Pomiar parametrów diod i tranzystorów półprzewodnikowych

Znajomość parametrów diod i tranzystorów umożliwia poprawę jakości i niezawodności działania układów elektronicznych opartych na diodach i tranzystorach oraz lokalizowanie miejsca awarii podczas napraw i regulacji sprzętu elektronicznego.

Główne cechy metrologiczne testerów parametrów przyrządów półprzewodnikowych podane są na przednich panelach przyrządów oraz w ich paszportach.

Testery parametrów diod i tranzystorów półprzewodnikowych są klasyfikowane według następujących kryteriów:

• według rodzaju wskazań — analogowe i cyfrowe,

• po uzgodnieniu — multimetry, przyrządy pomiarowe (testery) parametrów diod półprzewodnikowych, tranzystorów i układów scalonych (L2), analizatory stanów logicznych (LA).

Główne cechy metrologiczne testerów to: przeznaczenie przyrządu, lista mierzonych parametrów, zakres pomiarowy parametrów, błąd pomiaru każdego parametru.

Przydatność diod półprzewodnikowych, tranzystorów i analogowych układów scalonych jest sprawdzana poprzez pomiar parametrów jakościowych, a następnie ich porównanie z wzorcowymi. Jeśli zmierzone parametry odpowiadają wzorcowym, wówczas badana dioda, tranzystor lub analogowy układ scalony są uważane za odpowiednie.

Multimetry (analogowe i cyfrowe) służą do sprawdzania integralności złączy p-n w diodach i tranzystorach. Ta operacja nazywa się „Wybieranie numeru”.

Sprawdzenie stanu diod polega na pomiarze rezystancji do przodu i do tyłu złącza p-n. Omomierz najpierw łączy się sondą ujemną z anodą diody, a sondą dodatnią z katodą. Gdy ta opcja jest włączona, złącze p-n diody jest spolaryzowane zaporowo, a omomierz wskaże wysoką rezystancję wyrażoną w megaomach.

Następnie polaryzacja wiązania jest odwrócona. Omomierz rejestruje niską rezystancję złącza p-n w kierunku przewodzenia. Niska rezystancja wskazuje, że w obu kierunkach złącze p-n diody jest przerwane. Bardzo wysoka rezystancja wskazuje na przerwę w obwodzie złącza p-n.

Podczas „wybierania” złącza p-n za pomocą multimetru cyfrowego wprowadza się do niego specjalny podzakres, oznaczony konwencjonalnym oznaczeniem graficznym diody półprzewodnikowej na wyłączniku krańcowym pomiaru parametrów. Napięcie robocze sond w tym trybie odpowiada 0,2 V, a prąd przepływający przez sondy nie przekracza 1 μA. Takim prądem nie da się przebić nawet najmniejszego półprzewodnika.

Sprawdzając tranzystory bipolarne trzeba pamiętać, że mają dwa złącza p-n i "dzwonią" tak samo jak diody. Jedna sonda jest podłączona do zacisku bazy, druga sonda na przemian dotyka zacisków kolektora i emitera.

Podczas „dzwonienia” tranzystorów bardzo wygodnie jest korzystać z jednej funkcji multimetru cyfrowego - podczas pomiaru rezystancji maksymalne napięcie jego sond nie przekracza 0,2 V. Ponieważ złącza p-n półprzewodników krzemowych otwierają się przy napięciu powyżej 0 . 6 V, to w trybie pomiaru rezystancji multimetrem cyfrowym złącza p-n urządzeń półprzewodnikowych przylutowanych do płytki nie otwierają się. W tym trybie multimetr cyfrowy, w przeciwieństwie do analogowego, mierzy tylko rezystancję testowanego urządzenia. W multimetrze analogowym napięcie sondy w tym trybie jest wystarczające do otwarcia złączy p-n.

Niektóre typy multimetrów pozwalają mierzyć szereg parametrów jakościowych tranzystorów bipolarnych:

h21b (h21e) — współczynnik przenoszenia prądu w obwodzie ze wspólną bazą (wspólny emiter),

Azsvo — prąd kolektora zwrotnego (prąd nośnika mniejszościowego, prąd termiczny),

h22 — przewodność wyjściowa.

Specjalistyczne testery z grupy L2 skuteczniej sprawdzają parametry jakościowe diod i tranzystorów.

Główne parametry sprawdzane przez testerów są różne dla diod i tranzystorów:

• dla diod prostowniczych — napięcie przewodzenia UKpr i prąd wsteczny AzCobra,

• dla diod Zenera — napięcie stabilizacji Uz,

• dla tranzystorów bipolarnych — współczynnik transmisji z21, kolektor prądu wstecznego Aznegov, przewodność wyjściowa hz2, częstotliwość graniczna egr.

Pomiar głównych parametrów jakościowych diod.

