САЙТ МЕДИКОВ-РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ SMHAM ГлавнаяРегистрацияВход
Главная » Статьи » Другое » Измерения

Прибор для измерения параметров биполярных транзисторов для начинающих и не только…

В радиолюбительских условиях для проверки пригодности транзисторов не обязательно пользоваться мультиметром (типа М830…), имеющего режим  измерения коэффициента усиления по току β.  Такие приборы имеют очень неудобные гнезда для подключения выводов триода, но главное – неизвестны параметры, при которых транзистор тестируется (ток базы, напряжение и ток коллектора и др.).
        В лучшем случае они стабилизированы по току базы или эмиттера при напряжении питания мультиметра  (обычно 9 В)  и не  могут быть изменены при измерении разных типов транзисторов, их величины всегда постоянны. Между тем условия и данные заводских измерений, устанавливаемые  ГОСТом, всегда приводятся в справочниках и даташитах для сравнения параметров транзисторов, их отбора и отбраковки. Причем в пределах разных классов, типов и групп условия измерения транзисторов  тоже не всегда одинаковые…

Таким образом, сопоставление полученных при измерении результатов с табличными справочными данными становится неправомерным.

 В любительских условиях вполне достаточно определить обратные токи коллекторного и эмиттерного переходов (Iкбо, Iэбо), начальный ток коллектора (Iк.н. или Iк), а также коэффициент усиления по току (β), включенного по схеме с общим эмиттером. Измерение обратного тока эмиттерного перехода (Iэбо) проводят, собрав схему по рис.1.

Рис.1
          Коллекторная цепь при этом должна быть разомкнутая.

 На рис.2 изображена схема для определения обратного тока коллекторного перехода (Iкбо).

Рис.2
         При этом измерении цепь эмиттер-база должна быть разомкнутая.

Коэффициент усиления по току β транзистора, включенного по схеме с  общим эмиттером (ОЭ), можно определить после измерений, проведенных по схеме на рис.3.

 Рис.3
          С помощью переменного резистора R устанавливают коллекторный ток Iк в несколько миллиампер и микроамперметром регистрируют значение тока базы Iб. Коэффициент усиления транзистора по току приблизительно вычисляют по формуле:

  β=Iк/Iб

 Для определения β можно обойтись только одним миллиамперметром, подбирая сопротивление резистора R в цепи базы. Т.к. сопротивление перехода эмиттер-база ничтожное в сравнении и величиной сопротивления смещения R, ток базы определяется именно сопротивлением R:

 Iб=Uк/R,

где Uк (или Uкэ) напряжение батареи.

  Измеряя  ток коллектора Iк по схеме на рис.3 определяют коэффициент усиления транзистора β.

Если максимально ожидаемый коэффициент усиления транзистора (верхний предел измерения) βмакс., а наибольший коллекторный ток Iк.макс., то сопротивление смещения

  R= βмакс.U/ Iк.макс.

 Например, мы имеем миллиамперметр на максимальный ток 50 мА (Iк.макс.=0,05 А). Пусть верхний предел измерения βмакс.=500. Источником питания является батарейка на 1,5 В. Тогда сопротивление резистора будет R=500 х 1,5/0,05=15000 Ом.

При таком сопротивлении, понятно, шкала миллиамперметра будет представлять собой шкалу значений β до 500 и являться кратной ей, что, естественно, удобно.

Для измерения коэффициента усиления транзисторов по току транзисторов с n-p-n переходом в подобных приборах применяют коммутацию источника питания и измерительного прибора (реверс подключения). Такая схема приведена на  рис.4. Сопротивление R1 здесь определяют так, как указано выше, а резистор R2 (шунт прибора) подбирают до расчетной величины:

  R2=Rпр.Iпр./(Iк.макс.-Iпр.),

 где Rпр. – сопротивление рамки измерительного прибора, а Iпр.  – ток полного отклонения стрелки прибора.
         
         Рис.4.

 Описанный прибор имеет существенный недостаток. Дело в том, что коэффициент передачи тока при подключении транзистора по схеме с ОЭ h21e=ΔIк/ΔIб, и таким образом коэффициент передачи тока β в значительной степени зависит от режима работы транзистора, и в первую очередь от тока эмиттера (здесь ΔIк – изменение тока коллектора в зависимости от изменения тока базы ΔIб).
           Коэффициент передачи тока h21e маломощных транзисторов обычно измеряют при токах эмиттера 0,5 мА (низкочастотные малошумящие), 1 мА (другие НЧ), 5 мА (ВЧ), 10 мА (для работы в импульсных режимах). Напряжение между коллектором и эмиттером при измерении этого параметра обычно равняется 5 В. При этом, параметр h21e очень слабо зависит от напряжения Uкэ и поэтому у маломощных транзисторов его можно измерять при неизменном значении. Упоминаемые токи в описанном приборе при измерениях однотипных транзисторов всегда будут отличаться. А это означает, что сопоставление полученных при измерении результатов с табличными справочными данными становится неправомерным.

Фото 1

В предлагаемом приборе эквивалентной схемой выбрана схема,  представленная на рис.3. По шкале миллиамперметра считываются показания тока  коллектора Iк при заданном токе базы Iб (устанавливается резистором R по показаниям микроамперметра), и далее определяется β расчетом по формуле. Такая схема дает возможность при неизменном напряжении питания прибора (можно также подобрать необходимое) установить то значение тока базы, при котором приводятся справочные данные и, таким образом, иметь сопоставимые результаты измерений. А также промоделировать «поведение» транзистора при изменении тока базы.
          Полная схема прибора приведена на рис.5.

 

Рис.5
 
 В схему добавлена функция измерения еще одного важного параметра – Iкбо (cекция переключателя S1.1). Введена возможность измерения параметров транзисторов с разными p-n переходами (S1.2). Защита при подключении испытуемого транзистора осуществляется путем замыкания цепи базы только в режиме измерения (кнопка SN1 «Пуск»).

Еще одна функция – подключение внешних источника питания (желательно регулируемого) и измерителя Iк (разъем Х2). Это позволяет измерять транзисторы малой и большой мощности и даже тиристоры, выбирая напряжение источника питания (Uкэ)  и считывать показания с более удобной, широкой шкалы стрелочного прибора или по цифровому миллиамперметру. Введенная в цепь коллектора в виде нагрузки лампочка La1 при проверке транзисторов средней и  большой мощности, тиристоров  служит индикатором их исправности.

 В качестве источника питания можно применить встроенный в прибор (внутренний) простейший выпрямитель (его схема не показана), собранный на трансформаторе от старого зарядного устройства сотового телефона, диодного моста типа КЦ407А, и интегрального стабилизатора на  микросхеме 7805.

Можно питать прибор через внешний разъем Х2 от батареи или регулируемого источника. При этом включенные в обратном направлении диоды VD1 и VD2 позволяют избежать их шунтирование элементами схемы внутреннего источника питания (ИП).

При компактном размещении элементов схемы прибора возможно влияние магнитного поля трансформатора (в целях электробезопасности бестрансформаторные ИП применять нельзя!) на чувствительную головку микроамперметра. В таком случае, кроме экранировки и (или) применения трансформатора на торе, можно питать прибор от зарядного устройства (ЗУ) сотового телефона, изготовленного на основе понижающего трансформатора. Такие ЗУ почти всегда имеют необходимые параметры: напряжение 4,7-5,6 В, ток 300мА >.

Оптимальным вариантом, конечно же, является применение регулируемого стабилизированного ИП.

Прибором можно проверять исправность тиристоров. Для этого тиристор подключают к зажимам разъема Х1: коллектор – к аноду, эмиттер – к катоду, база – к управляющему электроду проверяемого тиристора. Положения переключателя:  S1.1  - измерение β, S1.2 – n-p-n, S1.3 – мощный. Переключатель S2 – в зависимости от мощности тиристора в положении, например, 0,6 А. Регулятором «Ток базы» устанавливаем (повышаем) такой ток через управляющий электрод, при котором тиристор открывается – загорается лампочка-индикатор. Тиристор исправен.

В приборе в качестве S1 применяются многосекционные независимые переключатели типа П2К, собранные в линейку (как показано на фото).

 Фото 2                                                         

Фото 3

Микроамперметр и миллиамперметр – любые (все зависит от габаритов корпуса и размеров измерительных головок. Например, как видно на фото, у автора установлена переделанная измерительная головка от старого магнитофона, шкала градуирована в мкА. Шунты – подобранные  самодельные проволочные. В общем, при сборке прибора все зависит от возможностей и творческого подхода радиолюбителя.

Фото 4

Фото 5

Категория: Измерения | Добавил: ra0ccn (28.11.2009) | Автор: В.Кононенко E
Просмотров: 13485 | Рейтинг: 4.6/5
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Вторник, 21.11.2017, 18:23
Меню сайта
Категории раздела
Источники питания [20]
.....
Все остальное [71]
....
Измерения [22]
....
Вход на сайт

Поиск
Наш опрос
Какой раздел на сайте Вам неинтересен?
Всего ответов: 543
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz
  • Статистика

    Онлайн всего: 6
    Гостей: 6
    Пользователей: 0
    Copyright MyCorp © 2017