Projekty AVT
P
r
o
j
e
k
t
y
A
V
T
2200
Uniwersalny tester
tranzystorów
Tranzystory polowe
Od początku roku na łamach EdW pre- rzący prądy i napięcia (dowolny: wska-
zentowany jest cykl artykułów dla począt- zówkowy lub cyfrowy). złączowe
kujących, dotyczący tranzystorów. Prak- Posługiwanie się przyrządem jest bar- Najprostsze są pomiary tranzystorów
tycznym uzupełnieniem tego cyklu jest dzo proste: wystarczy włożyć badany polowych złączowych. Obecnie na rynku
przedstawiony w tym artykule prosty tes- tranzystor do odpowiednich gniazd spotyka siÄ™ jedynie tranzystory JFET z ka-
ter, który umożliwia szybki i wygodny po- i zmierzyć odpowiednie prądy i napięcia nałem n, zwłaszcza dawne krajowe
miar podstawowych parametrów wszys- za pomocą dołączonego miernika. Niekie- BF245, dlatego nie przewidziano możli-
tkich tranzystorów używanych w praco- dy trzeba jeszcze dokonać prostych obli- wości sprawdzania tranzystorów JFET
wni elektronika. Można nim sprawdzać czeń na kalkulatorze. z kanałem p.
tranzystory bipolarne (nazywane zwykły- Schemat ideowy układu pokazano na W tranzystorze złączowym kluczowe
r
y
s
u
n
k
u
1
mi) NPN i PNP, małej i dużej mocy, tran- rysunku 1. Napięcie zasilające (12V) do- znaczenie mają dwa parametry:
zystory polowe MOSFET z kanałem prowadzone jest do punktów P, O. Dioda UGS(OFF) napięcie odcięcia bramki
n i z kanałem p, małej i dużej mocy. Moż- D7 służy tylko do zabezpieczenia układu (ujemne napięcie polaryzacji bramki),
na też sprawdzać tranzystory polowe złą- w przypadku odwrotnego podłączenia za- przy którym tranzystor zaczyna się ot-
czowe (JFET) z kanałem n. silania. Może to być zwykła dioda krze- wierać,
Prosty układ pozwala w wygodny spo- mowa (2A), a nie dioda Schottky ego. IDSS prąd drenu, który płynie przy napię-
sób zmierzyć parametry tranzystorów Elementy T1...T3, R1...R8, D1...D4 two- ciu bramka-zródło równym zeru.
najważniejsze w praktyce rzą dwukierunkowe zródło prądowe Napięcie odcięcia mierzone jest
r
y
s
u
n
k
u
2
a
w przypadku tranzystorów bipolarnych: o prądzie pracy wynoszącym 0,1mA; w układzie pokazanym na rysunku 2a,
r
y
s
u
n
wzmocnienie prÄ…dowe (²=IC/IB) przy 1mA; 10mA; 100mA lub 1A. a prÄ…d nasycenia w ukÅ‚adzie z rysun-
k
u
2
b
różnych prądach kolektora (0,1mA...1A) Ponieważ przy prądzie 1A w tranzysto- ku 2b. W układzie z rysunku 2a nie po-
- przypadku tranzystorów MOSFET: rze T1 będzie się wydzielać znacząca trzeba dodatkowego napięcia ujemne-
napięcie progowe bramki UGS(TH), re- moc strat, tranzystor ten należy wyposa- go do polaryzacji bramki. W obwód
zystancję otwartego tranzystora żyć w niewielki radiator. zródła (S source) wystarczy włączyć
RDSON i nachylenie charakterystyki Kondensator C1 dodatkowo filtruje na- woltomierz o bardzo dużej rezystancji.
