Circuits d'appareils pour mesurer les paramètres des transistors. Mesurer les paramètres de base des transistors. Connexion directe et inversée de la jonction PN

Les explications nécessaires ont été données, entrons dans le vif du sujet.

Transistors. Définition et historique

Transistor- un dispositif électronique à semi-conducteur dans lequel le courant dans un circuit de deux électrodes est contrôlé par une troisième électrode. (transistors.ru)

Les transistors à effet de champ ont été les premiers à être inventés (1928) et les transistors bipolaires sont apparus en 1947 aux Bell Labs. Et ce fut, sans exagération, une révolution dans l’électronique.

Très vite, les transistors remplacent les tubes à vide dans divers domaines. appareils électroniques. À cet égard, la fiabilité de ces dispositifs a augmenté et leur taille a considérablement diminué. Et à ce jour, aussi « sophistiqué » soit-il, le microcircuit contient encore de nombreux transistors (ainsi que des diodes, des condensateurs, des résistances, etc.). Seulement les très petits.

À propos, au départ, les « transistors » étaient des résistances dont la résistance pouvait être modifiée en fonction de la quantité de tension appliquée. Si nous ignorons la physique des processus, alors un transistor moderne peut également être représenté comme une résistance qui dépend du signal qui lui est fourni.

Quelle est la différence entre les transistors à effet de champ et les transistors bipolaires ? La réponse réside dans leurs noms mêmes. Dans un transistor bipolaire, le transfert de charge implique Et des électrons, Et trous («encore» - deux fois). Et sur le terrain (aka unipolaire) - ou des électrons, ou des trous.

En outre, ces types de transistors diffèrent selon les domaines d'application. Les bipolaires sont principalement utilisés dans la technologie analogique et ceux de terrain - dans la technologie numérique.

Et enfin: le principal domaine d'application de tous les transistors- renforcement d'un signal faible grâce à une source d'alimentation supplémentaire.

Transistor bipolaire. Principe d'opération. Caractéristiques principales

Un transistor bipolaire se compose de trois régions : émetteur, base et collecteur, chacune étant alimentée en tension. Selon le type de conductivité de ces zones, on distingue les transistors n-p-n et p-n-p. Généralement, la zone du collecteur est plus large que la zone de l'émetteur. La base est constituée d'un semi-conducteur légèrement dopé (c'est pourquoi sa résistance est élevée) et est très fine. Étant donné que la zone de contact émetteur-base est nettement inférieure à la zone de contact base-collecteur, il est impossible d'échanger l'émetteur et le collecteur en changeant la polarité de connexion. Le transistor est donc un dispositif asymétrique.

Avant d’examiner la physique du fonctionnement d’un transistor, décrivons le problème général.

Il se présente comme suit : un fort courant circule entre l'émetteur et le collecteur ( courant de collecteur), et entre l'émetteur et la base il y a un faible courant de commande ( courant de base). Le courant du collecteur changera en fonction du changement du courant de base. Pourquoi?
Considérons les jonctions p-n du transistor. Il y en a deux : l'émetteur-base (EB) et la base-collecteur (BC). Dans le mode de fonctionnement actif du transistor, le premier d'entre eux est connecté en polarisation directe et le second en polarisation inverse. Que se passe-t-il aux jonctions p-n ? Pour plus de certitude, nous considérerons un transistor n-p-n. Pour p-n-p, tout est similaire, seul le mot « électrons » doit être remplacé par « trous ».

Puisque la jonction EB est ouverte, les électrons « traversent » facilement la base. Là, ils se recombinent partiellement avec des trous, mais Ô La plupart d'entre eux, du fait de la faible épaisseur de la base et de son faible dopage, parviennent à atteindre la transition base-collecteur. Ce qui, on s’en souvient, est un biais inverse. Et comme les électrons de la base sont des porteurs de charge minoritaires, le champ électrique de la transition les aide à la surmonter. Ainsi, le courant du collecteur n’est que légèrement inférieur au courant de l’émetteur. Maintenant, surveillez vos mains. Si vous augmentez le courant de base, la jonction EB s'ouvrira plus fortement et davantage d'électrons pourront se glisser entre l'émetteur et le collecteur. Et comme le courant du collecteur est initialement supérieur au courant de base, ce changement sera très, très perceptible. Ainsi, le signal faible reçu à la base sera amplifié. Encore une fois, un changement important dans le courant du collecteur est le reflet proportionnel d’un petit changement dans le courant de base.

Je me souviens que le principe de fonctionnement d'un transistor bipolaire a été expliqué à mon camarade de classe à l'aide de l'exemple d'un robinet d'eau. L'eau qu'il contient correspond au courant du collecteur, et le courant de contrôle de la base correspond à la rotation du bouton. Une petite force (action de contrôle) suffit pour augmenter le débit d'eau du robinet.

En plus des processus considérés, un certain nombre d'autres phénomènes peuvent se produire au niveau des jonctions p-n du transistor. Par exemple, avec une forte augmentation de la tension à la jonction base-collecteur, la multiplication des charges par avalanche peut commencer en raison de l'ionisation par impact. Et couplé à l'effet tunnel, cela donnera d'abord une panne électrique, puis (avec l'augmentation du courant) une panne thermique. Cependant, un claquage thermique dans un transistor peut se produire sans claquage électrique (c'est-à-dire sans augmenter la tension du collecteur jusqu'à la tension de claquage). Pour cela, un courant excessif traversant le collecteur suffira.

