Железо / 1206000
Железо / Цифровые измерительные устройства / Цифровой измеритель параметров транзисторов

Цифровой измеритель параметров транзисторов

Описываемый прибор позволяет измерять коэффициент передачи тока базы П21э в трех диапазонах с верхними пределами 200, 2000, 20000 при токе коллектора, устанавливаемом дискретно величиной 0,1; 0,3; 1 и т. д. до 300 мА. Кроме того, возможно измерение обратного тока коллектора также на трех диапазонах с верхними пределами 20, 2 и 0,2 мкА, разрешающая способность на низшем -0,1 нА. Определение П21э производится при напряжении коллектор-база около 1,5 В, обратного тока коллекторного перехода - при 5 В.

Принцип измерения (Рис.30)
Измерение обратного тока коллекторного перехода (Рис.31)

Принцип измерения П21э проиллюстрирован на рис. 30. Проверяемый транзистор VТx включен по схеме с общей базой. Его эмиттерный ток определяется относительно большим сопротивлением токозадающего резистора, установленного в цепь эмиттера (один из резисторов R 15 - R23) и напряжением источника питания. В цепь эмиттера включен также токоизмерительный резистор (R 11-R14). В цепи базы в диагонали диодного моста VD1 установлен резистор, падение напряжения на котором пропорционально току базы (R1 - R6).

Отношение напряжения на резисторе в цепи эмиттера к напряжению на резисторе в цепи базы пропорционально коэффициенту передачи тока в схеме с общим коллектором, он на единицу больше аналогичного коэффициента в схеме с общим эмиттером. Это отношение измеряется АЦП на микросхеме КР572ПВ5. Токоизмерительные резисторы подобраны такого сопротивления, что падение на эмиттерном резисторе составляет около 50 или 150 мВ, на базовом - 25...1500 мВ в зависимости от коэффициента передачи тока базы h21э и диапазона. Диодный мост необходим для того, чтобы можно было проверять транзисторы различной структуры без переключения входов Uобр АЦП. Кроме того, падение напряжения на диодах моста обеспечивает напряжение коллектор-база на указанном уровне 1,5 В. Напряжение на входе Uвх АЦП может менять знак, поэтому в эмиттерной цепи диодный мост не требуется.

Схема коммутации цепей измерителя (Рис.32)

При измерении обратного тока коллекторного перехода Iко между коллектором и эмиттером проверяемого транзистора VTx прикладывается напряжение 5 В с делителя R7R15 (рис. 31). Падение напряжения на токоизмерительных резисторах R11 - R 14 пропорционально измеряемому току. На вход Uобр АЦП в этом режиме подается напряжение 100 мВ. Роль делителя состоит не только в снижении напряжения, подаваемого на транзистор, до 5 В и ограничении тока в случае установки неисправного транзистора, но и в приведении синфазного напряжения на входах Uвx АЦП к половине напряжения питания. Естественно, что в этом режиме можно проверять и обратные токи диодов.

Измерительная часть прибора (Рис.33)

Полная схема измерителя приведена на рис. 32 и 33. Переключатель SA1 служит для выбора тока эмиттера проверяемого транзистора и включения режима измерения обратного тока коллектора Iко, переключатель SA2 определяет диапазоны измерений h21э и Iко, положение SA3 определяется структурой транзистора. Конденсаторы С1 и С2 необходимы для устранения генерации, иногда возникающей при проверке высокочастотных транзисторов, С3 устраняет сетевые наводки при измерении обратного тока коллекторного перехода. Включение микросхемы КР572ПВ5 и индикатора ИЖЦ5-4/8 достаточно стандартное, отличие лишь в том, что входы Uвх и Uобр не связаны с общим проводом аналоговых цепей (вывод 32 микросхемы). Частота тактового генератора - 40 кГц.

