В радиолюбительской практике регулярно появляется задача проверки биполярных транзисторов, и, хотя это не проблема при наличии омметра, а почти каждый "уважающий себя" мультиметр имеет соответствующее гнездо для проверки транзисторов, тем не менее простые приборы проверки упрощают "жизнь" радиолюбителям, и пользуются популярностью до сих пор.
Эту короткую статью смело можно отнести к разделу "Для начинающих радиолюбителей", и автор не стал бы тратить свое время на написание, а Ваше на чтение, если бы не сосед по дому, учащийся в 4 классе, и уже "заразившейся" радиоделом. Он прекрасно имеет дело с Ардуино, а вот с "аналоговой" частью проблемы - но учится, и регулярно беспокоит меня "задачками". В этот раз его "зацепило" приемником на "рассыпухе" - пожог кучку биполярных транзисторов - и озадачил меня прибором для проверки биполярных транзисторов (маломощных, в дальнейшем по тексту - транзисторов) - омметром, говорит, "долго" проверять. Дал направление, где почитать, отсыпал из советских запасников "логики" (ТТЛ, КМОП) на схемы, а параллельно решил и сам освежить память - что-то из схем я собирал лет 30-40 назад, что-то видел впервые.
Это первая часть статьи, описывающая схемы приборов на логических элементах и транзисторах, в завершающей части статьи описаны схемы на базе Ардуино.
Схем реализации приборов проверки множество - на любой вкус. Ваш покорный слуга приводит только схемы, лично ему понравившиеся и опробованные в то или иное время радиолюбительской практики лично.
К первой группе "тестеров" можно отнести схемы, где испытуемый транзистор является частью генератора - в основном мультивибратора (или иной схемы, где проверяемый транзистор играет значимую роль для работоспособности). Наверное главным преимуществом такого подхода - наличие возможности проверки транзистора, при определённых условиях, не выпаивая из схемы. Один из вариантов такой схемы приведён в журнале "Радио", 1980 год, №1 (ссылка). Усовершенствование схемы провёл Сергей Гайдук, на авторском канале опубликована статья (ссылка). Добавилась возможность проверки диодов и конденсаторов.
Следующие две схемы из книг Иванова Б. С. (журналист, популяризатор радиотехники, автор работ для юных техников и юных радиолюбителей, вел раздел «Радио - начинающим» журнала «Радио») "В помощь радиокружку" (1990 г., ссылка) и "Энциклопедия начинающего радиолюбителя" (1992 г., ссылка). Здесь подход несколько иной - формируются сигналы для работоспособности проверяемого транзистора и интерпретируется результат "отклика".
Схема простого тестера транзисторов приведена на Рисунке 1.
Принцип тестера прост - создать условия для протекания тока в цепи эмиттер - коллектор. Схема состоит из низкочастотного генератора (первые три 2И-НЕ, порядка 10 Гц) и инвертора на последнем элементе 2И-НЕ. На Рисунке 2 приведены осциллограммы напряжений, прилагаемых к тестируемому транзистору.
Для исправного транзистора проводимости p-n-p будет загораться светодиод LED1, для n-p-n светодиод LED2. И соответственно, если транзистор пробит (короткое) будут светится оба светодиода, если внутренний обрыв - светодиоды не будут светиться. Так же проверяют и диоды. Единственное условие - точность подключения транзисторов в соответствии с цоколёвкой.
Следующая схема, приведённая на Рисунке 4, является развитием предыдущей - вместо открытия транзистора постоянным напряжением используется переменное напряжение частотой в несколько килогерц (около 5 кГц).
Генератор собран на 2И-НЕ D2. Не принципиально, по какой схеме будет собран генератор. С выхода D2.4 через резистор R7 сигнал подается на базу испытуемого транзистора. С коллектора тестируемого транзистора усиленное переменное напряжение через конденсатор С1 попадает на диод D1, выпрямленное им напряжение открывает транзистор Q3 - если тестируемый транзистор исправен загорается светодиод LED3. В остальном алгоритм работы схемы такой же, как и у схемы на Рисунке 1.
При макетировании схем использовались микросхемы 155 серии, что позволяет в основном тестировать маломощные транзисторы (прилагаемые напряжения уровня ТТЛ). Применение КМОП микросхем серии 176 или 561 расширяет перечень тестируемых транзисторов (при напряжении питания 9В).
Следующая схема проста и красива, и относится к тому же типу тестеров, как и предыдущие две схемы. Позволяет проверять транзисторы и диоды. Опубликована в журнале EDN (edn.com), автор Jean-Bernard Guiot (ссылка). Перевод на rlocman.ru.
Принцип действия прост - в основе лежит мультивибратор на транзисторах Q2, Q3, между "плечами" мультивибратора включен испытуемый транзистор Q1 и включённые встречно-параллельно светодиоды LED1 и LED2. Таким образом, между коллектором и эмиттером испытуемого транзистора Q1 попеременно прикладывается положительное и отрицательное напряжение. Два светодиода во встречно-параллельном включении попеременно включаются в том случае, если устройство не проводит ток. Если испытуемый транзистор Q1 (коллектор - эмиттер) проводит ток только в одном направлении, то гаснет только один светодиод. Если испытуемый транзистор Q1 проводит ток в обоих направлениях, то гаснут оба светодиода (пробой, закорочено). Алгоритм работы с тестером примерно такой:
- подключаем испытуемый транзистор;
- если горит один из светодиодов - проверьте подключение, перепутаны коллектор с базой;
- если светодиоды не горят - транзистор имеет пробой (закорочено);
- если оба светодиода горят - нажимаем кнопку S1, если остается гореть светодиод LED1 - исправный транзистор p-n-p типа, если горит LED2 - n-p-n типа.
Диоды проверяют подключив к клеммам коллектор - эмиттер.
Спасибо за внимание и затраченное Вами время.
p.s. Статью пришлось закончить не "выполнив" плана - предполагалось описание двух конструкций из группы автоматизированных тестеров - транзистор-тестера на базе Ардуино с выводом на терминал (USB) и вариант с простым экраном - но увы, пришлось прерваться из-за внезапной операции (АК Шунтирование). Буду писать по мере возвращения трудоспособности. И обязательно закончу статью так, как планировал.
P.P.S. Как и обещал - окончание статьи, описание схем на базе Arduino.