Google překladač: English Deutsch

• Co je to tranzistor – základní informace
• Jak zkontrolovat tranzistor – metody testování správné funkce
    • Přečtěte si, jak zkontrolovat tranzistor pomocí měřiče
    • Tranzistory MOSFET a JFET
• Kontrola tranzistorů pomocí testerů elektronických součástek
• Jak zkontrolovat tranzistor bez odpájení
• Jak zkontrolovat tranzistor pomocí multimetru z nabídky TME

TME 1



Tranzistory, které vznikly v polovině 20. století, se staly základem rychlého rozvoje elektroniky. Nahradily elektronky a zahájily éru miniaturizace elektronických přístrojů a zařízení, která pokračuje dodnes. Stejně jako každá jiná součástka nemusí tranzistor fungovat správně nebo může být poškozen. V tomto článku ukážeme způsoby, jak zkontrolovat správné fungování těchto elektronických součástek.
TME 2

Co je to tranzistor – základní informace
Nejjednodušší vysvětlení toho, co je to tranzistor, lze získat v jedné, zcela jednoduché větě: tranzistor je tříelektrodový (tříkontaktní) nebo někdy čtyřelektrodový, polovodičový elektronický prvek se schopností zesílit elektrický signál, který může fungovat jako zařízení řídící proud v elektrickém obvodu.
Vznik tranzistorů v polovině minulého století zcela změnil vývoj všech technologií, v čele s elektronikou. Nahrazení velkých a energeticky náročných elektronek těmito miniaturními prvky – dnes vyráběnými ve velikostech pohybujících se v nanometrovém měřítku, jako je tomu u počítačových mikroprocesorů – urychlilo vývoj technologie a dovedlo nás na současnou úroveň civilizačního pokroku.
Tranzistory jsou rozděleny podle několika kritérií, přičemž nejdůležitější jsou následující typologie:
1. Bipolární a unipolární tranzistory;
2. Germaniové, křemíkové a další tranzistory zhotovené s použitím jiných látek pro velmi vysokofrekvenční techniky (karbid křemíku, nitrid galia, arsenid gallitý);
3. Tranzistory malého nebo velkého výkonu a zároveň nízké nebo vysoké frekvence.
Poslední dva se týkají materiálů používaných k výrobě tranzistorů a základních parametrů a nejsou tak důležité jako systematika popsaná v prvním bodě. Tato typologie je klíčová, protože ve skutečnosti popisuje dva základní typy tranzistorů, lišící se svým principem fungování: tranzistory řízené elektrickým polem (unipolární) a tranzistory bipolární. Samozřejmě, že v rámci každého z těchto typů existují další podtypy tranzistorů (MOSFET, JFET, IGBT atd.), ale klíčový princip fungování je pro ně společný.
Tranzistory řízené elektrickým polem se vyznačují tím, že proud v nich protéká polovodičem s jedním typem vodivosti, a proto je v jejich případě výstupní proud funkcí řídicího napětí. Princip fungování je jednoduchý: polovodič je vybaven dvěma elektrodami – zdrojem S a výpustí D – mezi kterými protéká proud (tzv. kanál). Podél kanálu vede další třetí elektroda (hradlo G), která pod vlivem aplikovaného napětí mění vodivost kanálu a tím ovlivňuje protékající proud. Tímto jednoduchým způsobem tranzistor řízený elektrickým polem umožňuje řídit proud v daném obvodu.
Bipolární tranzistory se vyznačují složitější strukturou. Jsou vyrobeny ze tří vrstev polovodiče s různými typy vodivosti – n nebo p (n – negative, tedy negativní, p – positive, tedy pozitivní). Uspořádání těchto tří různě vodivých vrstev může být npn nebo pnp, ale bez ohledu na to, o kterou z nich se jedná, vždy existuje vrstva E (emitor), B (báze) a C (kolektor). Princip fungování těchto tranzistorů spočívá v použití malého proudu protékajícího mezi bází a emitorem pro řízení většího proudu protékajícího mezi kolektorem a emitorem. Pokud mezi svorkami tranzistoru protéká napětí DC takovým způsobem, že na svorce p je kladný pól a na svorce n záporný, pak dostaneme proudový tok a jakési otevřené hradlo. Při obrácené polaritě se hradlo kvůli vysokému odporu uzavře a průtok proudu není možný.
Díky svým zesilovacím vlastnostem se tranzistory používají mimo jiné při konstrukci všech druhů zesilovačů. Jsou základním konstrukčním prvkem obrovského množství elektronických systémů, jako jsou mimo jiné zdroje proudu, generátory, stabilizátory či elektronické klíče, a proto se začaly používat při konstrukci logických hradel. Odtud je blízko k nejznámějšímu použití tranzistorů při konstrukci polovodičových pamětí RAM a ROM, tedy k mikroprocesorům. Jejich výroba by nebyla možná bez technologie integrování (integrované obvody), jejíž použití se již rozšířilo.

