напряжение составляет около 1,8 В, то транзистор не работает.


Схема тестера транзисторов

Эта схема тестера транзисторов, в которой используется микросхема таймера 555, подходит для тестирования транзисторов PNP и NPN.Эта схема проста по сравнению с другими тестерами транзисторов и поэтому полезна как для технических специалистов, так и для студентов. Его можно легко установить на печатную плату общего назначения. Для разработки этой схемы используются основные электронные компоненты, такие как резисторы, диоды, светодиоды и NE5555. Используя эту схему, можно проверить различные неисправности — например, узнать, в хорошем ли состояние транзистор, открыт или закорочен, и так далее. NE 555 Timer IC — это мультивибратор, который работает в трех режимах: нестабильный, моностабильный и бистабильный.Также эта схема может длительное время работать от батареи.

Схема

тестера транзисторов Принцип работы этой схемы тестера транзисторов таков, что она работает на частоте 2 Гц. Выходные контакты 3 замыкают схему тестера транзисторов с положительным напряжением, а затем с ненулевым напряжением. На другом конце этой цепи делитель напряжения подключен к средней точке примерно на 4,5 В, и результат будет таким:

Если к тестеру не подключен транзистор, попеременно мигают зеленый и красный светодиоды.Когда транзистор помещен на измерительный провод, оба светодиода мигают. Если мигает только один светодиод, состояние транзистора в порядке. Если напряжение будет только в одном направлении, это приведет к короткому замыканию в паре светодиодов. Если ни один из светодиодов не мигает, транзистор будет закорочен, а если оба светодиода мигают — транзистор будет открыт.

Тестер транзисторов на основе светодиодов Проект

Светодиодный тестер транзисторов, проект

Вышеупомянутая схема представляет собой простую схему тестера транзисторов; где КМОП с входом Quad2, ИС логического элемента И-НЕ, CD4011B является сердцем схемы.В этой схеме мы использовали два светодиода для отображения состояния. Используя эту схему, мы можем проверить как транзисторы PNP, так и NPN. Внутри ИС из четырех вентилей NAND используются только три логических элемента. Эти ворота используются как ворота НЕ, закорачивая их входные клеммы. Здесь резистор R1, конденсатор C1, вентили U1a и U1b образуют генератор прямоугольной формы. Частота этого генератора регулируется с помощью резистора R1, а выходной сигнал генератора инвертируется с помощью затвора U1c. Выходы инвертированного и неинвертированного генератора подключены к базе тестируемого транзистора через резисторы R2 и R3.

Тестируемый статус светодиодов указывает на состояние транзистора. Если красный светодиод горит, это означает, что транзистор NPN исправен. Если зеленый светодиод горит, это означает, что транзистор PNP исправен. Если горят оба светодиода, это означает, что тестируемый транзистор закорочен. Если оба светодиода не горят, это означает, что проверяемый транзистор открыт или неисправен.

Итак, речь идет о схеме тестера транзисторов и цифровом мультиметре. Тестеры транзисторов имеют важные переключатели и элементы управления для правильной настройки тока, напряжения и сигнала.Кроме того, эти тестеры транзисторов предназначены для проверки твердотельных диодов. Также существуют предпочтительные тестеры для проверки транзисторов и выпрямителей с высоким напряжением. Кроме того, если у вас есть какие-либо вопросы по этой теме, вы можете оставить комментарий ниже в разделе комментариев.

Фото:

Как тестировать транзисторы Дарлингтона

Увеличение коэффициента усиления является произведением коэффициента усиления двух отдельных полупроводников. Если коэффициент усиления каждого равен 100, то общее усиление устройства Дарлингтона, например, составляет 10 000.

Вещи, которые вам понадобятся

+

  • Мультиметр
  • Соединительный кабель с зажимом типа «крокодил»
  1. Определите выводы базы, коллектора и эмиттера на транзисторе Дарлингтона. Вывод базы соединяется с базой первого транзистора в паре, коллектор соединяется совместно с обоими компонентами пары, а вывод эмиттера — с эмиттером второго транзистора. Если вы не уверены, является ли устройство типом NPN или PNP, обратитесь к листу технических характеристик производителя.Следующие шаги относятся к транзистору типа NPN. Поменяйте полярность измерительных проводов для устройства типа PNP.

  2. Поверните шкалу мультиметра в положение диода. Если в вашем инструменте нет этой опции, установите минимальное значение сопротивления.

  3. Закрепите или прижмите положительный провод измерителя к основанию. Если ваши измерительные провода не имеют встроенных зажимов, используйте перемычку зажима типа «крокодил» для соединения вывода транзистора и измерительного щупа. Обрезка зонда облегчает работу с крошечными устройствами.

  4. Прикоснитесь отрицательным испытательным щупом к коллектору, а затем к эмиттеру. Правильно функционирующий транзистор покажет низкое значение hFE (усиление тока транзистора).

