Как проверить транзистор мультиметром, как прозвонить транзистор
Как проверить транзистор? (Или как прозвонить транзистор) Такой вопрос, к сожалению, рано или поздно возникает у всех. Транзистор может быть повреждён перегревом при пайке либо неправильной эксплуатацией. Если есть подозрение на неисправность, есть два лёгких способа проверить транзистор.
Как проверить транзистор мультиметром (тестером)
Проверка транзистора мультиметром (тестером) (прозвонка транзистора) производится следующим образом.
Для лучшего понимания процесса на рисунке изображён «диодный аналог» npn-транзистора. Т.е. транзистор как бы состоит из двух диодов. Тестер устанавливается на прозвонку диодов и прозванивается каждая пара контактов в обоих направлениях. Всего шесть вариантов.
- База — Эмиттер (BE): соединение должно вести себя как диод и
проводить ток только в одном направлении. - База — Коллектор (BC): соединение должно вести себя как диод и
проводить ток только в одном направлении. - Эмиттер — Коллектор (EC): соединение не должно проводить ток ни в каком направлении.
При прозвонке pnp-транзистора «диодный аналог» будет выглядеть также, но с перевёрнутыми диодами. Соответственно направление прохождения тока будет обратное, но также, только в одном направлении, а в случае «Эмиттер — Коллектор» — ни в каком направлении.
Проверка простой схемой включения транзистора
Соберите схему с транзистором, как показано на рисунке. В этой схеме транзистор работает как «ключ». Такая схема может быть быстро собрана на монтажной печатной плате, например. Обратите внимание на 10Ком резистор, который включается в базу транзистора. Это очень важно, иначе транзистор «сгорит» во время проверки.
Если транзистор исправен, то при нажатии на кнопку светодиод должен загораться и при отпускании — гаснуть.
Эта схема для проверки npn-транзисторов. Если необходимо проверить pnp-транзистор, в этой схеме надо поменять местами контакты светодиода и подключить наоборот источник питания.
Таким образом, можно сказать, что проверка транзистора мультиметром более проста и удобна. К тому же, существуют мультиметры с функцией проверки транзисторов. Они показывают ток базы, ток коллектора и даже коэффициент усиления транзистора.
И помните, никто не умирает так быстро и так бесшумно, как транзистор.
Как проверить мультиметром транзистор: испытание различных типов устройств
ПОДЕЛИТЕСЬ
В СОЦСЕТЯХ
Перед началом ремонта электронного прибора или сборки схемы стоит убедиться в исправном состоянии всех элементов, которые будут устанавливаться. Если используются новые детали, необходимо убедиться в их работоспособности. Транзистор является одним из главных составляющих элементов многих электросхем, поэтому его следует прозвонить в первую очередь. Как проверить мультиметром транзистор подробно расскажет данная статья.
Проверка транзисторов — обязательный шаг при диагностике и ремонте микросхем
Что такое транзистор
Главным компонентом в любой электросхеме является транзистор, который под влиянием внешнего сигнала управляет током в электрической цепи. Транзисторы делятся на два вида: полевые и биполярные.
Транзистор один из основных компонентов микросхем и электрических схем
Биполярный транзистор имеет три вывода: база, эмиттер и коллектор. На базу подается ток небольшой величины, который вызывает изменение в зоне эмиттер-коллектор сопротивления, что приводит к изменению протекающего тока. Ток протекает в одном направлении, которое определяется типом перехода и соответствует полярности подключения.
Транзистор данного типа оснащен двумя p-n переходами. Когда в крайней области прибора преобладает электронная проводимость (n), а в средней — дырочная (p), то транзистор называется n-p-n (обратная проводимость). Если наоборот, тогда прибор именуется транзистором типа p-n-p (прямая проводимость).
Полевые транзисторы имеют характерные отличия от биполярных. Они оснащены двумя рабочими выводами — истоком и стоком и одним управляющим (затвором). В данном случае на затвор воздействует напряжение, а не ток, что характерно для биполярного типа.
Принцип работы полевого транзистора
Главной особенностью полевых транзисторов является то, что их управление обеспечивается не при помощи тока, а напряжения. Минимальное использование электроэнергии позволяет его применять в радиодеталях с тихими и компактными источниками питания. Такие устройства могут иметь разную полярность.
Как проверить мультиметром транзистор
Многие современные тестеры оснащены специализированными коннекторами, которые используются для проверки работоспособности радиодеталей, в том числе и транзисторов.
Чтобы определить рабочее состояние полупроводникового прибора, необходимо протестировать каждый его элемент. Биполярный транзистор имеет два р-n перехода в виде диодов (полупроводников), которые встречно подключены к базе. Отсюда один полупроводник образовывается выводами коллектора и базы, а другой эмиттера и базы.
Используя транзистор для сборки монтажной платы необходимо четко знать назначение каждого вывода. Неправильное размещение элемента может привести к его перегоранию. При помощи тестера можно узнать назначение каждого вывода.
Чтобы определить состояние транзистора, необходимо протестировать каждый его элемент
Важно! Данная процедура возможна лишь для исправного транзистора.
Для этого прибор переводится в режим измерения сопротивления на максимальный предел. Красным щупом следует коснуться левого контакта и измерить сопротивление на правом и среднем выводах. Например, на дисплее отобразились значения 1 и 817 Ом.
Затем красный щуп следует перенести на середину, и с помощью черного измерить сопротивления на правом и левом выводах. Здесь результат может быть: бесконечность и 806 Ом. Красный щуп перевести на правый контакт и произвести замеры оставшейся комбинации. Здесь в обоих случаях на дисплее отобразится значение 1 Ом.
Делая вывод из всех замеров, база располагается на правом выводе. Теперь для определения других выводов необходимо черный щуп установить на базу. На одном выводе показалось значение 817 Ом – это эмиттерный переход, другой соответствует 806 Ом, коллекторный переход.
Схема проверки транзисторов с помощью мультиметра
Важно! Сопротивление эмиттерного перехода всегда будет больше, чем коллекторного.
Как прозвонить мультиметром транзистор
Чтобы убедиться в исправном состоянии устройства достаточно узнать прямое и обратное сопротивление его полупроводников. Для этого тестер переводится в режим измерения сопротивления и устанавливается на предел 2000. Далее следует прозвонить каждую пару контактов в обоих направлениях. Так выполняется шесть измерений:
- соединение «база-коллектор» должно проводить электрический ток в одном направлении;
- соединение «база-эмиттер» проводит электрический ток в одном направлении;
- соединение «эмиттер-коллектор» не проводит электрический ток в любом направлении.
Как прозванивать мультиметром транзисторы, проводимость которых p-n-p (стрелка эмиттерного перехода направлена к базе)? Для этого необходимо черным щупом прикоснуться к базе, а красным поочередно касаться эмиттерного и коллекторного переходов. Если они исправны, то на экране тестера будет отображаться прямое сопротивление 500-1200 Ом.
Точки проверки транзистора p-n-p
Для проверки обратного сопротивления красным щупом следует прикоснуться к базе, а черным поочередно к выводам эмиттера и коллектора. Теперь прибор должен показать на обоих переходах большое значение сопротивления, отобразив на экране «1». Значит, оба перехода исправны, а транзистор не поврежден.
Такая методика позволяет решить вопрос: как проверить мультиметром транзистор, не выпаивая его из платы. Это возможно благодаря тому, что переходы устройства не зашунтированы низкоомными резисторами. Однако, если в ходе замеров тестер будет показывать слишком маленькие значения прямого и обратного сопротивления эммитерного и коллекторного переходов, транзистор придется выпаять из схемы.
Перед тем как проверить мультиметром n-p-n транзистор (стрелка эмиттерного перехода направлена от базы), красный щуп тестера для определения прямого сопротивления подключается к базе. Работоспособность устройства проверяется таким же методом, что и транзистор с проводимостью p-n-p.
О неисправности транзистора свидетельствует обрыв одного из переходов, где обнаружено большое значение прямого или обратного сопротивления. Если это значение равно 0, переход находится в обрыве и транзистор неисправен.
Принцип работы биполярного транзистора
Такая методика подходит исключительно для биполярных транзисторов. Поэтому перед проверкой необходимо убедиться, не относиться ли он к составному или полевому устройству. Далее необходимо проверить между эмиттером и коллектором сопротивление. Замыканий здесь быть не должно.
Если для сборки электрической схемы необходимо использовать транзистор, имеющий приближенный по величине тока коэффициент усиления, с помощью тестера можно определить необходимый элемент. Для этого тестер переводится в режим hFE. Транзистор подключается в соответствующий для конкретного типа устройства разъем, расположенный на приборе. На экране мультиметра должна отобразиться величина параметра h31.
Как проверить мультиметром тиристор? Он оснащен тремя p-n переходами, чем отличается от биполярного транзистора. Здесь структуры чередуются между собой на манер зебры. Главных отличием его от транзистора является то, что режим после попадания управляющего импульса остается неизменным. Тиристор будет оставаться открытым до того момента, пока ток в нем не упадет до определенного значения, которое называется током удержания. Использование тиристора позволяет собирать более экономичные электросхемы.
Схема проверки тиристора мультиметром
Мультиметр выставляется на шкалу измерения сопротивления в диапазон 2000 Ом. Для открытия тиристора черный щуп присоединяется к катоду, а красный к аноду. Следует помнить, что тиристор может открываться положительным и отрицательным импульсом. Поэтому в обоих случаях сопротивление устройства будет меньше 1. Тиристор остается открытым, если ток управляющего сигнала превышает порог удержания. Если ток меньше, то ключ закроется.
Как проверить мультиметром транзистор IGBT
Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) является трехэлектродным силовым полупроводниковым прибором, в котором по принципу каскадного включения соединены два транзистора в одной структуре: полевой и биполярный. Первый образует канал управления, а второй – силовой канал.
Чтобы проверить транзистор, мультиметр необходимо перевести в режим проверки полупроводников. После этого при помощи щупов измерить сопротивление между эмиттером и затвором в прямом и обратном направлении для выявления замыкания.
IGBT-транзисторы с напряжением коллектор-эмиттер
Теперь красный провод прибора соединить с эмиттером, а черным коснуться кратковременно затвора. Произойдет заряд затвора отрицательным напряжением, что позволит транзистору оставаться закрытым.
Важно! Если транзистор оснащен встроенным встречно-параллельным диодом, который анодом подключен к эмиттеру транзистора, а катодом к коллектору, то его необходимо прозвонить соответствующим образом.
Теперь необходимо убедиться в функциональности транзистора. Сначала стоит зарядить положительным напряжением входную емкость затвор-эмиттер. С этой целью одновременно и кратковременно красным щупом следует прикоснуться к затвору, а черным к эмиттеру. Теперь необходимо проверить переход коллектор-эмиттер, подключив черный щуп к эмиттеру, а красный к коллектору. На экране мультиметра должно отобразиться незначительное падение напряжения в 0,5-1,5 В. Эта величина на протяжении нескольких секунд должна оставаться стабильной. Это свидетельствует о том, что во входной емкости транзистора утечки нет.
Проверка транзистора мультиметром без выпаивания из микросхемы
Полезный совет! Если напряжения мультиметра недостаточно для открытия IGBT транзистора, тогда для заряда его входной емкости можно использовать источник постоянного напряжения в 9-15 В.
Как проверить мультиметром полевой транзистор
Полевые транзисторы проявляют высокую чувствительность к статическому электричеству, поэтому предварительно требуется организация заземления.
Перед тем как приступить к проверке полевого транзистора, следует определить его цоколевку. На импортных приборах обычно наносятся метки, которые определяют выводы устройства. Буквой S обозначается исток прибора, буква D соответствует стоку, а буква G – затвор. Если цоколевка отсутствует, тогда необходимо воспользоваться документацией к прибору.
Статья по теме:
Электрический мультиметр: тестер для различных электротехнических измерений
Тестер для измерения электротехнических показателей. Использование прибора для автомобиля и в быту. Принцип измерения электрических характеристик.
Перед проверкой исправного состояния транзистора, стоит учесть, что современные радиодетали типа MOSFET имеют дополнительный диод, расположенный между истоком и стоком, который обязательно нанесен на схему прибора. Полярность диода полностью зависит от вида транзистора.
Полезный совет! Обезопасить себя от накопления статических зарядов можно при помощи антистатического заземляющего браслета, который надевается на руку, или прикоснуться рукой к батарее.
Устройство полевого транзистора с N-каналом
Основная задача, как проверить мультиметром полевой транзистор, не выпаивая его из платы, состоит из следующих действий:
- Необходимо снять с транзистора статическое электричество.
- Переключить измерительный прибор в режим проверки полупроводников.
- Подключить красный щуп к разъему прибора «+», а черный «-».
- Коснуться красным проводом истока, а черным стока транзистора. Если устройство находится в рабочем состоянии на дисплее измерительного прибора отобразиться напряжение 0,5-0,7 В.
- Черный щуп подключить к истоку транзистора, а красный к стоку. На экране должна отобразиться бесконечность, что свидетельствует об исправном состоянии прибора.
- Открыть транзистор, подключив красный щуп к затвору, а черный – к истоку.
- Не меняя положение черного провода, присоединить красный щуп к стоку. Если транзистор исправен, тогда тестер покажет напряжение в диапазоне 0-800 мВ.
- Изменив полярность проводов, показания напряжения должны остаться неизменными.
- Выполнить закрытие транзистора, подключив черный щуп к затвору, а красный – к истоку транзистора.
Пошаговая проверка полевого транзистора мультиметром
Говорить об исправном состоянии транзистора можно исходя из того, как он при помощи постоянного напряжения с тестера имеет возможность открываться и закрываться. В связи с тем, что полевой транзистор обладает большой входной емкостью, для ее разрядки потребуется некоторое время. Эта характеристика имеет значение, когда транзистор вначале открывается с помощью создаваемого тестером напряжения (см. п. 6), и на протяжении небольшого количества времени проводятся измерения (см. п.7 и 8).
Проверка мультиметром рабочего состояния р-канального полевого транзистора осуществляется таким же методом, как и n-канального. Только начинать измерения следует, подключив красный щуп к минусу, а черный – к плюсу, т. е. изменить полярность присоединения проводов тестера на обратную.
Исправность любого транзистора, независимо от типа устройства, можно проверить с помощью простого мультиметра. Для этого следует четко знать тип элемента и определить маркировку его выводов. Далее, в режиме прозвонки диодов или измерения сопротивления узнать прямое и обратное сопротивление его переходов. Исходя из полученных результатов, судить об исправном состоянии транзистора.
Как проверить мультиметром транзистор: видео инструкция
Поделиться ссылкой: |
|
Во время ремонта или сборки радиоэлектронных устройств у всех радиолюбителей возникает необходимость проверить транзистор мультиметром. И для этого есть очень простой и самый распространенный способ. В основном эта статья предназначена для начинающих радиолюбителей, поэтому я более доступно для понимания расскажу, как это сделать. Для начала нужно представить, что собой представляет биполярный транзистор (о том, как проверить полевой транзистор будет написано в отдельной статье). Это 2 p-n перехода. Как мы уже знаем диод имеет один переход. Поэтому представим, что транзистор состоит из двух диодов, как на рисунках ниже. N-p-n и p-n-p структур.
Получается, что транзистор это два встречно включенных диода с отводом от средней точки, который является базой. Но на самом деле его структура намного сложнее. Наша задача заключается в том, чтобы проверить диоды на исправность. Как проверить диод есть уже отдельная статья. Т.е. сначала проверяем диоды в одну сторону, а потом в другую сторону. Как это сделать видно на рисунках ниже. Для примера взят n-p-n транзистор кт315. Мультиметр включается в режим проверки диодов. Напомню, что при проверке диодов при прямом включении, кода плюс (+) мультиметра подсоединен к аноду, а минус (-) к катоду падение напряжения при исправном диоде будет составлять от 0,1 до 0,8 вольта. А при обратном включении, когда полярность щупов мультиметра поменяна, будет максимальным около 3 вольт, потому что сопротивление диода будет стремиться к бесконечности (т.к. не проводит ток в обратном включении). На фото обозначена полярность щупов, цоколевка транзистора и выделен режим мультиметра. Ножки транзистора я удлиннил для наглядности.
Если хотя бы один переход пропускает ток в обоих направлениях или не пропускает в обе стороны, то такой транзистор является неисправным. И еще одним этапом проверки транзистора является проверка проводимости между коллектором и эмиттером. Ток не должен проходить ни в одном направлении. Бывает, что пробивает транзистор между коллектором и эмиттером по подложке. Если хотя бы в одном направлении проводит, значит, транзистор не исправен. Как это сделать видно на фото ниже.
Кратко весь процесс можно описать следующим образом. Сначала проверяются переходы «база-коллектор» «база-эмиттер» в одном направлении, потом в обратном. Далее проверяется переход «коллектор-эмиттер» в одном направлении и в другом. По результатам проверки делаются выводы о исправности транзистора. Вся проверка занимает не более 1 минуты. Проверив несколько десятков транзисторов, вы будете делать это уже на «автомате», и за более короткое время. И в заключение хочу сказать, что транзисторы необходимо проверять не только при ремонте радиотехники, но и при создании каких либо радиоэлектронных устройств. Часто бывает так, что купленный в магазине или выпаянный из вторичной платы транзистор оказывается неисправным. Кроме простых биполярных транзисторов существует множество других видов. Это однопереходные, составные и так далее. Которые могут содержать в себе дополнительно резисторы, диоды и предохранители. Методика их проверки иная. Поэтому перед проверкой сначала узнайте характеристики транзисторов.
Анекдот: Открыли супермагазин в котором есть ВСЕ: |
Как проверить транзистор мультиметром?
Назначение транзистора
Транзистор — деталь распространенная, найти её можно в любом электроприборе. Он нужен для работы с электрическим сигналом, то есть он способен генерировать, усиливать и преобразовывать электросигналы. Транзисторы бывают двух видов: биполярные и униполярные, или, как их чаще называют, полевые. Такое деление основано по принципу действия и на строении детали. Каждый тип в этой статье описан не зря — это основа знаний, как проверить транзистор мультиметром.
