Site Loader
Posted on 11.11.1992

Содержание

Как проверить транзистор мультиметром: видео с инструкцией

Содержание

  • Классика вопроса: как проверить биполярный транзистор мультиметром
  • С чего начать?
  • Схема проверки полевого транзистора n-канального типа мультиметром
  • Тестирование элемента
  • Проверяем транзистор на плате
  • Определение полярности альтернативными методами
  • Необходимый минимум сведений
  • Общие сведения
  • Проверка транзисторов мультиметром: нештатный режим
  • Из-за чего тиристор не имеет открытое состояние

Классика вопроса: как проверить биполярный транзистор мультиметром

Этот популярный проводник выполняет две задачи:

  • Режим усиления сигнала. Получая команду на управляющие выводы, прибор дублирует форму сигнала на рабочих контактах, только с большей амплитудой;
  • режим ключа. Подобно водопроводному крану, полупроводник открывает или закрывает путь электрическому току по команде управляющего сигнала.

Полупроводниковые кристаллы соединены в корпусе, образуя p-n переходы. Такая же технология применяется в диодах. По сути – биполярный транзистор состоит из двух диодов, соединенных в одной точке одноименными выводами. Чтобы понять, как проверить транзистор мультиметром, рассмотрим отличие pnp и npn структуры.

Так называемый «прямой» (см. фото) С обратным переходом, как изображено на фото Разумеется, если вы спаяете диоды так, как показано на условной схеме – транзистор не получится. Но с точки зрения проверки исправности – можно представить, что у вас обычные диоды в одном корпусе.

То есть, положив перед собой схему полупроводниковых переходов, вы легко определите не только исправность детали в целом, но и локализуете конкретный неисправный p-n переход. Это поможет понять причину поломки, ведь полупроводник работает не автономно, а в составе электросхемы.

Как проверить биполярный транзистор мультиметром — видео.

Возникает резонный вопрос: Как определить маркировку выводов транзистора, не имея каталога? Такая практика пригодится не только для проверки радиодеталей.

При сборке монтажной платы, незнание конструкции транзистора приведет к его перегоранию.

С помощью мультиметра можно определить назначение выводов.

Важно! Это правило работает лишь в случае с исправным транзистором. Впрочем, если деталь неисправна, вам незачем определять названия контактов.. Мультиметр выставляем в режим измерения сопротивления, предел шкалы – 2000 Ом

Выводы прибора – красный плюс, черный минус. Транзистор располагаем любым удобным способом, выводу условно определяем как «левый», «средний», «правый»

Мультиметр выставляем в режим измерения сопротивления, предел шкалы – 2000 Ом. Выводы прибора – красный плюс, черный минус. Транзистор располагаем любым удобным способом, выводу условно определяем как «левый», «средний», «правый».

Определение базы

Красный щуп на левый контакт, замеряем сопротивление на среднем и правом выводах. В нашем случае это значение «бесконечность» (на индикаторе «1»), и 816 Ом (типичное сопротивление исправного p-n перехода при прямом подключении). Фиксируем результат измерений.Красный щуп на середину, производим замер левого и правого контактов

С «бесконечностью» все понятно, обращаем внимание на то, что вторая пара показала результат, отличный от первого измерения. Это нормально, эмиттерный и коллекторный переходы имеют разное сопротивление

Об этом позже.Красный щуп на правый контакт, производим замеры оставшихся комбинаций. В обоих случаях получаем единичку, то есть «бесконечное» сопротивление. При таком раскладе, база находится на правом выводе. Этих данных недостаточно для пользования деталью. У производителей нет единого стандарта по расположению эмиттера и коллектора, поэтому определяем выводы самостоятельно.

Определение остальных выводов

Черный щуп на «базу», меряем сопротивление переходов. Одна ножка показала 807 Ом (это коллекторный переход), вторая – 816 Ом (эмиттерный переход).

Важно! Эти значения сопротивления не являются константой, в зависимости от производителя и мощности транзистора величина может незначительно отклоняться. Главное правило – сопротивление коллектора относительно базы меньше, чем сопротивление эмиттера.. Точно таким же способом производится проверка исправности биполярного транзистора

В ходе определения контактов, мы заодно проверили исправность детали. Если вам известно расположение выводов – проверяете переходы «база-эмиттер» и «база коллектор», меняя полярность щупов

Точно таким же способом производится проверка исправности биполярного транзистора. В ходе определения контактов, мы заодно проверили исправность детали. Если вам известно расположение выводов – проверяете переходы «база-эмиттер» и «база коллектор», меняя полярность щупов.

При прямом подключении – вы увидите значения, аналогичные предыдущим замерам. При обратном – сопротивление должно быть бесконечным. Если это не так – переходы относительно базы неисправны. Последняя проверка – переход «эмиттер-коллектор». В обоих направлениях исправная деталь покажет бесконечное сопротивление. Если в ходе тестирования вы получили именно такие результаты – ваш биполярный транзистор исправен.

С чего начать?

Прежде, чем проверить мультиметром любой элемент на исправность, будь то транзистор, тиристор, конденсатор или резистор, необходимо определить его тип и характеристики. Сделать это можно по маркировке. Узнав ее, не составит труда найти техническое описание (даташит) на тематических сайтах. С его помощью мы узнаем тип, цоколевку, основные характеристики и другую полезную информацию, включая аналоги для замены.

Например, в телевизоре перестала работать развертка. Подозрение вызывает строчный транзистор с маркировкой D2499 (кстати, довольно распространенный случай). Найдя в интернете спецификацию (ее фрагмент показан на рисунке 2), мы получаем всю необходимую для тестирования информацию.


Рисунок 2. Фрагмент спецификации на 2SD2499

Большая вероятность, что найденный даташит будет на английском, ничего страшного, технический текст легко воспринимается даже без знания языка.

Определив тип и цоколевку, выпаиваем деталь и приступаем к проверке. Ниже приведены инструкции, с помощью которых мы будем тестировать наиболее распространенные полупроводниковые элементы.

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, как проверить транзистор мультиметром, гласят начать процедуру с определения работоспособности самого измерительного прибора. Убедившись, что тот работает безошибочно, переходят к дальнейшим измерениям. Работоспособность катушки зажигания определяют проверкой сопротивлений на первичной и вторичной обмотках с помощью мультиметра.

Порядок проверки исправности n-канального транзистора мультиметром следующий:

  1. Снять статическое электричество с транзистора.
  2. Перевести мультиметр в режим проверки диодов.
  3. Подключить черный провод мультиметра к минусу измерительного прибора, а красный – к плюсу.
  4. Подключить красный провод к истоку, а черный – к стоку транзистора. Если транзистор исправен, то мультиметр покажет напряжение на переходе 0,5 — 0,7 В.

Подключить красный провод мультиметра к стоку, а черный – к истоку транзистора. При исправном приборе мультиметр покажет единицу, что означает бесконечность.

Подключить черный провод к истоку, а красный – к затвору. Таким образом, осуществляется открытие транзистора.
Черный провод оставляется на истоке, а красный подсоединяется к стоку. При исправном приборе мультиметр покажет напряжение от 0 до 800 мВ.
При смене полярности щупов мультиметра величина показаний не должна измениться.
Подключить красный провод к истоку, а черный – к затвору. Произойдет закрытие транзистора.
При этом транзистор возвратиться в состояние, соответствующее п.п.4 и 5.

По проделанным измерениям можно сделать вывод, что если полевой транзистор открывается и закрывается с помощью постоянного напряжения с мультиметра, то он исправен.

Полевой транзистор имеет большую входную емкость, которая разряжается довольно долго.Это используется при проверке транзистора, когда вначале его открывают напряжением мультиметра (п.6), а затем в течение некоторого времени, пока не разрядилась входная емкость, проводят дополнительные измерения (п.п. 7,8).

Тестирование элемента

Существует несколько способов проверки симистора на работоспособность. Для самого простого понадобится только лишь мультиметр, а для более сложных измерений — автономный источник питания или тестовая схема.

С помощью тестера проверка происходит с использованием знаний, основанных на принципе работы симистора. Диагностика мультиметром не сможет определить все характеристики элемента, но вполне достаточной будет для первичного тестирования работоспособности.

Простую проверку можно осуществить, используя лампочку и элемент питания. Для этого одна клемма батарейки подключается на управляющие и рабочие выводы симистора, а вторая — на цоколь лампочки. Вывод элемента соединяется с центральным контактом осветителя. В этом случае переход должен быть открыт, тогда лампочка загорится.