Jak zkontrolovat tranzistor – metody testování správnosti fungování
V současné době můžete pro kontrolu správného fungování tranzistoru použít jeden ze dvou nejoblíbenějších způsobů: zkontrolovat jej klasickým multimetrem nebo pomocí speciálně navržených testerů pro kontrolu různých elektronických součástek v čele s tranzistory. Při použití těchto metod by měl být tranzistor odpájen z obvodu a odstraněn z desky plošných spojů, ačkoli, jak uvedeme dále v textu, je možné tyto součástky testovat, aniž by bylo nutné toto provádět.

Přečtěte si, jak zkontrolovat tranzistor pomocí měřiče
Takový test bipolárního tranzistoru lze provést buď přepnutím multimetru do režimu ohmmetru (test odporu) nebo přepnutím do režimu testu diod, přičemž v prvním případě je třeba nastavit limit na 2 kOhm. Dalším krokem je určení, zda se jedná o tranzistor npn nebo pnp – zde pomůže technická dokumentace. Za předpokladu, že máme co do činění s typem pnp a rozhodneme se testovat v režimu ohmmetru, postupujeme následovně:
• Zápornou sondu multimetru připojíme k výstupu báze (obvykle je to černá sonda) a kladnou sondu (červenou) nejprve ke kolektoru a poté k emitoru. Dosažení hodnoty v rozsahu ~500 – 1500 Ohm potvrzuje správnou funkci tranzistoru.
• Červenou sondu připojíme k bázi, zatímco černou sondu přiložíme jednou ke kolektoru a jednou k emitoru. Pro správně fungující tranzistor by měl multimetr indikovat, že naměřená hodnota je mimo nastavený rozsah.
• Jak kladnou, tak i zápornou sondou se dotkneme nožiček tranzistoru, které jsou ekvivalenty kolektoru a emitoru. Naměřený výsledek by měl být 1, bez ohledu na to, zda jsme aplikovali kladnou nebo zápornou sondu.
• Zkoušíme odpor alespoň jednoho z přechodů v obou směrech. Dosažení výsledku 1 v obou směrech, který znamená odpor směřující do nekonečna, potvrzuje poškození tranzistoru. Stejně interpretujeme výsledek rovný nule nebo téměř nule.
Za předpokladu, že náš tranzistor je typu npn a rozhodneme se otestovat diodu (protože tento typ tranzistoru se podobá systému se dvěma paralelními diodami), musíme nejprve přepnout multimetr do příslušné polohy a poté připojit červenou diodu k bázi a černou k emitoru. Po tomto postupu by měl měřič na svém displeji zobrazit určitou hodnotu DC napětí, kterou je třeba porovnat s údaji v technické dokumentaci zkoušeného tranzistoru. Jedná se o kontrolu, zda je dosažené měření v rozmezí mezi minimem a maximem uváděným výrobcem součástky. Pokud ano, pak můžeme konstatovat správnou funkci tranzistoru.
Kromě výše uvedených zkoušek správné funkce tranzistoru lze se také pokusit určit amplifikaci (proudové zesílení), tedy proudové zesílení označené symbolem h21. Pro tento účel nicméně musí být měřicí přístroj vybaven speciální zdířkou pro zkoušení těchto prvků. Pokud tomu tak je, přepněte zařízení do režimu hFE, poté vložte svorky tranzistoru do příslušných zdířkových konektorů označených symboly B, E a C (báze, emitor, kolektor) a z LCD obrazovky odečtěte naměřenou hodnotu zesílení stejnosměrného proudu.

