Tranzystor multimetrem sprawdzisz, ustawiając miernik na test diody. Dla tranzystora bipolarnego zmierz przejścia między bazą a emiterem oraz bazą a kolektorem, zachowując właściwą polaryzację. Powinien pojawić się spadek napięcia około 0,5-0,7 V. W przeciwnym kierunku miernik powinien wskazywać brak przewodzenia. Zwarcie lub przewodzenie we wszystkich kierunkach oznacza uszkodzenie elementu.
Tranzystor można wstępnie sprawdzić zwykłym multimetrem cyfrowym, bez wylutowywania całego elementu z płytki.
Pomiar pozwala wykryć najczęstsze uszkodzenia: zwarcie między wyprowadzeniami, przerwę w strukturze półprzewodnikowej albo przebicie złącza. Metoda zależy od rodzaju tranzystora – bipolarnego NPN lub PNP, a także polowego MOSFET z kanałem N albo P. Tekst jest przeznaczony dla elektroników, serwisantów i osób naprawiających zasilacze, wzmacniacze, sterowniki oraz urządzenia automatyki. Do diagnozy potrzebny jest multimetr z funkcją testu diody, a przy pracy na układzie także ostrożność, znajomość oznaczeń wyprowadzeń i umiejętność odłączenia zasilania.
Test tranzystora bipolarnego w trybie diody
Przed rozpoczęciem odłącz urządzenie od sieci, rozładuj kondensatory i sprawdź oznaczenie elementu w dokumentacji lub katalogu. Pomiar wykonany w układzie może być zakłócony przez rezystory, diody i inne ścieżki przewodzenia. W razie niejednoznacznego wyniku przynajmniej jedną nóżkę tranzystora należy odłączyć od płytki.
Przed pomiarem wykonaj następujące czynności:
- Ustaw multimetr na funkcję testu diody, a nie na pomiar rezystancji.
- Ustal wyprowadzenia bazy, kolektora i emitera na podstawie symbolu lub noty katalogowej.
- Dla tranzystora NPN przyłóż czerwoną sondę do bazy, a czarną kolejno do emitera i kolektora.
- Odwróć sondy i powtórz pomiary, a następnie sprawdź przejście między kolektorem i emiterem w obu kierunkach.
Sprawny tranzystor NPN przewodzi złącza baza-emiter oraz baza-kolektor tylko przy polaryzacji sondy czerwonej na bazie. Typowy odczyt wynosi około 0,55-0,75 V dla krzemu. Po zamianie sond multimetr powinien wskazać OL, czyli brak przewodzenia. W tranzystorze PNP zasada jest odwrotna: przewodzenie pojawia się przy czerwonej sondzie na emiterze lub kolektorze, a czarnej na bazie.
| Wynik pomiaru | Możliwa powód |
|---|---|
| 0 V lub sygnał dźwiękowy w wielu kierunkach | Zwarcie struktury |
| OL we wszystkich kombinacjach | Przerwa złącza lub uszkodzona końcówka |
| Przewodzenie baza-emiter i baza-kolektor w obie strony | Przebite złącza |
| Prawidłowe złącza, ale przewodzenie kolektor-emiter | Uszkodzenie C-E albo wpływ elementów płytki |
Sprawdzanie MOSFET-a i rozpoznawanie uszkodzeń
W MOSFET-cie najpierw rozładuj bramkę, zwierając ją na chwilę ze źródłem przez sondy multimetru lub rezystor o dużej wartości.
Następnie sprawdź, czy między bramką a źródłem oraz bramką a drenem występuje OL. Jakikolwiek niski opór lub spadek napięcia wskazuje na przebicie warstwy izolacyjnej bramki. Między drenem i źródłem może być widoczna dioda pasożytnicza, dlatego przewodzenie w jednym kierunku nie zawsze oznacza awarię. Zwarcie D-S w obu kierunkach jest typowym objawem uszkodzenia. W bardziej zaawansowanym teście można naładować bramkę dodatnią sondą względem źródła i sprawdzić chwilowe przewodzenie kanału N; po ponownym zwarciu G-S kanał powinien się zamknąć.
Multimetr nie ocenia jednak pełnej obciążalności, szybkości przełączania ani przebicia pod napięciem roboczym.
