Тестер для проверки мощных транзисторов. Простые пробники транзисторов без выпаивания из схемы
В случае ремонта электронных устройств , установленный в схеме, не всегда удается, поэтому приходится его выпаивать из схемы. Часто такое вмешательство приводит к порче печатных плат, а иногда и самих транзисторов. Поэтому очень хорошо, если под рукой имеется устройство, позволяющее определить исправность транзистора без выпаивания его из платы. Схемы таких устройств приведены в этой статье.
Схема пробника несложна и показана на рисунке 1.
Основой схемы является классический блокинг-генератор. На выходе такого генератора вырабатываются короткие прямоугольные импульсы. Естественно, что для получения работающего блокинг-генератора к разъему XS1 пробника следует получить испытуемый транзистор VT. Колебания получаются за счет положительной обратной связи в трансформаторе T1 через обмотку связи I. Оптимальная величина обратной связи подбирается вращением переменного резистора R1. Если ручку R1 снабдить шкалой, то по углу поворота движка можно приблизительно судить об усилительных свойствах транзистора.
Питание пробника осуществляется от трех гальванических элементов AAA или от «квадратной» батарейки. С помощью переключателя SA1 можно изменять полярность включения питания, что позволяет проверять транзисторы различной структуры, как показано на рисунке.
Рисунок 1. Схема пробника для проверки транзисторов
Возникновение генерации индицируется светодиодами VL1 VL2. При изменении полярности напряжения питания естественно меняется и полярность выходных импульсов, поэтому приходится устанавливать два светодиода.
Трансформатор блокинг-генератора изготавливается самостоятельно на сердечнике Ш6*8, хотя, без изменения количества витков, размер железа можно чуть увеличить. Такие трансформаторы применялись в приемниках «Альпинист» и подобных. Все обмотки выполнены обмоточным проводом ПЭВ1-0,2. Обмотка обратной связи I содержит 200 витков, выходная обмотка II 30 витков, коллекторная обмотка III 100 витков того же провода.
Пластины трансформатора собираются встык, как у дросселя постоянного тока: Ш - образные пластины вставляются в отверстие каркаса, а перемычки через тонкую бумажную прокладку поверх Ш - образных пластин. При подключении обмоток следует обратить внимание на их полярность, указанную на схеме точками: если при подключении заведомо исправного транзистора генератор не запустится, то следует поменять местами концы одной из обмоток, - коллекторной или базовой.
Подобная схема была частью прибора для проверки транзисторов ППТ-5 промышленного изготовления. Просто именно эта часть была позаимствована радиолюбителями, поскольку зарекомендовала себя с хорошей стороны.
Рисунок 2.
Питание пробника производится от одного гальванического элемента напряжением 1,5В типа AA или AAA. Переключатель S2 изменяет полярность питания прибора для проверки транзисторов различной проводимости, как указано на схеме.
Конструкция трансформатора S показана тут же на рисунке 2. Он выполнен на ферритовом кольце типоразмера К10*6*4 с магнитной проницаемостью НМ2000. Коллекторная обмотка S содержит 6 витков, а базовая обмотка P всего 2 витка выполненных проводом ПЭВ2-0,2мм. Впрочем диаметр провода особого значения не имеет, поэтому для увеличения механической прочности его можно несколько увеличить. Кольцо тоже можно взять несколько большего диаметра.
Резистором VR устанавливается режим работы пробника, в точности так же, как в предыдущей схеме. Несколько упрощена схема подключения светодиодов, дополнительная обмотка отсутствует. Зажигание светодиодов осуществляется выбросами обратного напряжения на коллекторе испытуемого транзистора в момент его запирания.
Существует достаточно много различных схем для проверки транзисторов, но эти две, пожалуй, можно считать наиболее удачными. Единственный их недостаток, это необходимость намотки трансформатора.
