В радиоэлектронике и электротехнике транзисторы относятся к одним из основных элементов, без которых не будет работать ни одна схема. Среди них, наиболее широкое распространение получили полевые транзисторы, управляемые электрическим полем. Само электрическое поле возникает под действием напряжения, следовательно, каждый полевой транзистор является полупроводниковым прибором, управляемым напряжением. Наиболее часто применяются элементы с изолированным затвором. В процессе эксплуатации радиоэлектронных устройств и оборудования довольно часто возникает необходимость проверить полевой транзистор мультиметром, не нарушая общей схемы и не выпаивая его. Кроме того, на результаты проверки оказывает влияние модификация этих устройств, которые технологически разделяются на п- или р-канальные.
Устройство и принцип действия полевых транзисторов
Полевые транзисторы относятся к категории полупроводниковых приборов. Их усиливающие свойства создаются потоком основных носителей, который протекает через проводящий канал и управляется электрическим полем. Полевые транзисторы, в отличие от биполярных, для своей работы используют основные носители заряда, расположенные в полупроводнике. По своим конструктивным особенностям и технологии производства полевые транзисторы разделяются на две группы: элементы с управляющим р-п-переходом и устройства с изолированным затвором.
К первому варианту относятся элементы, затвор которых отделяется от канала р-п-переходом, смещенным в обратном направлении. Носители заряда входят в канал через электрод, называемый истоком. Выходной электрод, через который носители заряда уходят, называется стоком. Третий электрод – затвор выполняет функцию регулировки поперечного сечения канала.
Когда к истоку подключается отрицательное, а к стоку положительное напряжение, в самом канале появляется электрический ток. Он создается за счет движения от истока к стоку основных носителей заряда, то есть электронов. Еще одной характерной особенностью полевых транзисторов является движение электронов вдоль всего электронно-дырочного перехода.
Между затвором и каналом создается электрическое поле, способствующее изменению плотности носителей заряда в канале. То есть, изменяется величина протекающего тока. Поскольку управление происходит с помощью обратно смещенного р-п-перехода, сопротивление между каналом и управляющим электродом будет велико, а мощность, потребляемая от источника сигнала в цепи затвора, очень мала. За счет этого обеспечивается усиление электромагнитных колебаний не только по току и напряжению, но и по мощности.
Существуют полевые транзисторы, у которых затвор отделяется от канала слоем диэлектрика. В состав элемента с изолированным затвором входит подложка – полупроводниковая пластина, имеющая относительно высокое удельное сопротивление. В свою очередь, она состоит из двух областей с противоположными типами электропроводности. На каждую из них нанесен металлический электрод – исток и сток. Поверхность между ними покрывает тонкий слой диэлектрика. Таким образом, в полученную структуру входят металл, диэлектрик и полупроводник. Данное свойство позволяет проверить полевой транзистор мультиметром не выпаивая. Поэтому данный вид транзисторов сокращенно называют МДП. Они различаются наличием индуцированных или встроенных каналов.
Проверка мультиметром
Перед началом проверки на исправность полевого транзистора мультиметром, рекомендуется принять определенные меры безопасности, с целью предотвращения выхода транзистора из строя. Полевые транзисторы обладают высокой чувствительностью к статическому электричеству, поэтому перед их проверкой необходимо организовать заземление. Для снятия с себя накопленных статических зарядов, следует воспользоваться антистатическим заземляющим браслетом, надеваемым на руку. В случае отсутствия такого браслета можно просто коснуться рукой батареи отопления или других заземленных предметов.
Хранение полевых транзисторов, особенно с малой мощностью, должно осуществляться с соблюдением определенных правил. Одно из них заключается в том, что выводы транзисторов в этот период, находятся в замкнутом состоянии между собой. Конфигурация цоколей, то есть расположение выводов в различных моделях транзисторов может отличаться. Однако их маркировка остается неизменной, в соответствии с общепринятыми стандартами. Затвор по-английски означает Gate, сток – Drain, исток – Source, а для маркировки используются соответствующие буквы G, D и S. Если маркировка отсутствует необходимо воспользоваться специальным справочником или официальным документом от производителя электронных компонентов.
Проверку можно выполнить с помощью стрелочного омметра, но более удобной и эффективной будет прозвонка цифровым мультиметром, настроенным на тестирование p-n-переходов. Полученное значение сопротивления, отображаемое на дисплее, на пределе х100 численно будет соответствовать напряжению на р-п-переходе в милливольтах. После подготовки можно переходить к непосредственной проверке. Прежде всего нужно знать, что исправный транзистор обладает бесконечным сопротивлением между всеми его выводами. Прибор должен показывать такое сопротивление независимо от полярности щупов, то есть прикладываемого напряжения.
Современные мощные полевые транзисторы имеют встроенный диод, расположенный между стоком и истоком. В результате, при решении задачи, как прозвонить полевой транзистор мультиметром, канал сток-исток, ведет себя аналогично обычному диоду. Отрицательным щупом черного цвета необходимо коснуться подложки – стоку D, а положительным красным щупом – вывода истока S. Мультиметр покажет наличие прямого падения напряжения на внутреннем диоде до 500-800 милливольт. В обратном смещении, когда транзистор закрыт, прибор будет показывать бесконечно высокое сопротивление.