Почти все элементы измерителя (в том числе и переключатели SA1 - SA3) смонтированы на печатной плате размерами 65 х 130 мм (рис. 34,а, сторона установки микросхем, рис. 34,6, сторона установки переключателей и конденсаторов С6 - С8). Резисторы, показанные на рис. 32, в основном распаяны на выводах переключателей SA1 и SA2.

Резисторы R1 - R6, R8 - R 14 следует подобрать с точностью не хуже 1%. В описываемой конструкции в основном использовались резисторы типа С2-29В мощностью 0,125 Вт. Резисторы R7, R15 -R23 использованы типа МЛТ с допуском 5%, Подстроечный резистор R50 - СП--19а.

Токоизмерительные резисторы Rl-R6nRll-R14He обязательно должны быть точно тех сопротивлений, которые указаны на схеме рис. 32. Например, они могут быть кратны 47 или 56, но обязательно все.

Конденсаторы С6 - С8 использованы типа К73-17 на рабочее напряжение 160 В. Возможно применение и других конденсаторов, обозначение которых начинается с К71 или К73, например К73-9, К73-11, К73-16. Полярные конденсаторы типа К53-4 (С4, С 12), остальные КМ-5 или КМ-6.

Переключатель SA1 типа ПГ7-35-16П5Н, SA2- ПГ2-11-6П6Н, SA3 - ПГ2-13-4П-Н. На принципиальной схеме дана нумерация контактов, приведенная на переключателях.

Микросхему К561ЛП2 можно заменить на КР1561ЛП14, а при изменении рисунка печатной платы - на 564ЛП2.

Все элементы измерителя, включая блок питания на основе трансформатора ТПП220-127/220-50, все шесть вторичных обмоток которого соединены последовательно, установлены в пластмассовую коробку размерами 70 х 95 х 150 мм.

Настройку прибора следует начать с установки частоты тактового генератора АЦП, равной 40 кГц, подбором резистора R57. Для этого осциллографом, синхронизированным от сети, контролируют частоту импульсов на выходе F микросхемы DD2 (вывод 21). Изображение импульсов на экране должно быть практически неподвижным, при этом их частота составляет 50 Гц.

Необходимо также откалибровать измеритель тока. Проще всего установить на движке подстроечного резистора R51 относительно общего провода напряжение 100 мВ, контролируя его точным вольтметром с входным сопротивлением не менее 1 МОм.

Печатная плата измерителя (Рис.34,а) Печатная плата измерителя (Рис.34,б)

Для примера на рис. 35 приведены снятые этим прибором зависимости коэффициента передачи тока базы h21э от тока коллектора случайно взятых образцов различных транзисторов, в том числе и для двух типов транзисторов со статической индукцией (КП948А и КП959А). Два составных транзистора различной структуры КТ972А и КТ973А оказались практически неотличимыми по своим зависимостям h21э от тока коллектора.

Зависимости коэффициента передачи тока базы h21э от тока коллектора различных транзисторов

Измеренные обратные токи коллектора для кремниевых маломощных транзисторов составляли 0,1...0,3 нА, для мощных - 1...10 нА. Для транзисторов серий КТ315 и КТ361 обнаружен заметный фотоэффект, приводящий к увеличению обратного тока до 10 нА при освещении транзистора рассеянным светом настольной лампы.

При использовании прибора следует помнить, что показания h21э менее 5% от предельного значения недостоверны, поскольку напряжение на выходе интегратора АЦП при этом выходит за пределы линейного участка. При обрыве коллекторного перехода транзистора ток базы равен току эмиттера, и на пределах 100 и 300 мА могут выйти из строя токоизмерительные резисторы. Избежать этого можно увеличением их мощности рассеяния до 0,5 и 1 Вт соответственно. Можно также принять за правило проверку мощных транзисторов начинать при токе коллектора не более 50 мА, переходя при их исправности к большим значениям тока.

Входы Uобор микросхемы КР572ПВ5 (выводы 35, 36) следует защитить, как указано в конце первого раздела этой главы.

Железо / Цифровые измерительные устройства / Цифровой измеритель параметров транзисторов