  5. Закрепите отрицательный вывод измерителя на выводе базы транзистора.

  6. Прижмите плюсовой провод к выводам эмиттера и коллектора. Каждое показание должно отображать разрыв цепи (бесконечное сопротивление) из-за обратного смещения испытательного оборудования.

Капельный колпачок

  • Транзистор Дарлингтона — это полупроводниковое устройство, состоящее из двух транзисторов, соединяющих эмиттер одного с базой другого.
  • Если ваши измерительные провода не имеют встроенных зажимов, используйте перемычку зажима типа «крокодил» для соединения вывода транзистора и измерительного щупа.
  • Правильно работающий транзистор покажет низкое значение hFE (усиление тока транзистора).
  • Закрепите отрицательный вывод измерителя на выводе базы транзистора.

Автоматический тестер транзисторов вторичного пробоя обратного смещения

J Res Natl Inst Stand Technol. 1991 май-июнь; 96 (3): 291–304.

Национальный институт стандартов и технологий, Гейтерсбург, Мэриленд 20899

Журнал исследований Национального института стандартов и технологий является публикацией правительства США. Документы находятся в общественном достоянии и не защищены авторским правом в США. Статьи из J Res могут содержать фотографии или иллюстрации, авторские права на которые принадлежат другим коммерческим организациям или частным лицам, которые нельзя использовать без предварительного разрешения правообладателя.

Abstract

Описан автоматизированный прибор для неразрушающего построения кривых для области обратного смещения и безопасной работы транзисторов. Обращается внимание на новый метод обнаружения второй поломки, который делает возможной автоматизацию. Обсуждаются методы снижения нагрузки на тестируемое устройство, а также ряд других инноваций, улучшающих автоматизацию. Описываются измерения с помощью тестера и обсуждаются ограничения неразрушающего контроля.

Ключевые слова: автоматическое испытание , перерегулирование фиксатора, лом, быстрое переключение, неразрушающая, схема защиты, обратное смещение, безопасная рабочая зона, второй пробой, транзистор

1.Введение

Высоковольтные транзисторы, переключающие мощность, используются в самых разных областях, включая преобразование энергии, управление движением и электронное зажигание. Критическим элементом для определения производительности и надежности этих транзисторов является их отключаемая способность. В большинстве приложений, использующих высоковольтные переключающие транзисторы, требуется, чтобы транзистор отключался из состояния сильноточной проводимости при низком напряжении с цепью нагрузки, которая может быть в некоторой степени индуктивной.Часто во время выключения напряжение повышается до высокого значения до того, как ток начинает падать, и есть период времени, когда транзистор испытывает очень высокий уровень пикового рассеивания мощности. Если определенная комбинация тока и напряжения превышает коммутационную способность транзистора, он может выйти из строя во второй раз и разрушиться. Желательно иметь испытательное оборудование, которое может проверять транзисторы путем моделирования условий, типичных для фактического использования в схемах, и особенно желательно, чтобы проверка была неразрушающей, чтобы можно было использовать один транзистор для определения кривой безопасной рабочей области.

Оборудование для проверки отключающей способности высоковольтных переключающих транзисторов было описано ранее [1–3], и обсуждались различные данные, полученные с таких тестеров [4, 5]. Эти предыдущие тестеры сложно использовать, потому что каждый тест требует нескольких этапов настройки, и при обнаружении неисправности требуется субъективная интерпретация. В этой статье описывается новый тестер, который был разработан для автоматизации процесса измерения обратного смещения в безопасной рабочей области.Тестер был разработан как автономный прибор, который можно использовать вручную или с компьютером с контроллером интерфейса IEEE-488. В этой статье рассматриваются специальные методы, необходимые для автоматизации измерения безопасной рабочей зоны по обратному смещению. Детали схемы, включая полный набор схематических чертежей, опубликованы в другом месте [6].

2. Автоматический тестер

— это блок-схема тестера. Этот тестер, как и другие, работает путем подключения тестируемого устройства (DUT) в конфигурации с общим эмиттером (истоком) с источником напряжения и индуктором нагрузки в цепи коллектора (стока).ИУ включается на время, достаточное для зарядки индуктора до требуемого испытательного тока. Затем устройство выключается. Коллапсирующее поле в катушке индуктивности вызывает повышение напряжения коллектора до уровня, при котором устройство может выйти из строя. По мере роста напряжения на ИУ либо напряжение будет ограничиваться внешним ограничителем, наложенным тестером, что позволяет устройству безопасно выключиться, либо устройство может начать лавинное движение с или без входа в нормальный разрушительный второй пробой.Второй пробой характеризуется внезапным падением напряжения. Если ИУ все же испытает второй пробой, оно будет разрушено, если только ток и напряжение не будут удалены очень быстро. Успех измерения пробоя в значительной степени зависит от скорости отвода тока от ИУ после начала второго пробоя. Автоматический тестер включает в себя детектор быстрого пробоя и шунтирующую цепь «лом», которая отводит до 100 А испытательного тока от ИУ в течение 65 нс после падения напряжения устройства.Время отвода тока включает в себя как задержку распространения в цепи, так и время спада тока и уменьшается примерно до 30 нс для испытательных токов ниже 40 А. Скорость нарастания напряжения лома составляет 200 В / нс. Максимальное испытательное напряжение составляет 2000 В, и напряжение зажима может быть установлено на любом уровне вплоть до этого максимального напряжения.