Вероятно нет такого радиолюбителя который бы не исповедовал культ радиотехнического лабораторного оборудования. В первую очередь это , приставки к ним и пробники, которые в большинстве являются изготовленными самостоятельно. А так как измерительных приборов много не бывает и это аксиома, как-то собрал небольшой по размерам и с весьма несложной схемой испытатель транзисторов и диодов. Давно уже есть не плохой мультиметр, а самодельным тестером, во многих случаях, продолжаю пользоваться по прежнему.
Схема прибора
Конструктор пробника состоит всего из 7 электронных компонентов + печатная плата. Собирается быстро и работать начинает абсолютно без всякой настройки.
Схема собрана на микросхеме К155ЛН1 содержащей шесть инверторов.При правильном подключении к ней выводов исправного транзистора зажигается один из светодиодов (HL1 при структуре N-P-N и HL2 при P-N-P). Если неисправен:
- пробит, вспыхивают оба светодиода
- имеет внутренний обрыв, оба не зажигаются
Проверяемые диоды подключаются к выводам «К» и «Э». В зависимости от полярности подключения загораться будут HL1 или HL2.
Компонентов схемы совсем не много но лучше изготовить печатную плату, хлопотно паять провода к ножкам микросхемы напрямую.
И постарайтесь не забыть поставить под микросхему панельку.
Пользоваться пробником можно и без установки его в корпус, но если затратить ещё немного время на его изготовление, то будете иметь полноценный, мобильный пробник, который уже можно взять с собой (например на радиорынок). Корпус на фото изготовлен из пластмассового корпуса квадратной батарейки, которая уже своё отработала. Всего-то делов было удалить прежнее содержимое и отпилить излишки, просверлить отверстия под светодиоды и приклеить планку с разъёмами для подключения проверяемых транзисторов. На разъёмы не лишним будет «одеть» цвета опознавания. Кнопка включения обязательна. Блок питания это привёрнутый несколькими винтами к корпусу батарейный отсек формата ААА.
Крепёжные винты, небольшого размера, удобно пропустить через плюсовые контакты и привернуть с обязательным использованием гаек.
Испытатель в полной готовности. Оптимальным будет использование аккумуляторов ААА, четыре штуки по 1,2 вольта дадут лучший вариант питаемого напряжения в 4,8 вольта.
Такие полезные радиолюбительские пробники удобны тем, что имеют простую конструкцию, содержат минимум элементов и при этом универсальны – можно быстро проверить работоспособность практически любых широко применяемых транзисторов (кроме полевых) и звуковых или ВЧ-каскадов.Транзисторные пробники
Ниже приведены две схемы транзисторных пробников. Они представляют собой простейшие автогенераторы, где в качестве активного элемента используется проверяемый транзистор. Особенностью обеих схем является то, что с их помощью можно проверять транзисторы не выпаивая их из схемы. Также можно таким пробником определить цоколевку выводов и структуру (p-n-p, n-p-n) неизвестных вам транзисторов опытным путем, просто попеременно подключая его щупы к разным выводам транзистора. При исправном транзисторе и правильном его подключении раздастся звуковой сигнал. Никакой, даже маломощный транзистор вы при этом не повредите (при неправильном его включении), так как токи при проверке очень малы и ограничены другими элементами схемы. Первая схема с трансформатором:
Аналогичный трансформатор можно взять из любого старого карманного транзисторного приемника, например «Нева», «Селга», «Сокол» и аналогичного (это – переходной трансформатор между каскадами приемника, а не тот, который стоит на выходе у динамика!). При этом вторичную обмотку трансформатора (она со средним выводом) надо уменьшить до 150 – 200 витков. Конденсатор может быть емкостью от 0,01 до 0,1 мкФ, при этом изменится только тональность звука при проверке. При исправном проверяемом транзисторе в телефонном капсюле, подключенном ко второй обмотке трансформатора, раздастся звук.