przejściowej, pięcie i zapobiega wzbudzeniu układu Napięcie na woltomierzu rośnie (co
przypadku tranzystorów JFET: napię- zródła prądowego z tranzystorami odpowiada podaniu na bramkę napię-
cie odcięcia bramki UGS(OFF) i prąd na- T1...T3. Elementy S5, R9, R10 potrzebne cia ujemnego względem zródła) do-
sycenia IDSS. są do pomiaru tranzystorów MOSFET. tąd, aż tranzystor zaczyna się zamy-
Do przeprowadzenia pomiarów, op- W tym niewielkim układzie w bar- kać. Na zródle ustala się stan równo-
rócz opisanej przystawki potrzebny jest dzo prosty sposób zrealizowano po- wagi przy napięciu na zródle (i na wol-
jeszcze zasilacz o napięciu 12V i prądzie miar kluczowych parametrów wszyst- tomierzu) takim, przy którym tranzys-
zależnym od maksymalnego prądu bada- kich popularnych typów tranzystorów. tor zaczyna przewodzić czyli właśnie
nych tranzystorów, oraz multimetr mie- Oto szczegóły. napięciu UGS(OFF).
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/98 7
Projekty AVT
P
r
o
j
e
k
t
y
A
V
T
Rys. 1. Schemat ideowy testera
W układzie z rysunku 2b ampero- dwa prądy: prąd bazy IB i prąd kolektora
mierz ma bardzo małą rezystancję, spa- IC. Ponieważ prąd bazy jest przynajmniej
dek napięcia na nim jest bliski zeru kilkadziesiąt razy mniejszy od prądu ko-
i tranzystor pracuje przy napięciu bram- lektora, można śmiało przyjąć, że prąd
ka-zródło równym zeru, a amperomierz zródła prądowego (I1) jest równy prądowi
pokazuje prąd IDSS. kolektora (IC). Dołączony amperomierz
W układzie testera nie trzeba nic prze- mierzy prąd bazy. Znając prąd zródła prą-
łączać, wystarczy tylko przełączyć mier- dowego i mierząc prąd bazy łatwo można
nik dołączony do punktów oznaczonych obliczyć wzmocnienie tranzystora jako Rys. 2. Pomiar tranzystorów JFET
UGS(OFF) IDSS z pomiaru napięcia (wolto-
IC I1
²= E"
mierz o dużej rezystancji wewnętrznej)
IB IB
na pomiar prÄ…du (amperomierz o bardzo
małej rezystancji wewnętrznej). z pomijalnym błędem rzędu co najwyżej
kilku procent.
Tranzystory bipolarne Ponieważ wartość wzmocnienia prą-
Ponieważ w układzie będą mierzone dowego tranzystora nie jest stała i za-
zarówno tranzystory NPN, jak i PNP, za- leży od prądu kolektora, w układzie prze-
stosowano przełącznik S6 oraz obwód widziano możliwość pomiaru wzmocnie-
R11, D5, D6. Diody świecące pokazują, nia przy prądach kolektora w zakresie
czy układ przygotowany jest do pomiaru 0,1mA do 1A.
tranzystorów NPN, czy PNP. Taki wizual- W innych układach testerów wyko-
ny wskaznik zapobiegnie pomyłkom rzystuje się odmienne rozwiązanie pole-
i uznaniu badanego tranzystora (o od- gające na umieszczeniu zródła prądowe- Rys. 3. Zasada pomiaru wzmocnienia
wrotnej polaryzacji) za uszkodzony. go w obwodzie bazy. Wtedy prÄ…d kolek- tranzystora bipolarnego
Zasada pomiaru wzmocnienia prÄ…do- tora jest wprost proporcjonalny do
wego tranzystorów bipolarnych pokazana wzmocnienia tranzystora. stosowany sposób nie tylko zabezpiecza
r
y
s
u
n
k
u
3
jest na rysunku 3. yródło prądowe wy- Sposób wykorzystany w opisywanym przez przepływem nadmiernego prądu
znacza, jaki prąd płynie przez tranzystor. przyrządzie jest jednak lepszy mimo, że w przypadku mierzenia uszkodzonego
Prąd ten (oznaczony I1 rozdziela się na wymaga obliczenia na kalkulatorze. Za- tranzystora, ale też pozwala sprawdzać
8 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/98
Projekty AVT
P
r
o
j
e
k
t
y
A
V
T
dzy punkty oznaczone UGS(TH) RDSON i do-
brać indywidualnie wartość rezystora
R3 oraz ewentualnie rezystorów
R4...R8. Taka procedura nie jest jednak
konieczna.