Итак: биполярные транзисторы работают благодаря полупроводникам с двумя типами проводимости: прямым (рositive) и обратным (negative). В зависимости от комбинации его обозначают NPN и PNP. А вот полевые работают только с одним типом. Это или N-Channel, или P-Channel.
Биполярные устройства управляются силой тока, а униполярные — напряжением.
Биполярные транзисторы можно увидеть в большинстве аналоговой техники, тогда как цифровые приборы чаще оснащены полевыми. Имея ввиду эти отличия, рассмотрим как проверить транзистор тестером.
Конструкция мультиметра
Мультиметр (тестер) — универсальный прибор для измерений. Он вычисляет силу тока, напряжение, сопротивление, определяет также целостность провода. Мультиметры бывают аналоговыми или цифровыми. Разница заключается в точности измерений и в том, каким образом вы получите результат: считывая по движению стрелки по принципу механических часов (аналог), или на экранчик (цифра). Цифровой, по ряду причин, проще в использовании, поэтому подходит пользователям с минимальным уровнем познаний в радиоэлектронике. Независимо от типа тестера, проверка транзистора мультиметром — процесс простой.
Особое внимание перед началом диагностики транзистора стоит уделить правильной комплектации тестера. Это займет от силы пару минут, но убережет от ошибок в результатах. Итак, мультиметр оснащён двумя щупами. Черный — минусовой, красный — плюсовой. Обязательно убедитесь, чтобы каждый из них был вставлен в корректное гнездо, ведь зависимо от модели и типа тестера их может быть разное количество. Транзисторы проверяем исключительно в таком положении: чёрный щуп в гнездо маркированное английскими буквами СОМ, красный щуп помещаем в разъемы, обозначенные буквами греческого алфавита.
Как проверить биполярный транзистор мультиметром
БП транзистор — это прибор-полупроводник, который используют для увеличения мощности входного электросигнала. Такими транзисторами управляет ток. Состоит он из трёх элементов. Первый — это эмиттер. Он генерирует носители заряда. Рабочий ток стекает в коллектор, т. е. своеобразный приемник и второй ключевой элемент транзистора. Третий — база. Именно она и подаёт напряжение.
Представим прибор как пару диодов. Они включены встречно и сходятся в базе. Для проверки исправности этого типа достаточно произвести два измерения сопротивления. Определяем, какой транзистор: p-n-p или n-p-n. Рассмотрим детально, как проверить npn транзистор мультиметром. Используем следующий алгоритм действий:
- Подаем минусовое U-ние к выводу базы. На тестере режим измерения R-ния. Ставим порог 2000. Или же используем режим «прозвонок», это для тех, кто хочет узнать, как прозвонить транзистор мультиметром. Независимо от предпочитаемого режима, результат будет корректен.
- Берём черный щуп и подводим его к выводу на базе, фиксируем. Красный щуп — к коллекторному переходу. Затем перемещаем к эмиттеру (вывод). Если получили значение прямого сопротивления от 500 Ом до 1200 Ом — переходы целы.
- Далее измеряем обратное R-ние. Для этого красный щуп подносим к выводу базы и фиксируем. Черный передвигаем поочерёдно сначала к выводу коллектора, затем эмиттера. Тестер должен показать большое значение. Если у вас цифровой мультиметр выставлен на «2000», показывает «1», то величина R-ния выше 2000 Ом. Большое значение — показатель исправности транзистора.
Этот метод подойдёт и искателям способа, как проверить транзистор мультиметром не выпаивая. Представим: вам нужно проверить прибор на плате прямо в схеме. Тогда проблемы могут возникнуть исключительно в случае плотного шунтирования низкоомными резисторами p-n переходов. Проверить просто: при измерении показатели обоих видов сопротивления будут крайне малы. В таком случае выпаивание вывода базы — необходимая мера для дальнейшей корректной диагностики. Транзистор n-p-n диагностируем таким же методом. Единственное отличие: на выходе базы фиксируем красный, а не чёрный щуп тестера.
Как проверить нетипичные модели транзисторов
Есть транзисторы, которые могут не поддаться обычной проверке мультиметром, независимо от того, стоит режим прозвонки или омметра. Такие триоды используют, к примеру, в электронных балластах светильников. Среди моделей — MJE13003, 13005, 13007.
Детальнее рассмотрим, как проверить транзистор 13003 мультиметром, на одном примере. Всё дело в нетипичной цоколёвке транзистора 13003 — вывод базы находится справа. В даташитах сказано, что выводы могут чередоваться слева направо в такой последовательности: база, коллектор, эмиттер. Поэтому нужно точно определить порядок и положение составных и действовать методом описанным выше.
Погрешности при замерах могут провоцировать и диоды внутри деталей некоторых транзисторов.
Поэтому прежде чем приступать к замерам, нужно четко понимать строение проверяемого транзистора.
Как проверить полевой транзистор мультиметром
Этот прибор управляется электрическим полем, которое создаёт напряжение. Это одно из главных отличий от биполярного полупроводникового ключа. Униполярные транзисторы делят на два типа. Первый имеет изолированный затвор. Второй p-n переходы. Независимо от типа бывают n-, или p-канальные. Большинство полевых транзисторов имеют три вывода: исток, сток и затвор. Если сравнивать с биполярным, то это аналоги эмиттера, коллектора и базы.
Берём за основу проверку устройства типа p-n. Независимо от типа канала (n, p), последовательность действий меняться не будет. Разница лишь в противоположном подключении щупов. Итак, для диагностики n-канального прибора нам понадобится:
- Установить на режим мультиметра «измерения R». Уровень 2000. Плюсовой щуп устанавливаем к истоку. Чёрный закрепляем на стоке. Измеряем сопротивление. Потом нужно щупы переставить. Замеряем вновь. Результаты при работающем транзисторе будут приблизительно равнозначными.
- Далее тестируем переход исток-затвор. Для этого ставим режим на мультиметре «проверка диодов». Плюс подключаем к затвору, а минус к истоку. Прибор в норме фиксирует падение U-ния около 650 мВ. Отсоединяем щупы и перемещаем: теперь чёрный находится у затвора, а красный у истока. Тестер должен показать единицу, то есть бесконечность. Это свидетельствует об исправности транзистора.
- Для проверки перехода сток-затвор оставляем мультиметр в режиме проверки диодов. Действуем аналогично пункту проверки p-n перехода исток-затвор.
Когда все три замера совпадают с вышеописанными полевой транзистор готов к эксплуатации.
Предлагаем пример проверки полевого транзистора в видеоролике:
Видео с проверкой транзистора мультиметром
Смотрите в формате видео, как проверить транзистор мультиметром.
Как проверить конденсатор мультиметром на работоспособность
По сути ремонт любой радиоэлектронной аппаратуры сводится к поиску и замене неисправных деталей. И, возможно, вы удивитесь тому, насколько часто выходят из строя такие, казалось бы, простые компоненты как конденсаторы. В то время как нежные диоды, чувствительные транзисторы и сложные микросхемы остаются целыми и невредимыми.
Типичные неисправности конденсаторов:
- КЗ между обкладками. Как правило, это следствие механического повреждения, перегрева или превышения рабочего напряжения (пробой). Самый простой случай, т.к. легко выявляется любым мультиметром в режиме прозвонки;
- внутренний обрыв с полной потерей емкости (вот почему нельзя коротить отвертками). В случае с конденсаторами большой емкости этот дефект достаточно просто диагностируется. Выявление обрыва у мелких кондеров (менее 500 пФ) является довольно трудоемкой задачей и осуществляется только при помощи спец. приборов;
- частичная потеря емкости. Для электролитических конденсаторов потеря емкости с годами практически неизбежна, однако это не всегда приводит к неисправности устройства (но может ухудшать его характеристики). Керамические, пленочные и прочие с твердым диэлектриком, как правило, более стабильны, но могут потерять емкость в результате механического повреждения;
- слишком низкое сопротивление утечки (конденсатор «не держит» заряд). В основном это свойственно электролитическим конденсаторам. Хотя танталовые в этом плане очень хороши;
- слишком большое эквивалентное последовательное сопротивление (ЕПС или ESR). Проблема по большей части касается «электролитов» и проявляется только при работе с высокочастотными или импульсными токами.
Существует масса способов как проверить конденсатор мультиметром на работоспособность. Пойдем по-порядку.
Содержание статьи:
Внешний осмотр
Иногда достаточно одного взгляда, чтобы определить неисправный конденсатор на плате. В таких случаях нет смысла проверять его какими-либо приборами.Конденсатор подлежит замене, если визуальный осмотр показал наличие:
- даже незначительного вздутия, следов подтеков;
- механических повреждений, вмятин;
- трещин, сколов (актуально для керамики).
Конденсаторы, имеющие любой из указанных признаков, эксплуатировать НЕЛЬЗЯ.
Измерение емкости конденсатора мультиметром и специальными приборами
Некоторые мультиметры имеют функцию измерения емкости. Взять хотя бы эти распространенные модели: M890D, AM-1083, DT9205A, UT139C и т.д.Также в продаже есть цифровые измерители емкости, например, XC6013L или A6013L.
С помощью любого из этих приборов можно не только узнать точную емкость конденсатора, но и убедиться в отсутствии короткого замыкания между обкладками или внутреннего обрыва одного из выводов.
Некоторые производители даже уверяют, что их мультиметры способны проверить емкость конденсатора не выпаивая его с платы. Что, конечно же, противоречит здравому смыслу.
К сожалению, проверка конденсатора мультиметром не поможет определить такие наиважнейшие параметры, как ток утечки и эквивалентное последовательное сопротивление (ESR). Их измерить только с помощью специализированных тестеров. Например, с помощью весьма недорогого LC-метра.
Проверка на короткое замыкание
Способ №1: определение КЗ в режиме прозвонки
Как прозванивать конденсаторы мультиметром? Нужно включить мультиметр в режим прозвонки или измерения сопротивления и приложить щупы к выводам конденсатора.
В зависимости от емкости мультиметр либо сразу же покажет бесконечное сопротивление, либо через какое-то время (от нескольких секунд до десятков секунд).
Если же прибор постоянно пищит в режиме прозвонки (или показывает очень низкое сопротивление в режиме измерения сопротивления), то конденсатор можно смело выкидывать.
Способ №2: определение КЗ конденсатора с помощью светодиода и батарейки
Если нет мультиметра (и даже старой советской «цешки» нету), то можно попробовать подключить светодиод или лампочку к батарейке через исследуемый конденсатор.
Т.к. исправный конденсатор имеет ооочень большое сопротивление постоянному току, лампочка гореть не должна. Хотя, если емкость конденсатора достаточно большая, лампочка может вспыхнуть на короткое время (пока конденсатор не зарядится).
Если же светодиод горит постоянно, конденсатор 100% неисправен.
Если при проверке конденсатора наблюдается эффект постепенного роста сопротивления вплоть до бесконечности (ну или светодиод на какое-то время вспыхивает и гаснет) то конденсатор совершенно точно имеет какую-то емкость. Следовательно, проверку на обрыв можно не делать.Способ №3: проверка конденсатора лампочкой на 220В
Подходит для высоковольтных неполярных конденсаторов (например, пусковые конденсаторы из стиральных машин, насосов, различных станков и т.п.).
Все что нужно сделать — просто подключить лампу накаливания небольшой мощности (25-40 Вт) через конденсатор. Полярность конденсатора не имеет значения:
Способ позволяет одним выстрелом убить двух зайцев: обнаружить КЗ, если оно есть, и убедиться в том, что конденсатор имеет ненулевую емкость (не находится в обрыве).
При исправном конденсаторе лампочка будет гореть в полнакала. Чем меньше емкость — тем тусклее будет гореть лампочка.
Если лампа горит в полную мощность (точно также как и без конденсатора), значит конденсатор «пробит» и подлежит замене. Если лампочка совсем не светится — внутри конденсатора обрыв.
Способ №3 очень наглядно продемонстрирован в этом видео:
Проверка на отсутствие внутреннего обрыва
Обрыв — распространенный дефект конденсатора, при котором один из его электродов теряет электрическое соединение с обкладкой и фактически превращается в короткий, ни с чем не соединенный (висящий в воздухе), проводник.
Чаще всего обрыв происходит из-за превышения рабочего напряжения конденсатора. Этим грешат не только электролитические конденсаторы, но и специальные помехоподавляющие конденсаторы типа Y (они, кстати говоря, специально так спроектированы, чтобы уходить в отрыв, а не в КЗ).
Конденсатор с внутренним обрывом внешне ничем не отличается от исправного, кроме случаев, когда ножку физически оторвали от корпуса 🙂
Разумеется, в случае отрыва одного из выводов от обкладки конденсатора, емкость такого конденсатора становится равной нулю. Поэтому суть проверки на обрыв состоит в том, чтобы уловить хоть малейшие признаки наличия емкости у проверяемого конденсатора.
Как это сделать? Есть три способа.
Способ №1: исключение обрыва через звуковой сигнал в режиме прозвонки
Включить мультиметр в режим прозвонки, прикоснуться щупами к выводам конденсатора и в этот момент мультиметр должен издать непродолжительный писк. Иногда звук настолько короткий (зависит от емкости конденсатора), что больше похож на щелчок и нужно очень постараться, чтобы его услышать.
Небольшой лайфхак: чтобы увеличить продолжительность звукового сигнала при прозвонке совсем маленьких конденсаторов, нужно предварительно зарядить их отрицательным напряжением, приложив щупы мультиметра в обратном порядке. Тогда при последующей прозвонке мультиметру сначала придется перезарядить конденсатор от какого-то отрицательного напряжения до нуля, и только потом — от нуля до момента отключения пищалки. На все это уйдет значительно больше времени, а значит сигнал будет звучать дольше и его проще будет расслышать.
Вот какой-то чувак, сам того не подозревая, применяет этот лайфхак на видео:
Из своей практике могу сказать, что с помощью уловки, описанной выше, мне удавалось уловить реакцию мультиметра на конденсатор емкостью всего лишь 0.1 мкФ (или 100 нФ)!
Способ №2: увеличение сопротивления постоянному току как признак отсутствия обрыва
Если предыдущий способ не помог и вообще не понятно, как проверить конденсатор тестером, то вот вам более чувствительный метод проверки.
Необходимо переключить мультиметр в режим измерения сопротивления. Выбрать максимально доступный предел измерения (20 или лучше 200 МОм). Приложить щупы к выводам конденсатора и наблюдать за показаниями мультиметра.
По мере заряда конденсатора от внутреннего источника мультиметра, его сопротивление будет постоянно расти до тех пор, пока не выйдет за пределы диапазона измерения. Если такой эффект наблюдается, значит обрыва нет.
Кстати говоря, может так оказаться, что рост сопротивления остановится на значении от единиц до пары десятков МОм — для конденсаторов с жидким электролитом (кроме танталовых) это абсолютно нормально. Для остальных конденсаторов сопротивление утечки должно быть больше, как минимум, на порядок.
При измерении таких высоких сопротивлений необходимо следить за тем, чтобы не касаться пальцами сразу обоих измерительных щупов. Иначе сопротивление кожи внесет свои коррективы и исказит все результаты.
С помощью измерения сопротивления на пределе 200 МОм мне удавалось однозначно определить отсутствие обрыва в конденсаторах емкостью всего 0.001 мкФ (или 1000 пФ).
Вот видео для наглядности:
Способ №3: измерение остаточного напряжения для исключения внутреннего обрыва
Это самый чувствительный способ, позволяющий убедиться в отсутствии обрыва конденсатора даже тогда, когда все предыдущие способы не помогли.
Берется мультиметр в режиме прозвонки или в режиме измерения сопротивления (не важно в каком диапазоне) и на пару секунд прикладываем щупы к выводам испытуемого конденсатора. В этот момент конденсатор зарядится от мультиметра до какого-то небольшого напряжения (обычно 2.8 В).
Затем мы быстро переключаем мультиметр в режим измерения постоянного напряжения на самом чувствительном диапазоне и, не мешкая слишком долго, снова прикладываем щупы к конденсатору, чтобы измерить на нем напряжение. Если у кондера есть хоть какая-нибудь вразумительная емкость, то мультиметр успеет показать напряжение, до которого был заряжен конденсатор.
Этим способом мне удавалось с помощью обычного цифрового мультиметра M890D отловить емкость вплоть до 470 пФ (0.00047 мкФ)! А это очень маленькая емкость.
Вообще говоря, это наиболее эффективный метод прозвонки конденсаторов. Таким способ можно проверять кондеры любой емкости — от малюсеньких до самых больших, а также любого типа — полярные, неполярные, электролитические, пленочные, керамические, оксидные, воздушные, металло-бумажные и т.д.
Правда, если конденсатор имеет совсем маленькую емкость, до 470 пФ, то, увы, проверить его на обрыв без специального прибора, вроде упомянутого ранее LC-метра, никак не получится.
Определение рабочего напряжения конденсатора
Строго говоря, если на конденсаторе нет маркировки и не известна схема, в которой он стоял, то узнать его рабочее напряжение неразрушающими методами НЕВОЗМОЖНО.
Однако, имея некоторый опыт, можно оооочень приблизительно прикинуть «на глазок» рабочее напряжение исходя из габаритов конденсатора. Естественно, чем больше размеры конденсатора и чем меньше при этом его емкость, тем на большее напряжение он расчитан.
Способ №1: определение рабочего напряжения через напряжения пробоя
Если имеется несколько одинаковых конденсаторов и одним из них не жалко пожертвовать, то можно определить напряжение пробоя, которое обычно раза в 2-3 выше рабочего напряжения.
Напряжение пробоя конденсатора измеряется следующим образом. Конденсатор подключается через токоограничительный резистор к регулируемому источнику напряжения, способного выдавать заведомо больше, чем напряжение пробоя. Напряжение на конденсаторе контроллируется вольтметром.
