Как определить пробой транзистора. Основные способы проверки транзистора

В процессе конструирования и ремонта электроники и радиотехники частенько возникает необходимость проверять работоспособность схемы и различных ее элементов. Многое зависит от того, в каком состоянии находится элемент, нужно ли его заменить.

Как сделать это с транзистором на плате, лишний раз не выпаивая его – задачка проста и сложна одновременно. Важно понимать, как правильно это сделать. С чего начать. Но – обо все по-порядку.

Особенности устройства

По своим конструктивным особенностям все транзисторы бывают:

Биполярными (БТ);
Полевыми или униполярными (ПТ);
Составными (СТ).

Перед тем как приступить к проверке целостности детали цифровым мультиметром важно понять, что из себя представляет БТ. Это – трехслойный полупроводник. Грубо говоря, это 2 диода, соединенные между собой. Изображая его таким образом, будет легче понять схему его проверки на самой плате без выпайки.

По проводимости, биполярные полупроводники бывают двух видов:

n-p-n;
p-n-p;

Их также легче всего представить в виде диодов, фотографии которых часто размещают, чтобы пояснить важность понимания структуры и принципа его действия. Ток на выходе возникает при участии дырок и электронов – двух разнополярных носителей, позволяющих им управлять.

Контакты, задействованные в полупроводнике, называют:

базой;
эмиттером;
коллектором.

К базе подключается средний слой. К эмиттеру и коллектору – крайние. Направление тока маркируют стрелкой. Она расположена возле эмиттера.

Проверка транзистора – это выявление наличия сопротивления между его переходами под обратным и прямым напряжением. Когда его нет, значит деталь вышла из строя и непригодна к дальнейшему применению.

В ПТ электрическое поле направлено перпендикулярно текущему току. Их контакты называются так:

затвор;
сток;
исток.

Также в их конструкции есть дополнительный (проводящий слой) для протекания по нему электротока.

ПТ бывают в различных модификациях. С «п» или «р» каналами, горизонтальным и вертикальным расположением, приповерхностной и объемной конфигурацией.

Проверяем БТ

Перед началом тестов важно убедиться что батарея мультиметра не разряжена и устройство работает нормально. Выставляем прибор в режим измерения сопротивления или полупроводников (должна появиться на дисплее единичка) и соединяем концы красного и черного щупов. Когда мультиметр исправен, он издаст писк, и на дисплее появится цифра «0».

Проверить биполярный транзистор можно следуя простой инструкции:

Правильно соединяем выходы БТ и мультиметра. Нам важно определиться в том, как точно идентифицировать выходы, относящиеся к эмиттеру, базе и коллектору, выявить пары.

Ставим черный щуп на первый электрод. Будем считать его базой. Красным щупом касаемся двух оставшихся контактов поочередно. Переход «эмиттер-база» покажет большее падение сопротивления, чем у «коллектор-база».

Потом меняем щупы местами. Красный щуп ставим на выявленную базу и продолжаем измерения.

Когда БТ исправен, одна полярность должна показывать определенное сопротивление (не равное нулю), другая – бесконечное (на дисплее «1»).

В конечном счете, нам нужно проверить целостность переходом между следующими парами:

База-коллектор:
Эмиттер-коллектор;
База-эмиттер.

Многие ищут альтернативу мультиметру, проверяют транзистор с помощью ламп под нагрузкой и прочего, на плате, не выпаивая его. После того как он окончательно сгорит, они понимают, что были неправы!

Проверяем ПТ

От функционирования таких электронных устройств зависит работа видеоаппаратуры, мониторов, блоков питания. При их проверке могут возникнуть проблемы, когда хотят их проверить, не выпаивая из микросхемы.

Обычно используются довольно мощные полевые транзисторы, склонные к накоплению пассивного статического заряда. При проверке их нужно соблюдать осторожность, проводить ее с использованием антистатического браслета.

Нужно точно знать расположение основных выходов – истока, стока и затвора, обращать внимание на маркировку, чтобы проверить этот вид транзистора своими руками.

Об исправности устройства можно судить, когда мультиметр показывает бесконечно большое сопротивление между парами контактов. Проверка его осуществляется по той же схеме, что и БТ.

Переход сток-исток может иметь диод-перемычку. Важно правильно его прозвонить, чтобы убедиться что транзистор исправен. Меняем щупы местами, смотрим на показания мультимера.

