Zkoušečka tranzistorů

Přípravek je určen k rychlému zjištění, zda je tranzistor dobrý nebo vadný. Tato zkoušečka se hodí i při opravách přístrojů, neboť jí lze zkoušet tranzistory malého výkonu, zapájené v desce. Přepínač funkcí zkoušečky má tři polohy. V prvé se provádí rychlá zkouška vodivosti ve druhé se orientačně měří ICB0 a ve třetí stejnosměrný zesilovací činitel B, který se přibližně rovná h21e. Rychlou zkoušku (první poloha přepínače) lze provádět i s tranzistory, zapájenými v desce. Při měření ICB0 a B musí být tranzistor odpojen, aby nic neovlivňovalo měření.
 
Poloha přepínače Zjišťované parametry
1 rychlý test rozpoznání typu vodivosti na NPN/PNP
test zda není tranzistor zkratovaný nebo přerušený
zkouška spínací schopnosti - test, zda je saturační napětí menší než 0,4 V
2 měření ICB0 při UCB=5V
3 měření B stejnosměrné zesílení při IB=0,01mA

Technické údaje

Přesnost měření: 5% při použití voltmetru s přesností 1%
Napájecí napětí: 5V stabilizovaných (z dílenského zdroje nebo vyvedených z PC)
Spotřeba proudu: 20 mA.

Návod k použití zkoušečky

K přístroji připojíme voltmetr, jehož vstupní odpor je 10 megaohmů, přepnutý na rozsah 200 mV. Vhodný je elektronkový ručkový voltmetr nebo číslicový multimetr. Pokud střídavě zkoušíme tranzistory typu NPN a PNP, je výhodné, když má voltmetr automatické přepínání polarity nebo nulu uprostřed, abychom nemuseli stále přehazovat přívody. U digitálních voltmetrů je to běžné, u ručkových ne tak často.
Zapneme napájení přístroje, přepínač funkcí dáme do polohy 1 a připojíme zkoušený tranzistor. Pokud je v pořádku, bliká jen jedna ze dvou svítivých diod. Je-li tranzistor typu NPN, bliká D3, pokud je typu PNP, bliká D4. Když je přerušen nebo má příliš velké saturační napětí, blikají obě diody, pokud má zkrat mezi kolektorem a emitorem, nebliká žádná dioda.
Výjimku tvoří některé typy germaniových tranzistorů, které se mohou jevit vadné, i když jsou v pořádku. Tyto tranzistory je třeba zkoušet jiným způsobem. Germaniové vysokofrekvenční MESA tranzistory se mohou jevit jako přerušené, i když jsou dobré, neboť jejich saturační napětí je větší, asi okolo 0.5 až 1 V. Výkonové germaniové tranzistory zase mohou mít tak velký zbytkový proud ICE0, že ze zdají zkratované, i když jsou v pořádku. Pokud zkoušíme tranzistor zapojený v desce, pro správný průběh testu je nutné, aby odpory v obvodu báze byly větší než přibližně 1 kiloohm a odpory v kolektorovém obvodu nebyly menší než asi 100 ohmů.
Jeví-li se tranzistor dobrým, přepínačem S1 nastavíme polaritu napájení podle toho, zda tranzistor je typu NPN nebo PNP. Přepínač funkcí přepneme do druhé polohy a změříme zbytkový proud ICB0. Změřenému napětí 1 mV odpovídá zbytkový proud 1 nA. Pokud zbytkový proud nepřekračuje předepsanou velikost, přepneme přepínač funkcí do třetí polohy a změříme stejnosměrné zesílení B. Napětí v milivoltech odpovídá přímo zesilovací činitel. Při měření tranzistorů se zesílením větším než 200, např. KC509, přepneme voltmetr na vyšší rozsah.
Zbytkový proud ICB0 vypovídá mnoho o kvalitě a stupni opotřebení tranzistoru. Částečné poškození tranzistoru např. přehřátím, průrazem vysokým napětím nebo korozí při netěsnosti pouzdra se nemusí projevit na jeho spínacích vlastnostech ani na zesilovacím činiteli, ale obvykle způsobí zvětšení zbytkového proudu.
Schéma zkoušečky tranzistorů