Mostek diodowy D1...D4 jest niezbęd-
ny, by zapewnić pracę zródła prądowego
przy różnej biegunowości prądu kolektora
badanego tranzystora.
Badany tranzystor należy dołączyć do
jednego z trzech gniazd. W układzie prze-
widziano trzy oddzielne gniazda połączo-
ne równolegle: jedno dla małych tranzys-
Rys. 4. Pomiar napięcia odcięcia Rys. 6. Pomiar rezystancji otwarcia
torów w obudowie TO-92, drugie dla
tranzystora MOSFET tranzystora MOSFET
tranzystorów w obudowie TO-126, i trze-
tranzystory przy określonym, jednako- cie TO-220. musi się nieco zwiększyć, by otworzyć
wym prądzie kolektora, co pozwala po- Przy badaniu tranzystorów bipolar- tranzystor stosownie do wartości płyną-
równać egzemplarze tranzystorów o róż- nych, rezystory R9, R10 i przycisk S5 nie cego prądu.
nym wzmocnieniu przewidziane do pracy są wykorzystywane. Na woltomierzu można odczytać, ja-
właśnie przy określonym prądzie kolekto- kie napięcia bramki potrzebne są, by
ra, a nie określonym prądzie bazy. Tranzystory MOSFET przez badany tranzystor płynął prąd
W układzie z rysunku 1 zródło prądo- Przełącznik S6 pozwala dobrać biegu- 1mA, 10mA, 100mA lub 1A. Znajomość
we tworzą tranzystory T1 T3 wraz ze nowość napięcia, zależnie od typu tran- tych napięć pozwoli wykreślić charakte-
współpracującymi rezystorami. zystora (z kanałem N czy z kanałem P). rystykę przejściową danego egzempla-
Gdy żaden z przycisków S1...S4 nie W tranzystorach MOSFET dwa kluczowe rza tranzystora MOSFET, która będzie
r
y
s
u
n
jest naciśnięty, prąd zródła wynosi około parametry to napięcie progowe bramki wyglądać mniej więcej tak, jak na rysun-
k
u
5
0,1mA. Po naciśnięciu jednego z tych UGS(TH) przy którym tranzystor zaczyna ku 5, pochodzącym z katalogu. Znając
przycisków prąd wzrasta do wartości przewodzić prąd, oraz rezystancja w peł- wartość różnicy napięć bramki, potrzeb-
1mA, 10mA, 100mA lub 1A. Wartość ni otwartego tranzystora RDSON. Dobrze nej do uzyskania danego przyrostu prą-
prądu zródła wyznaczona jest z wystar- jest też znać jakie napięcia bramki po- du można w prosty sposób obliczyć
czającą dokładnością przez rezystory trzebne są do uzyskania określonego prą- przybliżoną wartość kolejnego istotnego
R4...R8. Dany prąd powinien wywołać du drenu. parametru. Chodzi o tak zwaną trans-
na rezystorze R4 (i ewentualnie R5...R8, Zasadę pomiaru napięcia progowego konduktancję tranzystora, wyrażaną
r
y
s
u
n
k
u
4
m
A
/
V
A
/
V
dołączanych przyciskami) spadek napię- UGS(TH) pokazana jest na rysunku 4. Aby w mA/V lub częściej w A/V, co należy ro-
cia równy 1V. Tranzystor T2 zaczyna tranzystor zaczął przewodzić, na jego zumieć jako (mili)amper przyrostu prądu
przewodzić przy napięciu emiter-baza bramce musi się ustalić takie napięcie, drenu na wolt przyrostu napięcia bramki.