Составные транзисторы проверяются так же как и биполярные. У них такие же выходы контактов для тестирования. Они предназначены для работы с большими токовыми нагрузками. Их можно встретить в усилителях мощности и стабилизаторах.

Наличие в собственной схеме нескольких биполярных транзисторов позволяет им значительно поднять коэффициент усиления тока.

Проверка не вызовет сложности при наличии исправного мультиметра. Важно убедиться, что батарея – не разряжена, а провода щупов – не порваны.От того, как будет проверен элемент, будет зависеть дальнейшая работа всего устройства.

Фото процесса проверки транзистора

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Суть метода сводиться к проверке целостности этих самых p-n переходов, которые условно изображены на рисунке в виде диодов. А, как известно, диод пропускает ток только в одном направлении. Если подключить плюс (+ ) к выводу анода диода, а минус (-) к катоду, то p-n переход откроется, и диод начнёт пропускать ток. Если проделать всё наоборот, подключить плюс (+ ) к катоду диода, а минус (-) к аноду, то p-n переход будет закрыт и диод не будет пропускать ток.

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

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

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

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

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

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

Теперь, когда сухая теория изложена, перейдём к практике.

Какой мультиметр будем использовать?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Пробой P-N перхода транзистора.

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

Обрыв P-N перехода транзистора.

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

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

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

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

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

То же самое проделываем и для перехода Б-Э.

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

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

Переход Б-К при обратном включении…

Переход Б-Э при обратном включении.

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

Подведём итог и распишем краткий алгоритм проверки транзистора цифровым мультиметром:

Определение цоколёвки транзистора и его структуры;

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

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

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

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

В технике и радиолюбительской практике часто применяются полевые транзисторы. Такие устройства отличаются от обычных, биполярных, транзисторов тем, что в них управление выходным сигналом осуществляется управляющим электрическим полем. Особенно часто используются полевые транзисторы с изолированным затвором.

Англоязычное обозначение таких транзисторов – MOSFET, что означает «управляемый полем металло-оксидный полупроводниковый транзистор». В отечественной литературе эти приборы часто называют МДП 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, получаемых путем добавления в подложку примесей, диэлектрика, изолирующего затвор от канала, расположенного между n-областями. К n-областям подсоединяются выводы (исток и сток). Под действием источника питания из истока в сток по транзистору может протекать ток. Величиной этого тока управляет изолированный затвор прибора.

При работе с полевыми транзисторами необходимо учитывать их чувствительность к воздействию электрического поля. Поэтому хранить их надо с закороченными фольгой выводами, а перед пайкой необходимо закоротить выводы проволочкой. Паять полевые транзисторы надо с использованием паяльной станции, которая обеспечивает защиту от статического электричества.

Прежде, чем начать проверку исправности полевого транзистора, необходимо определить его цоколевку. Часто на импортном приборе наносятся метки, определяющие соответствующие выводы транзистора.

Буквой G обозначается затвор прибора, буквой S – исток, а буквой D- сток.

При отсутствии цоколевки на приборе необходимо посмотреть ее в документации на данный прибор.

Схема проверки полевого транзистора n-канального типа мультиметром

Перед тем, как проверить исправность полевого транзистора, необходимо учитывать, что в современных радиодеталях типа MOSFET между стоком и истоком есть дополнительный диод. Этот элемент обычно присутствует на схеме прибора. Его полярность зависит от типа транзистора.

Общие правила в том, гласят начать процедуру с определения работоспособности самого измерительного прибора. Убедившись, что тот работает безошибочно, переходят к дальнейшим измерениям.

Выводы:

Полевые транзисторы типа MOSFET широко используются в технике и радиолюбительской практике.
Проверку работоспособности таких транзисторов можно осуществить с помощью мультиметра, следуя определенной методике.
Проверка p-канального полевого транзистора мультиметром осуществляется таким же образом, что и n-канального транзистора, за исключением того, что следует изменить полярность подключения проводов мультиметра на обратную.

Видео о том, как проверить полевой транзистор

Для проверки транзисторов имеется множество специализированных испытателей, измерителей и подобных им дорогостоящих приборов. Здесь рассказывается о том, как доступным прибором проверяется работоспособность или определится назначение выводов. Имеющееся у некоторых моделей специальное гнездо для подключения транзистора позволяет снять его характеристики, но для проверки работоспособности достаточно двух щупов со шнурами. Черный провод подключается на вход COM мультиметра, а красный включатся в гнездо измерения сопротивления. Включен режим измерения диодов, либо в режим измерения сопротивления на пределе 2000 Ом.