Un autre phénomène est dû au fait que lorsque les tensions aux jonctions collecteur et émetteur changent, leur épaisseur change. Et si la base est trop fine, un effet de fermeture peut se produire (ce qu'on appelle la « perforation » de la base) - une connexion entre la jonction du collecteur et la jonction de l'émetteur. Dans ce cas, la région de base disparaît et le transistor cesse de fonctionner normalement.

Le courant de collecteur du transistor dans le mode de fonctionnement actif normal du transistor est supérieur au courant de base d'un certain nombre de fois. Ce numéro s'appelle gain actuel et est l'un des principaux paramètres du transistor. Il est désigné h21. Si le transistor est activé sans charge sur le collecteur, alors à une tension collecteur-émetteur constante, le rapport entre le courant du collecteur et le courant de base donnera gain de courant statique. Il peut être égal à des dizaines ou des centaines d'unités, mais il convient de considérer le fait que dans les circuits réels, ce coefficient est inférieur du fait que lorsque la charge est allumée, le courant du collecteur diminue naturellement.

Le deuxième paramètre important est résistance d'entrée du transistor. Selon la loi d'Ohm, c'est le rapport entre la tension entre la base et l'émetteur et le courant de commande de la base. Plus il est grand, plus le courant de base est faible et plus le gain est élevé.

Le troisième paramètre d'un transistor bipolaire est gain de tension. Il est égal au rapport de l'amplitude ou des valeurs efficaces des tensions alternatives de sortie (émetteur-collecteur) et d'entrée (base-émetteur). La première valeur étant généralement très grande (unités et dizaines de volts) et la seconde très petite (dixièmes de volts), ce coefficient peut atteindre des dizaines de milliers d'unités. Il convient de noter que chaque signal de commande de base possède son propre gain de tension.

Les transistors ont également fréquence de réponse, qui caractérise la capacité du transistor à amplifier un signal dont la fréquence se rapproche de la fréquence de coupure d'amplification. Le fait est qu'à mesure que la fréquence du signal d'entrée augmente, le gain diminue. Cela est dû au fait que le moment d'apparition des principaux processus physiques (le temps de déplacement des porteurs de l'émetteur au collecteur, la charge et la décharge des jonctions à barrière capacitive) devient proportionnel à la période de changement du signal d'entrée. . Ceux. le transistor n'a tout simplement pas le temps de réagir aux changements du signal d'entrée et, à un moment donné, cesse simplement de l'amplifier. La fréquence à laquelle cela se produit est appelée frontière.

Aussi, les paramètres du transistor bipolaire sont :

collecteur-émetteur de courant inverse
à temps
courant de collecteur inverse
courant maximum admissible

Conditionnel notation n-p-n Et transistor pnp Ils ne diffèrent que par le sens de la flèche indiquant l'émetteur. Il montre comment le courant circule dans un transistor donné.

Modes de fonctionnement d'un transistor bipolaire

L'option discutée ci-dessus représente le mode de fonctionnement actif normal du transistor. Cependant, il existe plusieurs autres combinaisons de jonctions p-n ouvertes/fermées, chacune représentant un mode de fonctionnement distinct du transistor.

Mode actif inversé. Ici la transition BC est ouverte, mais au contraire, la transition EB est fermée. Les propriétés d'amplification dans ce mode sont bien entendu pires que jamais, c'est pourquoi les transistors sont très rarement utilisés dans ce mode.
Mode saturation. Les deux passages sont ouverts. En conséquence, les principaux porteurs de charge du collecteur et de l'émetteur « courent » vers la base, où ils se recombinent activement avec ses principaux porteurs. En raison de l'excès de porteurs de charge qui en résulte, la résistance des jonctions de base et p-n diminue. Par conséquent, un circuit contenant un transistor en mode saturation peut être considéré comme court-circuité, et cet élément radio lui-même peut être représenté comme un point équipotentiel.
Mode coupure. Les deux transitions du transistor sont fermées, c'est-à-dire le courant des principaux porteurs de charge entre l'émetteur et le collecteur s'arrête. Les flux de porteurs de charge minoritaires ne créent que des courants de transition thermique faibles et incontrôlables. En raison de la pauvreté de la base et des transitions avec les porteurs de charge, leur résistance augmente considérablement. Par conséquent, on pense souvent qu’un transistor fonctionnant en mode coupure représente un circuit ouvert.
Mode barrière Dans ce mode, la base est connectée directement ou via une faible résistance au collecteur. Une résistance est également incluse dans le circuit collecteur ou émetteur, qui règle le courant à travers le transistor. Cela crée l'équivalent d'un circuit de diodes avec une résistance en série. Ce mode est très utile car il permet au circuit de fonctionner à presque n'importe quelle fréquence, sur une large plage de températures et est peu exigeant pour les paramètres des transistors.

Circuits de commutation pour transistors bipolaires

Étant donné que le transistor a trois contacts, en général, l'alimentation doit lui être fournie à partir de deux sources, qui produisent ensemble quatre sorties. Par conséquent, l’un des contacts du transistor doit être alimenté par une tension du même signe provenant des deux sources. Et selon le type de contact, il existe trois circuits pour connecter des transistors bipolaires : avec un émetteur commun (CE), un collecteur commun (OC) et une base commune (CB). Chacun d’eux présente à la fois des avantages et des inconvénients. Le choix entre eux se fait en fonction des paramètres qui sont importants pour nous et de ceux qui peuvent être sacrifiés.