Блок-схема тестера.

Базовые схемы управления (затвор) ИУ представляют собой источники постоянного тока, которые могут потреблять и потреблять до 25,5 А каждый для включения и выключения устройства, соответственно.Настраиваемая фиксирующая схема привода позволяет вводить ограничения по напряжению для предотвращения пробоя база-эмиттер и обеспечивает подачу напряжения при тестировании стробируемых МОП-устройств.

Хотя конкретные детали и рабочие характеристики различных более ранних тестеров отличаются от тех, что характерны для этого тестера, большинство тестеров имеют те же базовые строительные блоки, что и описанные до этого момента. Для автоматизации теста обратного смещения необходимы некоторые дополнения и уточнения по сравнению с тестерами с ручным управлением.Наиболее важные улучшения, которые необходимо внести, касаются схемы защиты, которая обнаруживает второй пробой и отводит ток от ИУ при возникновении пробоя.

2.1 Детектор пробоя

В настоящее время обычно используются два метода неразрушающего контроля обратного смещения. В одном методе используется детектор d V / d t , который определяет падение напряжения с помощью небольшого конденсатора, подключенного к усилителю, который, в свою очередь, приводит в действие ломовой переключатель, который шунтирует ток вокруг DUT.Другой метод — это схема до срабатывания триггера, которая всегда запускает лом во время проверки на пробой. Эта схема требует нескольких тестов, при которых задержка срабатывания регулируется небольшими приращениями до тех пор, пока не будет обнаружен сбой. Первый метод более быстрый, поскольку не требуется многократных испытаний для определения наличия пробоя, а второй метод менее требователен к скорости цепи лома. и осциллографы форм сигналов напряжения и тока устройства, снятые с помощью нового тестера, которые демонстрируют проблемы с вышеуказанными методами, когда рассматривается автоматизация.

Осциллограммы напряжения и тока, показывающие выброс напряжения для быстрого отключения полевого МОП-транзистора. Верхняя линия: 100 В на малое деление; нижняя кривая: 5 А на малый делитель; время: 50 нс на малый дел.

Осциллограммы напряжения и тока для устойчивой лавины со вторым пробоем в полевом МОП-транзисторе. Верхняя линия: 100 В на малое деление; нижний след: 10 А на малый дел .; время: 20 нс на малый дел.

показывает формы сигналов напряжения и тока, когда силовой полевой МОП-транзистор на 500 В выключается очень быстро. Сильный выброс напряжения, достигающий пика 480 В, можно увидеть, даже если напряжение фиксации было установлено на 180 В.Однако поломки не произошло. Перерегулирование вызвано паразитной индуктивностью и задержкой включения диода в цепи ограничения при высоком значении d I / d t . показывает формы сигналов напряжения и тока для фактического второго пробоя полевого МОП-транзистора на 200 В. Детектор d V / d t , который достаточно чувствителен для обнаружения падения напряжения при втором пробое, будет ложно инициирован выбросом в месте, где не было пробоя. Ясно, что ложные показания неисправности недопустимы при автоматизации испытаний для зоны безопасной работы с обратным смещением.

Осциллограммы напряжения и тока для второго пробоя полевого МОП-транзистора на 200 В. Верхняя линия: 100 В на малое деление; нижний след: 10 А на малый дел .; время: 50 нс на малый дел.

показывает формы сигналов напряжения и тока для силового полевого МОП-транзистора, который выдерживает лавину в течение 220 нс перед вторым пробоем. Автоматизация тестера на основе схемы до срабатывания триггера очень трудна для отложенных отказов, потому что требуется субъективная интерпретация, чтобы определить, является ли падение напряжения результатом второго пробоя или срабатывания лома.Еще одна проблема заключается в том, что время, в течение которого устройство остается в лавинном режиме, часто зависит от временного дрожания от теста к тесту.

Поэтому была разработана уникальная схема детектора пробоя, которая использует напряжение и ток для определения наличия второго пробоя. это упрощенная схема лома обнаружения и защиты от поломки. Половина двойного триода используется как диодный детектор, а другая половина — как компаратор. Вход (+) компаратора (катода) становится отрицательным при падении напряжения на тестируемом устройстве, таким образом, выходная пластина становится отрицательной и срабатывает лом, если на входе (-) (сетка) не подается отрицательный сигнал на выходе измерительного трансформатора dI / dt. что определяет наличие увеличивающегося тока фиксации.Таким образом, увеличение тока фиксации блокирует зажигание. Вакуумные лампы используются из-за присущей им высоковольтной способности и низкой межэлектродной емкости. Лампы не имеют проблем с восстановлением, не нуждаются в защите от перенапряжения и имеют непревзойденную скорость.