Затем напряжение плавно повышают до тех пор, пока не произойдет пробой (момент, когда напряжение на конденсаторе резко упадет до нуля).
За рабочее напряжение можно принять значение, в 2-3 раза меньше, чем напряжение пробоя. Но это такое… Вы можете иметь свое мнение на этот счет.
Внимание! Обязательно соблюдайте все меры предосторожности! При проверке конденсатора на пробой необходимо использовать защищенный стенд, а также индивидуальные средства защиты зрения.
Энергии заряженного конденсатора бывает достаточно, чтобы устроить небольшой ядерный взрыв прямо на рабочем столе. Вот, можно посмотреть, как это бывает:
А некоторые типы керамических конденсаторов при электрическом пробое способны разлетаться на очень мелкие, но твердые осколки, без труда пробивающие кожу (не говоря уже о глазах).
Способ №2: нахождение рабочего напряжения конденсатора через ток утечки
Этот способ узнать рабочее напряжение конденсатора подходит для алюминиевых электролитических конденсаторов (полярных и неполярных). А таких конденсаторов большинство.
Суть заключается в том, чтобы отловить момент, при котором его ток утечки начинает нелинейно возрастать. Для этого собираем простейшую схему:
и делаем замеры тока утечки при различных значениях приложенного напряжения (начиная с 5 вольт и далее). Напряжение следует повышать постепенно, одинаковыми порциями, записывая показания вольтметра и микроампераметра в таблицу.
У меня получилась такая табличка (моя чуйка подсказала мне, что это довольно высоковольтный конденсатор, так что я сразу начал прибавлять по 10В):
Напряжение на конденсаторе, В | Ток утечки, мкА | Прирост тока, мкА |
---|---|---|
10 | 1.1 | 1.1 |
20 | 2.2 | 1.1 |
30 | 3.3 | 1.1 |
40 | 4.5 | 1.2 |
50 | 5.8 | 1.3 |
60 | 7.2 | 1.4 |
70 | 8.9 | 1.7 |
80 | 11.0 | 2.1 |
90 | 13.4 | 2.4 |
100 | 16.0 | 2.6 |
Как только станет заметно, что одинаковый прирост напряжения каждый раз приводит к непропорционально бОльшему приросту тока утечки, эксперимент следует остановить, так как перед нами не стоит задача довести конденсатор до электрического пробоя.
Если из полученных значений построить график, то он будет иметь следующий вид:
Видно, что начиная с 50-60 вольт, график зависимости тока утечки от напряжения обретает явно выраженную нелинейность. А если принять во внимание стандартный ряд напряжений:
Стандартный ряд номинальных рабочих напряжений конденсаторов, В | |||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
6.3 | 10 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 63 | 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 315 | 350 | 400 | 450 | 500 |
то можно предположить, что для данного конденсатора рабочее напряжение составляет либо 50 либо 63 В.
Согласен, метод достаточно трудоемкий, но не сказать о нем было бы ошибкой.
Как измерить ток утечки конденсатора?
Чуть выше уже была описана методика измерения тока утечки. Хотелось бы только добавить, что Iут измеряется либо при максимальном рабочем напряжении конденсатора либо при таком напряжении, при котором конденсатор планируется использовать.
Также можно вычислить ток утечки конденсатора косвенным методом — через падение напряжения на заранее известном сопротивлении:
При проверке полярных конденсаторов на утечку необходимо соблюдать полярность их подключения. В противном случае будут получены некорректные результаты.
При измерении тока утечки электролитических конденсаторов после подачи напряжения очень важно выждать какое-то время (минут 5-10) для того, чтобы все электрохимические процессы завершились. Особенно это актуально для конденсаторов, которые в течение длительного времени были выведены из эксплуатации.
Вот видео с наглядной демонстрацией описанного метода измерения тока утечки конденсатора:
Определение емкости неизвестного конденсатора
Способ №1: измерение емкости специальными приборами
Самый просто способ — измерить емкость с помощью прибора, имеющего функцию измерения емкостей. Это и так понятно, и об этом уже говорилсь в начале статьи и тут нечего больше добавить.Если с приборами совсем туган, можно попробовать собрать простенький самодельный тестер. В интернете можно найти неплохие схемы (посложнее, попроще, совсем простая).
Ну или раскошелиться, наконец, на универсальный тестер, который измеряет емкость до 100000 мкФ, ESR, сопротивление, индуктивность, позволяет проверять диоды и измерять параметры транзисторов. Сколько раз он меня выручал!
Способ №2: измерение емкости двух последовательно включенных конденсаторов
Иногда бывает так, что имеется мультиметр с измерялкой емкости, но его предела не хватает. Обычно верхний порог мультиметров — это 20 или 200 мкФ, а нам нужно измерить емкость, например, в 1200 мкФ. Как тогда быть?
На помощь приходит формула емкости двух последовательно соединенных конденсаторов:Суть в том, что результирующая емкость Cрез двух последовательных кондеров будет всегда меньше емкости самого маленького из этих конденсаторов. Другими словами, если взять конденсатор на 20 мкФ, то какой бы большой емкостью не обладал бы второй конденсатор, результирующая емкость все равно будет меньше, чем 20 мкФ.
Таким образом, если предел измерения нашего мультиметра 20 мкФ, то неизвестный конденсатор нужно последовательно с конденсатором не более 20 мкФ.Остается только измерить общую емкость цепочки из двух последовательно включенных конденсаторов. Емкость неизвестного конденсатора рассчитывается по формуле:Давайте для примера рассчитаем емкость большого конденсатора Сх с фотографии выше. Для проведения измерения последовательно с этим конденсатором включен конденсатор С1 на 10.06 мкФ (он был предварительно измерен). Видно, что результирующая емкость составила Cрез = 9.97 мкФ.
Подставляем эти цифры в формулу и получаем:
Способ №3: измерение емкости через постоянную времени цепи
Как известно, постоянная времени RC-цепи зависит от величины сопротивления R и значения емкости Cх:Постоянная времени — это время, за которое напряжение на конденсаторе уменьшится в е раз (где е — это основание натурального логарифма, приблизительно равное 2,718).
Таким образом, если засечь за какое время разрядится конденсатор через известное сопротивление, рассчитать его емкость не составит труда.Для повышения точности измерения необходимо взять резистор с минимальным отклонением сопротивления. Думаю, 0.005% будет нормально =)Хотя можно взять обычный резистор с 5-10%-ой погрешностью и тупо измерить его реальное сопротивление мультиметром. Резистор желательно выбирать такой, чтобы время разряда конденсатора было более-менее вменяемым (секунд 10-30).
Вот какой-то чел очень хорошо все рассказал на видео:
Другие способы измерения емкости
Также можно очень приблизительно оценить емкость конденсатора через скорость роста его сопротивления постоянному току в режиме прозвонки. Об этом уже упоминалось, когда шла речь про проверку на обрыв.
Яркость свечения лампочки (см. метод поиска КЗ) также дает весьма приблизительную оценку емкости, но тем не менее такое способ имеет право на существование.
Существует также метод измерения емкости посредством измерения ее сопротивления переменному току. Примером реализации данного метода служит простейшая мостовая схема:Вращением ротора переменного конденсатора С2 добиваются баланса моста (балансировка определяется по минимальным показаниям вольтметра). Шкала заранее проградуирована в значениях емкости измеряемого конденсатора. Переключатель SA1 служит для переключения диапазона измерения. Замкнутое положение соответствует шкале 40…85 пФ. Конденсаторы С3 и С4 можно заменить одинаковыми резисторами.
Недостаток схемы — необходим генератор переменного напряжения, плюс требуется предварительная калиброка.
Можно ли проверить конденсатор мультиметром не выпаивая его с платы?
Не существует однозначного ответа на вопрос как проверить конденсатор мультиметром не выпаивая: все зависит о схемы, в которой стоит конденсатор.
Все дело в том, что принципиальные схемы, как правило, состоят из множества элементов, которые могут быть соединены с исследуемым конденсатором самым замысловатым образом.
Например, несколько конденсаторов могут быть соединены параллельно и тогда прибор покажет их суммарную емкость. Если при этом один из конденсаторов будет в обрыве, то это будет очень сложно заметить.
Или, например, довольно часто параллельно электролитическому конденсатору устанавливают керамический. В этом случае нет ни малейшей возможности прозвонить конденсатор мультиметром на плате и определить внутренний обрыв.В колебательных контурах, вообще, параллельно кондеру может оказаться катушка индуктивности. Тогда прозвонка конденсатора покажет короткое замыкание, хотя на самом деле его нет.
Вот пример, когда все пять конденсаторов покажут ложное КЗ:
Таким образом, проверка конденсаторов мультиметром без выпаивания вообще невозможна.В схемах импульсных блоков питания очень часто встречаются контура, состоящие из вторичной обмотки трансформатора, диода и выпрямительного конденсатора. Так вот любая «прозвонка» конденсатора при пробитом диоде покажет КЗ. А на самом деле конденсатор может быть вполне исправен.Вообще-то, проверить электролитический конденсатор мультиметром не выпаивая можно, но это только для кондеров ощутимой емкости (>1 мкФ) и только проверить наличие емкости и отсутствие коротыша. Ни о каком измерении емкости и речи быть не может. К тому же, если прибор покажет КЗ, то выпаивать все-таки придется, так как коротить может что угодно на плате.
Мелкие кондеры проверяются только на отсутствие КЗ, обрыв и нулевую емкость таким образом не проверишь.
Вот очень правильный и понятный видос на эту тему:
Примеры выше (а также доходчивое видео) не оставляют никаких сомнений, что проверка конденсаторов не выпаивая из схемы — это фантастика.
Если какой-либо конденсатор вызывает сомнения, лучше сразу заменить его на заведомо исправный. Или хотя бы временно подпаять хороший конденсатор параллельно сомнительному, чтобы подтвердить или опровергнуть подозрения.
Как проверить конденсатор на исправность мультиметром
В прошлых статьях были рассмотрены вопросы: принципов работы, характеристик и схем соединения конденсаторов. Сейчас Я подробно расскажу как его проверить при помощи недорого и распространенного измерительного прибора- мультиметра, а так же как, его используя при наличии соответствующий функции, узнать величину емкости.
Перед проверкой конденсатор необходимо выпаять из схемы, потому что не выпаивая это сделать практически невозможно из-за влияния на измерения других компонентов схемы. В большинстве случаев, не выпаивая из схемы можно лишь проверить мультиметром только на пробой, при котором на выводах конденсатора будет короткое замыкание.
Некоторые радиолюбители используют метод для проверки на плате при помощи зарядки — разрядки конденсатора, меняя полярность перестановкой концов мультиметра или тестера. Сомнительный метод, Я один раз попробовал данным методом воспользоваться и у меня ничего не получилось проверить, потому что в схеме было много других конденсаторов. Рекомендую, если внешним осмотром ничего выявить не удалось, для правильной проверки выпаивать конденсатор.
Помните, что приступая к любым работам с конденсаторами— необходимо перед этим разрядить его выводы. Я для этого использую отвертку с изолированными ручкой, за которую держась необходимо замкнуть контакты конденсатора. Мощные модели во избежания повреждения искровым разрядом металлической части отвертки, лучше разрядить при помощи лампочки накаливания. Необходимо держась за изолированную часть проводов коснуться выводов конденсатора. Лампочка вспыхнет и погаснет, после этого произойдет полный разряд. Но одной лампочкой необходимо только разряжать при рабочем напряжении 220 Вольт, для 380 Вольт- используйте 2 последовательно соединенные между собой лампочки.
Как проверить конденсаторы внешним осмотром
Прежде чем выпаивать со схемы конденсатор сделайте внешний его осмотр. Очень часто визуально неисправность определяется при осмотре электролитических конденсаторов.
Если Вы обнаружили подтеки электролита в нижней части и следы коррозии (левая картинка) или вздутие в области перекрестия сверху (правая картинка), то такие конденсаторы необходимо заменить.
Довольно просто в большинстве случаев удается проверить конденсаторы на 220 Вольт следующим методом:
- Проверяем пробником или тестером на отсутствие короткого замыкания внутри конденсатора.
- Заряжаем конденсатор от электросети рабочим напряжением с соблюдением мер предосторожности.
- Отключаем его от электропитания.
- Закорачиваем или подключаем лампочку, как было описано выше- увидели искровой разряд или вспышку в лампочке, значит конденсатор в порядке.
Как проверить конденсатор мультиметром
Конденсаторы бывают полярные и неполярные. К полярным относятся только электролитические. Они впаиваются в схемы только с соблюдением полярности к плюсу плюсовой контакт, к минусу- минусовой контакт. Минус напротив контакта указывается галочкой на золотистой или светлой продольной линии на корпуса конденсатора.
Неполярные- без разницы какими контактами подключать или впаивать в схему.
Перед началом проверки не забываем закоротить выводы. После этого берем мультиметр и переключаем его в режим прозвонки или измерения сопротивления. У исправного конденсатора сразу после подключения начнется зарядка постоянным током и сопротивление на табло будет минимальным (рисунок 1). Далее сопротивление будет плавно расти пока не достигнет максимально большого значения или бесконечности (рисунок 2).
При неисправности конденсатора:
- При проверке мультиметром сразу высвечивается бесконечность. Это говорит о том, что внутри конденсатора произошел обрыв.
- Мультиметр пищит и показывает нулевое сопротивление- в конденсаторе произошел пробой изолятора и возникло короткое замыкание.
В обоих случаях конденсаторы подлежат замене.
Неполярные конденсаторы проверяются гораздо проще. Устанавливаем предел измерения сопротивления на мультиметре Мега Омы и касаемся измерительными щупами контактов конденсатора. У неисправного конденсатора сопротивление будет меньше 2 Мега Ом.
Вы должны учитывать, что большинство моделей тестеров позволяют проверить лишь на короткое замыкание неполярные и полярные конденсаторы номиналом менее 0.25 мкФ.
Как определить емкость конденсатора
Все параметры наносятся на корпусе конденсаторов, для проверки соответствия емкости или если эту величину невозможно прочесть- необходимо воспользоваться мультиметром с функцией измерения емкости «Сх».
Для измерения величины емкости переключите мультиметр в режим Cx с предполагаемым максимальным пределом измерения для данного конденсатора. В некоторых моделях есть специальные гнезда для проверки небольших конденсаторов, в которые вставляются контактные ножки согласно пределам измерения. В других- для этого используются измерительные щупы.
На рисунке показан пример измерения конденсатора на 9.5 Микрофарад, поэтому предел выставлен на 20 Микрофарад.
Не забывайте только перед проверкой всегда разряжать конденсаторы.
Как проверить транзистор? Воспользуйтесь мультиметром
Проверяем работоспособность транзистора мультиметром
При работах с печатными платами, разработке и создании микросхем, для того, чтобы оборудование в последующем было работоспособным необходимо очень внимательно относиться не только к сборке схемы, но и к подбору составляющих элементов. В этом случае одной из обязательных операций является их предварительное тестирование. При диагностике неисправности приборов приходится тестировать каждый элемент по отдельности, не нарушая схемы. Поэтому вопрос о том, как проверить транзистор мультиметром является для электронщиков, радиотехников весьма актуальным.
Транзисторы и их виды
Радиоэлемент с тремя контактами, триод, предназначен для управления током электроцепи при воздействии на него внешнего сигнала. Он используется при создании генераторов, усилителей, других подобных систем. Триоды лампового типа были очень громоздки, потребляли большое количество энергии, сильно нагревались. Сделать их более компактными, пригодными для миниатюризации оборудования позволило создание полупроводников. Полупроводниковый триод – транзистор, выполняет те же функции, но не требует предварительного разогрева, тратит минимальное количество энергии на «собственные нужды», очень компактен.
Современный рынок радиотехники предлагает несколько видов транзисторов:
- биполярные, имеют три вывода и два р-п перехода, действие их основано на движении свободных электронов, имеющих отрицательный заряд, и «дырок» (кристаллических структур в которых не хватает одного электрона), заряженных положительно, они находят широкое применение в электронике, радиотехнике;
- полевые, управляются входящим напряжением цепи, используются в видео-, аудиоаппаратуре, при изготовлении мониторов, блоков питания и так далее;
- составные (транзисторы Дарлингтона), это схема в которой участвуют два (или больше) биполярных транзистора, благодаря чему увеличивается их коэффициент по току, эти элементы востребованы в оборудовании, работающем с большими токами: стабилизаторы, усилители мощности и так далее;
- цифровой транзистор – обязательный элемент микроконтроллерной техники, видео-, аудиоаппаратуры, представляет собой биполярный транзистор и цепочку (1-2) резисторов, резистора и стабилитрона, их использование способствует сокращению площади печатной платы, уменьшает затраты на монтаж оборудования.
В случае возникновения неисправности оборудования, первым делом мастер сервиса, мастерской по ремонту аппаратуры проверяет мультиметром не выпаивая из схемы именно транзисторы.
Необходимость проверки транзисторов
Современный радиорынок предлагает широкий выбор транзисторов, производимых отечественными и зарубежными компаниями. Многие потребители отмечают, что случаи того, что новые элементы оказываются негодными, не являются редкостью. При чем, это может быть как отдельный экземпляр, так и партия, состоящая из 50-100 штук. Чаще всего этому подвержены мощные транзисторы. Поэтому каждый мастер, радиолюбитель знает, что даже новый, еще ни разу не паяный экземпляр перед монтажом необходимо проверить на работоспособность.
Работая над сборкой нового прибора, потребитель встречается с указанием в инструкции, описании к создаваемой конструкции, определенных требований к используемым транзисторам. Для определения параметров элементов существуют специальные приборы (испытатели транзисторов), которые позволяют измерять практически все характеристики. Но все же наиболее часто приходится выполнять тестирование по принципу «исправен/неисправен», для чего достаточно обычного мультиметра.
