Знание параметров диодов и транзисторов позволяет повысить качество и надежность работы электронных схем на диодах и транзисторах и локализовать место неисправности при ремонте и настройке радиоэлектронной аппаратуры.
Основные метрологические характеристики испытателей параметров полупроводниковых приборов приводятся на лицевых панелях приборов и в их паспортах.
Испытатели параметров полупроводниковых диодов и транзисторов классифицируются по следующим признакам:
-
по виду индикации — аналоговые и цифровые,
-
по назначению — мультиметры, измерители (испытатели) параметров полупроводниковых диодов, транзисторов и интегральных микросхем (Л2), логические анализаторы (ЛА).
Основными метрологическими характеристиками испытателей являются: назначение прибора, перечень измеряемых параметров, диапазон измерения параметров, погрешность измерения каждого параметра.
Проверка годности полупроводниковых диодов, транзисторов и аналоговых интегральных микросхем осуществляется путем измерения качественных параметров с последующим сравнением их со справочными. Если измеренные параметры соответствуют справочным, то проверяемый диод, транзистор или аналоговая интегральная микросхема считается годными.
Мультиметры (как аналоговые, так и цифровые) используют для проверки целостности p-n-переходов у диодов и транзисторов. Эту операцию называют «прозвонкой».
Проверка исправности диодов заключается в измерении прямого и обратного сопротивления р-n-перехода. Омметр сначала подключают отрицательным щупом к аноду диода, а плюсовым — к катоду. При таком включении р-n-переход диода смещен в обратном направлении и омметр покажет высокое сопротивление, выражаемое мегаомами.
Затем полярность подключения меняют на обратную. Омметр регистрирует низкое прямое сопротивление р-n-перехода. Низкое сопротивление свидетельствует о том, что в обоих направлениях р-n-переход диода пробит. Очень большое сопротивление свидетельствует об обрыве в цепи р-n-перехода.
При «прозвонке» р-n-перехода цифровым мультиметром в него вводится специальный поддиапазон, указанный условно-графическим обозначением полупроводникового диода на переключателе пределов измерения параметров. Рабочее напряжение на щупах в этом режиме соответствует 0,2 В, а ток, проходящий через щупы, не превышает 1 мкА. Таким током невозможно пробить даже самый маломощный полупроводник.
При проверке биполярных транзисторов необходимо помнить, что они имеют два р-n-перехода и «прозваниваются» так же, как диоды. Один щуп подключают к выводу базы, вторым щупом поочередно касаются выводов коллектора и эмиттера.
При «прозвонке» транзисторов очень удобно пользоваться одной особенностью цифрового мультиметра — при измерении сопротивления максимальное напряжение на его щупах не превышает 0,2 В. Поскольку р-n-переходы кремниевых полупроводников открываются при напряжении более 0,6 В, то в режиме измерения сопротивления цифровым мультиметром p-n-переходы полупроводниковых приборов, припаянных к плате, не открываются. В этом режиме цифровой мультиметр, в отличие от аналогового, измеряет только сопротивление проверяемого прибора. У аналогового мультиметра напряжение на щупах в этом режиме достаточное для открывания р-n-переходов.
Мультиметры некоторых типов позволяют измерять ряд качественных параметров биполярных транзисторов:
h21б (h21э) — коэффициент передачи тока в схеме с общей базой (общим эмиттером),
Iсво — обратный ток коллектора (ток неосновных носителей, тепловой ток),
h22 — выходную проводимость.
Более результативными при проверке качественных параметров диодов и транзисторов являются специализированные испытатели группы Л2.
Основные параметры, проверяемые испытателями, у диодов и транзисторов разные:
• у выпрямительных диодов — прямое напряжение UKпp и обратный ток IКобр,
• у стабилитронов — напряжение стабилизации Uz,
• у биполярных транзисторов — коэффициент передачи h21, обратный ток коллектора Iсво, выходная проводимость hz2, граничная частота fгр.
Измерение основных качественных параметров диодов.