Упрощенная схема, показывающая критические элементы детектора пробоя и цепи лома.

2.2 Методы повышения производительности лома

также показывает некоторые дополнительные важные функции. Есть два набора фиксирующих диодов, между которыми помещен лом.Во время тестирования диоды, ближайшие к тестируемому устройству, имеют обратное смещение в максимально возможной степени, чтобы поддерживать низкую паразитную емкость в тестовой арматуре. На катод лома подается большое отрицательное напряжение для увеличения скорости отвода тока от ИУ. Обратный блокирующий диод и насыщающийся индуктор работают вместе, чтобы уменьшить реверсирование тока в ИУ при срабатывании лома. Фактическая схема лома использует 16 вакуумных ламп, подключенных параллельно, которые проводят ток в течение нескольких сотен наносекунд, после чего SCR (не показаны) берут на себя функцию лома.Напряжение ИУ измеряется через резистор 470 Ом, чтобы уменьшить паразитную емкостную нагрузку. Этот резистор вызывает незначительное ухудшение полосы пропускания системы измерения напряжения.

2.3 Тестовый ток устройства и тестовая нагрузка

В тестерах с ручным управлением тестовый ток обычно устанавливается путем проведения серии тестов с достаточно низким напряжением фиксации, чтобы предотвратить пробой. Ток наблюдается на осциллографе и увеличивается или уменьшается до желаемого уровня путем регулировки времени включения или напряжения питания.Желательной функцией для автоматизации испытания в безопасной рабочей зоне с обратным смещением является возможность использовать ток ИУ в качестве независимой переменной. Испытательный ток определяется рядом факторов, включая продолжительность включения ИУ, эффективное сопротивление устройства во включенном состоянии, сопротивления в цепи нагрузки и напряжение питания. Этот тестер включает в себя детектор ограничения тока, который соединен с генератором по времени. Во время ручных или автоматических тестов время включения может быть установлено на максимальное значение, и когда ток ИУ нарастает и достигает желаемой текущей уставки, время включения прекращается, тест выполняется, и новое значение своевременности сохраняется для последующих тестов.

Хотя в принципе нагрузкой для ИУ является просто индуктор, использование нескольких последовательно соединенных индукторов с разными значениями и характеристиками насыщения позволяет проводить автоматические измерения в более широком диапазоне токов. показывает нагрузку на устройство, используемую в тестере. Катушка индуктивности 100 мкГн является линейной до полного испытательного тока тестера 100 А. Индуктор 300 мкГн насыщается при 15 А, а индуктор 1 мГн насыщается при чуть менее 1 А.

Цепь нагрузки

для тестируемого устройства.

Катушка индуктивности 1 мГн работает вместе с четырьмя диодами и конденсатором 260 пФ, чтобы предотвратить быстрое падение напряжения на ИУ до нуля, когда ток в катушке индуктивности 100 мкГн достигает нуля. В противном случае такой быстрый переход напряжения был бы обнаружен как поломка устройства. Резисторы, связанные с этой цепью L-C-диодов, используются для демпфирования. Катушка индуктивности 1 мГн должна хранить достаточно энергии, чтобы гарантировать, что конденсатор 260 пФ останется в заряженном состоянии, когда ток упадет до нуля.Влияние индуктора 1 мГн на испытание на пробой не имеет значения, так как он находится в состоянии насыщения для всех исследуемых испытательных токов, и только добавляет задержку нарастания тока при включении устройства.

Эффективная индуктивность нагрузки для испытательных токов составляет 400 мкГн для токов до 15 А и около 100 мкГн для токов от 15 до 100 А. Система с двумя индукторами повышает точность цепи ограничения тока при более низких токах, поскольку d I / d t уменьшено, и предоставляется дополнительное временное разрешение для установления надлежащей длительности импульса по времени, необходимой для достижения желаемого установленного тока.

2.4 Источник питания с зажимом напряжения

Большой конденсатор зажима необходим для эффективного ограничения больших токов при поддержании почти постоянного напряжения. Во время выполнения автоматических измерений желательно изменять напряжение фиксатора как можно быстрее, и необходим источник питания, который может как источник, так и потреблять значительный объем энергии. Во время повторяющихся испытаний фиксирующий ток заряжает фиксирующий конденсатор, и этот заряд должен быть удален. Двухквадрантный переключающий усилитель, который подает и принимает до 2000 В, был разработан для удовлетворения этих требований.