Важно иметь представление об устройстве и принципе работа проверяемого транзистора и доступ к справочным материалам.

Транзистором назван полупроводниковый радиоэлектронный компонент для преобразования тока в усилительном, когда большой выходной сигнал меняется пропорционально малому входному, или ключевом, когда транзистор полностью открыт или закрыт в зависимости от наличия входного сигнала, режимах. Применительно к технологии изготовления можно разделить на биполярные и полевые радиоэлементы. Биполярные компоненты бывают прямой (p-n-p) либо обратной (n-p-n) проводимости. Приборы полевые могут быть n-типа или p-типа, с изолированным или встроенным каналом.

Проверка исправности конкретного транзистора требует некоторых познаний в электронике. Достаточно просто прозвонить выводы транзистора как электрическую цепь, чтобы убедиться, что транзистор исправен. Щуп с черным проводом подключается на вход COM прибора. К входу измерения сопротивления подключен красный провод.

Как проверить биполярный транзистор мультиметром

Проверка биполярного транзистора мультиметром позволяет выявить неисправный компонент или определить расположение выводов (коллектор К, эмиттер Э и база Б). Чтобы знать, как проверить работоспособность, необходимо представить аналог схемы транзистора в виде двух встречно (p-n-p) или обратно (n-p-n) подключенных диодов со средней точкой, которая эквивалентна выводу базы. А оставшиеся два идентичны выводам эмиттера и коллектора. У транзисторов прямой проводимости на базе соединяются катоды («палочки» по схеме), а с обратной проводимостью аноды («стрелочки»). При подсоединении к аноду диода красного (плюсового провода), а черного к катоду тестер покажет на индикаторе какое-то значение. Если оно очень маленькое, значит, измеряемый диод пробит. А если очень большое, тогда диод в обрыве.

Нормальные значения сопротивления эмиттерного или коллекторного перехода лежат в пределах 0,4 — 1,6 кОм в зависимости от конкретного транзистора. Попарным соединением выводов транзистора с щупами мультиметра определяют пары выводов «Б-Э» и «Б-К». Сопротивление перехода К-Э всегда очень велико. Если пара не находится или сопротивление перехода коллектор-эмиттер небольшое, значит транзистор не исправен. Стоит учитывать, что сопротивление коллектора по отношению к базе всегда меньше сопротивления перехода Б-Э, что поможет определиться с цоколевкой исправной детали.

Вышесказанное справедливо как при проверке транзистора прямой проводимости, так и транзистора структуры n-p-n. В последнем случае измерения проводятся с подсоединением проводов тестера в обратной полярности.

Как проверить полевой транзистор

У полевых транзисторов выводы называются сток (С), исток (И) и затвор (З). Несмотря на то, что физика работы отличается от биполярного, при проверке на исправность также можно использовать диодный эквивалент схемы.

Схема проверки полевого транзистора p-типа аналогична испытанию с p-n-p. Перед проверкой необходимо соединить все выводы для разряда емкостей переходов. Сопротивление при подключении щупов к парам выводов «С, З» и «И, З» должно показываться только в одном из направлений. Подсоединяем черный щуп к выводу «С», а красный к вывод «И». Величину показанного сопротивления (400-700 Ом)нужно запомнить. После этого на секундочку соединяем красный провод с затвором, тем самым открывая переход. После этого замеряем сопротивление перехода. Его уменьшение говорит о том, что транзистор частично открылся. Теперь так же соединяем черный провод с выводом «З» и закрываем переход. Восстановление первоначального значения сопротивления перехода свидетельствует об исправности радиодетали. Отличие проверки полевика n-типа заключается только в перемене полярности подключения щупов прибора.

При тестировании полевых транзисторов с изолированным затвором проверяется отсутствие проводимости между затвором и истоком. Потом объединяем исток с затвором. Двухсторонняя проводимость появится у транзистора обедненного типа. У деталей обогащенного типа проводимость будет односторонняя.