Радиолюбители, люди увлеченные самостоятельной сборкой, разработкой, созданием различного радио-, электро-, электронного оборудования довольно часто используют уже бывшие в использовании элементы, которые были получены в ходе демонтажа отслуживших свой срок плат, вышедших из строя, потерявших свою актуальность приборов. В этом случае необходимо проверять все используемые элементы, не только транзисторы, но и другие радиодетали. Ведь гораздо проще отбраковать еще не установленные экземпляры, чем потом, после завершения сборки конструкции убедиться в ее неработоспособности и искать неисправное, «слабое» звено.
Прибор для проверки транзисторов
Для определения характеристик транзисторов, проверки их исправности имеются специальные приборы, но гораздо проще и экономически оправдано воспользоваться мультиметром, прибором, который имеется под рукой у любого радиотехника, электронщика.
Мультиметр – универсальный, многофункциональный измеритель. Самые простые модели измеряют напряжение, сопротивление и силу тока. Однако производители не останавливаются на этом минимальном перечне. Новые, более современные модели способны измерять емкость конденсаторов, частоту электрического тока, имеют встроенный низкочастотный генератор, термометр, измеритель влажности, звуковой пробник и так далее. Среди их функций предусмотрена и возможность прозвона диодов, транзисторов: оценка падения напряжения на р-п переходе, измерение некоторых других характеристик, тестирование работоспособности.
Мультиметры, представленные на современном рынке подразделяются на две обширные категории: аналоговые и цифровые. Основное их отличие состоит в способе отображения результатов проведенных замеров. Аналоговые модели имеют циферблат, с нанесенными на нам шкалами и стрелку, по отклонению которой пользователь может судить о полученных данных. На точность информации оказывают влияние не только характеристики прибора и необходимость правильно выбрать диапазон предполагаемых значений, но и тот момент, что стрелка не «замирает» на одном месте, а постоянно совершает, пусть и не значительные колебания около некоторого значения.
Цифровые модели лишены этих недостатков, поскольку полученные с их помощью данные отображаются на дисплее, экране в цифровом виде. Разумеется, такие приборы имеет более высокую стоимость, но они точнее, удобнее в использовании, поэтому уверенно «отвоевывают» все новые «вершины».
Процесс проверки
Мультиметр небольшой, довольно плоский прибор прямоугольной формы. На лицевой его панели расположены: циферблат (дисплей), переключатель, другие кнопки управления, гнезда и выходы для подсоединения щупов. Область вокруг переключателя разделена на сегменты, измерительные диапазоны. Перед началом проведения тестирования пользователь, вращая рукоятку, выбирает нужный ему сегмент. Один из диапазонов сопротивления используется для «прозвона» транзисторов. Определить его можно по маркирующему знаку, представляющему собой символьное обозначение диода и звучащего динамика.
Прежде чем начинать проверку полупроводника, следует убедиться в исправности самого измерителя. Она состоит из простых, несложных операций:
- убедитесь, что батарея прибора заряжена, об этом будет свидетельствовать индикатор заряда;
- включите тестер и выберите режим «прозвона» транзистора, на дисплее должна отобразиться единица в старшем разряде;
- подключите к прибору щупы и соедините их вместе, должен прозвучать звуковой сигнал, а на экране индикатора высветиться нули, это свидетельствует об исправности мультиметра, данная процедура отнюдь не является лишней, поскольку обрыв проводов у щупов довольно распространенная неисправность.
После того как вы убедились в работоспособности тестера, можно приступать к проведению тестирования «прозвона» полупроводников, при этом необходимо внимательно отнестись к соблюдению полярности щупов: в гнездо «COM» вставляется черный, а в гнездо«VΩmA» красный.
Выводы р-п переходов называются эмиттер и коллектор, средний контакт – база. Красный щуп подключают к аноду, а черный к катоду, это прямое направление, на экране должно отобразиться значение напряжения. Если щупы поменять местами (обратное направление), то ток проходить не будет, на дисплее появится единица, обозначающая бесконечно большое значение напряжения. Если полупроводник неисправен, то в обоих случаях тестер издаст звуковой сигнал, а на дисплее по-прежнему будет высвечиваться единица.
Проводя процедуру проверки транзистора рекомендуется выполнить шесть замеров, по одному в прямом и обратном направлениях:
- база-эмиттер;
- база-коллектор;
- эмиттер-коллектор.
Об исправности полупроводника свидетельствует:
- низкое сопротивление при прямом подключении постоянного тока;
- бесконечно большое при обратном.
О неработоспособности транзистора свидетельствуют:
- ноль или бесконечно большое сопротивление в обоих случаях;
- нестабильность показаний;
- любая значащая цифра при обратном подключении.
Как проверить диоды с помощью цифрового мультиметра
Цифровые мультиметры могут тестировать диоды одним из двух методов:
- Режим тестирования диодов: почти всегда лучший подход.
- Режим сопротивления: обычно используется, только если мультиметр не оборудован режимом проверки диодов.
Что нужно знать о режиме сопротивления при проверке диодов:
- Не всегда показывает, хороший ли диод или плохой.
- Не следует принимать, когда в цепь включен диод, так как он может давать ложные показания.
- Может использоваться для проверки неисправности диода в конкретном приложении после того, как тест диода показывает, что диод неисправен.
Диод лучше всего проверять путем измерения падения напряжения на диоде, когда он смещен в прямом направлении. Диод с прямым смещением действует как замкнутый переключатель, позволяя току течь.
В режиме проверки диодов мультиметра возникает небольшое напряжение между измерительными проводами.Затем мультиметр отображает падение напряжения, когда измерительные провода подключены к диоду при прямом смещении. Процедура тестирования диодов выполняется следующим образом:
- Убедитесь, что а) все питание цепи отключено и б) на диоде отсутствует напряжение. В цепи может присутствовать напряжение из-за заряженных конденсаторов. В таком случае необходимо разрядить конденсаторы. Настройте мультиметр на измерение постоянного или переменного напряжения.
- Переведите шкалу (поворотный переключатель) в режим проверки диодов.Он может делить место на циферблате с другой функцией.
- Подключите щупы к диоду. Запишите отображаемое измерение.
- Поменяйте местами измерительные провода. Запишите отображаемое измерение.
Анализ испытаний диодов
- Хороший диод прямого действия показывает падение напряжения от 0,5 до 0,8 В для наиболее часто используемых кремниевых диодов. Некоторые германиевые диоды имеют падение напряжения от 0,2 до 0,3 В.
- Мультиметр показывает OL, когда исправный диод имеет обратное смещение.Показание OL указывает на то, что диод работает как разомкнутый переключатель.
- Неисправный (разомкнутый) диод не позволяет току течь ни в одном направлении. Мультиметр будет отображать OL в обоих направлениях, когда диод открыт.
- Закороченный диод имеет одинаковое значение падения напряжения (приблизительно 0,4 В) в обоих направлениях.
Мультиметр, установленный в режим сопротивления (Ω), можно использовать в качестве дополнительной проверки диодов или, как упоминалось ранее, если мультиметр не поддерживает режим проверки диодов.
Диод смещен в прямом направлении, когда положительный (красный) измерительный провод находится на аноде, а отрицательный (черный) измерительный провод — на катоде.
- Сопротивление исправного диода в прямом смещении должно находиться в диапазоне от 1000 Ом до 10 МОм.
- Измерение сопротивления высокое, когда диод смещен в прямом направлении, потому что ток от мультиметра течет через диод, вызывая измерение высокого сопротивления, необходимое для тестирования.
- Обратно смещенное сопротивление исправного диода показывает OL на мультиметре. Диод плохой, если показания одинаковы в обоих направлениях.
Процедура режима сопротивления выполняется следующим образом:
- Убедитесь, что а) все питание цепи отключено и б) на диоде отсутствует напряжение. В цепи может присутствовать напряжение из-за заряженных конденсаторов. В таком случае необходимо разрядить конденсаторы. Настройте мультиметр на измерение постоянного или переменного напряжения.
- Переведите шкалу в режим сопротивления (Ω). Он может делить место на циферблате с другой функцией.
- Подключите щупы к диоду после того, как он был отключен от цепи. Запишите отображаемое измерение.
- Поменяйте местами измерительные провода. Запишите отображаемое измерение.
- Для получения наилучших результатов при использовании режима сопротивления для проверки диодов сравните показания, снятые с заведомо исправным диодом.
Связанные ресурсы
Как найти неисправные компоненты на печатной плате — инженерно-техническое
Прежде чем вы сможете отремонтировать электронное оборудование, вы должны сначала найти неисправные компоненты на его печатной плате или печатной плате. Это может быть сложной задачей, поскольку для разных компонентов требуются разные процедуры тестирования. Имеет смысл сначала проверить транзисторы, потому что вы можете провести быстрый внутрисхемный тест.Пассивные компоненты, такие как резисторы и катушки индуктивности, имеют тенденцию выходить из строя реже, хотя даже они могут сломаться или сгореть.
Инструкции
1 Отключите питание схемы перед осмотром платы. Отсоедините шнур питания от розетки переменного тока.
2 Проверьте печатную плату на наличие предохранителей. Если вы найдете его, вытащите его плоскогубцами и посмотрите, не взорвалось ли оно. Если у вас стеклянный предохранитель, посмотрите на нить накала внутри. Перегоревший предохранитель будет иметь обрыв нити.Если у вас керамический предохранитель, проверьте его мультиметром. Установите измеритель на непрерывность и прикоснитесь щупами измерителя к металлическим концам предохранителя. Если прибор издает звуковой сигнал, предохранитель исправен и исправен.
3 Осмотрите компоненты на плате на предмет физических повреждений. Вы можете увидеть следы ожогов, трещины, сломанные провода, вздутия или раздавленные детали. Предположим, что любые детали, которые кажутся поврежденными, являются неисправными.
4 Включите цифровой мультиметр и настройте его на функцию проверки диодов.
5 Найдите биполярные (NPN или PNP) транзисторы на схеме и найдите их на печатной плате.Прикоснитесь щупами мультиметра к контактам коллектора и эмиттера на каждом транзисторе. Счетчик должен показывать «обрыв» или «высокое сопротивление».
6 Прикоснитесь отрицательным щупом к коллектору, а положительным щупом к базе каждого NPN-транзистора. Вы должны получить показание в несколько сотен милливольт. Поднесите отрицательный зонд к эмиттеру. У вас должно получиться подобное чтение. Поменяйте местами датчики. Теперь измеритель должен показывать «бесконечность», «перегрузка» или «высокое» сопротивление. Поднесите положительный зонд к коллектору.У вас должно получиться подобное чтение.
7 Подключите положительный щуп к коллектору, а отрицательный щуп к базе каждого PNP-транзистора. Счетчик должен показывать несколько сотен милливольт. Поднесите положительный зонд к эмиттеру. У вас должно получиться подобное чтение. Поменяйте местами датчики. Теперь измеритель должен показывать «высокое» сопротивление. Поднесите отрицательный зонд к коллектору. У вас должно получиться подобное чтение.
8 Замените отдельные интегральные схемы (ИС) запасными частями того же типа, если ИС вставлены в гнезда.Проверьте цепь, снова подключив шнур питания и включив устройство. Если раньше он работал плохо или полностью мертв, а теперь работает нормально, значит, интегральные схемы неисправны.
Amazon.com: Цифровой транзистор BSIDE ESR02 PRO, тестер компонентов поверхностного монтажа, диодный триод, емкость, индуктивность, мультиметр, ESR-метр: Industrial & Scientific
Размер: Тестер транзисторов | Цвет: Красный
Особенности:
— Ключевая операция, тест загрузки, ключ для получения.
— Автоматическое тестирование контактных элементов и отображение их на ЖК-дисплее.
— Автоматическое обнаружение биполярных транзисторов NPN, PNP, N-канальных и P-канальных полевых МОП-транзисторов, полевых транзисторов переходного типа, диодов, диодов, тиристоров, однонаправленных маломощных и двунаправленные тиристоры.
— Расположение штифтов автоматического идентификационного элемента.
— Измерение коэффициента усиления тока биполярного транзистора и порогового напряжения база-эмиттер.
— Определите ЖК-транзистор по пороговому напряжению базового эмиттера и высокотоковому коэффициенту усиления.
— Измерение порогового напряжения затвора MOS FET и емкости затвора.
— Два резистора и обозначения резисторов могут быть измерены одновременно. Справа показано десятичное значение 4. Обе стороны символа резистора показывают количество контактов.
— Может измерять обратную емкость одного диода. Если биполярный транзистор подключен к коллектору и эмиттеру базы и вывода, можно измерить обратную емкость коллектора или эмиттерного перехода.
Параметры:
— Резистор: 0 — 50 МОм; Разрешение: 0.01Ω
— Конденсатор: 25пФ — 100мФ; Разрешение: 1 пФ
— Индуктор: 0,01 мГн — 20 ч; Разрешение: 0,01 мГн
— ESR конденсатора: 2 мкФ — 50 мФ; Разрешение: 0,01 Ом
Комплектация:
1 x ESR02 PRO Digital Transistor Tester
1 x English User Manual
Примечания:
— Перед проверкой конденсатора обязательно разрядите его, иначе это может повредить внутреннюю схему
— Если При использовании источника питания постоянного тока выберите адаптер постоянного тока 9 В — 12 В (включая 9 В и 12 В).
— Он питается от 1 батареи 9 В 6LR61, когда напряжение батареи ниже 6 В, замените его на новый.
транзисторов — learn.sparkfun.com
Добавлено в избранное Любимый 80Введение
Транзисторы вращают мир электроники. Они критически важны как источник управления практически в каждой современной цепи. Иногда вы их видите, но чаще всего они спрятаны глубоко внутри кристалла интегральной схемы. В этом уроке мы познакомим вас с основами самого распространенного транзистора: биполярного переходного транзистора (BJT).
В небольших дискретных количествах транзисторы могут использоваться для создания простых электронных переключателей, цифровой логики и схем усиления сигналов. В количествах тысяч, миллионов и даже миллиардов транзисторы соединены между собой и встроены в крошечные микросхемы для создания компьютерной памяти, микропроцессоров и других сложных ИС.
описано в этом учебном пособии
После прочтения этого руководства мы хотим, чтобы вы получили широкое представление о том, как работают транзисторы.Мы не будем слишком углубляться в физику полупроводников или эквивалентные модели, но мы достаточно углубимся в предмет, чтобы вы поняли, как транзистор можно использовать в качестве переключателя или усилителя .
Это руководство разделено на несколько разделов, охватывающих:
Существует два типа базовых транзисторов: биполярный переход (BJT) и металлооксидный полевой транзистор (MOSFET). В этом уроке мы сфокусируемся на BJT , потому что его немного легче понять.Если копнуть еще глубже в типы транзисторов, на самом деле существует две версии BJT: NPN и PNP . Мы сфокусируемся еще больше, ограничив наше раннее обсуждение NPN. Если сузить наш фокус — получить твердое представление о NPN — будет легче понять PNP (или даже MOSFET), сравнив, чем он отличается от NPN.
и nbsp
и nbsp
Рекомендуемая литература
Перед тем, как углубиться в это руководство, мы настоятельно рекомендуем просмотреть эти руководства:
- Напряжение, ток, сопротивление и закон Ома — Введение в основы электроники.
- Основы электричества — Мы немного поговорим об электричестве как потоке электронов. Узнайте, как текут эти электроны, в этом уроке.
- Electric Power — Одно из основных применений транзисторов — усиление — увеличение мощности сигнала. Увеличение мощности означает, что мы можем увеличивать ток или напряжение, узнайте почему в этом руководстве.
- Диоды — Транзистор — это полупроводниковый прибор, похожий на диод. В некотором смысле это то, что вы получили бы, если бы сложили два диода вместе и связали их аноды вместе.Понимание того, как работает диод, во многом поможет раскрыть принцип работы транзистора.
Хотите изучить транзисторы?
Мы вас прикрыли!
Комплект запчастей для начинающих SparkFun
В наличии КОМПЛЕКТ-13973Комплект деталей для начинающих SparkFun — это небольшой контейнер с часто используемыми деталями, который дает вам все основные компоненты, которые вы…
12Символы, булавки и конструкция
Транзисторы — это в основном трехконтактные устройства.На биполярном переходном транзисторе (BJT) эти контакты обозначены как коллектор (C), база (B) и эмиттер (E). Обозначения схем как для NPN, так и для PNP BJT приведены ниже:
Единственное различие между NPN и PNP — это направление стрелки на эмиттере. Стрелка на NPN указывает, а на PNP указывает. Полезная мнемоника для запоминания:
NPN:
N или P ointing i NОбратная логика, но работает!
Конструкция транзистора
Транзисторы полагаются на полупроводники, чтобы творить чудеса.Полупроводник — это не совсем чистый проводник (например, медный провод), но и не изолятор (например, воздух). Проводимость полупроводника — насколько легко он позволяет электронам течь — зависит от таких переменных, как температура или наличие большего или меньшего количества электронов. Заглянем вкратце под капот транзистора. Не волнуйтесь, мы не будем углубляться в квантовую физику.
Транзистор как два диода
Транзисторы— это своего рода продолжение другого полупроводникового компонента: диодов.В некотором смысле транзисторы — это всего лишь два диода со связанными вместе катодами (или анодами):
Диод, соединяющий базу с эмиттером, здесь важен; он соответствует направлению стрелки на схематическом символе и показывает , в каком направлении должен течь ток через транзистор.
Изображение диодов — хорошее место для начала, но оно далеко не точное. Не основывайте свое понимание работы транзистора на этой модели (и определенно не пытайтесь воспроизвести ее на макете, это не сработает).Существует множество странных вещей на уровне квантовой физики, управляющих взаимодействием между тремя терминалами.
(Эта модель полезна, если вам нужно проверить транзистор. Используя функцию проверки диодов (или сопротивления) на мультиметре, вы можете провести измерения на клеммах BE и BC, чтобы проверить наличие этих «диодов».)