Коммутационный усилитель может обеспечивать выходную мощность до ± 60 Вт или ± 30 мА при напряжении до 2000 В. Отрицательная мощность представляет собой мощность, потребляемую усилителем (отрицательный ток, положительное напряжение), и большая часть этой мощности не рассеивается в виде тепла, но преобразуется обратно в выпрямленную сеть. Упрощенная схема усилителя приведена в. Усилитель сконфигурирован как источник выпрямленного напряжения, включенный последовательно со стоком постоянного тока, при этом выходной сигнал подается между ними и подается на масляный конденсатор емкостью 25 мкФ с низкой индуктивностью.Конденсатор располагается как можно ближе к ИУ.

Упрощенная схема двухквадрантного переключающего усилителя для источника питания клещей. Концептуальная схема отображается слева, а фактическая реализация — справа.

Источник напряжения в усилителе представляет собой квазирезонансный преобразователь, топология которого выбрана так, чтобы обеспечить как преимущество широкого диапазона управления широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), так и собственное ограничение тока параллельного резонансного преобразователя.Схема ШИМ приводится в действие сигналом обратной связи, который включает в себя выход усилителя и выход управляющего ЦАП. Часть усилителя, потребляющая ток, представляет собой параллельный резонансный преобразователь, работающий в резонансе. Обратная связь по переменному току обеспечивает автоколебание схемы при резонансе в широком диапазоне напряжения питания на ограничивающем конденсаторе. Интересным свойством этой схемы является то, что на основе постоянного тока она ведет себя как сток постоянного тока в широком диапазоне напряжений питания. Выходной ток этого преобразователя возвращается в выпрямленную сеть питания, через которую проходит весь тестер через подходящий трансформатор и выпрямитель, и ограничивается этим выпрямленным сетевым напряжением.Выходной ток, возвращаемый в выпрямленную сеть питания, пропорционален фиксируемому напряжению. Рабочая частота около 110 кГц.

показывает выходной сигнал источника питания клещей, когда тестер выполняет тест при 2000 В. После подачи тестовой команды питание фиксатора включается путем изменения данных, подаваемых на ЦАП, с нуля до желаемого тестового значения. Задержка по времени позволяет напряжению на ограничивающем конденсаторе достичь заданного значения перед испытанием на пробой. После выполнения теста напряжение возвращается к нулю.

Напряжение фиксации для теста составляет 2000 В. После подачи команды тестирования напряжение на конденсаторе ограничения возрастает до желаемого напряжения фиксации, тест выполняется, и напряжение возвращается к нулю. Масштаб: 500 В на дел .; время: 500 мс на дел.

2.5 Архитектура тестера

Программируемые функции тестера включают в себя тестовый ток, время включения, ток включения, ток выключения, напряжение фиксации и тестовый запуск. Тестер может вернуть сообщение «сбой устройства».Первые пять параметров представлены в тестере как 8-битные двоичные числа и могут быть установлены либо удаленно через интерфейс IEEE 488, либо на тестере с поворотными оптическими энкодерами. Для каждого параметра предусмотрены энкодер и 7-сегментный дисплей. В интерфейсе используется микросхема Fairchild 96LS488 1 , которая может использоваться в немикропроцессорных асинхронных системах, таких как этот тестер.

3. Измерения пробоя

Измерение второго напряжения пробоя транзистора может быть выполнено двумя разными способами, которые могут дать два разных числа.Одним из методов является измерение без фиксации, при котором напряжение фиксации устанавливается значительно выше ожидаемого напряжения пробоя. При выполнении теста пиковое напряжение в точке падения напряжения измеряется запоминающим осциллографом или быстрым дигитайзером. Другой метод — это измерение с фиксацией, при котором испытание начинается с установки напряжения фиксации значительно ниже ожидаемого напряжения пробоя и постепенного повышения напряжения фиксации до тех пор, пока не произойдет второй пробой. Напряжение фиксации тогда равно напряжению пробоя.Метод без зажима обычно дает более высокую индикацию напряжения пробоя, чем метод с зажимом. Метод без зажима может дать искусственно завышенное число, потому что транзистор часто может выдерживать более высокое напряжение в течение очень короткого периода времени, прежде чем напряжение фактически упадет. Метод ограничения может дать искусственно заниженное значение, потому что превышение фиксированного значения может вызвать второй пробой.