Второй пробник бестрансформаторный
, хотя принцип работы аналогичен предыдущей схеме:
Пробник собирается в подходящем корпусе небольших размеров. Деталей немного и схему можно спаять навесным монтажом, прямо на контактах переключателя. Батарея типа «Крона». Переключатели – с двумя группами контактов на переключение, например типа «П2-К». Щупы «Эмиттер», «База» и «Коллектор» - провода разных цветов (лучше сделать так, чтобы буква цвета провода соответствовала выводу транзистора. Например: :коллектор – красный или коричневый, база - белый, эмиттер – любой другой цвет). Так удобнее будет пользоваться. На концы проводов нужно припаять наконечники, например из проволоки или тонких длинных гвоздей. Припаять провод к гвоздю можно на таблетке простого аспирина (ацетилсалициловая кислота). В качестве звукового излучателя следует взять высокоомный телефонный капсюль (типа «ДЭМШ» или, например, из телефонной трубки старых типов аппаратов), потому что громкость звука у них достаточно высокая. Или же использовать высокоомные наушники.
Пробник транзисторов, собранный по этой схеме, я лично использую уже много лет и он реально работает без всяких нареканий. Можно проверять любые транзисторы – от микромощных, до большой мощности. Только вот оставлять пробник с включенной батареей надолго не следует, потому что батарейка быстро сядет. Поскольку схема собиралась мной много лет назад, то использовались германиевые транзисторы типа МП-25А (или любые из серии МП-39, -40, -41, -42).
Вполне возможно, что подойдут и современные кремниевые транзисторы, но лично мною такой вариант на практике не проверялся. То есть схема будет, конечно, работоспособна как генератор, но как будет себя вести при проверки транзисторов без выпайки их из схемы, я сказать затрудняюсь. Потому что ток открывания германиевых элементов меньше, чем у кремниевых (типа КТ-361, КТ-3107 и др.).
Для этих целей можно сделать очень простой пробник-мультивибратор на двух транзисторах.
Таким пробником можно быстро найти неисправный каскад или активный элемент (транзистор или микросхему) в неработающей схеме. При проверке звуковых каскадов (усилителей, приемников и т.д.) его щуп Х2 нужно подключить к общему проводу (GND) проверяемой схемы, а щупом Х1 касаться поочередно выходных и входных точек каждого каскада, начиная от выхода всего устройства. Сигнализатором исправности/неисправности в данном случае является динамик (или наушники) проверяемого устройства. Например, сначала подаем сигнал на вход оконечного каскада (питание проверяемого устройства должно быть включено!) и, если звук в динамике есть, значит выходной каскад исправен. Затем касаемся щупом входа предоконечного каскада и т.д., двигаясь в сторону входных каскадов устройства. Если на каком-то из каскадов звука в динамике не будет, то здесь и следует искать неисправность.
Из-за простоты схемы этот пробник-генератор помимо основной частоты (около 1000 Гц) выдает и многочисленные гармоники, кратные основной частоте (10, 100, … к Гц). Поэтому его можно использовать и для высокочастотных каскадов, например, приемников. Причем щуп Х2 в этом случае не обязательно даже подключать к общему проводу проверяемого устройства, сигнал будет поступать на проверяемые каскады за счет емкостной связи. При проверке работоспособности приемника с магнитной антенной достаточно приблизить к антенне щуп Х1. Конструктивно этот пробник может быть сделан на плате из фольгированного текстолита и выглядеть так:
В качестве вкл./выкл. питания можно использовать микропереключатель (микрик, кнопку) без фиксации. Тогда питание на мультивибратор будет подаваться при нажатии на эту кнопку. Автор статьи: Барышев А.
Данное устройство, схему которого легко собрать позволит проверить транзисторы любой проводимости, не выпаивая иx из схемы. Схема прибора, собрана на основе мультивибратора. Как видно из схемы, вместо нагрузочных резисторов в коллекторы транзисторов мультивибратора включены транзисторы противоположной основным транзисторам проводимостью. Таким образом, схема генератора представляет комбинацию мультивибратора и триггера.
Схема простого транзисторного тестора |
Как видите схема транзисторного тестора проще некуда. Практически любой биполярный транзистор имеет три вывода, эмиттер-база-коллектор. Для того что бы он заработал, на базу необходимы подать небольшой ток, после этого полупроводник открывается и может пропускать через себя значительно больший ток через эмиттерный и коллекторный переходы.