Для того, чтобы измерить качественные параметры диодов испытателем Л2, необходимо выполнить следующие операции:
-
переключатель «Диод/транзистор» перевести в положение «Диод»,
-
переключатель «Режим» перевести в положение «30»,
-
ручку « > 0 < » на передней панели установить в положение «Iк»,
-
ключ «Режим/Измер.» установить в положение «Измер.» и потенциометром « > 0 < » на задней панели испытателя установить стрелку индикатора близко к нулевой отметке,
-
ключ «Режим/Измер.» установить в среднее положение,
-
подключить испытуемый диод к контактам «+» и «-»,
Обеспечить режим измерения обратного тока диода, для чего выполнить следующие операции:
-
ключ «Режим/Измер.» установить в положение «Режим», пользуясь переключателем «Режим» (диапазоны 30, 100 и 400 В) и ручкой « URV» по индикатору прибора установить требуемое значение обратного напряжения диода,
-
вернуть ключ «Режим/Измер.» в исходное положение и по шкале «10 U, I» индикатора прибора отсчитать значение обратного тока, выбрав с помощью правого верхнего переключателя такой диапазон измерения (0,1 - 1 - 10 - 100 мА), чтобы было возможно произвести уверенный отсчет показаний индикатора.
Измерить прямое напряжение диода, для чего выполнить следующие операции:
-
правый нижний переключатель перевести в положение « UR,V»,
-
правый верхний переключатель перевести в положение «3~»,
-
ключ «Режим/Измер.» установить в положение «Режим», пользуясь переключателем «Режим» (диапазоны 30 и 100 мА) и ручкой «Iн мА» по индикатору прибора установить требуемое значение прямого тока,
-
ключ «Режим/Измер.» установить в положение «Измер.» и отсчитать значение URпp, выбрав с помощью верхнего правого переключателя такой диапазон измерения (1...3 В), чтобы можно было произвести отсчет показаний индикатора. Вернуть ключ «Режим/ Измер.» в среднее положение.
Измерение основных качественных параметров транзисторов.
Подготовить испытатель к работе, для чего выполнить следующие операции:
-
переключатель «Диод/Транзистор» установить в положение «р-n-р» или «n-р-n» (в зависимости от структуры испытуемого транзистора),
-
испытуемый транзистор подключить к держателю согласно обозначениям и расположению его выводов, эмиттер испытуемого транзистора - к контакту Е2, коллектор — к зажиму «С», базу — к «В»,
-
правый нижний переключатель установить в положение «К3, h22»,
-
правый верхний переключатель установить в положение «▼h»,
-
ключ «Режим/Измер.» установить в положение «Измер.» и ручкой «▼h» перевести стрелку индикатора на деление «4» шкалы «h22»,
-
ключ «Режим/Измер.» установить в положение «Измер.» и по шкале индикатора прибора отсчитать значение выходной проводимости «h22» в мкСм. Вернуть ключ «Режим/Измер.» в среднее положение.
Измерить коэффициент передачи тока транзистора, для чего выполнить следующие операции:
-
правый нижний переключатель установить в положение «h21»,
-
ключ «Режим/Измер.» установить в положение «Измер.» и ручкой «т/г» перевести стрелку индикатора на деление «0,9» шкалы «h21в». Вернуть ключ «Режим/Измер.» в среднее положение,
-
правый верхний переключатель установить в положение «h21»,
-
ключ «Режим/Измер.» установить в положение «Измер.» и по шкале «h21б» или «h21э» индикатора прибора отсчитать значение «h21». Вернуть ключ «Режим/Измер.» в среднее положение.
Измерить ток неосновных носителей, для чего выполнить следующие операции:
• правый нижний переключатель установить в положение «Iсво, мА»,
• ключ «Режим/Измер.» установить в положение «Измер.» и по шкале «10 U, I» индикатора прибора отсчитать значение обратного тока коллектора Iсво, выбрав переключателем диапазонов измерения (0,1-1-10-100 мА) такой диапазон, чтобы можно было произвести уверенный отсчет показаний. Вернуть ключ «Режим/Измер.» в положение «Измер.».