Проверка тестером

Для проведения тестов подойдёт прибор любого типа действия, но при этом необходимо, чтобы значения выдаваемого им тока хватило для переключения элемента. Поэтому более предпочтительным будет использование аналогового прибора. Например, чтобы проверить тестером BTB12-800CW, понадобится обеспечить ток порядка 30 мА, а для BTB16-700BW этот показатель должен быть равен 15 мА.

Также понадобится обратить внимание на состояние батарейки, стоящей в тестере. В цифровом устройстве на экране не должен высвечиваться значок замены батарейки, а в аналоговом при закорачивании щупов друг на друга стрелка должна указывать на ноль

Суть измерения сводится к проверкам переходов прибора. Для этого тестер переключается в режим прозвонки сопротивлений на самый маленький диапазон. Выполнять проверку лучше всего в следующей последовательности:

  1. Измерительные щупы подключаются к силовым выводам симистора T1 и T2. Если радиоэлемент исправен, то мультиметр должен показать бесконечно большое сопротивление.
  2. Меняется полярность приложенного сигнала на рабочих выводах. Для этого измерительные щупы переставляются. Сопротивление также должно быть большим.
  3. Кратковременно соединяется рабочий вывод T1 или T2 и управляющий электрод G.
  4. Снова измеряется сопротивление перехода между T1 и T2. В одну сторону оно должно измениться. Так, для BTB12-800CW оно составит около 50 Ом.
  5. Изменяется полярность. При этом импеданс перехода должен быть большим, что соответствует отсутствию обратного пробоя.

Использование схемы

Существует множество различных схем, использующихся радиолюбителями для тестирования работоспособности триака. Но лучше применять универсальную схему, способную проверить любой элемент тиристорного семейства, например, BTB16-700BW. Она не нуждается в настройке и работает сразу после сборки. Для того чтобы её собрать, понадобятся следующие элементы:

  1. Резисторы R1—R4 470 Ом, R4—R5 1 кОм.
  2. Конденсаторы С1 и С2 — 100 мкФ х 6,5 В.
  3. Диоды VD1, VD2, VD5 и VD6 — 2N4148; VD2 и VD3 — АЛ307.

В качестве источника питания можно использовать батарейку типа КРОНА.

Суть измерений сводится к следующим действиям: переключатель S3 переставляется в верхнее положение, в результате на устройство подаётся питание. После этого кратковременным нажатием на кнопку S2 подаётся ток на управляющий вывод элемента.

Если BTB16-700BW рабочий, то его переход должен открыться, о чём просигнализирует светодиод VD3. Затем переключатель устанавливается в среднее положение, светодиод должен погаснуть. На следующем этапе S3 переключается в нижнее положение, и нажимается кнопка S2. Результатом этих действий будет загорание светодиода VD4. Такое поведение симистора позволит со стопроцентной уверенностью заявить о его работоспособности.

Проверить симистор не так уж и сложно, особенно если использовать тестер, хотя лучше собрать специальную схему. Но при этом стоит отметить, что из-за высокой чувствительности триаков к току переключения в качестве мультиметров лучше применять стрелочные приборы.

Проверяем транзистор на плате

Теперь мы переходим к тому, как проверить транзистор на плате? Следует отметить, что это один из самых популярных вопросов по данной тематике.

На просторах интернета существует множество ответов на этот вопрос, но не все являются правильными с точки зрения физики и инженерии. Тестирование транзистора на плате происходит следующим образом:

Его сначала нужно подключить к плюсовой базе с помощью мощного источника. Если сделать всё правильно, то у вас должна загореться лампочка.

Чтобы провести аналогичное тестирование нужно аккуратно подать минус, в результате чего лампочка должна перестать светиться.

Проведение таких несложных манипуляций с прибором должно удостоверить вас о работоспособности детали. Если вы не получите таких результатов, то это свидетельствует о поломке транзистора.

Определение полярности альтернативными методами

Если случилось так, что мультиметра под рукой нет, а полярность необходимо найти, можно использовать альтернативные и «народные» средства.

К примеру, заряды проводки динамиков проверяются при помощи батарейки на 3 вольта. Для этого необходимо на короткий промежуток времени прикоснуться проводами, присоединенными к батарейке, к выводам динамика.

Если диффузор в динамике начинает двигаться наружу, это будет значить, что положительная клемма динамика присоединена к плюсу батарейки, а отрицательная к минусу. Если же диффузор движется внутрь – полярность перепутана: положительная клемма замкнута на минусе, а отрицательная на плюсе.

Если необходимо подключить блок питания постоянного напряжения или аккумулятор, но на них нет маркировки полярности, а под рукой нет мультиметра, плюс и минус можно определить «народными» методами при помощи подручных материалов.

Самый простой способ определения полярности, которым можно воспользоваться дома – это использовать картофель. Для этого необходимо взять один клубень сырого картофеля и разрезать пополам. После этого два провода (желательно разного цвета или с любым другим отличительным знаком) оголенными концами втыкаются в срез картофеля на расстоянии 1-2 сантиметра друг от друга.

Другие концы проводов подключаются к проверяемому источнику постоянно тока, и прибор включается в сеть (если это аккумулятор, то после подсоединения проводов больше ничего делать не нужно) на 15-20 минут. По истечении этого времени на срезе картофеля, вокруг одного из проводов образуется светло-зеленое пятно, которое будет признаком плюсового заряда провода.

Второй способ также не требует, каких либо, особых устройств или инструментов. Для определения полярности проводов источника постоянного тока понадобится емкость с теплой водой, в которую опускаются два подключенных к источнику питания провода.

После включения прибора в сеть вокруг одного из проводов начнут появляться пузыри газа (водород) – это процесс электролиза воды. Эти пузырьки образуются вокруг источника отрицательного заряда.

Следующий способ подойдет в том случае, если есть не используемый, рабочий компьютерный кулер. Способ определения полярности данным методом заключается в том, что кулер необходимо запитать от проверяемого источника бесперебойного питания. Но зачастую в кулерах присутствует три провода:

  • черный, отвечает за отрицательный заряд;
  • красный, отвечает за положительный заряд;
  • желтый, является датчиком оборотов.

В данном случае желтый провод игнорируется и никуда не подключается. Если после подключения кулера к источнику постоянного напряжения, кулер начал работать, то полярность определена правильно, плюс подключен к красному проводу, а минус – к черному. А если кулер не срабатывает – это будет означать что полярность неправильная.

Для этого необходимо дотронутся индикатором до одного из выводов аккумулятора, прижать палец к обратной стороне индикатора (к контакту на рукоятке), а ко второму выводу аккумулятора дотронуться рукой.

Если индикатор начал светиться, то заряд проверенного вывода, с которым он контактирует, имеет положительное значение, а если индикатор не засветился – вывод отрицательный. Но у этого способа определения полярности есть один недостаток.

Если аккумулятор разрядился или поврежден (пробит), индикатор будет загораться при контакте с обеими клеммами, из-за чего определить значения полюсов аккумуляторной батареи будет невозможно.

Необходимый минимум сведений

Чтобы понять исправен биполярный транзистор или нет, нам необходимо знать хотя бы в самых общих чертах, как он устроен и работает. Это активный электронный компонент, который является полупроводниковым прибором. Есть два основных вида — NPN и PNP. Каждый из них имеет три электрода: база, эмиттер и коллектор.

Виды транзисторов и принцип работы

Коротко сформулировать принцип работы транзисторов можно таким образом, это управляемый электронный ключ. Он пропускает ток по направлению от коллектора к эмиттеру в случае NPN типа и от эмиттера к коллектору у PNP, при наличии напряжения на базе. Причём изменяя потенциал на базе, меняем степень «открытости» перехода, регулируя величину пропускаемого тока. То есть, если на базу подавать больший ток, имеем больший ток коллектор-эмиттер, уменьшим потенциал на базе, снизим ток, протекающий через транзистор.

Ещё важно знать, это то, что в обратном направлении ток течь не может. И неважно, есть потенциал на базе или нет

Он всегда течёт в направлении, на схеме указанном стрелкой. Собственно, это вся информация, которая нам нужна, чтобы знать как работает транзистор.

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.

  • Биполярные элементы являются полупроводниковыми приборами с тремя выводами и двумя переходами типа p-n. Принцип действия таких приборов основывается на использовании положительных и отрицательных зарядов. Управление же ведется специально выделенным управляющим током. Широко применяются в различных технических схемах.
  • У полевого варианта имеются затвор, сток и исток, через которые осуществляется управление. В случае каких-либо неисправностей процедуру осуществляют различными способами, включая мультиметр. Рассмотрев указанное устройство и их основные особенности, перейдем к вопросу, как прозвонить транзистор мультиметром.