На транзисторах T1 и T3 собран триггер, кроме того они являются активной нагрузкой транзисторов мультивибратора. Остальная часть схемы это цепи смещения и индикации испытуемого транзистора. Данная схема работает в диапазоне питающих напряжений от 2 до 5 В, а ее ток потребления изменяется от 10 до 50 мА.
Если использовать блок питания на 5 В, то для снижения тока потребления резистора R5 лучше увеличить до 300 Ом. Частота мультивибратора в этой схеме около 1,9 кГц. При этой частоте свечение светодиода выглядит как непрерывное.
Данное устройство для проверки транзисторов просто незаменимо для сервисных инженеров, так как позволяет существенно сократить время поиска неисправности. Если проверяемый биполярный транзистор исправен, то горит один светодиод, в зависимости от его проводимости. Если горят оба светодиода, то это происходит только из-за внутреннего обрыва. Если не горит ни один из них, то значит имеется замыкания внутри транзистора.
Приведенный рисунок печатной платы имеет размерами 60 на 30 мм.
Вместо заложенных в схему транзисторов можно использовать транзисторы КТ315Б, КТ361Б с коэффициентом усиления выше 100. . Диоды абсолютно любые, но кремниевые типа КД102, КД103, КД521. Светодиоды тоже любые.
Внешний вид собранного транзисторного пробника на макетной плате. Его можно разместить в корпусе от сгоревшего китайского тестера, надеюсь, эта конструкция понравится вам своим удобством и функциональностью.
Схема данного пробника достаточно проста для повторения, но будет достаточно полезна при отбраковки биполярных транзисторов.
На элементах ИЛИ-НЕ Д1.1 и Д1.2 выполнен генератор, который управляет работой транзисторного коммутатора. Последний предназначен для изменения полярности питающего напряжения на тестируемом транзисторе. С помощью увеличения сопротивления переменного резистора, добиваются свечения одного из светодиодов.
По цвету светодиода определяют структуру проводимости транзистора. Калибровку шкалы переменного резистора осуществляют с помощью заранее подобранных транзисторов.
Необходимость в таком приборе возникает каждый раз при ремонте сварочного инвертора
– необходимо проверить мощный IGBT или MOSFET транзистор на предмет исправности, либо подобрать к исправному транзистору пару, либо при покупке новых транзисторов, убедиться, что это не «перемаркер». Эта тема неоднократно поднималась на множестве форумов, но так и не найдя готового (испытанного) или кем то сконструированного прибора, решил изготовить его самостоятельно.
Идея состоит в том, что необходимо иметь какую-то базу данных различных типов транзисторов, с которой сравнивать характеристики испытываемого транзистора, и если характеристики укладываются в определенные рамки, то его можно считать исправным. Все это делать по какой-то упрощенной методике и простым оборудованием. Необходимую базу данных придется собирать конечно же самому, но это все решаемо.
Прибор позволяет:
- определить исправность (неисправность) транзистора
- определить напряжение на затворе, необходимое для полного открытия транзистора
- определить относительное падение напряжения на К-Э выводах открытого транзистора
- определить относительную емкость затвора транзистора, даже в одной партии транзисторов есть разброс и его косвенно можно увидеть
- подобрать несколько транзисторов с одинаковыми параметрами
Схема
Принципиальная схема прибора представлена на рисунке.
Он состоит из источника питания 16В постоянного тока, цифрового милливольтметра 0-1В, стабилизатора напряжения +5В на LM7805 для питания этого милливольтметра и питания «световых часов» - мигающего светодиода LD1, cтабилизатора тока на лампе – для питания испытуемого транзистора, стабилизатора тока на - для создания регулируемого напряжения (при стабильном токе) на затворе испытуемого транзистора при помощи переменного резистора, и двух кнопок для открытия и закрытия транзистора.
Прибор очень прост по устройству и собран из общедоступных деталей. У меня в наличии был какой-то трансформатор с габаритной мощностью около 40Вт и напряжением на вторичной обмотке 12В. При желании, и в случае необходимости прибор можно питать от АКБ 12В / 0,6 Ач (например). Так же был в наличии .