Circuit de connexion avec émetteur commun

Ce circuit offre le plus grand gain en tension et en courant (et donc en puissance - jusqu'à des dizaines de milliers d'unités), et est donc le plus courant. Ici, la jonction émetteur-base est activée directement et la jonction base-collecteur est activée de manière inversée. Et comme la base et le collecteur sont alimentés par une tension du même signe, le circuit peut être alimenté à partir d'une seule source. Dans ce circuit, la phase de la tension alternative de sortie change de 180 degrés par rapport à la phase de la tension alternative d'entrée.

Mais en plus de tous les avantages, le système OE présente également un inconvénient important. Cela réside dans le fait qu'une augmentation de la fréquence et de la température entraîne une détérioration significative des propriétés d'amplification du transistor. Ainsi, si le transistor doit fonctionner à hautes fréquences, il est alors préférable d'utiliser un circuit de commutation différent. Par exemple, avec un socle commun.

Schéma de connexion avec une base commune

Ce circuit ne fournit pas d'amplification significative du signal, mais est efficace dans les hautes fréquences, car il permet une utilisation plus complète de la réponse en fréquence du transistor. Si le même transistor est connecté d'abord selon un circuit avec un émetteur commun, puis avec une base commune, alors dans le second cas, il y aura une augmentation significative de sa fréquence de coupure d'amplification. Puisqu'avec une telle connexion la résistance d'entrée est faible et la résistance de sortie n'est pas très élevée, des cascades de transistors assemblées selon le circuit avec OB sont utilisées dans amplificateurs d'antenne, où l'impédance caractéristique des câbles ne dépasse généralement pas 100 Ohms.

Dans un circuit à base commune, la phase du signal ne s'inverse pas et le niveau de bruit aux hautes fréquences est réduit. Mais comme déjà mentionné, son gain actuel est toujours légèrement inférieur à l’unité. Certes, le gain de tension ici est le même que dans un circuit avec un émetteur commun. Les inconvénients d'un circuit à base commune incluent également la nécessité d'utiliser deux alimentations.

Schéma de connexion avec un collecteur commun

La particularité de ce circuit est que la tension d'entrée est entièrement retransmise à l'entrée, c'est-à-dire que la rétroaction négative est très forte.

Permettez-moi de vous rappeler que le négatif s'appelle tel retour, dans lequel le signal de sortie est renvoyé à l'entrée, réduisant ainsi le niveau du signal d'entrée. Ainsi, un ajustement automatique se produit lorsque les paramètres du signal d'entrée changent accidentellement.

Le gain de courant est presque le même que dans le circuit à émetteur commun. Mais le gain de tension est faible (le principal inconvénient de ce circuit). Elle se rapproche de l'unité, mais elle est toujours inférieure à elle. Ainsi, le gain de puissance n’est que de quelques dizaines d’unités.

Dans un circuit collecteur commun, il n’y a pas de déphasage entre la tension d’entrée et la tension de sortie. Puisque le gain de tension est proche de l’unité, tension de sortie la phase et l'amplitude coïncident avec celles d'entrée, c'est-à-dire les répètent. C'est pourquoi un tel circuit est appelé émetteur-suiveur. Émetteur - parce que la tension de sortie est supprimée de l'émetteur par rapport au fil commun.

Cette connexion est utilisée pour faire correspondre les étages à transistors ou lorsque la source du signal d'entrée a une impédance d'entrée élevée (par exemple, un capteur piézoélectrique ou un microphone à condensateur).

Deux mots sur les cascades

Il arrive que vous deviez augmenter la puissance de sortie (c'est-à-dire augmenter le courant du collecteur). Dans ce cas, une connexion parallèle du nombre requis de transistors est utilisée.

Naturellement, leurs caractéristiques devraient être à peu près les mêmes. Mais il ne faut pas oublier que le courant total maximum du collecteur ne doit pas dépasser 1,6 à 1,7 du courant maximum du collecteur de l'un des transistors en cascade.
Cependant (merci à loup-garou pour la note), cela n'est pas recommandé dans le cas des transistors bipolaires. Car deux transistors, même du même type, sont au moins légèrement différents l'un de l'autre. En conséquence, lorsqu'ils sont connectés en parallèle, des courants de différentes amplitudes les traversent. Pour égaliser ces courants, des résistances équilibrées sont installées dans les circuits émetteurs des transistors. La valeur de leur résistance est calculée de manière à ce que la chute de tension à leurs bornes dans la plage de courant de fonctionnement soit d'au moins 0,7 V. Il est clair que cela entraîne une détérioration significative de l'efficacité du circuit.

Il peut également être nécessaire de disposer d'un transistor présentant une bonne sensibilité et en même temps un bon gain. Dans de tels cas, une cascade d'un transistor sensible mais de faible puissance (VT1 sur la figure) est utilisée, qui contrôle l'alimentation d'un transistor plus puissant (VT2 sur la figure).

Autres applications des transistors bipolaires

Les transistors peuvent être utilisés non seulement dans les circuits d'amplification de signal. Par exemple, du fait qu'ils peuvent fonctionner en modes saturation et coupure, ils sont utilisés comme clés électroniques. Il est également possible d'utiliser des transistors dans des circuits générateurs de signaux. S'ils fonctionnent en mode clé, alors un signal rectangulaire sera généré, et s'ils sont en mode amplification, alors un signal de forme arbitraire, en fonction de l'action de contrôle.