A
/
V
wynoszącym około 0,6V, i aby zaczynał które go troszkę otworzy. Prąd płynący Ponieważ A/V (amper na wolt) to od-
przewodzić przy napięciu na R4 równym przez tranzystor jest mały, wynosi 0,1mA wrotność oma czyli simens, spotyka się
S
m
h
o
1V dodano dzielnik R3, R4. Jeśli napięcie i potrzebne napięcie jest praktycznie rów- też oznaczenie S (simens) lub mho (od-
o
h
m
ma rezystorze R4 byłoby mniejsze niż ne napięciu progowemu UGS(TH). Ponie- wrotność ohma) zamiast A/V, a także
m
S
m
m
h
o
1V, tranzystor T2 zostanie przytkany waż w obwodzie bramki tranzystora mS (milisiemens) oraz mmho (mi-
m
h
o
i zwiększy się wysterowanie tranzystora MOSFET nie płynie prąd, więc napięcie limho) zamiast mA/V.
T3 przez rezystor R1. Jeśli chwilowo na bramce jest takie same, jak napięcie Przyrząd pozwala także na pomiar war-
wzrósłby prąd i napięcie na rezystorze na drenie napięcie to jest mierzone tości rezystancji w pełni otwartego tran-
R4, tranzystor T2 otworzy się bardziej przez dołączony woltomierz. zystora RDSON. Zasadę pomiaru pokazu-
r
y
s
u
n
e
k
6
i przejmie więcej prądu płynącego przez Jeśli w takim stanie zostanie naciś- je rysunek 6. Po naciśnięciu przycisku S5
rezystor R1 i tym samym zmniejszy wy- nięty jeden z przycisków S1...S4 zwięk- i podaniu na bramkę badanego tranzysto-
sterowanie tranzystorów T1 i T3, przy- szających prąd, to napięcie na bramce ra napięcia równego napięciu zasilania
wracając wartość prądu do pożądanej (w układzie z rysunku 1 będzie to napię-
wielkości. Tranzystory T3 i T1 tworzą cie mniejsze o około 1,6V spadku napię-
Rys. 5. Charakterystyka
modyfikowany układ Darlingtona. Jest cia na diodach D7 i D1...D4) tranzystor
przejściowa tranzystora BS170
on konieczny, by prąd płynący przez re- się w pełni otworzy i napięcie woltomierz
zystor R1 był znacznie mniejszy od prądu będzie małe, równe spadkowi napięcia
zródła prądowego, także na najmniej- (UDS) wywołanego przepływem prądu I1
szym zakresie 0,1mA. przez rezystancje RDSON. ZnajÄ…c ten spa-
Obecność obwodu R1, T2 nieco wpły- dek napięcia UDS i prąd I1 można obliczyć
wa na wartość prądu zródła prądowego, wartość RDSON przy danym prądzie.
ale do proponowanego rozwiÄ…zania do-
UDS
RDSON =
kładność jest absolutnie wystarczająca.
I1
Przy pomiarach wzmocnienia błąd rzędu
10% (np. wzmocnienie 100 zamiast 110) Jak widać w podanych informacji, wy-
nie ma żadnego znaczenia. korzystuje się tu bardzo proste sposoby
Jedynie jeśli ktoś chciałby jeszcze pomiaru. Warto mieć świadomość, że wa-
dokładniej ustalić wartości prądu zródła runki pomiaru nieco odbiegają od warun-
prądowego na poszczególnych zakre- ków stosowanych przez producentów pół-
sach, może włączyć amperomierz mię- przewodników w ich testach produkcyj-
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/98 9
Projekty AVT
P
r
o
j
e
k
t
y
A
V
T
miernika będą po prostu
wsadzone w metalizowane
otwory. Kto chce, może
również te punkty wyposa-
żyć w zaciski laboratoryjne.
Otwory te można śmiało
rozwiercić (niszcząc metali-
zacjÄ™), bo obok umieszczo-
no dodatkowe otwory za-
pewniające kontakt między
polami lutowniczymi obu
stron płytki.