Przygotowanie stanowiska i identyfikacja wyprowadzeń
Przed pomiarem tranzystor należy odłączyć od zasilania i, w miarę możliwości, wyjąć z układu. Pozostawienie go na płytce może powodować równoległe ścieżki pomiarowe przez rezystory, diody lub inne półprzewodniki, a wynik stanie się trudny do interpretacji. Kondensatory znajdujące się w badanym obwodzie trzeba rozładować, szczególnie gdy układ pracował przy wyższym napięciu. Multimetr powinien być sprawny, mieć odpowiednią kategorię bezpieczeństwa i funkcję testu diody.
Czarną sondę podłącza się do gniazda COM, a czerwoną do gniazda oznaczonego V/Ω.
Przewód pomiarowy nie może pozostawać w gnieździe prądowym. Przed przyłożeniem sond należy ustawić pokrętło na symbol diody, nie na pomiar rezystancji ani natężenia. Konieczne jest rozpoznanie typu tranzystora oraz jego wyprowadzeń: bazy, emitera i kolektora w tranzystorze bipolarnym albo bramki, źródła i drenu w tranzystorze polowym. Układ wyprowadzeń zależy od obudowy i producenta, dlatego należy posłużyć się oznaczeniem elementu oraz dokumentacją katalogową.
Nie wolno zakładać, że identycznie wyglądające tranzystory mają taki sam rozkład pinów. Pomiar złącza wykonuje się przy całkowicie odłączonym zasilaniu, ponieważ funkcja testu diody wymusza przez badany element niewielki prąd. Powinno się unikać dotykania metalowych końcówek palcami.
Ładunki elektrostatyczne mogą uszkodzić szczególnie tranzystory MOSFET, nawet jeśli pomiar ma trwać tylko parę sekund.
Jak ustawić sondy przy tranzystorze bipolarnym?
W tranzystorze NPN czerwoną sondę przykłada się do bazy, a czarną kolejno do emitera i kolektora.
Multimetr powinien wskazać spadek napięcia typowy dla złącza krzemowego, najczęściej około 0,55-0,75 V. Po zamianie sond wynik powinien przejść w OL lub wskazanie przekroczenia zakresu. Dla tranzystora PNP polaryzacja jest odwrotna: czarna sonda trafia do bazy, a czerwona do emitera i kolektora.
Jak przygotować pomiar tranzystora polowego?
W MOSFET-ach najpierw należy rozładować bramkę, zwierając ją na chwilę ze źródłem przez rezystor lub ostrożnie przewodem, jeśli element jest odłączony od układu. Następnie daje efekt, czy między bramką a źródłem oraz bramką a drenem nie występuje przewodzenie.
Wynik powinien wskazywać bardzo dużą rezystancję albo OL. Przewodzenie sugeruje przebicie warstwy izolacyjnej i uszkodzenie elementu.
Między drenem i źródłem można wykryć diodę pasożytniczą. Jej kierunek zależy od typu MOSFET-u, dlatego interpretację trzeba oprzeć na symbolu oraz nocie katalogowej. Jedno niskie wskazanie w obu kierunkach, przede wszystkim bez obecności spodziewanej diody, najczęściej oznacza zwarcie struktury. Podczas przykładania sond należy stabilnie trzymać element za obudowę, nie dotykając równocześnie bramki i metalowych końcówek. Uszkodzenie tranzystora można rozpoznać, analizując spadki napięcia, rezystancję oraz różnice między elektrodami przyrządu pomiarowego.
Pomiar złączy tranzystora bipolarnego i polowego multimetrem
Przed rozpoczęciem testu należy odłączyć zasilanie, rozładować kondensatory i, w miarę możliwości, wylutować tranzystor z układu. Pomiar elementu pozostawionego na płytce może być zafałszowany przez rezystory, diody lub uzwojenia połączone równolegle.
Multimetr ustawia się najczęściej w trybie testu diody.
- Ustal typ tranzystora oraz wyprowadzenia bazy, kolektora i emitera albo bramki, drenu i źródła na podstawie oznaczenia lub dokumentacji.
- Dla tranzystora NPN zmierz złącza baza-emiter i baza-kolektor: czerwona sonda na bazie powinna wskazać około 0,55-0,75 V, a po zamianie sond pojawić się wartość „OL”.
