УСТРОЙСТВО ПРОВЕРКИ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

УСТРОЙСТВО ПРОВЕРКИ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
Автор: Пилипчук Сергей Сергеевич
Руководитель проекта: Васильева Е.Н., педагог дополнительного образования
Развитие микроэлектроники и широкое применение ее изделий в промышленном
производстве, в устройствах и системах управления самыми разнообразными объектами и
процессами является в настоящее время одним из основных направлений научно технического прогресса. Большая часть изделий электронной техники использует новую
элементную базу – микросхемы, но также популярны изделия на транзисторах. Поэтому очень
важно оценивать качество этих деталей, а также измерять их параметры. Конечно, наиболее
полную информацию дают измерительные приборы, но они достаточно громоздки. Иногда же
важно знать – исправен транзистор или нет. Для этого и существуют разного рода пробники.
Поработав с литературой и Интернет-ресурсами, выбрал несколько вариантов схем
пробников. [Л2, Л3,Л4,Л5]. Смоделировал их, спаял на макетной панели и оценил каждый
вариант схемного решения. У каждой схемы есть свои достоинства и недостатки. Чаще
всего рассмотренные схемы строятся на основе генераторов со звуковой или световой
индикацией и могут определять, исправен транзистор или нет. Меня же, как
разработчика, заинтересовал еще и такой параметр как коэффициент усиления
транзистора. Поэтому предлагаю свой вариант устройства на цифровой микросхеме
К561ЛА7.
Рис.1 Устройство проверки биполярных транзисторов
Данное устройство собрано на одной цифровой микросхеме и состоит из генератора
прямоугольных импульсов на логических элементах DD1.1, DD1.2 и узла индикации на
элементах DD1.3, DD1.4 и светодиоде HL1. Проверяемый транзистор структуры n-p-n
подключают к гнездам розетки XS1, а структуры р-n-р — розетки XS2.
Работает устройство следующим образом. При отсутствии транзистора на входах
элемента DD1.3 присутствует низкий логический уровень (лог. 0), а на его выходе и
соединенном с ним входе (вывод 8) элемента DD1.4 — высокий (лог. 1). Поскольку
второй вход этого элемента (вывод 9) через резистор R4 соединен с плюсовым проводом
питания, на нем также присутствует уровень лог. 1, поэтому на выходе (вывод 10) лог 0 и
светодиод HL1 не горит.
При подключении проверяемого транзистора импульсы, следующие с частотой несколько
герц, с выхода генератора (вывод 4 DD1.2) через резисторы R2, R3 поступают на гнезда
"б" розеток XS1 и XS2, к которым подключают вывод базы транзистора. В паузах ток
базы IБ равен нулю, а при появлении импульса определяется в основном введенным в цепь
сопротивлением резистора R2 (сопротивлением ограничивающего ток базы резистора R3
ввиду его малости можно пренебречь):
IБ = (UПИТ-UБЭ)/R2, [Л1,Л2] (1)
Если транзистор исправен, то во время действия импульсов в коллекторной цепи
протекает ток коллектора
IK=IБh21Э
(2)
где h21Э - статический коэффициент передачи тока базы в схеме с общим эмиттером.
Коллекторный ток транзистора структуры n-p-n течет через резистор R4, а структуры
р-n-р — через R5.
В первом случае создается падение напряжения:
UR4=IKR4=IБh21Э(UПИТ-UБЭ)R4/R2 [Л1,Л2] (3)
а во втором:
UR5=h21Э(UПИТ-UБЭ)R5/R2 [Л1,Л2]
(4)
При стабильном напряжении питания и с учетом того, что напряжение UБЭ
меняется незначительно, напряжение UR4(R5), в основном зависит от коэффициента h21Э, и
введенного сопротивления резистора R2.
По мере увеличения тока коллектора n-p-n транзистора напряжение на выводе 9
элемента DD1.4 уменьшается, и когда оно понижается до уровня его переключения, на
выходе (вывода 10) появляется лог. 1 и светодиод HL1 начинает светить. Для транзистора
структуры р-n-р процесс протекает аналогично, но увеличение коллекторного тока
приводит к появлению лог. 1 на входах элемента DD1.3, а значит, уровня лог. 0 на его
выходе и лог. 1 на выходе DD1.4, т. е. в итоге светодиод также включается. Поскольку ток
базы протекает периодически, светодиод мигает с частотой следования импульсов
генератора.
Изменяя сопротивление введенной части переменного резистора R2 (от большего
значения к меньшему значению), можно найти такое положение движка, при котором
светодиод только-только начинает мигать. Если вал резистора R2 снабдить шкалой, то по
ней можно оценить коэффициент передачи тока транзистора h21Э. Максимальное значение
этого параметра, которое можно определить в данном устройстве, нетрудно рассчитать,
воспользовавшись приведенными выше формулами.
Если транзистор неисправен, например, оборван его эмиттерный или коллекторный вывод, светодиод мигать не будет, а при замыкании участка коллектор—эмиттер
он будет светить постоянно.
С помощью данного устройства также можно проверять исправность диодов, светодиодов
и подобных полупроводниковых приборов их подключают к контактам "б" и "к" любой из
розеток XS1, XS2, а движок переменного резистора R2 устанавливают в положение
минимального сопротивления. Если диод исправен и его анод подключен, например, к
контакту "к" XS1, а катод — к контакту "б", светодиод HL1 будет мигать, а при обратной
полярности светиться не будет.
В результате создано устройство проверки биполярных транзисторов, которое можно
использовать в учебном процессе на занятиях кружка для проверки транзисторов, на
предприятиях для отбраковки транзисторов, в магазинах продажи электронных
компонентов для проверки деталей, имеющих p-n-переход.
Перспектива дальнейшей работы: проверка транзисторов разной мощности.
Литература.
1.И.М.Викулин, В.И.Стафеев «Физика полупроводниковых приборов», «Советское
радио», Москва, 1980г.
2. Стэн Гибилиско «Раскрытие тайн электроники», NT Press, Москва,2006г.
3. С.Дорофеев «Пробник для проверки транзисторов», журнал «Радио», номер 11,1998г
4. «Пробник для проверки транзисторов» www.chipinfo.ru
5. Электронные устройства «Универсальный пробник для проверки транзисторов»,
http://cxem.info/index.php?newsid=50