и демонстрируют различия в двух методах измерения. В, три различных настройки зажима вызывают три разных отклика для биполярного транзистора.Для этого рисунка транзистор был выключен очень сильно, с обратным базовым током отключения 4,8 А для тока коллектора 6 А. Для одной кривой напряжение фиксации было установлено значительно выше зарегистрированного пикового напряжения, которое было примерно 640 В. Еще одна кривая была получена с зажимом, установленным на 410 В. Напряжение достигло пикового значения около 510 В, и напряжение транзистора упало, но довольно медленно по сравнению с незажатым случаем. Третья кривая была сгенерирована с зажимом, установленным на 400 В, и транзистор успешно отключился, при этом напряжение достигло пика около 500 В.В, тот же транзистор был протестирован в тех же условиях тестирования, что и в, за исключением того, что ток выключения был уменьшен до гораздо более подходящего значения 1,0 А. И снова первый тест был разжат, с пиковым зарегистрированным напряжением 550 В. . Когда фиксатор был установлен на 500 В, транзистор вышел из строя с пиковым напряжением около 510 В. При установке фиксатора на 490 В транзистор не сломался, и напряжение достигло примерно 500 В.

Напряжение коллектора устройства для трех различных настроек клещей для высокого базового тока выключения.Транзистор выходит из строя при двух уставках фиксатора. Масштаб: 100 В на малое деление; время: 20 нс на малый дел.

То же устройство и условия, что и выше; тем не менее, выключение уменьшается, и используется другой набор фиксирующих напряжений. Разница напряжений между измерениями без фиксации и фиксации уменьшена для уменьшения скорости отключения.

Принимая во внимание вышеуказанные измерения, ясно, что необходимо соблюдать некоторую осторожность при определении зоны безопасной эксплуатации (SOA) второй аварии.Очевидно, что фиксированные измерения дают более консервативный (более низкое напряжение) SOA, чем незафиксированные измерения, но фиксированные измерения могут быть излишне консервативными, если устройство выключить слишком быстро. Наиболее точный SOA определяется при объединении двух методов путем автоматизации этого тестера с помощью программируемого быстрого дигитайзера. Чтобы объединить методы, фиксатор постепенно поднимается до тех пор, пока не произойдет второй пробой, и в то же время форма волны напряжения оцифровывается, а достигнутое пиковое напряжение записывается для пробоя.

дает некоторые типичные кривые SOA для биполярного транзистора, измеренные тестером под управлением компьютера. Измерения проводились методом фиксации без дигитайзера, а используемые токи выключения были достаточно низкими, чтобы избежать значительных выбросов. Один набор данных был сгенерирован, когда тестер был запрограммирован на проведение серии испытаний с токами коллектора от 1 до 20 А, а базовые токи включения и выключения были отрегулированы для каждого тока коллектора так, чтобы они составляли 1/5 значение тока коллектора для усиления при включении и выключении 5.Другой набор данных был сгенерирован, когда тестер был запрограммирован на выполнение тестов при тех же токах коллектора, которые использовались ранее, но токи включения и выключения поддерживались на фиксированных значениях 2,0 и 0,5 А, соответственно. Данные следуют общей тенденции, наблюдаемой для биполярных транзисторов, когда второй пробой происходит при более низких напряжениях для более высоких токов коллектора, а также при более низких напряжениях, когда используются более высокие токи выключения.

Кривые SOA, измеренные тестером под управлением компьютера для биполярного транзистора.Квадраты представляют собой предел SOA, когда токи включения и выключения установлены на 1/5 значения тока коллектора. Кружки представляют собой предел SOA, когда тот же транзистор испытывается с фиксированным током включения 2,0 А и фиксированным током выключения 0,5 А.

Данные второго пробоя приведены для полевого МОП-транзистора. Эти данные представляют собой SOA полевых МОП-транзисторов, показывая почти постоянное второе напряжение пробоя с током стока. Для малых токов, как это устройство, обычно лавинообразно сходят лавины без повторного пробоя.Точки данных, представленные кружками на графике, показывают, что устройство выдерживало лавину без входа во второй пробой, когда зажим был установлен на 400 В (это напряжение не является показателем фактического напряжения лавины).

Квадраты представляют собой кривую SOA для силового полевого МОП-транзистора. Кружки при самых низких испытательных токах указывают на то, что транзистор не вошел во второй пробой, когда напряжение фиксации было установлено на 400 В, а скорее продолжил лавину при более низком напряжении.

4.Пределы неразрушающего контроля

Некоторые транзисторы сходят лавино в течение относительно длительного периода времени перед вторым пробоем и, таким образом, поглощают гораздо больше энергии, чем транзисторы, которые выходят из строя без большой задержки. Когда транзисторы выдерживают лавины в течение микросекунд, они часто ухудшаются или разрушаются во время теста SOA с обратным смещением. показаны типичные формы сигналов напряжения и тока, которые генерируются таким транзистором во время второго испытания на пробой с обратным смещением. Напряжение на устройстве повышается, когда оно начинает отключаться, но начинает выравниваться по мере схода лавины.Никакой зажим не действует. Напряжение лавины нарастает по мере того, как устройство нагревается изнутри. В течение периода лавины ток снижается, потому что индуктор нагрузки поддерживает более высокое напряжение на узле, ближайшем к устройству. В какой-то момент устройство входит во второй пробой, и схема защиты сводит ток к нулю.