Проверка транзисторов мультиметром: нештатный режим

Допустим, вызывает сомнение исправность транзистора полевого типа. Известный русский вопрос в электронике присутствует. Начинают думать… м-да.

  • Полевой транзистор отпирается или запирается определенным знаком напряжения. Обсуждали выше. Если помните, говорили, при прозвонке на щупах тестера небольшое постоянное напряжение. Будем использовать в наших тестах. Пока транзистор на плате, сложно сделать измерения, стоит изъять из привычного окружения, как можно применить нестандартные методики. Оказывается, если приложить на электрод отпирающее напряжение, за счет некоторой собственной емкости транзистора область зарядится, сохраняя приобретенные свойства. Допускается прозвонить электроды между истоком и стоком. Сопротивление порядка 0,5 кОм покажет: полевой транзистор работоспособен. Стоит закоротить базу с другими отводами, проводимость исчезнет. Полевой транзистор закрылся и годен.
  • Биполярные транзисторы, полевые с управляющим p-n переходом проверяют гораздо проще. В первом случае применяется схема замещения элемента двумя диодами, включенными навстречу (или наоборот спинками). Подадим отпирающее напряжение (p – плюс, n – минус), получив на измерителе сопротивления номинал 500 – 700 Ом. Можно также звонить, пользуясь слухом. Недаром на шкале часто нарисован диод. Прозвонка используется для проверки работоспособности. Напряжения хватает открыть p-n-переход.

Подготовка к проверке транзистора

Временами схватишь руками составной транзистор. Внутри корпуса находиться несколько ключей. Используется для экономии места при одновременном увеличении коэффициента усиления (причем в десятки, тысячи раз, если речь шла о каскадной схеме). Устроен так транзистор Дарлингтона. В корпус зашит защитный стабилитрон, предохраняющий переход эмиттер-база от перегрузки по напряжению. Тестирование идет одним путем:

  • Нужно найти подробные технические характеристика транзистора (составного элемента). При нынешнем масштабе компьютеризации не составит проблемы. Даже если изделие импортное. Обозначения на схемах понятные, термины не сложные. Параметр hFE расписали.
  • Затем ведется изучение, выполняется анализ. Разбиение схемы на более простые составляющие. Если между переходами коллектора и эмиттера включен стабилитрон, логично начать проверку с него. В начальный момент транзистор заперт, ток мультиметра пойдет, минуя защитный каскад. В одном направлении стабилитрон даст сопротивление 500-700 Ом, в другом (если не пробьется) будет обрыв. Аналогично разобьем на части транзистор Дарлингтона, если имеете представление (обсуждали выше).

Режим прозвонки покажет цифры. Говорят, падение напряжения, по некоторым сведениям, номинал сопротивления. Потрудимся привести опыты, решая вопрос. Вызвонить известный по значению сопротивления, заведомо исправный резистор. Если на экране появится номинал в омах, думать нечего. В противном случае можно оценить заодно ток (разделив потенциал дисплея на номинал). Знать тоже нужно, пригодится в процессе тестирования. До начала работ рекомендуется хорошенько изучить мультиметр. Достаньте инструкцию из мусорной корзины, прочитайте.

Народ интересуется вопросом, можно ли проверить транзистор мультиметром, не выпаивая. Очевидно, многое определено схемой. Тестер просто прикладывает напряжения, оценивает возникающие токи. На основе показаний вычисляется коэффициент усиления, служа критерием годности/негодности. Попробуйте проверить полевой транзистор мультиметром из входящих в состав процессора! Отбрось надежду всяк сюда входящий. Не всегда можно прозвонить полевой транзистор мультиметром.

Из-за чего тиристор не имеет открытое состояние

Особенность состоит в том, что мультиметры не вырабатывают величины тока, достаточного для функционирования тиристоров по «токам удержаний». Данные элементы проверены быть не смогут. Но на остальных пунктах проверки можно определить исправен ли полупроводниковый прибор. При изменении мест полярности — проверку осуществить невозможно. Благодаря этому можно убедиться в том, что на приборе отсутствует обратный пробой.

Используя мультиметр, можно также выполнить проверку чувствительности прибора. Для этого нужно сделать перевод переключателя на тестере в режим омметра. Съем измерений осуществляется по заранее описанным методикам. Главное, каждый раз менять показатели чувствительности на приборе. Начинать следует с пределов измерений вольтметра «х1».

Чувствительный тиристор, если отключить управляющий ток, продолжает сохранять открытые состояния, что будет фиксироваться тестером. Далее увеличивается предел измерений до значения «х10». После изменения величина тока на щупе прибора уменьшится.

В случае, если управляющий ток был отключен, но переход не был закрыт, то проводим увеличение предела измерений до того момента, пока тиристор сработает по удерживающему току.

Примечательно, что при меньшем токе удержания, чувствительность тиристора больше. Проверяя детали, которые идут в одной партии (или имеют одинаковые характеристики), стоит отдавать предпочтение более чувствительным элементам. Такие тиристоры обладают более гибкими возможностями управления, что влияет на расширение их области применения. При освоении принципа проверки тиристоров, можно также понять, как проверить симистор мультиметром.

В процессе прозвонки следует учитывать, что полупроводниковые ключи обладают симметричной двусторонней проводимостью.

Tags: lk, биполярный, бра, вид, дом, е, емкость, защитный, знак, как, коллекторный, компьютер, конденсатор, кт, лампочка, лс, монтаж, мультиметр, напряжение, номинал, полярность, потенциал, правило, принцип, проверка, провод, пуск, р, работа, ревес, резистор, ряд, свет, светодиод, сеть, сопротивление, стабилитрон, схема, тен, тип, ток, транзистор, ук, фото, щит, электричество, электронный

Как проверить мультиметром транзистор: испытание различных типов устройств

Почему не работает транзистор

Наиболее вероятные причины, по мнению специалистов, выхода из строя триода в схеме следующие:

  • когда пропадает (обрывается) один из переходов;
  • пробой перехода;
  • пробой на одном из участков эмиттера или коллектора;
  • потеря мощности полупроводниковым прибором в работе;
  • визуальные повреждения выводов транзистора.

Признаки, по которым можно определить визуально поломку триода в схеме: потемнение или изменение первоначального цвета полупроводникового прибора, изменение его формы «выпуклость», наличие черного пятна.

Как проверить транзисторКак проверить транзистор? (Или как прозвонить транзистор) Такой вопрос, к сожалению, рано или поздно возникает у всех. Транзистор может быть повреждён перегревом при пайке либо неправильной эксплуатацией. Если есть подозрение на неисправность, есть два лёгких способа проверить транзистор.

Исправность любого транзистора, независимо от типа устройства, можно проверить с помощью простого мультиметра. Для этого следует четко знать тип элемента и определить маркировку его выводов.

Проверка транзистора мультиметром (тестером) (прозвонка транзистора) производится следующим образом. Для лучшего понимания процесса на рисунке изображён “диодный аналог” npn-транзистора. Т.е. транзистор как бы состоит из двух диодов. Тестер устанавливается на прозвонку диодов и прозванивается каждая пара контактов в обоих направлениях. Всего шесть вариантов.

  • База – Эмиттер (BE): соединение должно вести себя как диод и проводить ток только в одном направлении.
  • База – Коллектор (BC): соединение должно вести себя как диод и проводить ток только в одном направлении.
  • Эмиттер – Коллектор (EC): соединение не должно проводить ток ни в каком направлении.

При прозвонке pnp-транзистора “диодный аналог” будет выглядеть также, но с перевёрнутыми диодами. Соответственно направление прохождения тока будет обратное, но также, только в одном направлении, а в случае “Эмиттер – Коллектор” – ни в каком направлении.


Классификация транзисторов.

Как проверить транзистор мультиметром, не выпаивая их схемы?

Этот вопрос довольно актуальный, особенно в тех случаях, если необходимо тестировать целостность smd элементов. К сожалению, только биполярные транзисторы можно проверить мультиметром не выпаивая из платы. Но даже в этом случае нельзя быть уверенным в результате, поскольку не редки случаи, когда p-n переход элемента зашунтирован низкоомным сопротивлением.

Принцип работы IGBT транзисторов основан на применении n-канального МОП-транзистора малой мощности для управления мощным биполярным транзистором. Таким образом, удалось совместить достоинства биполярного и полевого транзистора. Малая управляющая мощность, высокое входное сопротивление, большой уровень пробивных напряжений, малое сопротивление в открытом состоянии – позволяют применять IGBT в цепях с высокими напряжениями и большими токами.

Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT или БТИЗ) целесообразно использовать в сильноточных, высоковольтных ключевых схемах. Сварочные аппараты, источники бесперебойного питания, приводы электрических двигателей, мощные преобразователи напряжения – вот сфера применения таких элементов.

Читать также: Настройка пульверизатора для покраски

Названия выводов IGBT: затвор, эмиттер, коллектор.

Биполярные транзисторы с изолированным затвором способны коммутировать токи в тысячи ампер, напряжение эмиттер-коллектор может достигать несколько киловольт. Но частота работы этих транзисторов значительно ниже, чем частота полевых транзисторов.

Как проверить IGBT транзистор мультиметром

Проверяется IGBT FGh50N60SFD. IGBT часто пробиваются накоротко, такие неисправные транзисторы легко выявить с помощью мультиметра. Перед проверкой IGBT транзистора мультиметром, необходимо обратиться к справочным данным и выяснить назначение его выводов.

Затем произвести следующие действия:

1. Переключить мультиметр в режим «прозвонка». Произвести измерение между затвором и эмиттером для выявления возможного замыкания.

2. Произвести измерение между затвором и коллектором для выявления возможного замыкания.

3. На секунду замкнуть пинцетом или перемычкой эмиттер и затвор. После этого транзистор будет гарантированно закрыт.

4. Соединить щуп мультиметра «V/Ω» с эмиттером, щуп «СОМ» с коллектором. Мультиметр должен показать падение напряжения на внутреннем диоде.

5. Соединить щуп мультиметра «V/Ω» с коллектором, щуп «СОМ» с эмиттером. Мультиметр должен показать отсутствие замыкания и утечки.

Для более надежной проверки IGBT транзистора можно собрать следующую схему:

При замыкании контактов кнопки лампочка должна загораться, при размыкании – тухнуть.

В этом видео показано как проверить IGBT мультиметром:

Это сравнительно новый тип транзисторов, управление которых осуществляется не электрическим током, как в биполярных транзисторах, а электрическим напряжением (полем), о чём и говорит английская аббревиатура MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor или в переводе металл-окисел-полупроводник полевой транзистор), в русской транскрипции этот тип обозначается как МОП (металл-окисел-полупроводник) или МДП (металл-диэлектрик-полупроводник).

Отличительной конструктивной особенностью полевых транзисторов является изолированный затвор (вывод, аналогичный базе у биполярных транзисторов), также у MOSFET имеются выводы сток и исток, аналоги коллектора и эмиттера у биполярных.

Существует и ещё более современный тип IGBT, в русской транскрипции БТИЗ (биполярный транзистор с изолированным затвором), гибридный тип, где МОП (МДП) транзистор с переходом n-типа управляет базой биполярного, и это позволяет использовать преимущества обоих типов: быстродействие, почти как у полевых, и большой электрический ток через биполярный при очень малом падении напряжения на нём при открытом затворе, при очень большом напряжении пробоя и большом входном сопротивлении.

Полевики находят широкое применение в современной жизни, а если говорить о чисто бытовом уровне, то это всевозможные блоки питания и регуляторы напряжения от компьютерного железа и всевозможных электронных гаджетов до других, более простых, бытовых приборов — стиральных, посудомоечных машин, миксеров, кофемолок, пылесосов, различных осветителей и другого вспомогательного оборудования. Само собой, что-то из всего этого разнообразия иногда выходит из строя и появляется необходимость выявления конкретной неисправности. Сама распространённость этого вида деталей ставит вопрос:

Определение целостности полевого радиоэлемента

Такой тип электронного прибора не получится проверить без выпайки из схемы. Способ проверки как для n-канального, так и для p-канального, а также IGBT вида, одинакова. Разница лишь в полярности, прикладываемой к выводам. Например, исправность F3NK80Z n-канального прибора выясняется по следующему алгоритму:

  1. Мультиметр переключается в режим прозвонки.
  2. Щуп общего провода прикасается к стоку прибора, а положительный — к истоку.
  3. Щуп переставляется с истока на затвор. Переход в транзисторе откроется.
  4. Возвращаем щуп на исток. Значение сопротивления должно быть маленьким, прибор, если у него есть звуковая прозвонка, запищит.
  5. Для закрытия прибора щуп общего провода соединяется с затвором, при этом положительный щуп с истока не снимается.
  6. Устанавливается положения щупов согласно первому пункту.

Для мощных полевых приборов может случиться так, что напряжения тестера не хватит для его открытия. Так как прозвонить такой полевой транзистор мультиметром не удастся, понадобиться применить дополнительное питание. В таком случае в разрыв через сопротивление 1–2 кОм подаётся постоянное напряжение равное 12 вольт.

Существуют такие радиоэлементы, например, КТ117а, имеющие две базы. Их относят к однопереходным приборам. В современных устройствах они не получил широкого применения, но порой встречаются. У них нет коллектора.

Такие транзисторы тестером проверяются только на отсутствие короткого замыкания между выводами. Убедиться в его работе можно воспользовавшись схемой генератора.

Проверка биполярного прибора тестером

Проверку прибора можно осуществить двумя способами. Для этого в тестере используется режим прозвонки или специально предназначенный режим проверки биполярных транзисторов.

На начальном этапе выясняется тип проводимости элемента. Для этого можно воспользоваться справочником или вычислить путём прозвонки. База вычисляется методом перебора. Щуп с общего вывода тестера подключается к одному из выводов транзистора, а щуп со второго вывода по очереди прикасается к двум оставшимся ножкам радиоэлемента. При этом смотрится какую величину сопротивления показывает тестер.

Необходимо найти такое положение, чтоб величина значения сопротивления между выводами составляла бесконечность. На цифровом тестере в режиме прозвонки будет гореть единица. Если такое положение не найдено, следует зафиксировать щуп второго вывода, а щупом с общего выхода осуществлять перебор.

Когда требуемая комбинация будет достигнута, то вывод, по отношению которого измеряется сопротивление, будет базой. Для вычисления выводов коллектора и эмиттера понадобится: в случае pnp транзистора на вывод базы — подать отрицательное напряжение, а для npn — положительное. Сопротивление перехода эмиттер — база будет немного больше, чем база-коллектор.

Например, исследуя биполярный низкочастотный транзистор NPN типа MJE13003, который имеет последовательность выводов база, коллектор, эмиттер, понадобится:

  1. Переключить мультиметр в режим прозвонки.
  2. Стать положительным щупом на базу прибора.
  3. Вторым концом прикоснуться к коллектору прибора, сопротивление должно быть около 800 Ом.
  4. Второй конец переставить на эмиттер прибора, сопротивление должно составить 820 Ом.
  5. Поменять полярность. На базу стать отрицательным щупом, а к коллектору и эмиттеру прикоснуться поочерёдно вторым концом. Сопротивление должно быть бесконечным.

Если во время проверки все пункты выполняются верно, то транзистор исправен. В ином случае, при возникновении короткого замыкания между любыми переходами, или обрыва в обратном включении, делается вывод о неисправности транзистора. Проверка прибора обратной проводимости проводится аналогичным образом, лишь меняется полярность приложенных щупов. Таким способом можно проверить транзистор мультиметром, не выпаивая его, так и сняв с платы.

Второй способ измерения при использовании современного мультиметра, позволит не только проверить исправность полупроводникового прибора, но и определить коэффициент усиления h31. В зависимости от типа и вида, ножки транзистора совмещаются с соответствующими надписями на гнезде, обозначенном также hFE. При включении прибора на экране появится цифра, обозначающая коэффициент усиления транзистора. Если цифра определяется равной нулю, то такой транзистор работать не будет, или же неправильно определена его проводимость.

Где взять питание тестировщику

Положение электродов мультиметра

Адаптер телефона дает ток 100 – 500 мА. Часто бывает мало (если понадобится проверить тиристор КУ202Н мультиметром, отпирающий ток 100 мА). Где взять больше? Посмотрим шину USB: третья версия выдаст 5 А. Чрезвычайно большой ток для микроэлектроники, бросьте сомневаться в мощностных характеристиках интерфейса. Распиновку посмотрим в сети. Приводим рисунок, указывающий раскладку типичных портов USB. Показаны два типа интерфейсов:

  1. Первый USB тип А характерен компьютерам. Максимально распространенный. Найдете на адаптерах (зарядных устройствах) портативных плееров, iPad. Можно использовать в качестве источников питания схемы тестирования тиристора.
  2. Второй тип В характерен больше как концевой. Подключаются периферийные устройства наподобие принтеров, прочей оргтехники. Найти в качестве исходного источника питания сложно, игнорируя факт недоступности, авторы проверили раскладку.

Если кабель USB разрезать – уверены, многие ринутся курочить старую технику, обрывать хвосты мышкам – внутри провод питания +5 вольт традиционно красный, оранжевый. Информация поможет правильно прозвонить схему, добыть нужное напряжение. Присутствует на выключенном системном блоке (к розетке подсоединено). Вот почему огонек мышки продолжает гореть. На время теста компьютер достаточно будет ввести в режим гибернации. Кстати, напрямую не имеется в Windows 10 (полазить по настройкам, найдете в управлении энергопотреблением).

Раскладка портов USB

Заручившись помощью схемы, проверим тиристор, не выпаивая. Рабочая точка задана относительно земли порта, поэтому внешние устройства будут играть малую роль. Традиционно заземление персонального компьютера завязано на корпус, куда выходит провод входного фильтра гармоник. Схемные +5 вольт, земля развязаны с шиной. Достаточно тестируемую схему отключить от питания. Для проверки тиристора понадобится напаять усики на каждый вывод. Чтобы подвести питание, управляющий сигнал.

Многие, елозят на стуле, не понимая одной вещи: тут рассказываем, как прозвонить тиристор мультиметром, причем здесь светодиод плюс все навороты? Место светодиода можно – даже лучше – включить щупы тестера, регистрировать ток. Удается использовать малое напряжение питания, всегда безопаснее одновременно. Что касается персонального компьютера, дает широкие возможности тестирования любых элементов, включая тиристоры. Блок питания системника дает набор напряжений:

  1. +5 В идет кулерам, многим другим системам. Фактически стандартное напряжение питания. Провода вольтажа красного цвета.
  2. Напряжение +12 вольт используется для питания многих потребителей. Провод желтого цвета (не путать с оранжевым).
  3. – 12 вольт оставлено обеспечить совместимость с RS. Старый добрый COM-порт, через который сегодня программируются адаптеры промышленных систем. Некоторые источники бесперебойного питания. Провод обычно синий.
  4. Оранжевый провод обычно несет напряжение +3,3 В.

Видите, разброс великий, главное – ток. Мощность блоков питания компьютеров колеблется в области 1 кВт. Откроет любой тиристор! Пора пришла заканчивать. Надеемся, теперь читатели знают, как проводится прозвонка тиристора мультиметром. Иногда придется повозиться. Упомянутый выше тиристор КУ202Н снабжен структурой pnpn, незапираемый. После пропадания управляющего напряжения ключ не закрывается. Нужно убрать питание, чтобы погас светодиод. Отпирающее напряжение положительное. Подходит схеме. Единственно, ток удержания составляет 300 мА. Случай, когда не любой телефонный зарядник годится провести опыт.

Инструкция проверки тестером

Тестеры различаются по видам моделей:

  1. Существуют приборы, в которых конструкцией предусмотрены устройства, позволяющие измерить коэффициент усиления микротранзисторов малой мощности.
  2. Обычные тестеры позволяют осуществить проверку в режиме омметра.
  3. Цифровой тестер измеряет транзистор в режиме проверки диодов.

В любом из случаев существует стандартная инструкция:

  1. Прежде, чем начать проверку, необходимо снять заряд с затвора. Это делается так – буквально на несколько секунд заряд необходимо замкнуть с истоком.
  2. В случае, когда проверяется маломощный полевой транзистор, то перед тем, как взять его в руки, обязательно нужно снять статический заряд со своих рук. Это можно сделать, взявшись рукой за что-нибудь металлическое, имеющее заземление.
  3. При проверке стандартным тестером, необходимо в первую очередь определить сопротивление между стоком и истоком. В обоих направлениях оно не должно иметь особого различия. Величина сопротивления при исправном транзисторе будет небольшой.
  4. Следующий шаг – измерение сопротивления перехода, сначала прямое, затем обратное. Для этого необходимо подключить щупы тестера к затвору и стоку, а затем к затвору и истоку. Если сопротивление в обоих направлениях имеет разную величину, триодное устройство исправно.

Проверка транзистор-тестером

Проверить на работоспособность полупроводниковых элементов можно с помощью универсального тестера радиокомпонентов. Часто его называют транзистор-тестером.

Это универсальный измерительный прибор с цифровым индикатором. С помощью транзистор-тестера можно проверить различные радиодетали. К ним относятся резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности. А также и полупроводниковые приборы, транзисторы, тиристоры, диоды, стабилитроны, супрессоры и т.п.

Для проверки работоспособности, зажмите детальку в ZIF-панельке (специальном разъёме с рычагом для зажимания элементов), после чего на дисплее высвечивается схемное обозначение элемента. Однако рассматриваемые в этой статье элементы проверяются как обычные диоды. Поэтому не стоит рассчитывать, что транзистор тестер определит, на какое напряжение стабилитрон. Для этого все равно нужно будет собрать схему типа той, что показана выше или такую как рассмотрим далее.

Рекомендуем посмотреть видео о том, что такое универсальный транзистор-тестер и как им проверять радиоэлектронные компоненты.

Тестер, также как и мультиметр, проверяет целостность р-n перехода и корректно определяет напряжением стабилизации стабилитронов до 4,5 вольт.

При ремонте аппаратуры, рекомендуется элемент стабилизации менять на новый. Не зависимо от наличия исправного p-n перехода. Т.к. высока вероятность, что у диода изменилось напряжение стабилизации или оно может произвольно меняться в процессе работы аппаратуры.

О транзисторе

Давайте вспомним о том, что вне зависимости от того, проверяем мы транзистор с прямой или обратной проводимостью, они имеют два p-n перехода. Любой из этих переходов можно сопоставить с диодом. Исходя из этого, можно с уверенностью заявить, что транзистор представляют собой пару диодов, соединённых параллельно, а место их соединения, является базой.

Таким образом получается, что у одного из диодов выводы будут представлять собой базу и коллектор, а у второго диода выводы будут представлять базу и эмиттер, или наоборот. В таблице ниже представлена цветовая и кодовая маркировки маломощных среднечастотных и высокочастотных транзисторов.

Таблица маркировки маломощных среднечастотных и высокочастотных транзисторов.

Исходя из выше написанного, наша задача сводится к проверке напряжения падения на полупроводниковом приборе, или проверки его сопротивления.

Если диоды работоспособны, значит и проверяемый элемент рабочий.Для начала рассмотрим транзистор с обратной проводимостью, то есть имеющим структуру проводимости N-P-N.

На электрических схемах, разных устройств, структуру транзистора определяют с помощью стрелки, которая указывает эмиттерный переход.

Так если стрелка указывает на базу, значит, мы имеем дело c с транзистором прямой проводимости, имеющим структуру p-n-p, а если наоборот, значит это транзистор с обратной проводимостью, имеющий структуру n-p-n.

Для этого существуют специальные пробники, и даже в самом мультиметре имеется гнездо для проверки транзисторов, но, на мой взгляд, все они не совсем практичны. Вот чтобы подобрать пару транзисторов с одинаковым коэффициентом усиления (h31э) пробники вещь даже очень нужная. А для определения исправности достаточно будет и обыкновенного мультика.

Для открытия транзистора с прямой проводимостью, нужно дать отрицательное напряжение на базу. Для этого берём мультиметр, включаем его, и после этого выбираем режим измерения прозвонки, обычно он обозначается символическим изображением диода. В этом режиме прибор показывает падение напряжения в мВ. Благодаря этому мы можем определить кремниевый или германиевый диод или транзистор. Если падение напряжения лежит в пределах 200-400 мВ, то перед нами германиевый полупроводник, а если 500-700 кремниевый.

Современный многофункциональный мультиметр.

Проверка работоспособности транзистора

Подключаем на базу полевого транзистора плюсовой щуп (красный цвет), другим щупом (черный- минус) подключаем к выводу коллектора и делаем измерение. Затем минусовым щупом подключаем к выводу эмиттера и измеряем. Если переходы транзистора не пробиты, то падение напряжения на  коллекторном и эмиттерном переходе должно быть на границе от 200 до 700 мВ.

Для этого берем, подключаем черный щуп к базе, а красный по очереди подключаем к эмиттеру и коллектору, производя измерения.

Теперь произведём обратное измерение коллекторного и эмиттерного перехода.

Во время измерения, на экране прибора высветится цифра «1», что в свою очередь означает, что при выбранном нами режиме измерения, падение напряжения отсутствует.

Точно также, можно проверить элемент, который находиться на электронной плате, от какого-либо устройства.

При этом во многих случаях можно обойтись и без выпаивания его из платы.

Бывают случаи, когда на впаянные элементы в схеме, оказывают большое влияние резисторы с малым сопротивлением.

Но такие схематические решения, встречаются очень редко. В таких случаях при измерении обратного коллекторного и эмиттерного перехода, значения на приборе будут низкие, и тогда нужно выпаивать элемент из печатной платы. Способ проверки работоспособности элемента с обратной проводимостью (P-N-P переход), точно такой же, только на базу элемента подключается минусовой щуп измерительного прибора.

Пошаговая инструкция проверки мультимером

Перед началом проверки, прежде всего определяется структура триодного устройства, которая обозначается стрелкой эмиттерного перехода. Когда направление стрелки указывает на базу, то это вариант PNP, направление в сторону, противоположную базе, обозначает NPN проводимость.

Проверка мультимером PNP транзистора состоит из таких последовательных операций:

  1. Проверяем обратное сопротивление, для этого присоединяем «плюсовой» щуп прибора к его базе.
  2. Тестируется эмиттерный переход, для этого «минусовой» щуп подключаем к эмиттеру.
  3. Для проверки коллектора перемещаем на него «минусовой» щуп.

Результаты этих измерений должны показать сопротивление в пределах значения «1».

Для проверки прямого сопротивления меняем щупы местами:

  1. «Минусовой» щуп прибора присоединяем к базе.
  2. «Плюсовой» щуп поочередно перемещаем от эмиттера к коллектору.
  3. На экране мультиметра показатели сопротивления должны составить от 500 до 1200 Ом.

Данные показания свидетельствуют о том, что переходы не нарушены, транзистор технически исправен.

Многие любители имеют сложности с определением базы, и соответственно коллектора или эмиттера. Некоторые советуют начинать определение базы независимо от типа структуры таким способом: попеременно подключая черный щуп мультиметра к первому электроду, а красный – поочередно ко второму и третьему.

База обнаружится тогда, когда на приборе начнет падать напряжение. Это означает, что найдена одна из пар транзистора – «база – эмиттер» или «база – коллектор». Далее необходимо определить расположение второй пары таким же образом. Общий электрод у этих пар и будет база.

Структура IGBT

Закрытое состояние прибора характеризуется напряжением, приложенным к области n-, она находится между коллектором и эмиттером. Проводящий канал появляется при воздействии на затвор положительно заряженного потенциала в p-области, он обозначается как пунктирная линия. Ток из балласта идет из области n- (с минусом) в область n+. При этом происходит открытие МОП-транзистора, что делает возможным открытие биполярного транзистора с p-n-p перехода транзистора.

Рис. №2. Структура транзистора IGBT.

Эквивалентом структуре транзистора IGBT можно считать схему подключения транзистора, где n-канальный полевой транзистор выполнит роль промежуточного звена (динамического сопротивления), уменьшаемого в открытом состоянии IGBT. Он пропускает через базовую область биполярного транзистора с p-n-p-переходом, при этом происходит уменьшение остаточного напряжения в области n-. Опасность для схемы может представлять так называемый «паразитный биполярный транзистор», он может перейти в открытое состояние, называемое эффектом защелкивания, что влечет потерю управляемости.

Рис. №3. Схема включения транзистора IGBT эквивалентная структуре транзистора.

Проверка биполярного транзистора мультиметром

Это наиболее распространенный компонент, например серии КТ315, КТ361 и т.д.

С тестированием данного типа проблем не возникнет, достаточно представить pn переход в как диод. Тогда структуры pnp и npn будут иметь вид двух встречно или обратно подключенных диодов со средней точкой (см. рис.3).


Рисунок 3. «Диодные аналоги» переходов pnp и npn

Присоединяем к мультиметру щупы, черный к «СОМ» (это будет минус), а красный к гнезду «VΩmA» (плюс). Включаем тестирующее устройство, переводим его в режим прозвонки или измерения сопротивления (достаточно установить предел 2кОм), и приступаем к тестированию. Начнем с pnp проводимости:

  1. Присоединяем черный щуп к выводу «Б», а красный (от гнезда «VΩmA») к ножке «Э». Смотрим на показания мультиметра, он должен отобразить величину сопротивления перехода. Нормальным считается диапазон от 0,6 кОм до 1,3 кОм.
  2. Таким же образом проводим измерения между выводами «Б» и «К». Показания должны быть в том же диапазоне.

Если при первом и/или втором измерении мультиметр отобразит минимальное сопротивление, значит в переходе(ах) пробой и деталь требует замены.

  1. Меняем полярность (красный и черный щуп) местами и повторяем измерения. Если электронный компонент исправный, отобразится сопротивление, стремящееся к минимальному значению. При показании «1» (измеряемая величина превышает возможности устройства), можно констатировать внутренний обрыв в цепи, следовательно, потребуется замена радиоэлемента.

Тестирование устройства обратной проводимости производится по такому же принципу, с небольшим изменением:

  1. Красный щуп подключаем к ножке «Б» и проверяем сопротивление черным щупом (прикасаясь к выводам «К» и «Э», поочередно), оно должно быть минимальным.
  2. Меняем полярность и повторяем измерения, мультиметр покажет сопротивление в диапазоне 0,6-1,3 кОм.

Отклонения от этих значений говорят о неисправности компонента.

Ремонт печатных плат | Журнал Nuts & Volts

» Перейти к разделу «Дополнительно»

Многие мелкие ремонтные работы можно выполнить с помощью методического подхода с использованием базовых инструментов, таких как цифровые мультиметры (цифровые мультиметры) и осциллографы для измерения напряжений и форм сигналов в важных контрольных точках в схема. Поиск и устранение неисправностей современных, сложных, многослойных печатных плат (печатных плат) часто является сложной задачей, и такие факторы, как доступная документация, играют роль в скорости ремонта. Автоматизированные системы могут оказаться экономически эффективными при больших ремонтных нагрузках. Любой, кто интересуется электроникой, обязательно столкнется с мертвой платой или двумя, будь то их собственная или кому-то, кто нуждается в помощи. Каков наилучший подход при столкновении с печатной платой, которая не делает то, что должна?

Ремонт печатных плат сегодня сложнее, чем даже несколько лет назад. Производственные ошибки и отказы компонентов в процессе эксплуатации стали обычным явлением. Старые печатные платы могут работать со сбоями из-за выхода из строя компонентов, особенно электролитических конденсаторов, но новые (при условии правильной компоновки) могут не работать из-за производственных ошибок, плохой или неправильной пайки деталей, паяных перемычек и т. д.

В то время как простая пайка и замена компонентов может подойти для менее сложных ремонтов, некоторые виды ремонта могут потребовать более квалифицированных подходов для поиска причин неисправности. Ремонт полных сборок печатных плат может показаться пугающим, но методичный подход помогает быстро найти и устранить проблемы.

Целесообразно получить от конечного пользователя отчет о неисправности платы. Это когда-нибудь работало правильно? Они просто запустили обновление программного обеспечения, и это убило его? Видите ли вы какие-либо очевидные признаки неисправности, такие как оборванные провода или дорожки?

Обычно разумно сначала воздержаться от включения поврежденной печатной платы. Если, например, подозревается простой перегоревший предохранитель, необходимо определить причину проблемы, а не просто заменить предохранитель (на более мощный!). Короткие замыкания или перегрузки обычно оставляют контрольные знаки.

Если на печатную плату нанесено конформное покрытие для защиты от влаги и пыли, этот слой необходимо удалить (по крайней мере, в нескольких критических контрольных точках) до начала диагностики неисправностей. Конформные покрытия, возможно, потребуется удалить растворителями, отслаиванием или пескоструйной обработкой, но разрабатывается новый метод, при котором покрытие можно проткнуть очень острыми испытательными иглами (см. , рис. 1 ).

РИСУНОК 1. Прокалывающие зонды проникают в конформное покрытие.

Перед началом ремонта соберите вместе все соответствующие электрические схемы, заведомо исправные платы и соответствующее испытательное оборудование, такое как цифровой мультиметр, ручные инструменты для пайки/отпайки, осциллограф, источники питания и т. д. ( Рисунок 2 ), желательно на скамья без статического электричества. Наиболее полезным «инструментом» для начала является пользовательский отчет о том, как произошел сбой или какая неисправность была обнаружена.