Я решил использовать питание от сети 220В, т.к на рынок для покупок с прибором не сильно пойдешь, да и сеть все же стабильнее, чем «севший» АКБ. Но… дело вкуса.
Далее, изучая и адаптируя вольтметр, обнаружил интересную его особенность, если на его клеммы L0 и HI подать напряжение, превышающее его верхний порог измерения (1В), то табло просто тухнет и он ничего не показывает, но стоит снизить напряжение и все возвращается к нормальной индикации (это все при постоянном питании +5В между клеммами 0V и 5V). Я решил использовать эту особенность. Думаю, что очень многие цифровые «показометры» имеют такую же особенность. Взять, к примеру, любой китайский цифровой тестер, если в режиме 20В на него подать 200В, то ничего страшного не произойдет, он лишь только высветит «1» и все. Такие табло, подобные моему сейчас есть в продаже.
Возможные .
О работе схемы
Дальше расскажу о четырех интересных моментах по схеме и ее работе:1. Применение лампы накаливания в цепи коллектора испытуемого транзистора обусловлено стремлением (первоначально было такое желание) визуально видеть, что транзистор ОТКРЫЛСЯ. Кроме того, лампа выполняет здесь еще 2 функции, это защита схемы при подключении «пробитого» транзистора и некоторая стабилизация тока (54-58 mA), протекающего через транзистор при изменении сети от 200 до 240В. Но «особенность» моего вольтметра позволила первую функцию игнорировать, при этом даже выиграв в точности измерений, но об этом позже…
2. Применение стабилизатора тока на позволило НЕ сжечь случайно переменный резистор (когда он в верхнем по схеме положении) и случайно нажатых двух кнопках одновременно, или при испытании «пробитого» транзистора. Величина ограниченного тока в этой цепи даже при коротком замыкании равна 12 mA.
3. Применение 4 шт диодов IN4148 в цепи затвора испытуемого транзистора для медленного разряда емкости затвора транзистора, когда напряжение на его затворе уже снято, а транзистор находится еще в открытом состоянии. Они имеют какой-то ничтожный ток утечки, которым и разряжается емкость.
4. Применение «моргающего» светодиода в качестве измерителя времени (световые часы) при разряде емкости затвора.
Из всего вышесказанного становится абсолютно понятно, как все работает, но об этом чуть позже более подробно…
Корпус и компоновка
Далее был приобретен корпус и все эти комплектующие расположены внутри.
Внешне получилось даже не плохо, за исключением того, что не умею я пока рисовать шкалы и надписи на компьютере, но… В качестве гнезд для испытуемых транзисторов замечательно подошли остатки каких то разъемов. Одновременно был изготовлен выносной кабель для транзисторов с «корявыми» ногами, которые не влезут в разъем.
Ну и вот так это выглядит в работе:
Как пользоваться прибором
1. Включаем прибор в сеть, при этом начинает моргать светодиод, «показометр» не светится2. Подключаем испытуемый транзистор (как на фото выше)
3. Устанавливаем ручку регулятора напряжения на затворе в крайнее левое положение (против часовой стрелки)
4. Нажимаем на кнопку «Откр» и одновременно потихоньку прибавляем регулятор напряжения по часовой стрелке до момента зажигания «показометра»
5. Останавливаемся, отпускаем кнопку «Откр», снимаем показания с регулятора и записываем. Это есть напряжение открытия.
6. Поворачиваем регулятор до упора по часовой стрелке
7. Нажимаем кнопку «Откр», зажжется «показометр», снимаем с него показания и записываем. Это есть напряжение К-Э на открытом транзисторе
8. Возможно, что за время, потраченное на записи, транзистор уже закрылся, тогда открываем его еще раз кнопкой, и после этого отпускаем кнопку «Откр» и нажимаем кнопку «Закр» - транзистор должен закрыться и «показометр» соответственно потухнуть. Это есть проверка целостности транзистора – открывается и закрывается
9. Опять открываем транзистор кнопкой «Откр» (регулятор напряжения в максимуме) и, дождавшись ранее записанных показаний, отпускаем кнопку «Откр» одновременно начиная подсчитывать количество вспышек (морганий) светодиода
10. Дождавшись потухания «показометра» записываем количество вспышек светодиода. Это и есть относительное время разряда емкости затвора транзистора или время закрытия (до увеличения падения напряжения на закрывающемся транзисторе более чем 1В). Чем это время (количество) больше, тем соответственно емкость затвора больше.