W celu pomiaru parametrów jakościowych diod testerem L2 należy wykonać następujące czynności:

• przełączyć przełącznik «Dioda / Tranzystor» na pozycję «Dioda»,

• przełączyć przełącznik «Mode» na pozycję «30»,

• ustawić przycisk «> 0 <» na przednim panelu w pozycji «I» Tak»,

• klawisz „Tryb / pomiar.»Ustaw na» Pomiar. » i potencjometrem «> 0 <» na tylnym panelu testera ustawić strzałkę wskaźnika blisko znaku zerowego,

• Przycisk „Tryb / pomiar”. ustawić w pozycji środkowej,

• podłącz testowaną diodę do styków «+» i «-»,

Zapewnij tryb pomiaru prądu wstecznego diody, dla którego wykonaj następujące operacje:

• Przycisk „Tryb / pomiar”. ustawić w pozycji „Mode” przełącznikiem „Mode” (zakresy 30, 100 i 400 V) oraz pokrętłem „URV”, ustawić żądaną wartość napięcia wstecznego diody na wskaźniku urządzenia,

• zwróć klawisz «Tryb / Pomiar.» do pozycji wyjściowej i na skali «10 U, I» wskaźnika urządzenia odczytać wartość prądu wstecznego wybierając taki zakres pomiarowy prawym górnym przełącznikiem (0,1 — 1 — 10 — 100 mA) tak, aby możliwe jest dokonanie wiarygodnego odczytu wskazań wskaźników.

Zmierz napięcie przewodzenia diody, dla którego wykonaj następujące czynności:

• przesunąć prawy dolny przełącznik w położenie «UR, V»,

• przekręcić prawy górny przełącznik do pozycji «3 ~»,

• Przycisk „Tryb / pomiar”. ustawić w pozycji «Mode» przełącznikiem «Mode» (zakresy 30 i 100 mA) i «Azn mA «ustawić żądaną wartość prądu stałego zgodnie ze wskaźnikiem urządzenia,

• Przycisk „Tryb / pomiar”. ustawić na „Pomiar”. i odczytać wartość URpr po wybraniu prawym górnym przełącznikiem takiego zakresu pomiarowego (1 … 3 V), aby można było policzyć wskazania wskaźnika. Zwróć klawisz „Tryb / Pomiar”. do pozycji środkowej.

Pomiar głównych parametrów jakościowych tranzystorów.

Przygotuj tester do pracy, dla której wykonaj następujące czynności:

• ustawić przełącznik „Dioda / Tranzystor” w pozycję „p-n-p” lub „n-p-n” (w zależności od budowy badanego tranzystora),

• podłączyć badany tranzystor do uchwytu zgodnie z oznaczeniami i rozmieszczeniem jego zacisków, emiter badanego tranzystora do styku E2, kolektor do zacisku „C”, podstawę do „B”,

• ustawić prawy dolny przełącznik w pozycji «K3, h22»,

• ustawić prawy górny przełącznik w pozycji «▼ h»,

• Przycisk „Tryb / pomiar”. ustawić na „Pomiar”. i za pomocą pokrętła „▼ h” przesunąć strzałkę wskaźnika na działkę „4” skali „h22”,

• Przycisk „Tryb / pomiar”. ustawić na „Pomiar”. i odczytać wartość przewodności wyjściowej „h22” w μS na skali wskaźnika urządzenia. Zwróć klawisz „Tryb / Pomiar”. do pozycji środkowej.

Zmierz współczynnik przenoszenia prądu tranzystora, dla którego wykonaj następujące operacje:

• ustawić prawy dolny przełącznik w pozycji «h21»,

• Przycisk „Tryb / pomiar”. ustawić na „Pomiar”. i użyj przycisku «t / g», aby przesunąć strzałkę wskaźnika na działkę «0,9» na skali «h21v». Wróć do przycisku «Mode / Measurement». do pozycji środkowej,

• ustawić prawy górny przełącznik w pozycji «h21»,

• Przycisk „Tryb / pomiar”. ustawić na „Pomiar”. a na skali „h21b” lub „h21e” wskaźnika urządzenia odczytać wartość „h21”. Zwróć klawisz „Tryb / Pomiar”. do pozycji środkowej.

Zmierz przepływ nośników mniejszościowych, wykonując następujące operacje:

• ustawić prawy dolny przełącznik w pozycji «Azsvo, ma «,

• Klawisz trybu / pomiaru. ustawić na „Pomiar”.i na skali „10 U, Az»Wskaźnik urządzenia odczytuje wartość prądu powrotnego kolektora Azsvo, wybierając przełącznik zakresu pomiarowego (0,1-1-10-100 mA) taki zakres, abyś może śmiało czytać dowody. Zwróć klawisz „Tryb / Pomiar”. do pozycji „Pomiar”.