Структура и работа транзистора
Транзисторысостоят из трех разных слоев полупроводникового материала.В некоторые из этих слоев добавлены дополнительные электроны (процесс, называемый «легированием»), а в других электроны удалены (допирование «дырками» — отсутствие электронов). Полупроводниковый материал с дополнительными электронами называется n-типа ( n для отрицательного, потому что электроны имеют отрицательный заряд), а материал с удаленными электронами называется p-типа (для положительного). Транзисторы создаются путем наложения n поверх p поверх n или p поверх n поверх p .
Упрощенная схема структуры NPN. Заметили происхождение каких-либо аббревиатур?
Помахав рукой, мы можем сказать, что электронов могут легко перетекать из n областей в p областей , если у них есть небольшая сила (напряжение), толкающая их. Но переход от области p к области n действительно затруднен (требуется лот напряжения ). Но особенность транзистора — та часть, которая делает нашу модель с двумя диодами устаревшей — это тот факт, что электронов могут легко перемещаться от базы p-типа к коллектору n-типа, пока база- эмиттерный переход имеет прямое смещение (это означает, что база находится под более высоким напряжением, чем эмиттер).
NPN-транзистор предназначен для передачи электронов от эмиттера к коллектору (поэтому обычный ток течет от коллектора к эмиттеру). Эмиттер «испускает» электроны в базу, которая контролирует количество электронов, испускаемых эмиттером. Большая часть испускаемых электронов «собирается» коллектором, который отправляет их в следующую часть цепи.
PNP работает таким же, но противоположным образом. База по-прежнему контролирует ток, но этот ток течет в противоположном направлении — от эмиттера к коллектору.Вместо электронов эмиттер испускает «дырки» (концептуальное отсутствие электронов), которые собираются коллектором.
Транзистор похож на электронный клапан . Базовый штифт похож на ручку, которую вы можете отрегулировать, чтобы позволить большему или меньшему количеству электронов течь от эмиттера к коллектору. Давайте исследуем эту аналогию дальше …
Расширение аналогии с водой
Если вы в последнее время читали много руководств по концепциям электричества, вы, вероятно, привыкли к аналогиям с водой.Мы говорим, что ток аналогичен скорости потока воды, напряжение — это давление, проталкивающее воду по трубе, а сопротивление — это ширина трубы.
Неудивительно, что аналогия с водой может быть распространена и на транзисторы: транзистор похож на водяной клапан — механизм, который мы можем использовать для управления скоростью потока .
Есть три состояния, в которых мы можем использовать клапан, каждое из которых по-разному влияет на скорость потока в системе.
1) Вкл — короткое замыкание
Клапан можно полностью открыть, позволяя воде свободно течь в — проходить, как если бы клапана даже не было.
Аналогичным образом, при определенных обстоятельствах, транзистор может выглядеть как короткое замыкание между выводами коллектора и эмиттера. Ток может свободно течь через коллектор и выходить из эмиттера.
2) Выкл. — обрыв цепи
Когда он закрыт, клапан может полностью перекрыть поток воды.
Таким же образом можно использовать транзистор для создания разомкнутой цепи между выводами коллектора и эмиттера.
3) Линейное управление потоком
С некоторой точной настройкой можно точно настроить клапан для точного управления расходом до некоторой точки между полностью открытым и закрытым.
Транзистор может делать то же самое — линейно регулирует ток через цепь в какой-то момент между полностью выключенным (разомкнутая цепь) и полностью включенным (короткое замыкание).
Из нашей аналогии с водой, ширина трубы аналогична сопротивлению в цепи. Если клапан может точно регулировать ширину трубы, то транзистор может точно регулировать сопротивление между коллектором и эмиттером. Таким образом, в некотором смысле транзистор похож на переменный регулируемый резистор .
Усилительная мощность
Есть еще одна аналогия, которую мы можем провести здесь. Представьте себе, если бы с легким поворотом клапана вы могли контролировать скорость потока затворов плотины Гувера. Ничтожное количество силы, которое вы можете приложить для поворота этой ручки, может создать силу в тысячи раз сильнее. Мы расширяем аналогию до предела, но эта идея распространяется и на транзисторы. Транзисторы особенные, потому что они могут усиливать электрические сигналы , превращая сигнал малой мощности в аналогичный сигнал гораздо большей мощности.
Вид. Это еще не все, но это хорошее место для начала! В следующем разделе вы найдете более подробное объяснение работы транзистора.
Режимы работы
В отличие от резисторов, которые обеспечивают линейную зависимость между напряжением и током, транзисторы являются нелинейными устройствами. У них есть четыре различных режима работы, которые описывают протекающий через них ток. (Когда мы говорим о токе, протекающем через транзистор, мы обычно имеем в виду ток , протекающий от коллектора к эмиттеру NPN .)
Четыре режима работы транзистора:
- Насыщение — Транзистор действует как короткое замыкание . Ток свободно течет от коллектора к эмиттеру.
- Отсечка — Транзистор действует как разомкнутая цепь . Нет тока от коллектора к эмиттеру.
- Активный — Ток от коллектора к эмиттеру пропорционален току, протекающему в базу.
- Reverse-Active — Как и в активном режиме, ток пропорционален базовому току, но течет в обратном направлении.Ток течет от эмиттера к коллектору (не совсем то, для чего были предназначены транзисторы).
Чтобы определить, в каком режиме находится транзистор, нам нужно посмотреть на напряжения на каждом из трех выводов и на то, как они соотносятся друг с другом. Напряжения от базы к эмиттеру (V BE ) и от базы к коллектору (V BC ) устанавливают режим транзистора:
Упрощенный квадрантный график выше показывает, как положительное и отрицательное напряжение на этих клеммах влияет на режим.На самом деле все немного сложнее.
Давайте рассмотрим все четыре режима транзистора по отдельности; мы исследуем, как перевести устройство в этот режим и как это влияет на ток.
Примечание: Большая часть этой страницы посвящена NPN транзисторам . Чтобы понять, как работает транзистор PNP, просто поменяйте полярность или знаки> и <.
Saturation Mode
Насыщенность — это в режиме транзистора.Транзистор в режиме насыщения действует как короткое замыкание между коллектором и эмиттером.
В режиме насыщения оба «диода» в транзисторе смещены в прямом направлении. Это означает, что V BE должен быть больше 0, и , поэтому должен быть V BC . Другими словами, V B должен быть выше, чем V E и V C .
Поскольку переход от базы к эмиттеру выглядит как диод, на самом деле V BE должно быть больше порогового напряжения , чтобы войти в режим насыщения.Есть много сокращений для этого падения напряжения — V th , V γ и V d несколько — и фактическое значение варьируется между транзисторами (и даже больше в зависимости от температуры). Для многих транзисторов (при комнатной температуре) это падение может составить около 0,6 В.
Еще один облом реальности: между эмиттером и коллектором не будет идеальной проводимости. Между этими узлами образуется небольшое падение напряжения. В технических характеристиках транзисторов это напряжение определяется как напряжение насыщения CE, В CE (насыщение) — напряжение от коллектора к эмиттеру, необходимое для насыщения.Это значение обычно составляет 0,05-0,2 В. Это значение означает, что V C должно быть немного больше, чем V E (но оба все еще меньше, чем V B ), чтобы транзистор находился в режиме насыщения.
Режим отсечки
Режим отсечки противоположен насыщению. Транзистор в режиме отсечки отключен от — нет тока коллектора, и, следовательно, нет тока эмиттера. Это почти похоже на обрыв цепи.
Чтобы перевести транзистор в режим отсечки, базовое напряжение должно быть меньше, чем напряжение эмиттера и коллектора.Оба V BC и V BE должны быть отрицательными.
На самом деле, V BE может быть где угодно между 0 В и V th (~ 0,6 В) для достижения режима отсечки.
Активный режим
Для работы в активном режиме транзистор V BE должен быть больше нуля, а V BC должен быть отрицательным. Таким образом, базовое напряжение должно быть меньше, чем на коллекторе, но больше, чем на эмиттере. Это также означает, что коллектор должен быть больше эмиттера.
На самом деле нам нужно ненулевое прямое падение напряжения (сокращенно V th , V γ или V d ) от базы к эмиттеру (V BE ), чтобы «включить» транзистор. Обычно это напряжение обычно составляет около 0,6 В.
Усиление в активном режиме
Активный режим — это самый мощный режим транзистора, потому что он превращает устройство в усилитель . Ток, идущий на вывод базы, усиливает ток, идущий в коллектор и выходящий из эмиттера.
Наше сокращенное обозначение для коэффициента усиления (коэффициент усиления) транзистора — β (вы также можете увидеть его как β F или h FE ). β линейно связывает ток коллектора ( I C ) с базовым током ( I B ):
Фактическое значение β зависит от транзистора. Обычно это около 100 , но может варьироваться от 50 до 200 … даже 2000, в зависимости от того, какой транзистор вы используете и сколько тока проходит через него.Если, например, у вашего транзистора β = 100, это будет означать, что входной ток в 1 мА на базу может производить ток 100 мА через коллектор.
Модель с активным режимом. V BE = V th и I C = βI B .
А как насчет тока эмиттера, I E ? В активном режиме токи коллектора и базы идут в устройство , а выходит I E . Чтобы связать ток эмиттера с током коллектора, у нас есть другое постоянное значение: α .α — коэффициент усиления по току общей базы, он связывает эти токи как таковые:
α обычно очень близко, но меньше 1. Это означает, что I C очень близко, но меньше I E в активном режиме.
Вы можете использовать β для вычисления α или наоборот:
Если, например, β равно 100, это означает, что α равно 0,99. Так, если, например, I C составляет 100 мА, то I E составляет 101 мА.
Реверс Активный
Так же, как насыщение противоположно отсечке, обратный активный режим противоположен активному режиму.Транзистор в обратном активном режиме проводит, даже усиливает, но ток течет в противоположном направлении, от эмиттера к коллектору. Обратной стороной активного режима является то, что β (β R в данном случае) на намного меньше на .
Чтобы перевести транзистор в обратный активный режим, напряжение на эмиттере должно быть больше, чем на базе, которая должна быть больше, чем на коллекторе (V BE <0 и V BC > 0).
Обратный активный режим обычно не является состоянием, в котором вы хотите управлять транзистором.Приятно знать, что он есть, но он редко превращается в приложение.
Относительно PNP
После всего, о чем мы говорили на этой странице, мы все еще покрыли только половину спектра BJT. А как насчет транзисторов PNP? Работа PNP очень похожа на работу NPN — у них те же четыре режима, но все изменилось. Чтобы узнать, в каком режиме находится PNP-транзистор, поменяйте местами все знаки <и>.
Например, чтобы перевести PNP в режим насыщения, V C и V E должны быть выше, чем V B .Вы опускаете базу ниже, чтобы включить PNP, и поднимаете ее выше, чем коллектор и эмиттер, чтобы выключить его. И, чтобы перевести PNP в активный режим, V E должен иметь более высокое напряжение, чем V B , которое должно быть выше, чем V C .
Итого:
Соотношение напряжений | Режим NPN | Режим PNP |
---|---|---|
В E | Активный | Обратный |
V E | Насыщенность | Отсечка |
V E > V B | Отсечка | Насыщенность |
V E > V B > V C | Задний ход | Активный |
Другой противоположной характеристикой NPN и PNP является направление тока.В активном режиме и режиме насыщения ток в PNP течет от эмиттера к коллектору . Это означает, что эмиттер обычно должен иметь более высокое напряжение, чем коллектор.
Если вы перегорели концептуальными вещами, перейдите к следующему разделу. Лучший способ узнать, как работает транзистор, — это изучить его в реальных схемах. Давайте посмотрим на некоторые приложения!
Приложения I: переключатели
Одно из самых фундаментальных применений транзистора — это его использование для управления потоком энергии к другой части схемы — использование его в качестве электрического переключателя.Управляя им либо в режиме отсечки, либо в режиме насыщения, транзистор может создавать двоичный эффект включения / выключения переключателя.
Транзисторные переключатели являются важными строительными блоками; они используются для создания логических вентилей, которые используются для создания микроконтроллеров, микропроцессоров и других интегральных схем. Ниже приведены несколько примеров схем.
Транзисторный переключатель
Давайте посмотрим на самую фундаментальную схему транзисторного переключателя: переключатель NPN. Здесь мы используем NPN для управления мощным светодиодом:
Наш управляющий вход проходит в базу, выход привязан к коллектору, а на эмиттере поддерживается фиксированное напряжение.
В то время как для обычного переключателя требуется физическое переключение исполнительного механизма, этот переключатель управляется напряжением на базовом выводе. Вывод микроконтроллера ввода / вывода, как и на Arduino, может быть запрограммирован на высокий или низкий уровень для включения или выключения светодиода.
Когда напряжение на базе превышает 0,6 В (или какое бы там значение у вашего транзистора V th ), транзистор начинает насыщаться и выглядит как короткое замыкание между коллектором и эмиттером. Когда напряжение на базе меньше 0.6 В транзистор находится в режиме отсечки — ток не течет, потому что это похоже на разрыв цепи между C и E.
Схема, приведенная выше, называется переключателем низкого уровня , потому что переключатель — наш транзистор — находится на стороне низкого (заземления) цепи. В качестве альтернативы мы можем использовать транзистор PNP для создания переключателя верхнего плеча:
Подобно схеме NPN, база — это наш вход, а эмиттер подключен к постоянному напряжению. Однако на этот раз эмиттер подключен к высокому уровню, а нагрузка подключена к транзистору со стороны земли.
Эта схема работает так же хорошо, как и коммутатор на основе NPN, но есть одно огромное отличие: для включения нагрузки база должна быть низкой. Это может вызвать проблемы, особенно если высокое напряжение нагрузки (V CC — 12 В, подключенное к эмиттеру V E на этом рисунке) выше, чем высокое напряжение нашего управляющего входа. Например, эта схема не будет работать, если вы попытаетесь использовать Arduino с напряжением 5 В для выключения двигателя 12 В. В этом случае было бы невозможно выключить выключателем , потому что V B (соединение с управляющим контактом) всегда будет меньше, чем V E .
Базовые резисторы!
Вы заметите, что каждая из этих схем использует последовательный резистор между управляющим входом и базой транзистора. Не забудьте добавить этот резистор! Транзистор без резистора на базе похож на светодиод без токоограничивающего резистора.
Напомним, что в некотором смысле транзистор — это просто пара соединенных между собой диодов. Мы смещаем диод база-эмиттер в прямом направлении, чтобы включить нагрузку. Для включения диоду требуется всего 0,6 В, большее напряжение означает больший ток.Некоторые транзисторы могут быть рассчитаны только на ток, протекающий через них не более 10–100 мА. Если вы подаете ток выше максимального номинала, транзистор может взорваться.
Последовательный резистор между нашим источником управления и базой ограничивает ток в базе . Узел база-эмиттер может получить свое счастливое падение напряжения 0,6 В, а резистор может снизить оставшееся напряжение. Значение резистора и напряжение на нем определяют ток.
Резистор должен быть достаточно большим, чтобы эффективно ограничивать ток, но достаточно маленьким, чтобы питать базу достаточным током .Обычно достаточно от 1 мА до 10 мА, но чтобы убедиться в этом, проверьте техническое описание транзистора.
Цифровая логика
Транзисторыможно комбинировать для создания всех наших основных логических вентилей: И, ИЛИ, и НЕ.
(Примечание: в наши дни полевые МОП-транзисторы с большей вероятностью будут использоваться для создания логических вентилей, чем биполярные транзисторы. Полевые МОП-транзисторы более энергоэффективны, что делает их лучшим выбором.)
Инвертор
Вот схема транзистора, которая реализует инвертор или НЕ вентиль:
Инвертор на транзисторах.
Здесь высокое напряжение на базе включает транзистор, который эффективно соединяет коллектор с эмиттером. Поскольку эмиттер напрямую подключен к земле, коллектор тоже будет (хотя он будет немного выше, где-то около V CE (sat) ~ 0,05-0,2 В). С другой стороны, если на входе низкий уровень, транзистор выглядит как разомкнутая цепь, а выход подтянут до VCC
.(На самом деле это фундаментальная конфигурация транзистора, называемая общим эмиттером .Подробнее об этом позже.)
И Ворота
Вот пара транзисторов, используемых для создания логического элемента И с двумя входами :
2-входной логический элемент И на транзисторах.
Если один из транзисторов выключен, то на выходе коллектора второго транзистора будет установлен низкий уровень. Если оба транзистора включены (на обоих базах высокий уровень), то выходной сигнал схемы также высокий.
OR Выход
И, наконец, логический элемент ИЛИ с двумя входами :
Логический элемент ИЛИ с 2 входами, построенный на транзисторах.
В этой схеме, если один (или оба) A или B имеют высокий уровень, соответствующий транзистор включается и подтягивает выходной сигнал к высокому уровню. Если оба транзистора выключены, то через резистор выводится низкий уровень.
Н-образный мост
H-мост — это транзисторная схема, способная приводить в движение двигатели как по часовой, так и против часовой стрелки . Это невероятно популярная трасса — движущая сила бесчисленных роботов, которые должны уметь двигаться как вперед на , так и на назад.
По сути, H-мост представляет собой комбинацию четырех транзисторов с двумя входными линиями и двумя выходами:
Вы можете догадаться, почему это называется Н-мостом?
(Примечание: обычно у хорошо спроектированного H-моста есть нечто большее, включая обратные диоды, базовые резисторы и триггеры Шмидта.)
Если оба входа имеют одинаковое напряжение, выходы двигателя будут иметь одинаковое напряжение, и двигатель не сможет вращаться. Но если два входа противоположны, двигатель будет вращаться в одном или другом направлении.