Дальше проверяем все имеющиеся транзисторы, и все данные сводим в таблицу.
Именно из этой таблицы и происходит сравнительный анализ транзисторов – фирменные они или «перемаркеры», соответствуют своим характеристикам или нет.
Ниже приведена таблица, которая получилась у меня. Желтым выделены транзисторы, которых не оказалось в наличии, но я ими точно когда то пользовался, поэтому оставил их на будущее. Безусловно, в ней представлены не все транзисторы, которые проходили через мои руки, кое что просто не записал, хотя пишу вроде всегда. Безусловно у кого то при повторении этого прибора может получиться таблица с несколько иными цифрами, это возможно, т.к цифры зависят от многих вещей: от имеющейся лампочки или трансформатора или АКБ, например.
Из таблицы видно, чем отличаются, транзисторы, например G30N60A4 от GP4068D. Отличаются временем закрытия. Оба транзистора применяются в одном и том же аппарате – Телвин, Техника 164, только первые применялись немного раньше (года 3, 4 назад), а вторые применяются сейчас. Да и остальные характеристики по ДАТАШИТ у них приблизительно одинаковы. А в данной ситуации все наглядно видно – все налицо.
Кроме того, если у Вас получилась табличка всего из 3-4 или 5 типов транзисторов, и остальных просто нет в наличии, то можно, наверное, посчитать коэффициент «согласованности» ваших цифр с моей таблицей и, используя его, продолжить свою таблицу, используя цифры из моей таблицы. Думаю, что зависимость «согласованности“ в этой ситуации будет линейной. Для первого времени, наверное хватит, а потом подкорректируете свою таблицу со временем.
На этот прибор я потратил около 3 дней, один из которых покупал некоторую мелочевку, корпус и еще один на настройку и отладку. Остальное работа.
Безусловно, в приборе возможны варианты исполнения: например применение более дешевого стрелочного милливольтметра (необходимо подумать об ограничении хода стрелки вправо при закрытом транзисторе), использовании вместо лампочки еще одного стабилизатора на , применении АКБ, установить дополнительно переключатель для проверки транзисторов с p-каналом и т.д. Но принцип при этом в приборе не изменится.
Еще раз повторюсь, прибор не измеряет величин (цифр) указанных в ДАТАШИТАХ , он делает почти то же самое, но в относительных единицах, сравнивая один образец с другим. Прибор не измеряет характеристик в динамическом режиме, это только статика, как обычным тестером. Но и тестером не все транзисторы поддаются проверке, да и не все параметры можно увидеть. На таких я обычно ставлю маркером знак вопроса "?"
Можно соорудить и проверку в динамике, поставить маленький ШИМ на К176 серии, или что-то подобное.
Но прибор вообще простой и бюджетный, а главное, он привязывает всех испытуемых к одним рамкам.
Сергей (s237)
Украина, Киев
Меня зовут Сергей, проживаю в Киеве, возраст 46 лет. Имею свой автомобиль, свой паяльник, и даже, свое рабочее место на кухне, где ваяю что либо интересное.
Люблю качественную музыку на качественном оборудовании. У меня есть древненький Техникс, на нем все и звучит. Женат, есть взрослые дети.
Бывший военный. Работаю мастером по ремонту и регулировке сварочного, в том числе инверторного, оборудования, стабилизаторов напряжения и многого другого, где присутствует электроника.
Достижений особых не имею, кроме того, что стараюсь быть методичным, последовательным и, по возможности, доводить начатое до конца. Пришел к Вам нетолько взять, но и по возможности - дать, обсудить, поговорить. Вот кратко и все.
Читательское голосование