Marquage

Puisque l’article a déjà atteint un volume indécent, je vais simplement en donner deux bons liens, qui décrivent en détail les principaux systèmes de marquage des dispositifs à semi-conducteurs (y compris les transistors) : http://kazus.ru/guide/transistors/mark_all.html et file.xls (35 ko).

Commentaires utiles :
http://habrahabr.ru/blogs/easyelectronics/133136/#comment_4419173

Balises : Ajouter des balises

Dans cet article, nous avons discuté d'un paramètre de transistor aussi important que le coefficient bêta (β) . Mais il existe un autre paramètre intéressant dans le transistor. En soi, il est insignifiant, mais il peut faire beaucoup d'affaires ! C’est comme un caillou qui rentre dans la chaussure d’un athlète : il semble petit, mais il provoque des désagréments lors de la course. Alors, comment ce « caillou » interfère-t-il avec le transistor ? Découvrons-le...

Connexion directe et inversée de la jonction PN

On s'en souvient, un transistor est constitué de trois semi-conducteurs. , que nous appelons base-émetteur jonction émetteur, et la transition base-collecteur est transition collecteur.

Puisque dans ce cas nous avons un transistor NPN, cela signifie que le courant va circuler du collecteur vers l'émetteur, à condition d'ouvrir la base en lui appliquant une tension de plus de 0,6 Volts (enfin, pour que le transistor s'ouvre) .

Prenons hypothétiquement un couteau très fin et découpons l'émetteur directement le long de la jonction PN. Nous finirons par obtenir quelque chose comme ceci :

Arrêt! Avons-nous une diode ? Oui, c'est lui ! Rappelez-vous, dans l'article caractéristique courant-tension (CVC), nous avons regardé le CVC de la diode :

Sur le côté droit de la caractéristique courant-tension, nous voyons comment la branche du graphique s'est envolée très fortement. Dans ce cas, nous avons appliqué une tension constante à la diode comme ceci, c'est-à-dire qu'elle était connexion directe de la diode.

La diode faisait passer le courant électrique à travers elle-même. Nous avons même mené des expériences avec connexion directe et inverse de la diode. Ceux qui ne s’en souviennent pas peuvent le lire.

Mais si tu changes la polarité

alors notre diode ne laissera pas passer le courant. On nous a toujours enseigné cela, et il y a du vrai là-dedans, mais... notre monde n'est pas idéal).

Comment fonctionne une jonction PN ? Nous l'avons imaginé comme un entonnoir. Alors pour ce dessin

notre entonnoir sera renversé vers le ruisseau

La direction de l'écoulement de l'eau est la direction du mouvement courant électrique. L'entonnoir est la diode. Mais l’eau qui s’est écoulée par le col étroit de l’entonnoir ? Comment peut-on l’appeler ? Et ça s'appelle courant inverse de la jonction PN (je reviens).

Que pensez-vous que si vous augmentez la vitesse d'écoulement de l'eau, la quantité d'eau qui passe à travers le col étroit de l'entonnoir augmentera-t-elle ? Certainement! Cela signifie que si vous ajoutez de la tension Tu arr., alors le courant inverse augmentera J'arrive., c’est ce que nous voyons sur le côté gauche du graphique de la caractéristique courant-tension de la diode :

Mais jusqu’où peut-on augmenter la vitesse d’écoulement de l’eau ? S'il est très grand, notre entonnoir ne tiendra pas, les murs se fissureront et il volera en morceaux, non ? Par conséquent, pour chaque diode, vous pouvez trouver un paramètre tel que U rev.max, dont le dépassement pour une diode équivaut à la mort.

Par exemple, pour la diode D226B :

U rev.max= 500 Volts, et l'impulsion inverse maximale Tu arr. imp.max= 600 Volts. Mais gardez à l’esprit que les circuits électroniques sont conçus, comme on dit, « avec une marge de 30 % ». Et même si dans le circuit la tension inverse sur la diode est de 490 Volts, alors une diode pouvant supporter plus de 600 Volts sera installée dans le circuit. Il vaut mieux ne pas jouer avec les valeurs critiques). La tension inverse d’impulsion est une surtension soudaine pouvant atteindre une amplitude allant jusqu’à 600 volts. Mais ici aussi, il vaut mieux prendre avec une petite marge.

Alors... pourquoi est-ce que je parle de diode et de diode... C'est comme si nous étudiions les transistors. Mais quoi qu’on en dise, une diode est un élément de base pour construire un transistor. Donc, si nous appliquons une tension inverse à la jonction du collecteur, alors un courant inverse circulera à travers la jonction, comme dans une diode ? Exactement. Et ce paramètre dans un transistor s'appelle . Nous le désignons comme Je KBO, parmi la bourgeoisie - Je CBO. Représente "courant entre collecteur et base, avec émetteur ouvert". En gros, la jambe émettrice ne s'accroche nulle part et pend dans les airs.

Pour mesurer le courant inverse du collecteur, il suffit d'assembler ces circuits simples :

Pour transistor NPN pour transistor PNP

Pour les transistors au silicium, le courant du collecteur inverse est inférieur à 1 µA, pour les transistors au germanium : 1-30 µA. Comme je ne mesure qu'à partir de 10 µA, et que je n'ai pas de transistors au germanium sous la main, je ne pourrai pas réaliser cette expérience, puisque la résolution de l'appareil ne le permet pas.