H-мост имеет таблицу истинности, которая выглядит примерно так:
Вход A | Вход B | Выход A | Выход B | Направление двигателя | ||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0 | 0 | 1 | 1 | Остановка (торможение) | 1 | 0 | По часовой стрелке | |||||||||||||||
1 | 0 | 0 | 1 | Против часовой стрелки | ||||||||||||||||||
1 | 1 | 0 | 0 | 905
Общий эмиттер | Общий коллектор | Общая база | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
Коэффициент усиления по напряжению | Средний | Низкий | Высокий | |||
Усиление по току 902 | Низкое сопротивление | Среднее | Низкое сопротивление | Среднее | Высокое | Низкое |
Выходное сопротивление | Среднее | Низкое | Высокое |
Многокаскадные усилители
Мы можем продолжать говорить о большом разнообразии транзисторных усилителей.Вот несколько быстрых примеров, демонстрирующих, что происходит, когда вы комбинируете одноступенчатые усилители, указанные выше:
Дарлингтон
Усилитель Дарлингтона соединяет один общий коллектор с другим для создания усилителя с высоким коэффициентом усиления по току .
Выходное напряжение составляет , что примерно соответствует входному напряжению (минус 1,2–1,4 В), но коэффициент усиления по току является произведением двух коэффициентов усиления транзистора . Это β 2 — более 10 000!
Пара Дарлингтона — отличный инструмент, если вам нужно управлять большой нагрузкой с очень малым входным током.
Дифференциальный усилитель
Дифференциальный усилитель вычитает два входных сигнала и усиливает эту разницу. Это важная часть цепей обратной связи, где вход сравнивается с выходом для получения будущего выхода.
Вот основа дифференциального усилителя:
Эту схему также называют длинной хвостовой парой . Это пара схем с общим эмиттером, которые сравниваются друг с другом для получения дифференциального выхода.Два входа подаются на базы транзисторов; выход представляет собой дифференциальное напряжение на двух коллекторах.
Двухтактный усилитель
Двухтактный усилитель является полезным «заключительным каскадом» многих многокаскадных усилителей. Это энергоэффективный усилитель мощности, часто используемый для управления громкоговорителями.
Основной двухтактный усилитель использует транзисторы NPN и PNP, оба сконфигурированы как общие коллекторы:
Двухтактный усилитель на самом деле не усиливает напряжение (выходное напряжение будет немного меньше входного), но усиливает ток.Это особенно полезно в биполярных цепях (с положительным и отрицательным питанием), потому что оно может как «проталкивать» ток в нагрузку от положительного источника питания, так и «вытягивать» ток и опускать его в отрицательный источник питания.
Если у вас есть биполярный источник питания (или даже если у вас его нет), двухтактный — отличный конечный каскад для усилителя, действующий как буфер для нагрузки.
Собираем их вместе (операционный усилитель)
Давайте рассмотрим классический пример многокаскадной транзисторной схемы: операционный усилитель.Умение распознавать общие транзисторные схемы и понимание их назначения может очень помочь! Вот схема внутри LM3558, действительно простого операционного усилителя:
Внутреннее устройство операционного усилителя LM358. Узнали какие-то усилители?
Здесь определенно больше сложности, чем вы можете быть готовы усвоить, однако вы можете увидеть некоторые знакомые топологии:
- Q1, Q2, Q3 и Q4 образуют входной каскад. Очень похоже на общий коллектор (Q1 и Q4) на дифференциальный усилитель , верно? Он просто выглядит перевернутым, потому что использует PNP.Эти транзисторы образуют входной дифференциальный каскад усилителя.
- Q11 и Q12 являются частью второго этапа. Q11 — это общий коллектор, а Q12 — это общий эмиттер . Эта пара транзисторов буферизует сигнал с коллектора Q3 и обеспечивает высокий коэффициент усиления, когда сигнал поступает на конечный каскад.
- Q6 и Q13 являются частью финальной стадии, и они тоже должны выглядеть знакомо (особенно если не обращать внимания на R SC ) — это push-pull ! Этот этап буферизует выходной сигнал, позволяя ему управлять большими нагрузками.
- Есть множество других распространенных конфигураций, о которых мы не говорили. Q8 и Q9 сконфигурированы как токовое зеркало , которое просто копирует величину тока, проходящего через один транзистор, в другой.
После этого ускоренного курса по транзисторам мы не ожидаем, что вы поймете, что происходит в этой схеме, но если вы можете начать определять общие транзисторные схемы, вы на правильном пути!
Покупка транзисторов
Теперь, когда вы контролируете источник управления, мы рекомендуем SparkFun Inventor’s Kit, чтобы воплотить в жизнь полученные вами новые знания.Мы также предоставили ссылки на комплект полупроводников и одиночные транзисторы для использования в ваших собственных проектах.
Наши рекомендации:
N-канальный полевой МОП-транзистор 60 В, 30 А
В наличии COM-10213Если вы когда-нибудь задумывались, как управлять фарами автомобиля с помощью микроконтроллера, MOSFET — это то, что вам нужно.Это ве…
4Пакет дополнений SparkFun Inventor’s Kit — v4.0
В отставке КОМПЛЕКТ-14310С помощью Add-On Pack вы сможете включить некоторые из старых частей, которые раньше были включены в SIK, которые были обновлены…
ПенсионерРесурсы и дальнейшее развитие
Если вы хотите глубже изучить транзисторы, мы рекомендуем несколько ресурсов:
- Начало работы в электронике Форрест Мимс — Мимс — мастер объяснения электроники простым для понимания и применимым образом.Обязательно ознакомьтесь с этой книгой, если вы хотите более подробно познакомиться с транзисторами.
- LTSpice и Falstad Circuit — это бесплатные программные инструменты, которые вы можете использовать для моделирования цепей. Цифровые эксперименты со схемами — отличный способ научиться. Вы получаете все эксперименты, без боли макетирования или страха взорвать все. Попробуйте собрать воедино то, о чем мы говорили!
- 2N3904 Техническое описание — Еще один способ узнать о транзисторах — это изучить их техническое описание.2N3904 — действительно распространенный транзистор, который мы используем постоянно (а 2N3906 — его брат по PNP). Ознакомьтесь с таблицей данных, чтобы узнать, узнаете ли вы какие-нибудь знакомые характеристики.
Кроме того, наш собственный технический директор Пит выпустил серию видеороликов «По словам Пита», в которых основное внимание уделяется транзисторам и транзисторным усилителям. Обязательно посмотрите его видео о диодах и транзисторах:
.Затем вы можете перейти к: Конфигурации смещения транзисторов, часть 1 и часть 2, и, наконец, текущие зеркала.Отличный материал!
Идем дальше
Или, если вам не терпится узнать больше об электронике в целом, ознакомьтесь с некоторыми из этих руководств по SparkFun:
- Интегральные схемы
- — Что вы получите, если объедините тысячи транзисторов и поместите их в черный ящик? IC!
- Регистры сдвига — регистры сдвига — одна из наиболее распространенных интегральных схем. Узнайте, как с помощью транзистора мигать десятки светодиодов всего за несколько входов.
- Mini FET Shield Hookup Guide — Это действительно простой щит Arduino, который использует 8 полевых МОП-транзисторов для управления 8 сильноточными выходами.Это хороший пример использования транзистора в качестве переключателя из реальной жизни.
- Проектирование печатных плат с EAGLE — Выведите свои новые навыки работы с транзисторами на новый уровень. Сделайте из них печатную плату! В этом руководстве объясняется, как использовать бесплатное программное обеспечение (Eagle) для проектирования печатных плат.
- Как паять. Если вы разрабатываете печатную плату, вам также нужно знать, как паять. Узнайте, как паять через отверстия в этом руководстве.
Или ознакомьтесь с некоторыми из этих сообщений в блоге, чтобы найти идеи:
тестируют различные типы устройств.Проверка исправного транзистора
Проверку транзисторов приходится проводить довольно часто. Даже если у вас в руках заведомо новый, который ни разу не паял, лучше перед установкой в схему его проверить. Нередки случаи, когда купленные на радиорынке транзисторы оказывались никчемными, и даже не в единичном экземпляре, а целой партией штук по 50-100. Чаще всего это происходит с мощными транзисторами отечественного производства, реже — с импортными.
Иногда в описании конструкций приводятся некоторые требования к транзисторам, например, рекомендуемое передаточное число. Для этих целей существуют различные тестеры транзисторов, довольно сложной конструкции и измеряющие практически все параметры, которые приведены в руководствах. Но чаще приходится проверять транзисторы по принципу «хорошо — плохо». Именно о таких методах проверки и пойдет речь в данной статье.
Часто в домашней лаборатории под рукой находятся транзисторы, когда-то полученные из старых плат.В этом случае требуется стопроцентный «входной контроль»: гораздо проще сразу определить непригодный для использования транзистор, чем потом искать его в неработающей конструкции.
Хотя многие авторы современных книг и статей категорически не рекомендуют использовать детали неизвестного происхождения, достаточно часто эту рекомендацию приходится нарушать. Ведь не всегда можно пойти в магазин и купить нужную запчасть. В связи с такими обстоятельствами необходимо проверить каждый транзистор, резистор, конденсатор или диод.Далее мы сосредоточимся в основном на тестировании транзисторов.
Любительские транзисторы обычно проверяют старым аналоговым авометром.
Проверка транзисторов мультиметром
Большинству современных радиолюбителей знаком универсальный прибор, называемый мультиметром. С его помощью можно измерять постоянные и переменные напряжения и токи, а также сопротивление проводников постоянному току. Один из пределов измерения сопротивления предназначен для «непрерывности» полупроводников.Как правило, в этом положении возле переключателя рисуется символ диода и звучащего динамика.
Перед проверкой транзисторов или диодов убедитесь, что само устройство находится в исправном состоянии. В первую очередь посмотрите на индикатор заряда батареи, при необходимости немедленно замените батарею. При включении мультиметра в режиме «звонка» полупроводников на экране индикатора должна появиться единица старшего разряда.
Затем проверьте исправность, зачем их соединять: на индикаторе появятся нули, раздастся звуковой сигнал.Это не напрасное предупреждение, так как обрыв провода в китайских щупах — довольно частое явление, и об этом нельзя забывать.
Для радиолюбителей и профессиональных инженеров-электронщиков старшего поколения такой жест (тест щупов) выполняется автоматически, потому что при использовании стрелочного тестера каждый раз при переходе в режим измерения сопротивления приходилось выставлять стрелку до нулевого деления шкалы.
После того, как эти проверки будут выполнены, вы можете приступить к проверке полупроводников, — диодов и транзисторов.Обратите внимание на полярность напряжения на щупах. Отрицательный полюс находится на разъеме с надписью «COM» (общий), на разъеме с маркировкой VΩmA положительный. Чтобы не забыть об этом во время измерения, вставьте в это гнездо красный щуп.
Рисунок 1. Мультиметр
Это замечание не такое праздное, как может показаться на первый взгляд. Дело в том, что у стрелочных авометров (AmpereVoltOmmeter) в режиме измерения сопротивления положительный полюс измеряемого напряжения находится на гнезде с маркировкой «минус» или «общий», ну с точностью до наоборот, по сравнению с цифровым мультиметром.Хотя цифровые мультиметры в настоящее время используются все чаще, стрелочные тестеры все еще используются и в некоторых случаях дают более надежные результаты. Об этом будет сказано ниже.
Рисунок 2. Циферблат
Что показывает мультиметр в режиме «дозвона»
Тест диодов
Самым простым полупроводниковым элементом является тот, который содержит только один P-N-переход. Основное свойство диода — односторонняя проводимость. Следовательно, если положительный полюс мультиметра (красный щуп) подключен к аноду диода, то на индикаторе появятся числа, показывающие прямое напряжение на P-N переходе в милливольтах.
Рисунок 3
Для кремниевых диодов это будет порядка 650-800 мВ, а для германиевых диодов 180-300, как показано на рисунках 4 и 5. Таким образом, по показаниям прибора можно определить полупроводниковый материал, из которого изготовлен диод. Следует отметить, что эти цифры зависят не только от конкретного диода или транзистора, но и от температуры, при увеличении на 1 градус прямое напряжение падает примерно на 2 милливольта.Этот параметр называется температурным коэффициентом напряжения.
Рисунок 4
Рисунок 5
Если после этой проверки щупы мультиметра подключить с обратной полярностью, то на индикаторе прибора отобразится единица в наивысшем порядке. Такие результаты будут, если диод исправен. В этом весь метод тестирования полупроводников: в прямом направлении сопротивление незначительно, а в обратном — почти бесконечно.
Если диод «пробит» (короткое замыкание анода и катода), то, скорее всего, будет слышен звуковой сигнал, причем в обоих направлениях. В случае, если диод «открыт», независимо от того, как вы меняете полярность подключения щупов, на индикаторе будет гореть один.
Тест транзисторов
В отличие от диодов, транзисторы имеют два P-N перехода и структуры P-N-P и N-P-N, причем последнее встречается гораздо чаще. С точки зрения тестирования с помощью мультиметра, транзистор можно рассматривать как два диода, соединенных последовательно встречно, как показано на рисунке 6.Таким образом, проверка транзисторов сводится к «звону» переходов база — коллектор и база — эмиттер в прямом и обратном направлениях.
Следовательно, все, что было сказано чуть выше о тесте диодов, полностью справедливо и для исследования транзисторных переходов. Даже показания мультиметра будут такими же, как у диода.
Рисунок 6
На рисунке 7 показана полярность включения прибора в прямом направлении для «звонка» транзистора база-эмиттер структуры N-P-N: положительный щуп мультиметра подключается к выводу базы.Для измерения перехода база — коллектор отрицательную клемму прибора следует подключить к выходу коллектора. В данном случае номер на табло был получен при наборе номера эмиттера база-база транзистора КТ3102А.
Рисунок 7
Если транзистор оказывается структурой P-N-P, то минусовой (черный) щуп устройства следует подключить к базе транзистора.
Попутно «прозвоните» секцию коллектор-эмиттер.У исправного транзистора практически бесконечное сопротивление, что символизирует единицу высшей категории индикатора.
Иногда случается, что переход коллектор — эмиттер обрывается, о чем свидетельствует звук мультиметра, хотя переходы база — эмиттер и база — коллектор «звенят» как будто нормально!
Производится так же, как и цифровой мультиметр, но не следует забывать, что полярность в режиме омметра противоположна полярности в режиме измерения постоянного напряжения.Чтобы не забыть об этом в процессе измерения, красный щуп прибора должен быть включен в гнездо со знаком «-», как показано на рисунке 2.
Авометры, в отличие от цифровых мультиметров, не имеют «звенящего» режима полупроводников, поэтому в этом плане их показания заметно различаются в зависимости от конкретной модели. Здесь уже приходится полагаться на собственный опыт, полученный в процессе работы с устройством. На рисунке 8 показаны результаты измерений с помощью тестера TL4-M.
Рисунок 8
На рисунке показано, что измерения проводятся при пределе * 1 Ом. В этом случае лучше ориентироваться на показания не шкалы измерения сопротивления, а верхней равномерной шкалы. Видно, что стрелка находится в области рисунка 4. Если измерения проводятся на пределе * 1000 Ом, то стрелка будет между числами 8 и 9.
По сравнению с цифровым мультиметром, авометр позволяет более точно определять сопротивление секции база-эмиттер, если эта секция зашунтирована резистором с низким сопротивлением (R2_32), как показано на рисунке 9.Это фрагмент схемы выходного каскада усилителя ALTO.
Рисунок 9
Все попытки измерить сопротивление участка база — эмиттер с помощью мультиметра приводят к звуку динамика (короткое замыкание), так как сопротивление 22 Ом воспринимается мультиметром как короткое замыкание. Аналоговый тестер при пределе измерения * 1Ω показывает некоторую разницу при измерении перехода база-эмиттер в обратном направлении.
Еще один приятный нюанс при использовании стрелочного тестера можно обнаружить, если измерения проводить на пределе * 1000Ω.При подключении щупов, конечно, соблюдая полярность (для транзистора структуры NPN положительный вывод прибора на коллекторе, минус на эмиттере) стрелка прибора не двигается, оставаясь на бесконечности на отметка шкалы.
Если сейчас прорезать указательный палец, как бы проверяя нагрев утюга, и замкнуть этим пальцем выводы цоколя и коллектора, то стрелка прибора переместится, указывая на уменьшение сопротивления эмиттера. -коллекторная секция (транзистор приоткроется).В некоторых случаях этот прием позволяет проверить транзистор, не выпаривая его из схемы.
Этот метод наиболее эффективен при проверке составных транзисторов, например CT 972, CT973 и др. Не следует забывать, что составные транзисторы часто имеют защитные диоды, подключенные параллельно переходу коллектор-эмиттер и с обратной полярностью. Если транзистор структуры N-P-N, то катод защитного диода подключается к его коллектору.К таким транзисторам можно подключать индуктивную нагрузку, например обмотки реле. Внутренняя структура составного транзистора показана на рисунке 10.
Рисунок 10
В технике и любительской практике часто используются полевые транзисторы. Такие устройства отличаются от обычных биполярных транзисторов тем, что они управляют выходным сигналом с помощью управляющего электрического поля. Особенно часто используются полевые транзисторы с изолированным затвором.
Английский термин для обозначения таких транзисторов — MOSFET, что означает «металлооксидный полупроводниковый транзистор с полевым управлением».В отечественной литературе эти устройства часто называют МОП или МОП-транзисторами. В зависимости от технологии изготовления такие транзисторы могут быть n- или p-канальными.
Транзистор n-канального типа состоит из кремниевой подложки с p-проводимостью, n-областей, полученных путем добавления примесей к подложке, диэлектрика, изолирующего затвор от канала, расположенного между n-областями. Контакты (исток и сток) подключены к n-регионам. Под действием источника питания ток может течь от истока к стоку через транзистор.Величина этого тока регулируется изолированной заслонкой устройства.
При работе с полевыми транзисторами необходимо учитывать их чувствительность к воздействию электрического поля. Поэтому они должны храниться с закороченными фольгой выводами, а перед пайкой необходимо закоротить провода проволокой. Полевые транзисторы необходимо паять с помощью паяльной станции, обеспечивающей защиту от статического электричества.
Прежде чем приступить к проверке исправности полевого транзистора, необходимо определить его распиновку.Часто на импортные устройства наносятся метки, определяющие соответствующие выводы транзистора.