- Dla tranzystora PNP wykonaj analogiczne pomiary z odwróconą polaryzacją sond; przewodzenie powinno wystąpić przy czerwonej sondzie na emiterze lub kolektorze.
- Sprawdź przejście między kolektorem i emiterem w obu kierunkach. Dlanym tranzystorze bipolarnym multimetr zazwyczaj pokaże „OL” lub bardzo dużą rezystancję.
- W tranzystorze MOSFET zmierz izolację bramki względem drenu i źródła oraz sprawdź diodę pasożytniczą między drenem a źródłem.
Bramka MOSFET-a powinna wykazywać bardzo dużą rezystancję względem pozostałych elektrod. Niska rezystancja bramka-źródło lub bramka-dren oznacza najczęściej uszkodzenie warstwy izolacyjnej. Podczas testu bramki wskazanie może chwilowo się zmieniać, ponieważ multimetr ładuje jej pojemność. Czy wynik 0,6 V zawsze oznacza sprawny tranzystor? Nie, potwierdza jedynie przewodzenie konkretnego złącza. Czy pomiar w układzie jest miarodajny? Tylko orientacyjnie. Czy tranzystor może być uszkodzony mimo prawidłowych wskazań?
Tak, szczególnie przy przebiciu występującym dopiero pod napięciem lub obciążeniem.
Pomiar zwarcia między wyprowadzeniami tranzystora nie zawsze oznacza jego uszkodzenie. Wynik zależy od typu elementu, kierunku pomiaru, użytego zakresu multimetru oraz tego, czy komponent został wylutowany z płytki. W tranzystorze bipolarnym złącza baza-emiter i baza-kolektor zachowują się podobnie do diod. W jednym kierunku miernik może wskazać spadek napięcia około 0,6-0,7 V, a po odwróceniu przewodów – brak przewodzenia. Nie jest to zwarcie, lecz prawidłowa praca złącza półprzewodnikowego. Inaczej wygląda diagnostyka tranzystora MOSFET. Między drenem a źródłem znajduje się struktura pasożytniczej diody, dlatego przewodzenie w jednym kierunku może być całkowicie normalne.
Bramka powinna jednak wykazywać bardzo dużą rezystancję względem pozostałych elektrod. Niski opór bramka-źródło albo bramka-dren często świadczy o przebiciu warstwy tlenkowej.
O rzeczywistym zwarciu można mówić dopiero wtedy, gdy pomiar jest powtarzalny, występuje w obu kierunkach i dotyczy elektrod, które w danym typie tranzystora nie powinny przewodzić.
Czy zwarcie między elektrodami tranzystora oznacza uszkodzenie?
Nie zawsze.
Wskazanie bliskie zeru może wynikać z wewnętrznej diody, z równoległych elementów na płytce albo z naładowanej bramki MOSFET-a. Sama wartość rezystancji nie wystarcza do postawienia diagnozy. Trzeba znać typ tranzystora i porównać pomiary z dokumentacją techniczną.
Jak odróżnić zwarcie tranzystora od prawidłowego przewodzenia?
Najpierw należy odłączyć zasilanie, rozładować kondensatory i najlepiej unieść co najmniej jedną końcówkę elementu. Pomiar w układzie może obejmować rezystory, diody, uzwojenia lub inne półprzewodniki, które zafałszują wynik. Multimetr ustawia się na test diody, a przewody przykłada kolejno do każdej pary wyprowadzeń.
W tranzystorze bipolarnym zwarcie baza-emiter lub baza-kolektor w obu kierunkach jest podejrzane.
Zwarcie kolektor-emiter także najczęściej wskazuje przebicie, szczególnie gdy miernik pokazuje parę omów albo sygnalizuje ciągłość obwodu. W MOSFET-ach należy także rozładować bramkę przez chwilowe dobranie jej ze źródłem. Dopiero potem daje efekt dren i źródło w obu polaryzacjach. Jeżeli przewodzenie pozostaje obustronne, tranzystor najczęściej jest uszkodzony. Przydatne bywa także zestawienie z identycznym, sprawnym elementem oraz kontrola śladów przegrzania, pękniętej obudowy i nadpalonych pól lutowniczych.