Проверка мультиметром составного транзистора

Как проверить транзистор Дарлингтона? Проверить составной транзистор можно так же как биполярный, цифровым мультиметром с прозвонкой транзисторов в режиме проверки диодов. Отличие лишь в том, что прямое напряжение паре выводов Б-Э должно составлять 1,2-1,4 вольта. Если имеющийся прибор не может этого обеспечить, проверка невозможна. И тогда лучше воспользоваться элементарным пробником с использованием батареи 12 В, резистора номиналом 22 кОм включенного в базу и автомобильной лампочки мощностью 5 Вт. Далее подсоединяем «минус» источника к эмиттеру, а коллектор соединяем с лампой. Второй вывод лампы включаем в «плюс» батареи. Если подсоединить резистор к плюсовой клемме лампочка засветится. Теперь резистор переключаем на «плюс» — лампочка погасла. Это означает, что проверяемый транзистор исправен.

Как проверить транзистор, не выпаивая из монтажа

Проверить транзистор мультиметром можно после проверки схемы для выявления вероятного закорачивания выводов проверяемого элемента низкоомными резисторами. Если таковые обнаружатся, деталь для проверки придется выпаять. Если нет – проверка выполняется вышеописанными методами, но достоверность тестирования будет мала. Иногда достаточно отпайки вывода базы.

Полевые транзисторы лучше проверять отдельно от платы. Они очень чувствительны к статическому электричеству, поэтому необходимо пользоваться антистатическим браслетом.

Как проверить транзистор без мультиметра

Проверка транзистора без использования мультиметра возможна не всегда. Применение при измерениях лампочек и источников питания может с высокой вероятностью вывести из строя проверяемый элемент.

Проверка транзистора биполярного типа может быть сделана простейшей контролькой из батарейки 4,5 В, «минус» которой соединен с лампочкой от карманного фонаря. Попарно подключаете «плюс» и второй контакт лампы к выводам. Если при подключении в любой полярности к паре «К-Э» лампа не загорается — переход исправен. Подключить через ограничительный резистор «плюс» на «Б». Лампу поочередно соединяем с выводами «Э» или «К» и проверяем эти переходы. Чтобы протестировать транзистор другой структуры, изменяем полярность подключения.

Эффективно использовать для проверки транзисторов приборы, сделанные своими руками и схемы которых достаточно доступны.

Проверка транзисторов является важным моментом в электронике и радиотехнике. Попытайтесь самостоятельно разобраться, как проверить транзистор мультиметром, не выпаивая. Это достаточно простая процедура, которую можно выполнить различными способами. Наиболее практичный вариант - проверка транзистора мультиметром. Именно об этом способе и пойдет речь в рассматриваемой статье.

Общие сведения

На сегодняшний день существует два типа транзисторов - биполярный и полевой. У первого выходной ток создается с участием обоих зарядов в виде дырок и электронов, а в другом варианте участвует только один из носителей.

Проверка биполярного транзистора

Указанная процедура для биполярных транзисторов начинается с грамотной настройки прибора. Устройство переключают в режим проверки полупроводников, на дисплее должна высвечиваться единица. Выводы подключаются по аналогии с режимом измерения сопротивления. С портом СОМ соединяют провод черного цвета, а на выходе для измерения напряжения, сопротивления и частоты подключают красный провод. Если мультиметр не имеет соответствующего режима, то процесс следует вести в режиме измерения сопротивления при выставлении на максимум.

Еще важно, чтобы батарея мультиметра была полностью заряжена и исправны щупы. При соединении кончиков об исправности свидетельствуют писк прибора и нули на экране. Порядок действий в данном случае идет по таким шагам:

В результате не потребуется выпаивания элемента на предмет его исправности. Если же вы хотите использовать для проверки лампочки и другие элементы , то не рекомендуется этого делать, поскольку есть риск окончательно испортить транзистор биполярного типа.

Испытание полевого устройства

Процедура по таким элементам аналогична биполярным. Однако здесь имеются некоторые особенности:

За счет указанных моментов удается произвести качественную проверку полевых устройств, не задействовав при этом выпаивания. Если же у вас составной прибор, то проверка аналогична методике по биполярным устройствам.

Преимущество метода

Проверка транзистора с применением мультиметра выгодна тем, что нет необходимости выпаивания элемента, и она - достаточно точная. Методика проверки биполярных и полевых устройств схожа, но необходимо учитывать ряд моментов и нюансов, которые способствуют улучшению методики. Грамотная настройка мультиметра и умение работать с различными элементами позволит произвести наиболее точную и качественную проверку исправности приборов любого вида.