Буква G — затвор устройства, буква S — исток, а буква D — сток.
Если распиновка на устройстве отсутствует, нужно посмотреть ее в документации к этому устройству.
Схема испытания полевых транзисторов n-канального типа с помощью мультиметра
Перед проверкой исправности полевого транзистора необходимо иметь в виду, что в современных радиокомпонентах MOSFET есть дополнительный диод между стоком и истоком.Этот элемент обычно присутствует на принципиальной схеме устройства. Его полярность зависит от типа транзистора.
Общие правила — начать процедуру с определения работоспособности самого измерительного прибора. Убедившись, что он работает правильно, приступают к дальнейшим измерениям.
Выводы:
- Полевые транзисторы
- MOSFET широко используются в инженерной и любительской практике.
- Проверка работоспособности таких транзисторов может быть проведена с помощью мультиметра по определенной методике.
- Проверка полевого транзистора с каналом p-типа мультиметром выполняется так же, как и для транзистора с каналом n-типа, за исключением того, что следует поменять полярность проводов мультиметра.
Видео о том, как проверить полевой транзистор
Для проверки транзисторов существует множество специализированных тестеров, измерителей и подобных дорогих приборов. В нем говорится о том, как доступное устройство проверяет работоспособность или определяет цель выводов.Имеющийся на некоторых моделях специальный разъем для подключения транзистора позволяет снять его характеристики, но для проверки работоспособности достаточно двух щупов со шнурами. Черный провод подключается к COM-входу мультиметра, а красный — к разъему для измерения сопротивления. Включен режим измерения диодов, либо режим измерения сопротивления на пределе 2000 Ом.
Важно иметь представление об устройстве и принципе работы испытываемого транзистора и иметь доступ к справочным материалам.
Транзистор — это полупроводниковый электронный компонент для преобразования тока в усилителе, когда большой выходной сигнал изменяется пропорционально малому входному или ключевому, когда транзистор полностью открыт или закрыт, в зависимости от наличия входного сигнала, режимов. Что касается технологии изготовления, их можно разделить на биполярные и полевые радиоэлементы. Биполярные компоненты имеют прямую (p-n-p) или обратную (n-p-n) проводимость. Полевые устройства могут быть n-го или p-типа, с изолированным или интегрированным каналом.
Проверка исправности конкретного транзистора требует определенных знаний в области электроники. Достаточно просто прозвонить выводы транзистора как электрическую цепь, чтобы убедиться, что транзистор исправен. К COM-входу устройства подключается зонд с черным проводом. Красный провод подключается ко входу измерения сопротивления.
Как проверить биполярный транзистор мультиметром
Проверка биполярного транзистора мультиметром позволяет выявить неисправный компонент или определить расположение выводов (коллектор K, эмиттер E и база B).Чтобы знать, как проверить работоспособность, необходимо представить аналог схемы транзистора в виде двух встречных (p-n-p) или обратно (n-p-n) диодов со средней точкой, эквивалентной выводу базы. А два оставшихся идентичны выводам эмиттера и коллектора. У транзисторов с прямой проводимостью катоды («палочки» по схеме) подключаются к основанию, а аноды («стрелки») — с обратной проводимостью. Когда красный (плюсовой провод) подключен к аноду диода, а черный — к катоду, тестер покажет какое-то значение на индикаторе.Если он очень маленький, значит, измеряемый диод сломан. А если он очень большой, то диод в обрыве.
Нормальные значения сопротивления эмиттерного или коллекторного перехода находятся в пределах 0,4 — 1,6 кОм в зависимости от конкретного транзистора. Путем сопряжения выводов транзистора с щупами мультиметра определяются пары выводов «B-E» и «B-K». Сопротивление перехода KE всегда очень высокое. Если пара не расположена или сопротивление перехода коллектор-эмиттер небольшое, значит, транзистор не работает.Стоит учесть, что сопротивление коллектора к базе всегда меньше переходного сопротивления БЭ, что поможет определить распиновку рабочей части.
Сказанное выше верно как при проверке транзистора прямой проводимости, так и конструкции транзистора n-p-n. В последнем случае измерения производятся при подключении проводов тестера с обратной полярностью.
Как проверить полевой транзистор
Для полевых транзисторов выходы называются сток (C), исток (I) и затвор (Z).Несмотря на то, что физика работы отличается от биполярной, при проверке исправности также можно использовать диодный эквивалент схемы.
Схема проверки полевого транзистора p-типа аналогична проверке p-n-p. Перед проверкой необходимо подключить все выводы, чтобы разрядить емкость переходов. Сопротивление при подключении щупов к парам клемм «C, Z» и «I, Z» должно быть показано только в одном направлении. Подключаем черный щуп к клемме «С», а красный — к клемме «И».Необходимо запомнить указанное значение сопротивления (400-700 Ом). После этого на секунду подключаем красный провод к шторке, тем самым открывая переход. После этого измерьте переходное сопротивление. Его уменьшение свидетельствует о частичном открытии транзистора. Теперь также подключаем черный провод к клемме «Z» и замыкаем переход. Восстановление исходного значения переходного сопротивления свидетельствует о исправности радиодетали. Отличие проверки полевого оператора n-типа заключается только в изменении полярности подключения щупов прибора.
При тестировании полевых транзисторов с изолированным затвором проверяется отсутствие проводимости между затвором и истоком. Затем совмещаем источник со шторкой. На разряженном транзисторе появится двусторонняя проводимость. Детали обогащенного типа будут иметь одностороннюю проводимость.
Мультиметр для проверки составного транзистора
Как проверить транзистор Дарлингтона? Вы можете проверить составной транзистор так же, как биполярный цифровой мультиметр с проверкой целостности транзистора в режиме проверки диодов.Единственное отличие — постоянное напряжение на паре выводов B-E должно составлять 1,2-1,4 вольта. Если существующее устройство не может предоставить это, проверка невозможна. И тогда лучше использовать элементарный пробник с батареей на 12 В, включенным в базу резистором 22 кОм и автомобильной лампочкой на 5 Вт. Далее подключаем «минус» источника к эмиттеру, а коллектор подключаем к лампе. Второй вывод лампы включен в «плюс» АКБ. Если подключить резистор к плюсовому выводу, лампа загорится.Теперь переключаем резистор на «плюс» — лампочка гаснет. Это означает, что тестируемый транзистор исправен.
Как проверить транзистор без испарения с проводки
Вы можете проверить транзистор мультиметром после проверки схемы, чтобы определить вероятное короткое замыкание выводов проверяемого элемента с помощью резисторов с низким сопротивлением. Если таковые обнаружатся, деталь придется снять для осмотра. В противном случае проверка выполняется описанными выше методами, но надежность тестирования будет небольшой.Иногда достаточно припаять вывод базы.
Полевые транзисторы лучше проверять отдельно от платы. Они очень чувствительны к статическому электричеству, поэтому вам необходимо использовать антистатический браслет.
Как проверить транзистор без мультиметра
Проверить транзистор без использования мультиметра не всегда возможно. Использование лампочек и источников питания при измерениях с большой вероятностью может повредить проверяемый элемент.
Проверить биполярный транзистор можно с помощью простейшего управления 4.Аккумулятор 5 В, «минус» которого подключен к лампочке от фонарика. Попарно подключите «плюс» и второй контакт лампы к клеммам. Если лампа не загорается при подключении любой полярности к Пара «КЕ», переход рабочий. Подключаем через ограничивающий резистор «плюс» к «В». Подключаем лампу по очереди к клеммам «Е» или «К» и проверяем эти переходы. Проверить транзистор другая конструкция, меняем полярность подключения.
Для проверки транзисторов эффективно использовать самодельные устройства, схемы которых достаточно доступны.
Это относительно новый тип транзистора, который управляется не электрическим током, как в биполярных транзисторах, а электрическим напряжением (полем), о чем свидетельствует английская аббревиатура MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor или metal- оксидно-полупроводниковый полевой транзистор), в русской транскрипции этот тип обозначается как MOS (металл-оксид-полупроводник) или MIS (металл-диэлектрик-полупроводник).
Отличительной конструктивной особенностью полевых транзисторов является с изолированным затвором (вывод, аналогичный выводу биполярных транзисторов), MOSFET также имеет сток и исток, аналоги коллектора и эмиттера для биполярных.
Существует еще более современный тип IGBT, в русской транскрипции IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором), гибридный тип, где МОП-транзистор с n-переходным транзистором управляет базой биполярного транзистора, и это позволяет Вы должны использовать преимущества обоих типов : скорость, почти как в поле, и большой электрический ток через биполярный с очень малым падением напряжения на нем при открытом затворе, с очень высоким напряжением пробоя и большим входным сопротивлением .
Полевики находят широкое применение в современной жизни, и если говорить о сугубо бытовом уровне, то это всевозможные блоки питания и регуляторы напряжения от компьютерной техники и всевозможных электронных гаджетов до другой, более простой, бытовой техники — стиральной. , посудомоечные машины, миксеры, кофемолки, пылесосы, различные осветители и другое вспомогательное оборудование. Конечно, что-то из всего этого разнообразия иногда дает сбой и возникает необходимость выявить конкретную неисправность.Сама распространенность этого типа деталей вызывает вопрос:
Как проверить полевой транзистор мультиметром?
Перед любой проверкой полевого транзистора необходимо понять назначение и маркировку его выводов:
- G (затвор) — заслонка, D (сток) — сток, S (исток) — исток
Если маркировка отсутствует или не читается, необходимо будет найти паспорт (dataship) изделия с указанием назначения каждого вывода , причем выводов может быть не три, а больше, это означает, что выводы связаны между собой внутренне.
А еще нужно подготовить мультиметр : подключить красный щуп к плюсу, соответственно черный к минусу, переключить прибор в режим проверки диодов и касаться друг друга щупами, мультиметр покажет «0» или «короткое замыкание». цепь », разомкните щупы, мультиметр покажет« 1 »или« бесконечное сопротивление цепи »- прибор исправен. О исправном аккумуляторе в мультиметре говорить не приходится.
Подключение щупов мультиметра предназначено для проверки n-канального полевого транзистора, описание всех тестов также для n-канального типа, но если внезапно встречается более редкий полюс поля p-канала, щупы должны быть поменялись местами.Понятно, что в первую очередь задача оптимизации процесса проверяет, чтобы вам приходилось паять и паять детали как можно меньше, поэтому вы можете увидеть, как проверить транзистор без пайки, в этом видео:
Проверка поля без полива
Предварительно, может помочь определить, какую деталь нужно более точно проверить и, возможно, заменить.
Когда полевой транзистор звенит, но не испаряется, необходимо отключить тестируемое устройство от сети и / или источника питания, вынуть батарейки или батарейки (если есть) и продолжить испытание.
- Черный зонд на D, красный на S, показания мультиметра около 500 мВ (милливольт) или более, скорее всего, работают, показание 50 мВ является подозрительным, если показание менее 5 мВ с большей вероятностью быть неисправным.
- Черный на D и красный на G: большая разница потенциалов (до 1000 мВ и даже выше) с большей вероятностью сработает, если мультиметр показывает близко к шагу 1, то это подозрительно, маленькие числа (50 мВ или меньше) , и близко к первому шагу — весьма неполноценно.
- Черный на S, красный на G: около 1000 мВ и выше — скорее рабочий, близко к первой точке — подозрительно меньше 50 мВ и совпадает с предыдущими показаниями — видимо неисправен полевой транзистор.
Проверка показала ли предварительно неисправность по всем трем точкам? Необходимый припаяйте деталь и переходите к следующему шагу:
Проверка полевого транзистора мультиметром
Включает в себя подготовку для мультиметра (см. Выше).Обязательно снимайте статическое напряжение с себя, а накопленный заряд с полевого оператора, иначе можно просто «убить» себе отлично работающую деталь. Статическое напряжение можно снять самостоятельно с помощью антистатической манжеты, накопившийся заряд снимается закорачиванием всех выводов транзистора.
В первую очередь нужно учесть, что практически все полевые транзисторы имеют предохранительный диод между истоком и стоком, поэтому начинаем проверку с этих выводов.
- Красный датчик на S (исток), черный на D (сток): показания мультиметра в районе 500 мВ или немного выше — ОК, черный датчик на S, красный на D, показания мультиметра «1» или «бесконечное сопротивление» — байпасный диод в порядке.
- Черный на S, красный на G: мультиметр «1» или «бесконечное сопротивление», нормальный, одновременно заряжает затвор положительным зарядом, открывает транзистор.
- Не снимая черный щуп переносим красный на D, по открытому каналу течет ток, мультиметр что-то показывает (не «0» и не «1»), щупы меняем местами: показания примерно одинаковые — норма.
- Красный щуп на D, черный на G: показания мультиметра «1» или «бесконечное сопротивление» — норма, при этом разрядилась шторка и закрылся транзистор.
- Красный остается на D, черный датчик на S, показания мультиметра «1» или «бесконечное сопротивление». Щупы меняем местами, показания мультиметра в районе 500 мВ и выше — это норма.
Заключение проверки: пробоев между электродами (выводами) нет, затвор срабатывает небольшим (менее 5В) напряжением на щупах мультиметра, транзистор исправен.
Тест IGBT (IGBT) с помощью мультиметра
Не будем повторять подготовку мультиметра.
Транзистор IGBT имеет следующие выводы:
- G (вентиль) — заслонка, K (C) — коллектор, E (E) — эмиттер
Начинаем звонить:
Заключение: по результатам проверки товар в хорошем состоянии.
Печать
Самый быстрый и эффективный способ проверить исправность транзисторов — проверить (вызвать) его переходы мультиметром, хотя в некоторых случаях это не дает 100% гарантии, но об этом ниже.
Итак, как проверить транзистор мультиметром.
Транзистор можно представить в виде двух диодов, соединенных в противоположном направлении (p-n-p — прямое) и в обратном (n-p-n — обратное) направление. На принципиальных схемах структура транзисторов обозначена стрелкой эмиттерного перехода. Если стрелка направлена на базу, то это p-n-p структура, а если от базы, то это транзистор n-p-n структуры. Смотреть фотографии
Для проверки pnp транзистора мультиметром отрицательным щупом (черный) прикасаемся к выводу базы, а положительным (красный) поочередно касаемся выводами коллектора и эмиттера.Если транзистор исправен, то падение напряжения в тестовом режиме (звон) в милливольтах будет в пределах 500 — 1200 Ом и разница этих значений должна быть небольшой. После этого меняем щупы местами, мультиметр не должен показывать падения. Далее проверяем коллектор — эмиттер в обе стороны (меняя местами щупы), здесь тоже не должно быть никаких значений.
Тестирование транзисторов N-P-N с помощью мультиметра идентично, с той лишь разницей, что мультиметр должен показывать падение напряжения на переходах, когда плюсовой щуп касается базы транзистора, а черный — попеременно коллектор и эмиттер.
Посмотрите небольшой видеоролик о проверке транзистора мультиметром.
Вначале я упомянул, что в некоторых случаях такая проверка может дать ложное заключение. Бывает при ремонте телевизора, при проверке мультиметром впаянного транзистора все переходы показывают нормальные значения, но в схеме не работает. Выявить это можно только заменой.
Составной транзистор проверяется путем вставки в отверстия на панели мультиметра или другого прибора.Для этого нужно узнать, что это за проводимость, и затем вставить его, не забывая переключать тестер в соответствующее положение.
Вы можете проверить силовой транзистор, а также строчные, тем же методом, исследуя переходы BK, BE, KE, но так как в этих транзисторах в большинстве случаев есть встроенные диоды (KE) и сопротивление (BE ) Все это нужно учитывать. С незнакомым элементом лучше посмотреть его даташит.
Как проверить на плате
Аналогичным образом можно проверить транзистор на плате, но в некоторых случаях резисторы с низким сопротивлением, дроссели или трансформаторы, установленные рядом в жгуте проводов, могут выдавать ложные значения.Поэтому лучше иметь специальные инструменты, предназначенные для таких проверок, например ESR-mikro v4.0.
Проверить биполярный транзистор без пайки можно ESR-mikro v4.0
Проверка на месте
Исправность полевого транзистора оценить сложно, а если с мощным он полностью безопасен, то с маломощным сложнее. Дело в том, что эти элементы управляются затвором напряжения и легко проникают статическим напряжением.
Работоспособность полевых транзисторов проверяют с осторожностью, желательно на антистатическом столе с антистатическим браслетом на руке (хотя по большей части это относится к элементам малой мощности).
Сами переходы будут показывать бесконечное сопротивление, но как видно из предложенного выше сильноточного полевого транзистора, диод есть, это можно проверить. Признак того, что короткого замыкания нет — уже хороший знак.
Переводим прибор в режим «звона» диодов и вводим полевой тр-тор в режим насыщения. Если он N-образный, то минусом касаемся стока, а плюсом — шторки. Должен открыться рабочий транзистор. Далее положительный, не взяв отрицательный, переводим в источник, мультиметр покажет какое-то сопротивление.Далее нужно заблокировать радиочасть. Не снимая «плюс» с исходника, минус нужно дотронуться до шторки и вернуть на сток. Транзистор будет заблокирован.
Для элементов P-типа датчики меняются местами.
Твиттер
В контакте с
Google+
Дополнительно Руководство покупателя мультиметра— выбор мультиметра, соответствующего вашим требованиям
Выбор мультиметра в соответствии с вашими требованиями
Мультиметры — это электронные устройства, которые измеряют напряжение, ток и сопротивление.Хотя существует множество разных типов мультиметров с разными функциями и преимуществами. Будь то небольшое электронное соединение или большая сложная схема, каждый компонент, от простого диода до сложного усилителя мощности, должен быть проверен на электрические свойства.Мультиметр — это основной инструмент контроля качества разработчика электроники. Чтобы убедиться, что у вас есть правильный счетчик по разумной цене, может потребоваться некоторое планирование. Некоторые мультиметры включают дополнительные специализированные функции или расширенные параметры.У некоторых технических специалистов есть особые требования, и им может потребоваться модель, соответствующая их потребностям.