Nous n'avons toujours pas répondu à la question : pourquoi le courant inverse des collecteurs est-il si important et est-il répertorié dans les ouvrages de référence ? Le fait est que pendant le fonctionnement, le transistor dissipe une certaine puissance dans l'espace, ce qui signifie qu'il chauffe. Le courant inverse du collecteur dépend fortement de la température et double sa valeur tous les 10 degrés Celsius. Non, mais qu'est-ce qui ne va pas ? Laissez-le grandir, cela ne semble déranger personne.

Effet du courant de collecteur inverse

Le fait est que dans certains circuits de commutation, une partie de ce courant traverse la jonction de l'émetteur. Et comme nous nous en souvenons, le courant de base traverse la jonction de l'émetteur. Plus le courant de commande (courant de base) est élevé, plus le courant contrôlé (courant de collecteur) est élevé. Nous en avons discuté dans l'article. Par conséquent, le moindre changement dans le courant de base entraîne une modification importante du courant du collecteur et l'ensemble du circuit commence à ne pas fonctionner correctement.

Comment lutter contre le courant de collecteur inverse

Cela signifie que l’ennemi le plus important du transistor est la température. Comment les développeurs d’équipements radio-électroniques (REA) le combattent-ils ?

– utiliser des transistors dans lesquels le courant inverse du collecteur a une très faible valeur. Il s'agit bien entendu de transistors en silicium. Un petit indice - le marquage des transistors au silicium commence par les lettres « KT », ce qui signifie À ceinture T transistor.

– l'utilisation de circuits minimisant le courant inverse du collecteur.

Le courant du collecteur inverse est un paramètre important du transistor. Il est indiqué dans la fiche technique de chaque transistor. Dans les circuits utilisés dans des conditions de température extrêmes, le courant de retour du collecteur jouera un rôle très important. Par conséquent, si vous assemblez un circuit qui n'utilise pas de radiateur ni de ventilateur, il est bien sûr préférable de prendre des transistors avec un courant de collecteur inverse minimal.

Pour la fabrication d'équipements haute qualité, circuits de mesure et de haute précision, il est souvent nécessaire de sélectionner des éléments radio avec des paramètres identiques ou éventuellement plus proches. Ci-dessous sont circuits simples mesures des principaux paramètres des éléments fréquemment utilisés des circuits radio, avec lesquels vous pouvez mesurer :
- caractéristiques courant-tension des diodes, y compris les diodes photo, lumineuses, tunnel et inverses (dans la plage de tension 0 ... 4,5 V et courants 1 μA ... 0,5 A) ;
- courants de collecteur inverse et direct et courant de base des transistors bipolaires ;
- courant de drain, courant de drain initial, tension grille-source et tension de coupure des transistors à effet de champ ;
- le courant traversant le thyristor à l'état ouvert et fermé, le courant traversant la jonction de commande et la tension à ses bornes, ouvrant le thyristor à une tension à l'anode de 4,5 V ;
- courant et tension interbases à l'émetteur des transistors unijonction.

Des instruments de mesure à aiguilles ou numériques (microampèremètre et voltmètre) sont utilisés comme instruments de mesure, un testeur ordinaire peut être utilisé. La batterie est une batterie de 4,5 V ou une alimentation stabilisée avec cette tension.

La figure 1 montre une méthode de mesure du courant inverse de la jonction collecteur (Ikbo) d'un transistor structures npn. Pour les transistors à structure inverse, la polarité de l'alimentation et la mise sous tension du microampèremètre doivent être modifiées. La résistance R1 est nécessaire pour limiter le courant lorsque la jonction est coupée, afin de protéger l'appareil de mesure des courants élevés. Ce circuit permet également de vérifier le courant inverse de la diode, les caractéristiques lumineuses de la photodiode, l'inverse courant p-n– jonction du transistor à effet de champ et mesurer le courant de fuite du condensateur :

Figure 1. Mesure Ikbo

La figure 2 montre un circuit pour mesurer le courant de base, le courant direct à travers jonction pn et la tension à ses bornes pour les diodes et les thyristors. La résistance R3 définit le courant de base requis (approximativement) et avec l'aide de R4 - précisément. Si vous n'avez qu'un seul appareil de mesure (testeur), alors après avoir établi le courant de base requis, au lieu du microampèremètre, son équivalent (résistance R1, représentée en pointillé) est activé et le testeur est activé comme deuxième appareil - un voltmètre. La résistance R2, tout comme dans le premier circuit, limite le courant traversant l'appareil lorsque la jonction de l'élément mesuré est rompue.

Figure 2. Mesure Ib

La figure 3 montre un circuit pour mesurer le courant de collecteur d'un transistor. S'il est nécessaire de mesurer la tension entre le collecteur et l'émetteur d'un transistor ou l'anode et la cathode d'un thyristor, alors au lieu d'un microampèremètre, la résistance équivalente R2 est activée et l'appareil de mesure est activé selon le schéma comme voltmètre.