Осциллограммы напряжения и тока для транзистора, который выдерживает лавину в течение относительно длительного времени, прежде чем вступит во второй пробой. Такое поведение часто деструктивно, даже когда схема защиты очень быстро отключает питание.Верхняя линия: 100 В на малое деление; нижний след: 10 А на малый дел .; время: 5 мкс на малый дел.

Биполярные транзисторы обычно могут выдержать длительный период работы, но устройства типа МОП обычно выходят из строя или разрушаются. Прошлый опыт всегда указывал, что успех сохранения устройств во многом зависит от скорости цепи защитного лома. Хотя этот автоматический тестер имеет чрезвычайно быстрый лом, он не может спасти многие устройства, которые имеют длительное время работы.Возникает вопрос, можно ли было бы эти устройства спасти, если бы защита была еще быстрее.

Существуют и другие возможные нагрузки на устройство при повторном выходе из строя. Локализованная часть устройства, в которой возникает второй пробой, поглощает дополнительную энергию во время падения напряжения, поскольку паразитная емкость как испытательного приспособления, так и самого устройства разряжается через место пробоя. Общая паразитная емкость испытательного прибора в автоматическом тестере составляет 83 пФ, а внутренние емкости устройства могут быть значительно больше.Как только цепь лома срабатывает, в устройстве происходит некоторое изменение направления тока, хотя этот автоматический тестер сводит его к минимуму с помощью насыщающегося реактора и обратного блокирующего диода, упомянутых ранее. Возможно, что эти дополнительные напряжения частично ответственны за разрушение этих устройств.

Была предпринята еще одна попытка неразрушающего контроля этих устройств путем создания другого тестера. Проблемы надежности и простоты использования были отложены, чтобы обеспечить максимально быструю защиту устройства.В этом специальном тестере исключаются индуктор нагрузки и токовый шунт лома, и они заменяются управляемым источником тока, который можно быстро отключить. Управляемый источник тока приводится в действие таким образом, чтобы имитировать индуктор нагрузки в традиционном тесте SOA с обратным смещением. Формы сигналов, показанные на, были получены с помощью этого специального тестера. Дополнительные цели, достигнутые с помощью этого специального тестера, заключаются в снижении емкости испытательного устройства и отсутствии реверсирования тока в устройстве при срабатывании защиты.Паразитная емкость испытательной арматуры составляет 62 пФ, и здесь нет зажимов. Этот специальный тестер может тестировать при уровнях напряжения и тока до 1600 В и 25 А соответственно.

— это упрощенная схема критической части этого тестера. Также показаны типичные формы сигналов, которые управляют работой схемы. Пентод однолучевого типа действует как источник тока и заменяет катушку индуктивности в традиционном тесте. Источник тока включен последовательно с ИУ. Однако источник расположен на стороне отрицательного напряжения тестируемого устройства, например, на клемме истока n-канального полевого транзистора, как показано на рисунке.Расположение источника тока в цепи стока привело бы к более высокой паразитной емкости на испытательной арматуре и усложнило бы схемы драйвера для пентода. Во время теста сначала включается вентиль DUT. Затем включают пентод источника тока с положительной ступенчатой ​​функцией с амплитудой, которая определяет желаемый испытательный ток. Эта ступенчатая функция, которая может иметь амплитуду до 1500 В при 2 А (относительно катода) для самых высоких испытательных токов, применяется к сетке 2.На этом этапе проверки в сети 1 поддерживается 0 В. Эти условия поддерживаются в течение примерно 10 мкс, чтобы дать распределению заряда и носителям в ИУ время для достижения равновесия. Затем тестируемое устройство выключается, и напряжение на устройстве повышается. В то же время ступенчатая функция, применяемая к сетке 2, начинает линейное снижение с крутизной, которую можно регулировать для моделирования катушек индуктивности разных размеров. Если смоделированная катушка индуктивности установлена ​​на достаточно малое значение или испытательный ток достаточно низкий, ИУ может просто сходить в лавину, пока ток не упадет до нуля.Если тестируемое устройство испытывает второй пробой, напряжение падает, и коллапс воспринимается как быстрый сигнал d V / d t и используется для управления сеткой 1 пентода отрицательной полярностью, чтобы выключить его. Таким образом, источник тока разомкнут, и в ИУ не может быть реверсирования тока, как в случае с ломом, которое зависит от восстановления диода.

Упрощенная схема специального тестера SOA с обратным смещением, который был разработан для чрезвычайно короткого времени защиты устройств.Отображаются временные формы сигналов для работы и следующие:

A — Затвор устройства включен

B — Источник постоянного тока включен

C — Устройство выключено и начинается постепенное уменьшение источника тока

D — Устройство выходит из строя, и источник тока быстро отключается.