РИСУНОК 2. Типичные настольные приборы: LCR-метр, осциллограф, цифровой мультиметр и анализатор спектра.

Наиболее универсальным инструментом является мультиметр, но в зависимости от сложности печатной платы для исследования работы схемы могут также понадобиться LCR-метр, осциллограф, блок питания и логический анализатор. Для радиочастотных цепей могут потребоваться более сложные инструменты, такие как анализатор спектра, для проверки частот и уровней сигнала.

Ниже приведены некоторые стратегии оптимизации процесса доработки и ремонта печатных плат. Устранение неполадок также намного проще, если доступна заведомо исправная плата, чтобы можно было провести визуальное сравнение и сравнение сигналов. Отсутствие сравнительной доски или документации усложняет задачу.

Визуальный осмотр

Проверьте, не ослаблены ли разъемы или компоненты в гнездах, которые часто могут сместиться при транспортировке. Ищите сгоревшие или поврежденные детали или паяные перемычки, вызывающие короткое замыкание сигнальных линий или линий электропередач. Именно здесь действительно полезен мощный цифровой микроскоп (см. , рис. 3, ). Визуальный осмотр является важным первым шагом в устранении неполадок.

РИСУНОК 3. Короткое замыкание паяного моста, обнаруженное под микроскопом.

Осмотрите конденсаторы. Если утечки, трещины, выпуклости или другие признаки износа очевидны, замените конденсатор эквивалентным типом и номинальным напряжением. Конденсаторы имеют ограниченный срок службы и часто являются причиной неисправности.

Ищите оборванные выводы на компонентах. Некоторые устройства имеют крошечные выводы, которые могут легко сломаться на печатной плате. Ножки микросхемы могут погнуться во время сборки. Ищите трещины на печатной плате, ведущие к сломанным следам цепи или сломанным компонентам.

Компоненты или части, такие как трансформаторы, силовые выходные транзисторы, резисторы и конденсаторы, имеющие следы ожога, могут быть легко обнаружены путем наблюдения. Явные ожоги и коричневые пятна (и ужасный запах) могут выявить перегретые компоненты, но нужно выяснить, почему они перегрелись.

Плохая пайка или перемычка — еще один часто встречающийся элемент, обнаруживаемый при визуальном осмотре. Хорошие паяные соединения всегда выглядят гладкими, блестящими и равномерными. Тусклая поверхность может свидетельствовать о дефекте сустава. Есть ли паяные перемычки между дорожками? Перевернутые или неправильные компоненты?

Короткие замыкания могут быть очень сложными для устранения неполадок. Мгновенная проверка включения питания может указывать на наличие короткого замыкания, но часто место короткого замыкания неуловимо. Вы можете потратить много времени, пытаясь найти одиночный шорт, особенно промежуточный шорт. Кратковременное включение платы после распыления морозильным спреем — это способ бедняка найти короткие замыкания, которые нагревают область низкого сопротивления в линиях электропередач.

Более сложный метод заключается в наблюдении с помощью тепловизионной (ИК) камеры, чтобы показать место, которое нагревается больше, чем окружающие компоненты (см. Рисунок 4 ).

РИСУНОК 4. Горячие точки и короткие замыкания, показанные тепловизионной камерой.

Подайте на шину напряжение меньше требуемого напряжения 3,3 В или 5,0 В, а также ограничьте ток источника питания. Начните с низких вольт/ампер и медленно увеличивайте оба значения. Срок службы печатных плат может самопроизвольно ограничиваться из-за плохой конструкции чрезмерного нагрева компонентов, неадекватных радиаторов или радиаторов с высохшим компаундом радиатора.

Быстрый способ найти неисправность — сравнить тепловые изображения заведомо исправной платы с тестируемым устройством (ИУ). Значительные перепады температур могут выявить место неисправности. Используя этот подход, целые сложные платы могут быть проверены бесконтактным способом.

С помощью этого метода можно быстро обнаружить распространенные дефекты, такие как короткое замыкание на землю и неисправные компоненты. Изменяющееся или отличающееся цветовое представление изображения может указывать на перегрев в месте пайки, на дорожке цепи или на части платы, которая неисправна.

Тщательное тестирование каждого резистора, конденсатора, диода, транзистора, катушки индуктивности, МОП-транзистора, светодиода и дискретного активного компонента можно выполнить с помощью мультиметра или LCR-метра, но это неэффективный способ отладки.

Простые тесты

Если на плату можно подать питание, можно использовать цифровой мультиметр для проверки напряжения шины на микросхемах, выходах стабилизаторов напряжения и очевидных сигналов, таких как часы, правильная/ожидаемая логика и уровни ввода/вывода. Осциллограф можно использовать для проверки формы сигналов напряжения и связи платы с питанием. Для проверки наличия на печатной плате выхода сигнала Wi-Fi может пригодиться даже мобильный телефон.

Негерметичные конденсаторы можно определить с помощью настройки сопротивления цифрового мультиметра. Установите мультиметр для чтения в диапазоне высоких сопротивлений и прикоснитесь проводами счетчика к соответствующим выводам на конденсаторе; красный к плюсу и черный к минусу. Счетчик должен начинаться с нуля, а затем медленно двигаться к бесконечности. При больших значениях емкости линейное изменение будет очень медленным.

Примечание: Хороший конденсатор хранит электрический заряд и может оставаться под напряжением после отключения питания.

Перед измерением электролитов отключите питание и осторожно разрядите конденсатор, подключив резистор к проводам. При установке счетчика в омах некоторый постоянный ток будет передаваться от положительного к отрицательному проводу. Открытая крышка покажет открытую; закороченный покажет близкое к нулю сопротивление.

Проверка работы элементов интерфейса HMI, таких как сенсорные панели и переключатели, может выявить функциональные проблемы из-за проблем с подключением или компонентами.

Измерение сигнала с помощью цифрового мультиметра или осциллографа требует некоторого понимания схемы для интерпретации результата, но это становится намного проще, если у вас есть заведомо исправная плата для сравнения результатов точка-точка. Испытания постоянного напряжения начинаются с измерения относительно земли. При проверке микросхемы начните с проверки контакта подачи напряжения.

Большинство интегральных схем можно идентифицировать по их маркировке, и многие из них могут быть протестированы в соответствии с их опубликованными спецификациями с использованием осциллографов и логических анализаторов. Сравнение поведения IC с заведомо исправным — это быстрый способ определить аномальное поведение.

Любимая привычка инженера прикасаться к низковольтным частям цепи может изменить импеданс, что, в свою очередь, может изменить поведение системы (или же непреднамеренно обнаружить перегрев!). При использовании в сочетании с осциллографом этот метод может помочь определить места, где требуется дополнительная емкость, например, для устранения нежелательных колебаний.

Периодические сбои являются наиболее сложным и трудоемким аспектом процесса устранения неполадок. Распространенные нерегулярные неисправности могут быть вызваны перегревом или износом компонентов, плохой пайкой и ослаблением контактов. Длинная память в осциллографе может быть полезна для увеличения записи сигнала для поиска редких событий. Применение морозильного спрея в нужном месте иногда может усугубить и выявить непостоянные проблемы.

Как это делают большие мальчики?

Профессиональные ремонтные мастерские и ремонтные центры, которые постоянно ремонтируют платы, нуждаются в более эффективных решениях, чем осциллограф и цифровой мультиметр. В ситуациях, когда неисправные печатные платы поступают стабильным потоком, а также с повышенным вниманием к эффективности и снижению затрат, универсальные автоматизированные испытательные системы заменили отдельные испытательные приборы. Внутрисхемные тестеры на базе ПК выполняют как внутрисхемное логическое тестирование цифровых и многих аналоговых ИС, так и анализ V-I сигнатуры микросхем с использованием различных тестовых зажимов.

Системы автоматизированного испытательного оборудования (ATE), которые содержат библиотеки выводов цифровых микросхем, могут помочь техническому специалисту в поиске и устранении неисправностей, а также определить схему подключения цепей, если она неизвестна. ATE могут проверять цифровую функциональность ИС, а также проводить анализ сигнатур как активных, так и пассивных компонентов. Неизвестные чипы можно идентифицировать по их логическим выводам.

Приобретение автоматического испытательного оборудования означает, что частые ремонтные работы можно выполнять собственными силами с большей эффективностью, чем отправка элементов в стороннюю службу. Некоторые ATE могут быть очень дорогими, и для них может потребоваться крутая кривая обучения; это означает, что после покупки они лежат без дела в кладовой. ATE могут выполнять автоматизированные или компьютеризированные процедуры тестирования ИУ, включая функциональное тестирование интегральных схем, аналоговых и цифровых компонентов, полных плат и т. д.