Figure 3. Mesure de Ik

La figure 4 montre les méthodes de mesure des caractéristiques des transistors à effet de champ. Dans la position inférieure du curseur de la résistance R1 dans le schéma, vous pouvez mesurer le courant de drain initial d'un transistor à effet de champ ou le courant interbase d'un transistor unijonction à l'état fermé. La résistance base à base peut être calculée, si nécessaire, en divisant la valeur de la tension de la batterie (4,5 V dans ce cas) par le courant base à base mesuré. A une certaine position du moteur R1, le courant de drain du transistor à effet de champ deviendra nul (il faut mesurer à la limite de mesure la plus basse du testeur ou du voltmètre utilisé !). Dans ce cas, le voltmètre « 2 » indiquera la tension de coupure du transistor.

Figure 4. Transistors à effet de champ et unijonction

Un moyen simple de vérifier les performances d'un thyristor

À l'aide d'un circuit simple, vous pouvez vérifier les performances d'un thyristor en courant alternatif et continu.

Figure 5. Circuit de test des thyristors

S1 – bouton pour fermer sans fixation. Toute diode de redressement de moyenne puissance (D226, KD105, KD202, KD205, etc.) peut être utilisée comme diode VD1. Lampe - à partir d'une lampe de poche ou de toute petite lampe avec une tension de 6 à 9 V. Au lieu d'une lampe, vous pouvez bien sûr allumer un testeur (en mode mesure de courant jusqu'à 1 A).

Le transformateur est de faible puissance avec une tension sur l'enroulement secondaire de 5 à 9 V.
Examen courant alternatif: Réglez S2 sur la position « 1 ». Chaque fois que vous appuyez sur S1, la lampe doit s'allumer et s'éteindre lorsqu'elle est relâchée ;
Test DC : mettre S2 en position « 3 ». Lorsque S1 est enfoncé, la lampe s'allume et reste allumée lorsque le bouton est relâché. Pour l'éteindre, c'est-à-dire « fermer » le thyristor, vous devez supprimer la tension d'alimentation en commutant S2 en position « 2 ».

Si le thyristor est défectueux, la lampe s'allumera en permanence ou ne s'allumera pas du tout.

Le dispositif de vérification des paramètres des transistors bipolaires peut également être fait maison.

Avant d'installer un transistor dans un appareil radio particulier, il est conseillé, et si le transistor a déjà été utilisé quelque part auparavant, alors il est absolument nécessaire de vérifier son courant de collecteur inverse Ikbo, le coefficient de transfert de courant statique h21E et la constance du courant de collecteur. Ces les paramètres les plus importants Vous pouvez vérifier les transistors bipolaires de faible puissance de structures p-n-p et n-p-n à l'aide d'un appareil dont le circuit et la structure sont illustrés à la Fig. 121. Il faudra : un milliampèremètre PA1 pour un courant de 1 mA, une batterie GB avec une tension de 4,5 V, un interrupteur S1 pour le type de mesure, un interrupteur S2 pour changer la polarité d'allumage du milliampèremètre et de la batterie, un interrupteur à bouton-poussoir S3 pour allumer la source d'alimentation, deux résistances et trois pinces du type " crocodile" pour connecter les transistors à l'appareil. Pour changer le type de mesure, utilisez l'interrupteur à bascule à deux positions TV2-1 ; pour changer la polarité du milliampèremètre et de la batterie, utilisez l'interrupteur à glissière du récepteur à transistor Sokol (je parlerai de la conception et de la fixation de ce type de changer dans la prochaine conversation).

Riz. 121. Schéma et conception d'un dispositif de test de transistors bipolaires de faible puissance

L'interrupteur à bouton-poussoir peut être n'importe quoi, par exemple, semblable à une cloche ou sous la forme de plaques de verrouillage, d'une batterie d'alimentation - 3336L ou composé de trois éléments 332 ou 316.

L'échelle milliampèremétrique doit comporter dix divisions principales correspondant aux dixièmes de milliampèremètre. Lors de la vérification du coefficient de transfert de courant statique, chaque division d'échelle sera évaluée à dix unités de valeur.

Montez les pièces de l'appareil sur des panneaux en matériau isolant, comme par exemple getinax. Les dimensions du panneau dépendent des dimensions des pièces.

L'appareil fonctionne comme ceci. Lorsque le commutateur de type de mesure S1 est mis en position, la base du transistor testé V est court-circuitée avec l'émetteur. Lorsque vous mettez sous tension en appuyant sur le bouton-poussoir S3, la flèche du milliampèremètre affichera la valeur du courant inverse du collecteur. Lorsque le commutateur est en position, une tension de polarisation est appliquée à la base du transistor via la résistance R1, créant un courant dans le circuit de base qui est amplifié par le transistor. Dans ce cas, la lecture d'un milliampèremètre connecté au circuit collecteur, multipliée par 100, correspond à la valeur approximative du coefficient de transfert de courant statique h21E d'un transistor donné. Ainsi, par exemple, si le milliampèremètre affiche un courant de 0,6 mA, le coefficient h21E de ce transistor sera de 60.

La position des contacts de commutation indiquée sur la Fig. 121, a, correspond à la mise sous tension du dispositif de test des transistors de structure pnp. Dans ce cas, une tension négative est appliquée au collecteur et à la base du transistor par rapport à l'émetteur, et le milliampèremètre est connecté à la batterie avec une borne négative. Pour tester les transistors structure npn les contacts mobiles de l'interrupteur S2 doivent être déplacés vers une autre position inférieure (selon le schéma). Dans ce cas, une tension positive sera appliquée au collecteur et à la base du transistor par rapport à l'émetteur, et la polarité de connexion du milliampèremètre au circuit collecteur du transistor changera également.