Popis principu činnosti

Zkouška vodivosti

Integrovaný obvod spolu s kondenzátory C1, C2 a diodami D1 a D2 tvoří astabilní klopný obvod, kmitající na nízkém kmitočtu několik Hz. Logické úrovně na obou výstupech jsou vždy opačné, takže mezi oběma výstupy se vyskytuje střídavé napětí obdélníkového průběhu.
Pokud není připojen tranzistor, nebo je tranzistor přerušen, střídavý proud prochází z jednoho výstupu multivibrátoru přes odpor R5 a svítivé diody D3, D4 do druhého výstupu multivibrátoru. Při jedné půlvlně svítí D4, při druhé D3, obě diody střídavě blikají.
Připojíme-li dobrý tranzistor NPN, v první půlvlně, kdy je na horním výstupu multivibrátoru (výstup hradla IC1B) kladné napětí, se přes odpor R4 dostane do báze proud a tranzistor se otevře. Proud z odporu R5 nyní protéká přes diody D5, D6 a kolektor tranzistoru do jeho emitoru, kde odchází do druhé svorky multivibrátoru. Úbytek napětí na otevřeném tranzistoru plus úbytky na D5 a D6 jsou menší než napětí, potřebné k  tomu, aby začala vést LED dioda D4, která potřebuje nejméně 1,6V. Proto D4 nesvítí. Ve druhé půlvlně je na bázi tranzistoru záporné napětí vůči emitoru, tranzistor je nevodivý a proud teče přes D3, která svítí.
Při zkoušení tranzistoru PNP nastává stejný děj, ale při opačné polaritě, takže bliká dioda D4.
 Je-li tranzistor zkratovaný, v obou půlvlnách prochází proud přes diody D5, D6 nebo D7, D8 a zkratovaný tranzistor. Úbytek na diodách D5 a D6, nebo D7 a D8 je tak malý, že LED diody nesvítí.
 

Měření ICB0

Při měření tranzistoru NPN je emitor tranzistoru je odpojen, báze spojena se záporným pólem zdroje a kolektor je připojen přes bočník s měřicím přístrojem ke kladnému pólu. Bočník je tvořen sériovou kombinací rezistorů R1 a R2. Paralelní spojení bočníku (R1+R2) s vnitřním odporem měřicího přístroje 10 megaohmů dává odpor 1 megaohm. Průtokem zbytkového proudu tímto odporem na něm vzniká úbytek napětí, který se měří voltmetrem.
Napětí v milivoltech odpovídá zbytkovému proudu v nanoampérech.
Při měření tranzistoru PNP je polarita napájení opačná, jinak se měří stejně.
 

Měření proudového zesílení

Při měření NPN tranzistoru je emitor připojen k záporné svorce zdroje. Do báze se přivádí přes odpor R3 proud 10 mikroampér. Vzhledem k tomu, že napájecí napětí je stabilizované a napětí UBE se u různých tranzistorů liší jen nepatrně, napětí na odporu R3 kolísá jen nepatrně, takže proud jím protékající je téměř stálý. Stejnosměrný zesilovací činitel měříme tak, že měříme velikost kolektorového proudu a dělíme ho proudem báze. Proud měříme opět měřicím přístrojem s bočníkem R1. Ten je vypočten tak, aby proudu 10 uA odpovídalo napětí 1 mV na svorkách voltmetru. Proto nemusíme nic přepočítávat, údaj v milivoltech odpovídá přímo zesilovacímu činiteli. Abychom nemuseli používat čtyřpólový přepínač funkcí, odpor R2 se neodpojuje. Při měření zesílení zde R2 působí jako předřadník, snižující citlivost voltmetru. Proto musí být bočník R1 větší, místo 100 ohmů má 111,1 ohmů.
 

Stavba a oživení

Použité součástky

Na parametrech součástek příliš nezáleží, jen odpory R1, R2 a R3 musí být vybrány nebo poskládány na níže uvedené hodnoty s tolerancí 1%:
R1=111,1 ohmů
R2=1,111 Mohmů
R3=440 kohmů
Na schematu jsou uvedeny nejbližší hodnoty z řady E24. Vezmeme více 5% odporů a vybereme z nich co nejpřesněji žádané hodnoty. Pokud koupíme přesné 1% odpory 110R, 1M1 a 430k, jak je psáno ve schématu, a nevybíráme je, chyba měření se zvětší o 1%. Při rychlých zkouškách tranzistorů ale horší přesnost nevadí.

Montáž a oživení

Přístroj jsem postavil na univerzální destičku, proto neuvádím výkres plošných spojů. Zkoušečka by měla fungovat na první zapojení, ale může se stát, že LED diody budou trochu svítit i při zkoušení dobrého křemíkového tranzistoru. Napětí, při kterém LED diody začínají vést se u různých typů liší a to může způsobit tuto závadu. Potom zkuste pokusně vyměnit diody D5, D6, D7 a D8 za jiné (jiný kus stejného typu nebo jiný typ), které mají menší úbytek v propustném směru.
 

Zpět na obsah Jeníčkových radiotechnických stránek

Stránku vytvořil Ing. Petr Jeníček. Zapojení, sloužící k  testu dobrý/špatný bylo převzato z Amatérského Radia A6/1993, jen byly upraveny hodnoty některých součástek.

Případné dotazy posílejte na adresu pjenicek@seznam.cz