Эти продукты различаются по сложности в зависимости от различных уровней возможностей тестирования, необходимых для различных потребностей платы. Процедуры автоматизированного тестирования на базе компьютера могут выполняться надежно и стабильно, при этом результаты тестирования регистрируются автоматически, с высокой точностью, при высокой скорости тестирования и с исключительной гибкостью.

Типичные ATE включают: внутрисхемные тестеры, выполняющие тесты на уровне устройств компонентов, установленных на печатных платах; функциональные тестеры, используемые для проверки полной функциональности плат и модулей через краевые разъемы; и тестеры периферийного сканирования для продуктов, совместимых с JTAG, таких как BGA, FPGA, CPLD, или даже готовых плат с разъемом JTAG.

Примером системы ремонта печатных плат ATE является ABI Electronics System 8: система тестирования плат, в которой используются модули размером с дисковод для компакт-дисков для создания специализированной станции тестирования печатных плат с управлением от ПК ( рис. 5 ).

РИСУНОК 5. Автоматизированное испытательное оборудование ABI System 8.

Построенный в корпусе для ПК или в 19-дюймовой стойке, System 8 представляет собой набор различных измерительных приборов, отвечающих большинству потребностей тестирования и поиска неисправностей. Сравнивая результаты заведомо исправной платы с процедурами автоматической последовательности поиска неисправностей, диагностика неисправностей становится возможной при минимальном обучении персонала.

Программное обеспечение System 8 может быть настроено для пошагового руководства менее подготовленными пользователями по процедуре тестирования с пользовательскими аннотированными изображениями, инструкциями и прикрепленными таблицами данных для получения быстрых результатов Pass/Fail. Это намного быстрее и экономичнее, чем использование традиционных осциллографов, измерителей и других методов стендовых испытаний. Модули системы 8 включают:

  • Обнаружение неисправностей платы: 64 тестовых канала для нескольких методов тестирования для диагностики неисправностей и функционального тестирования цифровых ИС (внутрисхемных/внесхемных), состояния соединений ИС и сбора данных о напряжении, а также V-I. тестирование кривых компонентов на платах без питания.
  • Аналоговый тестер интегральных схем: для внутрисхемного функционального тестирования аналоговых интегральных схем и дискретных компонентов (программирование или схема не требуются). Имеется полностью настраиваемый тестер V-I для обнаружения неисправностей на платах без питания.
  • Многофункциональная измерительная станция: Включает в себя восемь контрольно-измерительных приборов с высокими техническими характеристиками в одном модуле (частотомер, цифровой запоминающий осциллограф, генератор функций, цифровой мультиметр с плавающей запятой, вспомогательный блок питания и универсальный ввод-вывод).
    • Усовершенствованный тестовый модуль
  • . Предлагает мощные комбинации тестов для гибкой комплексной диагностики неисправностей, включая функциональные тесты, тесты соединений, напряжения, температуры и характеристик V-I.
  • Advanced Matrix Scanner: 64 канала для быстрого сбора данных для тестирования устройств с большим количеством выводов, а также полных печатных плат; частоту свип-сигнала для наблюдения за откликом тестируемого устройства в диапазоне частот.
  • Переменный источник питания с тремя выходами: обеспечивает необходимое напряжение питания для тестируемого устройства.

Приложения ATE включают в себя: тестирование печатных плат и устранение неполадок, цифровой/аналоговый тест интегральных схем, цифровой/аналоговый тест V-I, визуальную идентификацию короткого замыкания со звуковой/визуальной индикацией расстояния датчика до короткого замыкания, сравнение плат в реальном времени, анализ производственных дефектов, электропитание. тестирование при включении/выключении питания, отчеты о контроле качества, встроенное управление в режиме реального времени, расчеты и регистрация, тестирование компонентов и плат, цифровые и аналоговые функциональные тесты, автоматические последовательности тестов и т. д.

Тестирование V/I при выключении питания

Если питание платы не может быть безопасно включено, можно выполнить тестирование при отключении питания, например тестирование V/I и тестирование сигнатуры. Тестирование V/I (также известное как анализ аналоговых сигнатур) — это метод, который отлично подходит для поиска неисправностей на печатных платах и ​​идеален, когда диаграммы и документация минимальны. Аналоговый анализ подписи можно выполнить с помощью таких инструментов, как расширенный тестовый модуль System 8 ATM компании ABI Electronics (см. снова , рис. 5, ).

Этот метод можно использовать для устранения неполадок электронных компонентов в сборках с печатными платами при выключенном питании. Его можно считать жизненно важным диагностическим инструментом для задач по ремонту печатных плат, поскольку он подходит для «мертвых» плат, которые нельзя безопасно включить.

Подача сигнала переменного тока с ограничением по току на две точки цепи вызывает вертикальное отклонение трассы осциллографа, а приложенное напряжение вызывает горизонтальное отклонение. Это формирует характерную сигнатуру V/I, которая может показать, является ли компонент хорошим, плохим или маргинальным.

Чтобы использовать тестер V-I в полной мере в качестве инструмента диагностики неисправностей, важно сосредоточиться на различиях между кривыми для хороших и подозрительных плат, а не анализировать значение кривых в мельчайших деталях.

Большинство узлов на печатной плате содержат параллельные и последовательные комбинации компонентов, что затрудняет точный анализ. Большинство отказов на неисправных платах являются серьезными отказами, такими как короткие или обрывы цепи, которые легко обнаружить с помощью метода V-I без сложного анализа.

Напряжение на ИУ отложено по горизонтальной оси в зависимости от тока через него по вертикальной оси. Форма волны стимула обычно представляет собой синусоидальную волну. По закону Ома (Z = V/I) результирующая характеристика представляет собой импеданс ИУ. Для частотно-зависимых компонентов, таких как конденсаторы и катушки индуктивности, импеданс зависит от частоты, поэтому требуется стимул с переменной частотой.

В большинстве приложений используется сравнительное аналоговое тестирование V-I, поэтому понимание отображаемой характеристики не требуется. Сравнение кривых заведомо исправной платы и платы с подозрением часто позволяет выявить неисправности при минимальном уровне знаний. Разные устройства в разных конфигурациях создают разные сигнатуры в зависимости от тока, протекающего через устройство при изменении приложенного напряжения.

Короткое замыкание, например, будет отображаться вертикальной линией, потому что ток при любом приложенном напряжении будет теоретически бесконечным (см. ниже), тогда как разомкнутая цепь будет отображаться горизонтальной линией, потому что ток всегда равен нулю, независимо от приложенное напряжение (см. ниже ).

Чистый резистор дал бы диагональную линию, наклон которой пропорционален сопротивлению, поскольку ток пропорционален приложенному напряжению. Более сложные кривые получаются с частотно-зависимыми компонентами, такими как конденсаторы и катушки индуктивности, а также для нелинейных устройств, таких как диодные и транзисторные переходы.

Подписи резисторов прямые. Значение тестируемого резистора влияет на наклон линии; чем выше значение, тем ближе линия подходит к горизонтали (разомкнутая цепь). Импеданс источника V-I тестера следует выбирать таким образом, чтобы наклон линии (для хорошего резистора) был как можно ближе к 45 градусам. Разница в наклоне кривой при сравнении хорошей и подозрительной платы будет указывать на разницу в номиналах резисторов на двух платах.

Конденсаторы с относительно низкими значениями имеют уплощенные, горизонтальные, эллиптические сигнатуры, а конденсаторы с относительно высокими значениями имеют уплощенные, вертикальные, эллиптические сигнатуры. Оптимальной сигнатурой является почти идеальный круг (см. Диаграмма 2 ), который можно получить, выбрав соответствующую тестовую частоту и импеданс источника.

Как правило, чем выше емкость, тем ниже импеданс и частота теста. Конденсатор с утечкой даст наклонную кривую из-за активного сопротивления, параллельного конденсатору.

Резюме

Выбор метода устранения неполадок зависит от сложности схемы, а также от знаний и опыта лица, выполняющего поиск и устранение неисправностей. Методичное использование соответствующих инструментов тестирования помогает следователям быстро и точно определить причину отказа и тем самым ускорить ремонт печатной платы.

Предприятия, осознавшие экономию на ремонте по сравнению с заменой, начали включать ATE в свою вспомогательную инфраструктуру для получения финансовых и операционных преимуществ. NV

Проверка печатной платы с помощью мультиметра Basic Electronics

Перейти к содержанию