Защита в этом тестере работает очень быстро, о чем свидетельствуют осциллограммы в. Показаны формы напряжения (вверху) и тока для второго пробоя полевого МОП-транзистора. Испытательный ток составлял 20 А, напряжение пробоя — 550 В.Масштаб времени составлял 10 нс, а ток приводился к нулю в течение 10 нс после падения напряжения. Коллапс напряжения соответствует увеличению тока непосредственно перед его падением. Возврат вызван разрядом паразитной емкости испытательного устройства. Форма волны напряжения не дает хорошего эталона времени для пробоя из-за значительного временного джиттера от теста к тесту в этой быстрой шкале времени, а для захвата двух форм сигнала необходимы два теста. Переход напряжения был фактически быстрее, чем это показано на рисунке, из-за ограничения полосы пропускания, вызванного изолирующим резистором 470 Ом.Ток был измерен с помощью трансформатора тока в напряжение Pearson 411, и скорость измерительной системы может быть ограничивающим фактором при определении фактической скорости защиты.

Осциллограммы напряжения и тока для второго пробоя полевого МОП-транзистора, наблюдаемые с помощью специального тестера. Ток снимается менее чем за 10 нс после пробоя. Верхняя линия: 100 В на малое деление; нижний след: 10 А на малый дел .; время: 10 нс на малый дел.

Каким бы быстрым ни был этот специальный тестер SOA с обратным смещением, он не может постоянно сохранять устройства, выдерживающие длинные лавины, которые не могут быть сохранены автоматическим тестером.Это, возможно, менее разрушительно, потому что некоторые устройства, которые могут выдержать только один или два теста на автоматическом тестере, могут пережить три или четыре теста на этом специальном тестере, прежде чем выйдут из строя. Возможно, что устройства, которые действительно работают в течение долгих периодов времени, прежде чем войти во второй пробой, фактически деградируют из-за локализованных высоких температур перед фактическим падением напряжения.

5. Выводы

Был дан обзор конструкции автоматизированного тестера безопасной рабочей зоны с обратным смещением, с акцентом на специальные схемы, которые позволяют автоматизировать.Были обсуждены некоторые примеры измерений, а также источники ошибок в измерениях. Измерение второго пробоя с обратным смещением обычно является неразрушающим при условии, что ток и напряжение в испытуемом устройстве снимаются очень быстро после того, как происходит второй пробой. Некоторые устройства, которые выдерживают лавины относительно долгое время (микросекунды) перед вторым пробоем, не спасаются даже самой быстрой схемой защиты.

Благодарности

Автор хотел бы поблагодарить Аллена Хефнера из NIST за вклад в эту работу, написав программное обеспечение для запуска автоматического тестера.

Биография

Об авторе: Дэвид Бернинг работает инженером-электронщиком в области измерений полупроводниковых устройств в отделе полупроводниковой электроники лаборатории электроники и электротехники NIST.

Сноски

1 Определенное коммерческое оборудование, инструменты или материалы указаны в этом документе для адекватного определения экспериментальной процедуры. Такая идентификация не подразумевает рекомендации или одобрения Национального института стандартов и технологий, а также не подразумевает, что идентифицированные материалы или оборудование обязательно являются лучшими из имеющихся для этой цели.

6. Список литературы

1. Бернинг DW. Технология измерения полупроводников: тестер транзисторов, безопасный для рабочей зоны при обратном смещении. Специальная публикация NBS 400–54; Март 1979 г. [Google Scholar] 2. Jahns TM. Докторская диссертация Массачусетского технологического института. Отдел Электротехники; Май 1974 г. Исследование второго пробоя обратного смещения в силовых транзисторах. [Google Scholar] 3. Карпентер Г., Ли Ф., Чен Д. Неразрушающий тестер RBSOA на 1800 В, 300 А для биполярных транзисторов; PESC ’88 Record, 19-я ежегодная конференция специалистов по силовой электронике; Киото, Япония.11–14 апреля 1988 г .; С. 1330–1338. [Google Scholar] 4. Блэкберн Д. Л., Бернинг Д. В.. Экспериментальное исследование второго пробоя при обратном смещении. 1980 IEDM Tech Digest, 1980 IEEE Intl; Встреча «Электронные устройства»; Декабрь 1980 г .; С. 297–301. [Google Scholar] 5. Блэкберн DL. Отказ отключения силовых полевых МОП-транзисторов; PESC ’85 Record, Proc. Конференция специалистов по силовой электронике IEEE 1985; Июнь 1985 г .; С. 429–435. Также перепечатано в IEEE Trans. Power Electronics PE-2, 136–142 (апрель 1987 г.) [Google Scholar] 6. Бернинг DW.Технология измерения полупроводников: Программируемый тестер транзисторов, безопасный для рабочей зоны с обратным смещением. Специальная публикация NIST 400–87; Август 1990 г.
Как проверить транзистор на работоспособность: Как проверить транзистор мультиметром: инструкции, фото, видео

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *