Проверка транзистора мультиметром без выпаивания

Транзисторы широко используются в электронных схемах для усиления сигналов, коммутации и выполнения других функций. Однако они могут выйти из строя из-за перегрузок или других неблагоприятных факторов. В таких случаях важно уметь быстро проверить исправность транзистора, не выпаивая его из платы. Это позволит сэкономить время и избежать лишних трудозатрат.

Проверка биполярного транзистора

Биполярные транзисторы самые распространенные. Их можно представить как два встречно или последовательно соединенных диода. Соответственно проверка сводится к тестированию этих виртуальных диодов.

Транзисторы типа PNP

Для PNP транзисторов алгоритм следующий:

Подключить красный щуп к базе, черный к коллектору. Должно быть сопротивление 0,5-0,8 кОм.
Подключить красный щуп к базе, черный к эмиттеру. Должно быть сопротивление 0,5-0,8 кОм.
Поменять полярность щупов. В обоих случаях должна показываться единица (разомкнутая цепь).

Транзисторы типа NPN

Для NPN транзисторов аналогично:

Черный щуп к эмиттеру, красный к коллектору.
Черный щуп к эмиттеру, красный к базе.
Поменять полярность щупов, в обоих случаях должна быть разомкнутая цепь.

Проверка полевого транзистора

Полевые транзисторы (MOSFET) проверяются так:

Черный щуп к истоку, красный к затвору. Должно быть высокое сопротивление.
Черный щуп к истоку, красный к стоку. Должно быть низкое сопротивление.
Поменять полярность щупов. В обоих случаях высокое сопротивление.

Для p-канальных полевиков в начале поменять полярность щупов.

Проверка транзистора на плате

Проверка транзистора без выпаивания из платы возможна, но не гарантирует точный результат:

Биполярные транзисторы можно попытаться протестировать по вышеописанной методике.
Полевые транзисторы проверить таким способом нельзя.
Лучше всего выпаять подозрительный транзистор и проверить вне платы.

Проверка составных транзисторов

Составные транзисторы (дарлингтоны) состоят из двух простых транзисторов в общем корпусе. Их нельзя проверить мультиметром, нужно использовать пробник.

Подаем на базу положительное напряжение. Если транзистор исправен, лампочка загорится. При подаче отрицательного напряжения лампочка погаснет.

Типичные неисправности транзисторов

При проверке транзистора мультиметром могут выявиться такие дефекты:

Короткое замыкание внутри транзистора
Обрыв цепи коллектор-эмиттер или коллектор-база
Утечки в закрытом состоянии
Снижение коэффициента усиления

Как избежать поломки транзистора

Проверка транзистора мультиметром поможет выявить неисправность на ранней стадии. А вот как поломок можно избежать:

Не превышать допустимые ток и напряжение
Правильно рассчитать и установить радиатор охлаждения
Защитить от статического электричества
Использовать защитные цепи (диоды, резисторы)

Поиск неисправностей с помощью осциллографа

Помимо проверки транзистора мультиметром, для диагностики можно использовать осциллограф. Он позволяет:

Посмотреть форму сигнала на входе и выходе транзистора
Измерить амплитуду и частоту
Определить коэффициент усиления
Выявить искажения синусоидальности сигнала

Схема подключения осциллографа

Один канал подключаем к входу транзистора, второй к выходу. Сравниваем форму, амплитуду, фазу сигналов. Также строим амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики.

Замена транзистора

Если проверка мультиметром показала, что транзистор неисправен, его нужно заменить. Выбираем по справочнику аналогичный транзистор с такими же:

Тип (npn, pnp)
Напряжение коллектор-эмиттер
Ток коллектора
Частотный диапазон
Коэффициент усиления

Выбор мультиметра для проверки транзисторов

Для точной проверки транзистора мультиметром важно выбрать подходящий прибор. Основные критерии:

Наличие режима прозвонки диодов
Измерение сопротивления до 2 МОм
Разрешение не хуже 0,1 Ом
Погрешность не более 1%
Защита от статики и перегрузок

Безопасность при работе с транзисторами

Чтобы избежать повреждений при проверке транзистора мультиметром, соблюдайте правила:

Используйте антистатический браслет
Не касайтесь выводов голыми руками
Не допускайте коротких замыканий
Соблюдайте полярность подключения

При сборке схем после замены транзистора дважды проверьте правильность монтажа и отсутствие ошибок.

Пайка и демонтаж транзисторов

Если требуется заменить транзистор, егоинит сначала нужно аккуратно отпаять от платы. Для этого потребуются:

Паяльная станция с тонким жалом
Антистатический браслет
Пинцет
Отсос для удаления припоя

Порядок действий:

Нагреть плату для расплавления припоя
Аккуратно отделить вывод транзистора пинцетом
Удалить остатки припоя отсосом
Проверить целостность печатных дорожек

Установка нового транзистора

Чтобы установить и запаять новый транзистор:

Зачистить контактные площадки
Нанести флюс
Установить транзистор в нужной ориентации
Аккуратно запаять выводы

После пайки еще раз проверить мультиметром исправность транзистора и правильность установки.

Поиск неисправностей в схемах с транзисторами

Если после замены транзистора устройство по-прежнему не работает, значит проблема где-то еще. Неисправности могут быть связаны с:

Питанием схемы
Смежными каскадами усиления
Обратной связью
Защитными цепями
Другими радиоэлементами

Диагностика неисправностей

Чтобы найти причину, последовательно проверяем:

Напряжения питания схемы
Сигналы на входе и выходе каждого каскада
Сопротивление резисторов и емкость конденсаторов
Целостность печатных проводников

Часто анализ сигналов осциллографом помогает быстро найти неисправный узел.

Профилактика и уход за транзисторами

Чтобы избежать выхода транзисторов из строя:

Соблюдать температурные режимы
Не допускать перегрузок по току и напряжению
Регулярно очищать платы от пыли
Контролировать работоспособность системы охлаждения

Одна из причин выхода транзисторов из строя - увеличение тока утечки в закрытом состоянии. Чтобы проверить этот параметр, собираем схему:

Схема измерения тока утечки

Транзистор закрыт напряжением Узп от источника. Между эмиттером и коллектором включен чувствительный микроамперметр.

Измеряем ток Иэ в зависимости от температуры. Сравниваем с паспортными данными. Превышение означает необходимость замены транзистора.

Типичные поломки транзисторов в схемах

Частые причины выхода из строя:

Пробой или деградация от тепла
Перенапряжения на входе
Перегрузка по току
Электромиграция в кристалле

Эти факторы следует учитывать при анализе отказов и проектировании надежных узлов.

Выбор оптимального транзистора для схемы

Чтобы минимизировать риск выхода из строя, нужно правильно подобрать транзистор под требования конкретного узла.

Основные параметры:

Допустимое напряжение коллектор-эмиттер
Максимальный ток коллектора
Частотные свойства
Коэффициент усиления
Тепловое сопротивление переходов

Необходимый запас по этим параметрам - минимум 30-50%.

Температурная защита транзисторов

Для предотвращения перегрева применяют:

Радиаторы и кулеры
Тепловые датчики и термозащиту
Резервирование критичных элементов
Контроль скорости вентиляторов

Такие меры позволяют многократно повысить ресурс работы транзисторов.

Диагностика вышедших из строя транзисторов

Чтобы выявить причину отказа транзистора, проводят его тестирование с помощью специальных стендов. Определяют:

Вольт-амперные характеристики
Параметры переходов
Частотные свойства
Тепловые параметры

Затем методами неразрушающего контроля анализируют кристаллическую решетку полупроводника, выявляя дефекты.

Меры по результатам диагностики

Если причина в конструктивных недоработках, то:

Усиливают системы охлаждения
Изменяют схемотехнику узлов
Закладывают бóльший запас по нагрузочной способности

Так по результатам эксплуатации повышают надежность изделий.

Защита от перенапряжений

Чтобы защитить транзистор от выбросов напряжения, используют ограничительные резисторы, варисторы, TVS-диоды, разрядники. Они отводят излишки энергии или закорачивают выброс на землю.

Защита от перегрузки по току

От сверхтоков защищают плавкие предохранители, самовосстанавливающиеся плавкие резисторы, автоматические выключатели. При превышении допустимых значений они размыкают цепь.