Далее, черный щуп остается на месте, а красный щуп касается вывода затвора G и вновь возвращается к выводу истока S. В этом случае мультиметр покажет значение, близкое к нулю, независимо от полярности приложенного напряжения. Транзистор откроется в результате прикосновения. Некоторые цифровые устройства могут показывать не нулевое значение, а 150-170 милливольт.
Если после этого, не отпуская красного щупа, коснуться черным щупом вывода затвора G, а затем возвратить его к выводу подложки стока D, то в этом случае произойдет закрытие транзистора, и мультиметр вновь отобразит падение напряжения на диоде. Такие показания характерны для большинства п-канальных устройств, используемых в видеокартах и материнских платах. Проверка р-канальных транзисторов осуществляется таким же образом, только со сменой полярности щупов мультиметра.
MOSFET транзисторы в последнее время все больше и больше набирают популярность. Они могут послужить хорошей заменой реле и биполярным транзисторам.
Чтобы сэкономить деньги и не бегать лишний раз в магазин, MOSFET транзисторы можно выпаять из нерабочей материнской платы или какого-нибудь модуля управления.
Но как проверить работоспособность этих радиокомпонетов?
Для этого нам потребуется всего один прибор — тестер.
У каждого радиолюбителя (даже начинающего) он обязательно должен быть!
В подавляющем большинстве тестеров есть режим «прозвонки», совмещенный с проверкой падения напряжения диодов.
Вот в этот режим мы и переводим тестер.
Теперь посмотрим на схему N-канального MOSFET транзистора. 
В цепи сток-исток имеется диод. Кстати его наличие обусловлено технологией производства.
Тестером можно подтвердить наличие этого диода. 
0.5В — это падение напряжение на внутреннем диоде Шоттки. Если поменять щупы местами, то должен быть «обрыв». 
А теперь можно проверить и затвор.
Тестер должен показывать «обрыв» при проверке затвор-исток и затвор-сток, причем полярность щупов не имеет значения. 
Но вот что интересно, если черный щуп ("-") держать на истоке, а красным щупом ("+") коснуться затвора, то транзистор откроется. В чем мы можем убедится, опять проверив сток-исток.
Тестер покажет почти нулевое сопротивление.
Теперь поместим щуп "+" на сток, а черный щуп на затвор и проверим сток-исток. Тестер опять будет показывать или падение напряжения на диоде или «обрыв», т.е транзистор закрылся!
Кстати есть еще одна тонкость — если мы откроем транзистор и измерим сопротивление сток-исток, но только не сразу, а через некоторое время, то тестер будет показывать сопротивление отличное от нуля. И чем больше пройдет времени, тем больше будет сопротивление.
Почему же так происходит? А все очень просто — емкость между затвором и стоком достаточно большая (обычно единицы нанофарад) и когда мы открываем MOSFET транзистор, эта емкость заряжается. А так как полевой транзистор управляется полем а не током, то пока не разрядится конденсатор, транзистор будет открыт.
P-канальный MOSFET транзистор можно проверить по такому же принципу, только полярность затвора другая.
В дополнение к статье [url=]wiki.rom.by/index.php/%D0%9A%D0%B0%D0%BA_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D1. [/url]
Хочу поделиться методом, позволяющим оценить работоспособность мосфета прямо на плате, ничего не отпаивая. Скажу сразу – возможно работает не всегда, но на материнках он мне часто помогал. Также хочу отметить, что для осуществления этого метода нужен мультиметр с колодкой для измерения hfe биполярных транзисторов и без доработки мультиметра, к сожалению, можно проверять только N-канальные транзисторы.
Не могу утверждать его 100% точность, но, по крайней мере он позволяет отсеять живые транзисторы в большинстве случаев.
Итак, на примере IRLML2402, N-канальный мосфет в корпусе SOT-23, маркировка A5Z3S. 
Берем дополнительный проводок, втыкаем его в гнездо E (PNP) колодки для измерения hfe, не секрет, что там присутствует постоянное напряжение около +3 В относительно черного провода мультиметра. 
Сверившись с даташитом, подключаем мультиметр: красный щуп на исток, а черный щуп на сток, транзистор закрыт, мультиметр показывает падение напряжения на встроенном диоде. 
А теперь подаем дополнительным проводом +3В на затвор, транзистор открыт. 
Если транзистор веде себя не так – отпаиваем его и проверяем дополнительно.
Таким же способом, в принципе, можно оценивать состояние P-канальных транзисторов, но задача усложняется отсутствием возможности получить напряжение -3В относительно черного провода непосредственно из мультиметра. Приходится цеплять дополнительно батарейку типа CR2032, плюс к черному проводу, минус – на затвор мосфета.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| Рис. 1 | 71.74 КБ |
| Рис. 2 | 66.64 КБ |
| Рис. 3 | 78.53 КБ |
| Рис. 4 | 70.71 КБ |
- 20274 просмотра
Интересный способ, причём логичный. Только вот незадача, а что если управляющая "зверушка" или сам транзистор не выдержит такого издевательства – пихать ей в ногу +3V насильно?
Идея не несет ответственности за тех, кто в неё верит
Только вот незадача, а что если управляющая "зверушка" или сам транзистор не выдержит такого издевательства – пихать ей в ногу +3V насильно?
В общем-то зачёт, чтоб не городить какую-то сумасшедшую схему из батареи и кучи проводов.. (подручными средствами как говорится. )
Идея не несет ответственности за тех, кто в неё верит