Lors de la vérification du coefficient du transistor, surveillez attentivement l'aiguille du milliampèremètre. Le courant du collecteur ne doit pas changer avec le temps - « flotter ». Un transistor avec un courant de collecteur flottant n'est pas adapté au fonctionnement.

Attention : lors de la vérification du transistor, vous ne devez pas le tenir avec votre main, car la chaleur de la main peut modifier le courant du collecteur.

Quel est le rôle de la résistance R2 connectée en série au circuit collecteur du transistor testé ? Il limite le courant dans ce circuit au cas où la jonction collecteur du transistor serait cassée et qu'un courant inacceptable pour le milliampèremètre le traverserait.

Le courant de collecteur inverse maximum Ikbo pour les transistors basse fréquence de faible puissance peut atteindre 20-25, mais pas plus de 30 μA. Dans notre appareil, cela correspondra à une très petite déviation de l'aiguille du milliampèremètre - environ un tiers de la première division de l'échelle. Dans les bons transistors haute fréquence de faible puissance, le courant Ikbo est bien inférieur - pas plus de quelques microampères ; l'appareil n'y réagit presque pas. Les transistors dont l'Ikbo dépasse plusieurs fois la limite autorisée sont considérés comme impropres au fonctionnement - ils peuvent tomber en panne.

Un appareil doté d'un milliampèremètre de 1 mA permet de mesurer le coefficient de transfert de courant statique h21E jusqu'à 100, soit les transistors les plus courants. Un appareil doté d'un milliampèremètre pour un courant de 5 à 10 mA élargira les limites de mesure du coefficient h21E de 5 ou 10 fois, respectivement. Mais l'appareil deviendra presque insensible aux petites valeurs de courant inverse du collecteur.

Vous avez probablement une question : est-il possible d'utiliser le microampèremètre de l'appareil de mesure combiné décrit précédemment comme milliampèremètre - un appareil pour vérifier les paramètres des transistors ?

Riz. 122. Circuit de mesure des paramètres et transistor à effet de champ S

La réponse est claire : vous le pouvez. Pour ce faire, le milliampèremètre de l'appareil combiné doit être réglé sur une limite de mesure allant jusqu'à 1 mA et connecté à l'accessoire de test des transistors au lieu du milliampèremètre PA1.

Comment mesurer les principaux paramètres d'un transistor à effet de champ ? Il n'est pas nécessaire de construire un dispositif spécial pour cela, d'autant plus que dans votre pratique, les transistors à effet de champ ne seront pas utilisés aussi souvent que les transistors bipolaires de faible puissance.

Pour vous, deux paramètres d'un transistor à effet de champ sont de la plus grande importance pratique : - le courant de drain à tension de grille nulle et S - la pente de la caractéristique. Ces paramètres peuvent être mesurés à l'aide du diagramme présenté à la Fig. 122. Pour cela vous aurez besoin de : un milliampèremètre PA1 (utiliser un appareil combiné connecté pour mesurer le courant continu), une pile GB1 d'une tension de 9 V (Krona ou composée de deux piles 3336L) et un élément G2 (332 ou 316).

Faites-le de cette façon. Tout d’abord, connectez la borne de grille du transistor testé à la borne source. Dans ce cas, le milliampèremètre affichera la valeur du premier paramètre du transistor - le courant de drain initial. Notez sa signification. Déconnectez ensuite les bornes de grille et de source (représentées par une croix sur la Fig. 122) et connectez-y l'élément G2 avec le pôle positif à la grille (représentée par des lignes pointillées sur le schéma). Le milliampèremètre enregistrera un courant inférieur à Ic start. Si maintenant la différence entre les lectures des deux milliampères est divisée par la tension de l'élément G2, le résultat obtenu correspondra à la valeur numérique du paramètre S du transistor testé.

Pour mesurer les mêmes paramètres des transistors à effet de champ avec jonction p-n et avec un type de canal, la polarité du milliampèremètre, de la pile et de l'élément doit être inversée.

Les sondes et instruments de mesure dont j’ai parlé dans cette conversation vous conviendront plutôt bien au début. Mais plus tard, lorsque viendra le temps de concevoir et d'installer des équipements radio d'une complexité accrue, par exemple des récepteurs superhétérodynes, des modèles d'équipements de télécommande, vous aurez également besoin de compteurs pour la capacité du condensateur, l'inductance de la bobine, un voltmètre avec une impédance d'entrée relative accrue et un oscillateur de fréquence audio. Je vous parlerai plus tard de ces appareils qui viendront compléter votre laboratoire de mesure.

Mais, bien entendu, les appareils artisanaux n'excluent pas l'achat d'appareils industriels. Et si vous avez une telle opportunité, achetez tout d'abord un Avomètre - un appareil combiné qui vous permet de mesurer les tensions et courants continus et alternatifs, la résistance des résistances, les enroulements de bobines et les transformateurs, et même de vérifier les paramètres de base des transistors. Un tel appareil, s'il est manipulé avec soin, sera votre fidèle assistant en ingénierie radio pendant de nombreuses années.

Diagramme schématique Un testeur assez simple pour les transistors de faible puissance est illustré à la Fig. 9. Il s'agit d'un générateur de fréquence audio qui, lorsque le transistor VT fonctionne correctement, est excité et l'émetteur HA1 reproduit le son.