Аналоговые мультиметры
Аналоговые мультиметры, как вы могли догадаться, используют классические аналоговые шкалы для измерения напряжения, тока и сопротивления. Они, безусловно, более примитивны и редко используются в наши дни, однако некоторые утверждают, что аналоговые измерители более чувствительны, чем их цифровые аналоги, и многие по-прежнему предпочитают их. После малейшего изменения напряжения постоянного тока стрелка аналогового мультиметра может отклониться, что влияет на точность показаний измерения и может не быть тем, что вы видите на цифровом измерителе.Если вы имеете дело со схемами с высокочувствительными измерениями, вам может подойти аналоговый мультиметр.Цифровые мультиметры
Цифровые мультиметры (DMM) состоят из ЖК-дисплея, ручки для выбора диапазонов, аналого-цифрового преобразователя и внутренней схемы для преобразования сигнала. Он гораздо чаще используется в современном мире и в основном используется для проверки одного из трех факторов закона Ома, тока напряжения и сопротивления.Ниже приведено простое уравнение, используемое во время диагностического тестирования:
В = I x R
В = напряжение
I = ток
R = сопротивление
Цифровые мультиметры также используются для проверки состояния цепи или системы в целях безопасности и чтобы убедиться, что с устройством безопасно работать.Существуют сотни моделей на выбор, поэтому вам необходимо отфильтровать свои варианты и рассмотреть различные факторы при выборе правильного цифрового мультиметра. Вот некоторые вещи, о которых следует помнить:
Аналоговый набор
Цифровой мультиметр ЖК-дисплей
Цены на мультиметр
Цифровые мультиметры доступны в широком диапазоне цен от 10 до 1500 долларов. Это зависит от бренда и включенных функций. Счетчики с более высокой ценой, как правило, более надежны и точны, чем модели с более низкой ценой.Мультиметры Workbench , как правило, дороже по сравнению с портативным цифровым мультиметром .В общем, мы рекомендуем посмотреть, как часто вы будете использовать устройство и какие функции вам нужны. Если это случайный инструмент, возможно, подойдет и более дешевое устройство. Но чем больше вы планируете использовать счетчик, тем больше вам понадобится прочная конструкция и более дорогой счетчик.
Счетчики на дисплее мультиметра
Разрешение счетчика или счетчиков на дисплее — это наименьшая часть шкалы, которая может отображаться и зависит от шкалы.Это относится к тому, насколько велико число, которое может отображать счетчик, или общее количество отображаемых цифр. Чем больше количество дисплеев, тем лучше.Универсальность в измерениях и функциональность
Базовые мультиметры имеют стандартные функции, такие как измерение постоянного и переменного тока, напряжения, сопротивления и емкости. Другие измерители предлагают различные тесты (проверка диодов, проверка батарей, проверка целостности, проверка транзисторов) и специальные функции (автоматический выбор диапазона, аналоговая гистограмма, интерфейс RS-232 для ПК, истинное среднеквадратичное значение), что делает их более полезными, чем стандартный мультиметр.Ознакомьтесь с руководством пользователя устройства, чтобы ознакомиться с предлагаемыми функциями и соответствующим образом выбрать глюкометр.Безопасность мультиметра
При работе с высоким напряжением очень важно знать, какой измеритель вам следует использовать. В зависимости от силы тока, протекающего по проводнику, вы можете выбрать устройство, которое представляет собой нечто среднее между мультиметром и токоизмерительными клещами .Токоизмерительные клещи
Токоизмерительные клещи, созданные как одноцелевой тестовый инструмент для электриков, представляют собой электрический тестер, в котором вольтметр сочетается с токоизмерительными клещами.Токоизмерительные клещи имеют встроенный трансформатор с единственной целью измерения тока, который они могут измерять с точностью до десятых долей единицы.В отличие от мультиметра, токоизмерительные клещи не нужно подключать к цепи для измерения тока. Все, что вам нужно сделать, это поместить зажим вокруг провода под напряжением, чтобы измерить ток, не прерывая работу цепи. Токоизмерительные клещи идеально подходят для электромонтажных работ, поскольку они могут измерять большие токи переменного тока.
Обратитесь к руководству производителя, чтобы узнать, какие модели подходят для каких категорий (CAT).Чем ниже номер CAT, тем меньше защита.
Токоизмерительные клещи Fluke
- CAT I для измерения напряжений в специально защищенных вторичных цепях.
- CAT II относится к распределению электроэнергии на местном уровне, например, от стандартной настенной розетки или подключенной нагрузки.
- CAT III относится к измерениям проводного оборудования в стационарных установках, распределительных щитах и автоматических выключателях. Токоизмерительные клещи Fluke True-RMS соответствуют категории безопасности CAT III.
- CAT IV относится к источнику измерений уровня установки или электросети на первичных устройствах защиты от перегрузки по току и на блоках управления пульсациями. Токоизмерительные клещи Fluke 324 соответствуют категории безопасности CAT IV 300 В.
По-прежнему нужна помощь в выборе мультиметра? Напишите нам по адресу [адрес электронной почты защищен]
Как проверить короткое замыкание на печатной плате | Блог о дизайне печатных плат | Блог о проектировании печатных плат
Захария Петерсон| & nbsp Создано: 9 февраля 2018 г. & nbsp | & nbsp Обновлено: 23 ноября 2020 г.
У каждого инженера есть история «наихудшего сценария», что они выжили.В худшую неделю моей профессиональной жизни мы получили партию просроченных печатных плат. Предполагалось, что эти печатные платы будут установлены в оборудование и развернуты на объектах заказчиков более месяца назад. Мы были немного подавлены.
Само собой разумеется, что поставки этих новых печатных плат были небольшими. Как только мы включили их для тестирования, вы почувствовали запах озона, исходящий от печатных плат. Один из самых дорогих компонентов нагрелся до такой степени, что на самом деле обжег пару человек, проводивших «сенсорный тест».«У нас не было времени, — подумали мы, — получить тестовую партию печатных плат, и мы просто заказали полностью укомплектованные печатные платы.
Если оставить в стороне очевидные разочарования, объяснять своему боссу серьезные аппаратные отказы и сосать обожженные пальцы — одна из худших встреч, которые у вас могут быть. Лучшее, что вы можете сделать, — это предложить план на будущее. Если вы когда-либо попадали в такую ситуацию, вот как стать мастером поиска короткого замыкания на печатной плате.
Как проверить короткое замыкание в печатной плате
Вот несколько важных шагов в этой статье, которые вы можете предпринять для обнаружения коротких замыканий на печатных платах:
Шаг 1: Как найти короткое замыкание в печатной плате
Визуальный осмотр
Предполагая, что вы прошли стадию проектирования макета и нет встроенного автоматического выключателя, первым шагом для обнаружения короткого замыкания на печатной плате является тщательный осмотр всей поверхности печатной платы.Если он у вас есть, используйте увеличительное стекло или микроскоп с малым увеличением во время исследования печатной платы. Начиная с источника питания и двигаясь вперед, ищите усы олова между контактными площадками или паяными соединениями. Любые трещины или пятна припоя требуют особого внимания. Проверьте все свои переходные отверстия. Если вы указали переходные отверстия без покрытия, убедитесь, что это так на плате. Плохо покрытые переходные отверстия могут создать короткое замыкание между слоями и оставить все, что связано с землей, VCC или и тем, и другим.
Если короткое замыкание действительно серьезное и приводит к тому, что компоненты достигают критических температур, вы действительно увидите на печатной плате прогоревшие пятна.Они могут быть довольно маленькими, но будут резко обесцвечиваться в коричневый цвет вместо обычной зеленой паяльной маски. Если у вас несколько плат, сгоревшая печатная плата может помочь вам сузить конкретное место без источника питания до другой платы, чтобы жертвовать при поиске. К сожалению, на нашей плате не было никаких ожогов на самой печатной плате, только незадачливые пальцы, проверявшие микросхемы на предмет перегрева.
Некоторые короткие замыкания будут внутри печатной платы и не вызовут ожогов.Это также означает, что они не будут заметны с поверхностного слоя. Здесь вам понадобится другой метод для обнаружения короткого замыкания на печатной плате.
Burns определенно может помочь вам найти короткометражку, но по очень низкой цене.
Инфракрасное изображение
Если вы не работаете в стартапе, который просто потратил бюджет на оборудование, возможно, вам повезет, и у вас будет доступ к инфракрасной камере. Использование инфракрасной камеры может помочь вам определить места, где выделяется большое количество тепла.Если вы не видите горячую точку вдали от ваших активных компонентов, возможно, у вас короткое замыкание на печатной плате, даже если короткое замыкание происходит между внутренними слоями.
Короткое замыкание обычно имеет более высокое сопротивление, чем обычная дорожка или паяное соединение, поскольку оно не имело преимущества в плане оптимизации в вашей конструкции (если вы действительно плохо игнорируете проверки правил). Это сопротивление, а также естественно высокий ток из-за прямого соединения между питанием и землей означает, что проводник в коротком замыкании на печатной плате будет нагреваться.Начните с наименьшего возможного тока. В идеале вы должны увидеть короткое замыкание до того, как оно нанесет больше вреда.
Тест пальцами — это один из способов проверить, не перегревается ли конкретный компонент
Шаг 2: Как проверить цепь на короткое замыкание на электронной плате
Помимо первого шага в использовании ваших надежных глаз для проверки платы, есть несколько других способов, которыми вы можете проверить, чтобы найти потенциальную причину короткого замыкания печатной платы.
Тестирование с помощью цифрового мультиметра
Чтобы проверить печатную плату на короткое замыкание, необходимо проверить сопротивление между различными точками цепи. Если визуальный осмотр не выявил никаких ключей к разгадке местоположения или причины короткого замыкания, возьмите мультиметр и попытайтесь отследить физическое местоположение на печатной плате. Подход с использованием мультиметра вызывает неоднозначные отзывы на большинстве форумов по электронике, но отслеживание точек тестирования может помочь вам выяснить, в чем проблема.
Вам понадобится очень хороший мультиметр с чувствительностью в миллиомах, и проще всего, если у него есть функция гудка, которая предупреждает вас, когда вы прощупываете короткое замыкание. Например, если вы измеряете сопротивление между соседними дорожками или контактными площадками на печатной плате, вы должны измерить высокое сопротивление.
Если вы измеряете очень низкое сопротивление между двумя проводниками, которые должны быть в отдельных цепях, возможно, что эти два проводника замкнуты, либо внутри, либо снаружи. Обратите внимание, что две соседние дорожки или контактные площадки, соединенные перемычкой с индуктором (например, в цепи согласования импеданса или в схеме дискретного фильтра), будут давать очень низкое значение сопротивления, поскольку индуктор представляет собой просто спиральный проводник.Однако, если два проводника на плате расположены очень далеко друг от друга и вы читаете очень маленькое сопротивление, значит, где-то на плате есть мост.
Тестирование относительно земли
Особое значение имеет короткое замыкание, связанное с заземленным переходным отверстием или пластиной заземления. Многослойные печатные платы с внутренней заземляющей поверхностью будут включать обратный путь через соседние переходные отверстия, что обеспечивает удобное место для проверки всех других переходных отверстий и контактных площадок на поверхностном слое платы. Установите один щуп на заземление, а другой щуп коснитесь через другие проводники на плате.
Такое же заземление будет присутствовать в других местах на плате, а это означает, что если вы коснетесь каждым щупом двух разных заземленных переходных отверстий, вы увидите очень маленькое сопротивление. При этом обратите внимание на свою компоновку, так как вы не хотите ошибочно принять короткое замыкание за обычное заземление. Все остальные открытые проводники, которые не связаны с землей, должны иметь очень высокое сопротивление между вашим общим заземлением и самим проводником. Если вы прочитали очень низкое значение и у вас нет индуктора между рассматриваемым проводником и землей, возможно, у вас неисправный компонент или короткое замыкание.
Мультиметр может помочь обнаружить короткое замыкание, но они не всегда достаточно чувствительны, чтобы его обнаружить.
Закороченные компоненты
Для проверки короткого замыкания компонента также используется мультиметр для измерения сопротивления. В случае, если визуальный осмотр не выявил чрезмерного количества припоя или металлических чешуек между контактными площадками, короткое замыкание могло образоваться во внутренних слоях между двумя контактными площадками / контактами на компоненте.Также возможно короткое замыкание между контактными площадками / штифтами компонента из-за плохой сборки. Это одна из причин, по которой печатные платы должны проходить проверки DFM и правил проектирования; контактные площадки и переходные отверстия, расположенные слишком близко друг к другу, могут непреднамеренно замкнуться во время изготовления.
Здесь вам нужно измерить сопротивление между контактами на ИС или разъеме. Соседние булавки особенно подвержены короткому замыканию, но это не единственные места, где может образоваться замыкание. Убедитесь, что ваше сопротивление между контактными площадками / контактами относительно друг друга и заземлением имеет низкое сопротивление.
Проверьте сопротивление между площадкой заземления и другими контактами разъемов и микросхем. Это показано здесь для разъема USB.
Сузить местоположение
Если вы считаете, что обнаружили короткое замыкание между двумя проводниками или между некоторым проводником и землей, вы можете сузить область, проверив соседние проводники. Подключив один провод мультиметра к подозрительному короткому замыканию, переместите другой провод к другим ближайшим заземляющим контактам и проверьте сопротивление.По мере того, как вы переходите к дальнейшим заземляющим соединениям, вы должны увидеть изменение сопротивления. Если сопротивление увеличивается, значит, вы перемещаете заземленный провод от места короткого замыкания. Это поможет вам сузить точное местоположение короткого замыкания, и вы даже можете сузить его до определенной пары контактных площадок / контактов на компоненте.
Шаг 3: Как найти неисправные компоненты на печатной плате
Неисправные компоненты или неправильно установленные компоненты могут быть частью короткого замыкания, создавая любое количество проблем в вашей плате.Ваши компоненты могут быть неисправными или поддельными, что может привести к короткому замыканию или появлению короткого замыкания.
Плохие компоненты
Некоторые компоненты имеют тенденцию выходить из строя, например, электролитические конденсаторы. Если у вас есть подозрительные компоненты, сначала проверьте их. Если вы не уверены, вы обычно можете выполнить быстрый поиск в Google компонентов, которые, по вашему мнению, «не работают», чтобы выяснить, является ли это распространенной проблемой. В случае, когда вы измеряете очень низкое сопротивление между двумя контактными площадками / контактами (ни один из них не является контактом заземления или питания), у вас может быть короткое замыкание из-за сгоревшего компонента.Это явный признак того, что конденсатор вышел из строя. Конденсаторы также будут вздуться, если они выйдут из строя или если приложенное напряжение превысит порог пробоя.
Видите выпуклость наверху этого конденсатора? Это верный признак того, что конденсатор вышел из строя.
Шаг 4: Как провести деструктивное тестирование печатной платы
Разрушающее испытание, очевидно, является крайней мерой. Если у вас есть доступ к рентгеновскому аппарату, вы можете исследовать внутреннюю часть доски, не разрушая ее.
При отсутствии рентгеновского аппарата вы можете начать демонтаж компонентов и снова запустить тесты мультиметра. Это помогает двумя способами. Во-первых, это значительно упрощает доступ к прокладкам, в том числе термопрокладкам, которые могут закорачиваться. Во-вторых, это исключает вероятность того, что неисправный компонент был причиной короткого замыкания, что позволяет сосредоточиться на проводниках. Если вам удастся сузить место короткого замыкания до соединения на компоненте, например, между двумя контактными площадками, может быть неочевидно, неисправен ли компонент или есть короткое замыкание где-то внутри платы.На этом этапе вы можете удалить компоненты и проверить контактные площадки на вашей плате. Удаление компонентов позволяет проверить, неисправен ли сам компонент, или контактные площадки на плате замкнуты внутри.
Если местоположение короткого замыкания (или, возможно, нескольких коротких замыканий) все еще неуловимо, вы можете разрезать доску и попытаться сузить местоположение короткого замыкания. Если у вас есть представление об общем расположении шорт, вы можете вырезать часть платы и повторить тесты мультиметра в этом разделе.На этом этапе вы можете повторить вышеуказанные тесты с помощью мультиметра, чтобы проверить наличие коротких замыканий в определенных местах. Если вы дошли до этого момента, то ваша короткометражка уже особенно неуловима. Это, по крайней мере, позволит вам сузить местоположение вашего шорта до определенной области доски.
Когда мы проверили наши платы на наличие коротких замыканий, которые не включали инфракрасное тестирование, потому что мы были разоренным стартапом, все, что мы могли выяснить, это то, что короткое замыкание было на одной половине доски. Итак, мы разрезали доску на четвертинки и протестировали каждую секцию.Возвращение к мультиметру подтвердило, что у большинства секций не было VCC и заземления, связанных вместе. Но эта единственная четверть доски была маленькой черной дырой тайны, и мы так и не подошли ближе к ней. Мы действительно сменили производителей и получили тестовые платы на следующем этапе производства, и наши платы просто работали нормально.
Если вы хотите избежать душераздирающего беспокойства по поводу поиска коротких замыканий, убедитесь, что у вас есть надежная проверка правил внутрисхемного тестирования на наличие ошибок, проблем конструкции и допусков производителя.Если вам нужен доступ к простому в использовании инструменту компоновки печатных плат, который включает в себя все необходимое для создания высококачественных производимых печатных плат, не ищите ничего, кроме CircuitMaker. Помимо простого в использовании программного обеспечения для проектирования печатных плат, все пользователи CircuitMaker имеют доступ к личному рабочему пространству на платформе Altium 365. Вы можете загружать и хранить свои проектные данные в облаке, и вы можете легко просматривать свои проекты через веб-браузер на защищенной платформе.
Начните использовать CircuitMaker сегодня и следите за новостями о новом CircuitMaker Pro от Altium.