W modelu nie zamonto-
wano również gniazd po-
miarowych dla tranzysto-
rów. Tranzystory wkłada
siÄ™ po prostu w otwory
i lekko dociska w bok, że-
by zapewnić kontakt
wszystkich wyprowadzeń.
Uwaga! Na wkładce
w środku tego numeru
EdW zamieszczono zwięzłą
Rys. 7. Schemat montażowy
ściągawkę ułatwiającą korzystanie
nych, ale ewentualne drobne różnice wy- fotografii różni się pewnymi szczegółami z testera. Ściągawkę tę można wyciąć,
ników absolutnie nie mają znaczenia. Do- od wersji ostatecznej z rysunku 7. zafoliować i przechowywać razem z tes-
kładność rzędu 10% całkowicie wystar- Montaż jest prosty, nie sprawi proble- terem.
czy. W praktyce i tak zazwyczaj pomiary mów. Układ nie wymaga uruchamiania
P
i
o
t
r
G
ó
r
e
c
k
i
mają na celu wybranie spośród pewnej i zbudowany ze sprawnych elementów od Piotr Górecki
Z
b
i
g
n
i
e
w
O
r
Å‚
o
w
s
k
i
ilości elementów egzemplarzy o pożąda- razu powinien pracować poprawnie. Po Zbigniew Orłowski
nych parametrach. Na przykład bipolar- zbudowaniu układu
nych tranzystorów mocy o jak najwięk- warto tylko dołączyć
szym wzmocnieniu, tranzystorów MOS- amperomierz do pun-
FET o jak najmniejszym napięciu odcięcia któw oznaczonych
bramki, tranzystorów polowych złączo- UGS(TH) RDSON i spraw-
wych o jak największym prądzie IDSS, itp. dzić, czy płynący prąd
wynosi 0,1mAÄ…10%
Montaż i uruchomienie i czy przy naciskaniu
Tester można zmontować na dwu- przycisków S1...S4
stronnej płytce drukowanej, pokazanej na prąd osiąga podane
rysunku 7. Pomocą będzie też fotografia wartości z dokładnoś-
r
y
s
u
n
k
u
7
modelu. Uwaga! Prototyp pokazany na cią 10%. Jeśliby oka-
zało się, iż wskazania
na wszystkich zakre-
Wykaz elementów
W
y
k
a
z
e
l
e
m
e
n
t
ó
w
sach są nieco zaniżo-
Rezystory
R
e
z
y
s
t
o
r
y
R1: 220k&! ne lub podwyższone,
R2: 100k&!
można dobrać war-
R3: 91k&!
tość rezystora R3.
R4: 10k&!
Tester przewidzia-
R5,R11: 1k&!
R6: 100&!
ny jest jako konstruk-
R7: 10&!
cja wolnostojÄ…ca, nie
R8: 1&! 1W
wymagajÄ…ca obudo-
R9,R10,R12: 1M&!
wy. Warto jedynie
Kondensatory
K
o
n
d
e
n
s
a
t
o
r
y
C1: 220µF/25V dodać cztery nóżki
Półprzewodniki
P
ó
Å‚
p
r
z
e
w
o
d
n
i
k
i
na rogach płytki.
D1-D4: dioda 1A np.1N4001
W egzemplarzu
D5: LED czerwona
modelowym punkty
D6: LED zielona
D7: dioda Schottky 2A np. 1N????
doprowadzenia zasi-
T1: BD644
lania P i O zaopatrzo-
T2,T3: BC548B
no w solidne zaciski
Pozostałe
P
o
z
o
s
t
a
Å‚
e
S1-S5: mikroswitch laboratoryjne, nato-
S6: przełącznik 2 pozycyjny 2 obwodowy
miast punkty do do-
Uwaga!
U
w
a
g
a
!
łączenia mierników
Zaciski laboratoryjne nie wchodzą w skład
pozostały nieuzbro-
zestawu AVT-2200.
jone . Końcówki prze-
wodów pomiarowych
10 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/98
Projekty AVT
P
r
o
j
e
k
t
y
A
V
T
Uniwersalny tester tranzystorów
Instrukcja obsługi
Dołączyć zasilanie 12V do punktów P plus, O minus.