Tranzistory MOSFET a JFET
Zajímavou výzvu představují tranzistory řízené elektrickým polem typ MOSFET. V jejich případě také nastavte měřič do polohy „diodový test" a postupujte následovně:
• kladná sonda k drainu, záporná k hradlu (na přibližně 2 sekundy),
• záporná sonda ke zdroji (na přibližně 2 sekundy),
• záporná sonda k drainu, kladná k hradlu,
• kladná sonda ke zdroji.
Po provedení této kombinace, by se při posledním připojení červené sondy ke zdroji – ne dříve – měla na obrazovce multimetru objevit nějaká naměřená hodnota. Pokud by se u dřívějších připojení objevily nějaké odečty, museli bychom konstatovat, že tranzistor je poškozený. Důvodem je jednoduchá skutečnost: hradlo by mělo být izolováno od ostatních systémů a při takových kombinacích by se nemělo nic zobrazovat.
V případě tranzistorů typ JFET je to ještě jinak. Pokud je chceme otestovat, musíme mít na paměti, že mají malý odpor mezi drainem a zdrojem, a kromě toho kanál těchto tranzistorů se uzavírá pod vlivem aplikovaného napětí. Pokud tedy i navzdory tomu zaregistrujeme průraz, pak docházíme k závěru, že je nutné takový tranzistor vyměnit za nový, protože testovaný kus je zcela jistě vadný.
Za zmínku stojí, že unipolární (řízené elektrickým polem) tranzistory jsou prvky citlivé na statickou elektřinu. Neopatrné nebo neodborné měření proto může vést k poškození dosud funkční součástky. To platí v ještě větší míře pro tranzistory IGBT.

Kontrola tranzistorů pomocí testerů elektronických součástek
Multifunkční testery elektronických součástek jsou malá zařízení připomínající klasické multimetry s tím rozdílem, že jejich doménou je zkoušení tranzistorů, rezistorů, kondenzátorů, diod a mnoha dalších prvků používaných v konvenční elektronice. Měří napětí, odpor a několik dalších parametrů a naměřené parametry zobrazují na svých displejích. Obvykle jsou napájeny baterií (nejčastěji 9V nebo 12V), vyznačují se vysokou úrovni automatického provozu, mají speciální připojovací zdířky na přední straně, a proto se velmi snadno ovládají. Některé mají místo zdířek pro nožičky testovaných prvků klasické sondy, ale i v jejich případě se vše provádí automaticky. Stačí přiložit libovolnou sondu k libovolné nožičce a tester automaticky identifikuje všechny piny, rozpozná typ polovodičového přechodu, určí typ tranzistoru a otestuje vodivé napětí, vypínací napětí (u tranzistorů MOSFET), svodový proud, prahové napětí, odpor nebo změří proudové zesílení.

Jak zkontrolovat tranzistor bez odpájení
Kontrola účinnosti tranzistoru bez jeho odpájení ze systému je velmi obtížná a zatížená vysokým rizikem chyby, protože výsledek měření může být ovlivněn jinými prvky nacházejícími se v systému. Aby byl takový test spolehlivý, je důležité znát schéma systému, specifičnost jeho jednotlivých prvků a jejich vzájemné interakce. Na trhu jsou však k dispozici zařízení, která mají funkci, jež umožňuje zkontrolovat správné fungování tranzistorů bez nutnosti jejich odpájení. Mohou to být kupříkladu osciloskopy s funkcí testeru součástek značky Rohde&Schwarz. Důležité je, že v technické dokumentaci těchto měřičů najdeme grafy zobrazující správné fungování vybraných součástek.

Nákup osciloskopu s funkcí testování součástek je samozřejmě spojen se značnými náklady, ale např. v případě profesionálních servisů se jedná o vynikající investici, protože funkce testování součástek umožňuje rychle porovnat vlastnosti zařízení, k jejichž účinnosti nemáme výhrady, s charakteristikami těch, které vyžadují opravu. Jedná se o ideální diagnostické nástroje, které výrazně zkrátí čas strávený opravou.

Jak zkontrolovat tranzistor s multimetrem z nabídky TME
Pokud použijete katalog TME, pak v produktové kategorii „digitální multimetry přenosné" se vyplatí použít filtr „test tranzistoru". Tím získáte přehled těch modelů, které umožňují provést test tranzistoru, a to jak pomocí klasických sond, tak i pomocí speciálních pinových zásuvek, spolupracujících s tranzistory pnp a npn. Zde bude zájem o produkty takových značek, jako jsou mimo jiné Peaktech, B&K Precision, Axiomet či Uni-T. Všechny vybrané modely jsou kompaktní zařízení, jež jsou vybavena podsvícenými displeji z tekutých krystalů, několika zdířkami a čitelným hlavním voličem pro výběr provozního režimu. Většina z nich je také chráněna kryty vyrobenými z odolných a absorbujících energii nárazů plastů, které prodlužují jejich životnost.
Text připravila společnost Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.
Odkaz na originální text: ZDE

Kalendář akcí

<<  Červenec 2022  >>
 Po  Út  St  Čt  Pá  So  Ne 
      1  2  3
  4  5  6  7  8  910
11121314151617
18192021222324
25262728293031
Nejnovější akce

Odběr novinek


Technika News
StreamTech.tv News

..