UX
RDSON =
I1
Tranzystory bipolarne
1. Przełącznik S6 ustawić w pozycji, odpowiadającej polaryzacji (Rezystancja RDSON MOSFETów wynosi od kilku miliomów do
badanego tranzystora (NPN, PNP). kilku omów.)
2. Dołączyć miliamperomierz (mikroamperomierz) do punktów
U
w
a
g
a
!
oznaczonych IB. Uwaga! Tranzystory MOSFET małej mocy nie powinny być
3. Dołączyć badany tranzystor do jednego z trzech pól kontakto- sprawdzane na zakresie prądu 1A, jeśli katalogowa wartość
wych (zależnie od obudowy tranzystora). prądu drenu jest mniejsza od 1A.
4. Wybrać potrzebną wartość prądu kolektora (I1) naciskając je-
den z przycisków S1...S4 (bez naciśnięcia przycisku prąd wy-
nosi 0,1mA).
5. Odczytać wartość prądu miliamperomierza (IB).
Obliczyć wzmocnienie:
I1
²=
IB
Tranzystory JFET (polowe złączowe)
z kanałem n
Przy badaniu tych tranzystorów położenie przełącznika S6
jest dowolne.
Uwaga! Przyrząd mierzy tylko tranzystory polowe złączowe
U
w
a
g
a
!
z kanałem n.
(Zwykłe tranzystory małej mocy mają wzmocnienie w zakre-
sie 50...5000, tranzystory dużej mocy 10...500, natomiast tran- 1. Dołączyć woltomierz do punktów oznaczonych UGS(OFF)
zystory Darlingtona 500...100000.) IDSS.
2. Dołączyć badany tranzystor do pola kontaktowego oznaczo-
Uwaga! Tranzystory małej mocy nie powinny być sprawdzane nego J-FET.
U
w
a
g
a
!
na zakresie prądu 1A, jeśli katalogowa wartość prądu kolek- 3. Odczytać wskazanie woltomierza jest to napięcie odcięcia
tora jest mniejsza od 1A. UGS(OFF).
4. Dołączyć amperomierz do punktów oznaczonych UGS(OFF)
IDSS.
5. Odczytać wskazanie amperomierza jest to wartość prądu
Tranzystory MOSFET IDSS tego tranzystora.
1. Przełącznik S6 ustawić w pozycji, odpowiadającej polaryzacji
badanego tranzystora (z kanałem n, z kanałem p).
2. Dołączyć woltomierz do punktów oznaczonych UGS(TH)
RDSON.
3. Dołączyć badany tranzystor do jednego z dwóch pól kontak-
towych (zależnie od obudowy tranzystora).
4. Bez naciskania jakiegokolwiek przycisku odczytać wskazanie
woltomierza jest to wartość napięcia progowego UGS(TH)
tego tranzystora. (Napięcie to wynosi 0,6...5V)
5. Wybrać inną wartość prądu drenu (I1) naciskając jeden z przy-
cisków S1...S4.
6. Odczytać z woltomierza, jakie napięcie bramki potrzebne jest
przy wybranym prÄ…dzie.
7. Nacisnąć przycisk S5 (pełne otwarcie tranzystora) przy jedno-
czesnym naciśnięciu jednego z przycisków S1...S4. Wskaza-
nie woltomierza zmniejszy siÄ™.
8. Odczytać wartość spadku napięcia na rezystancji otwartego
tranzystora (UX).
9. Obliczyć wartość rezystancji otwarcia przy danym prądzie (I1):
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/98 11
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
17 (30)42 30 Marzec 2000 Dialog na warunkach30 3830 31 by darog8330 technologia nieorganicznaRN 30 www haker pl haker start pl warsztaty1 temat=30(1)TI 02 10 30 T pl(2)000722 30POWSTANIE ZSRR 30 12 192230 (123)30 (81)więcej podobnych podstron