Riz. 9. Circuit d'un simple testeur de transistor

L'appareil est alimenté par une batterie GB1 de type 3336L d'une tension de 3,7 à 4,1 V. Une capsule téléphonique à haute résistance est utilisée comme émetteur sonore. Si nécessaire, vérifiez la structure du transistor n-p-n Il suffit de changer la polarité de la batterie. Ce circuit peut également être utilisé comme alarme sonore, contrôlée manuellement par le bouton SA1 ou les contacts de n'importe quel appareil.

2.2. Dispositif de vérification de la santé des transistors

Kirsanov V.

À l'aide de cet appareil simple, vous pouvez vérifier les transistors sans les retirer de l'appareil dans lequel ils sont installés. Il vous suffit d'y couper le courant.

Le schéma de principe de l'appareil est présenté sur la Fig. dix.

Riz. dix. Schéma d'un dispositif de vérification de la santé des transistors

Si les bornes du transistor testé V x sont connectées à l'appareil, celui-ci forme avec le transistor VT1 un circuit multivibrateur symétrique à couplage capacitif, et si le transistor fonctionne, le multivibrateur générera des oscillations de fréquence audio qui, après l'amplification par le transistor VT2, sera restituée par l'émetteur sonore B1. A l'aide du commutateur S1, vous pouvez modifier la polarité de la tension fournie au transistor testé en fonction de sa structure.

Au lieu des anciens transistors au germanium MP 16, vous pouvez utiliser du silicium moderne KT361 avec n'importe quelle lettre d'index.

2.3. Testeur de transistors de moyenne et haute puissance

Vassiliev V.

Grâce à cet appareil, il est possible de mesurer le courant collecteur-émetteur inverse du transistor I CE et le coefficient de transfert de courant statique dans un circuit avec un émetteur commun h 21E à différentes valeurs du courant de base. L'appareil vous permet de mesurer les paramètres des transistors des deux structures. Le schéma de circuit de l'appareil (Fig. 11) montre trois groupes de bornes d'entrée. Les groupes X2 et XZ sont conçus pour connecter des transistors de moyenne puissance avec différents emplacements de broches. Groupe XI - pour les transistors de haute puissance.

À l'aide des boutons S1-S3, le courant de base du transistor testé est réglé : 1,3 ou 10 mA. Le commutateur S4 peut changer la polarité de la connexion de la batterie en fonction de la structure du transistor. Le dispositif pointeur PA1 du système magnétoélectrique avec un courant de déviation total de 300 mA mesure le courant du collecteur. L'appareil est alimenté par une batterie GB1 de type 3336L.

Riz. onze. Testeur de circuits pour transistors de moyenne et haute puissance

Avant de connecter le transistor testé à l'un des groupes de bornes d'entrée, vous devez placer le commutateur S4 sur la position correspondant à la structure du transistor. Après l'avoir connecté, l'appareil affichera la valeur du courant inverse collecteur-émetteur. Utilisez ensuite l'un des boutons S1-S3 pour activer le courant de base et mesurer le courant de collecteur du transistor. Le coefficient de transfert de courant statique h 21E est déterminé en divisant le courant de collecteur mesuré par le courant de base réglé. Lorsque la jonction est cassée, le courant du collecteur est nul et lorsque le transistor est cassé, les voyants H1, H2 de type MH2,5-0,15 s'allument.

2.4. Testeur de transistor avec indicateur à cadran

Vardashkin A.

Lors de l'utilisation de cet appareil, il est possible de mesurer le courant de collecteur inverse I KBO et le coefficient de transfert de courant statique dans un circuit avec un émetteur commun h 21E de transistors bipolaires basse puissance et haute puissance des deux structures. Le schéma de principe de l'appareil est présenté sur la Fig. 12.

Riz. 12. Circuit testeur de transistor avec indicateur à cadran

Le transistor testé est connecté aux bornes de l'appareil en fonction de l'emplacement des bornes. Le commutateur P2 définit le mode de mesure pour les transistors de faible puissance ou de haute puissance. Le commutateur PZ modifie la polarité de la batterie de puissance en fonction de la structure du transistor contrôlé. Le commutateur P1 à trois positions et 4 directions permet de sélectionner le mode. En position 1, le courant inverse du collecteur I de l'OCB est mesuré avec le circuit émetteur ouvert. La position 2 est utilisée pour régler et mesurer le courant de base I b. En position 3, le coefficient de transfert de courant statique est mesuré dans un circuit à émetteur commun h 21E.

Lors de la mesure du courant de collecteur inverse des transistors de puissance en parallèle appareil de mesure L'interrupteur RA1 P2 connecte le shunt R3. Le courant de base est réglé par une résistance variable R4 sous le contrôle d'un instrument à aiguille qui, lorsque transistor puissantégalement contourné par la résistance R3. Pour mesurer le coefficient de transfert de courant statique pour les transistors de faible puissance, le microampèremètre est shunté par la résistance R1, et pour les transistors de forte puissance, par la résistance R2.

Le circuit du testeur est conçu pour être utilisé comme instrument pointeur d'un microampèremètre de type M592 (ou tout autre) avec un courant de déviation total de 100 μA, un zéro au milieu de l'échelle (100-0-100) et une résistance de trame de 660 Ohm. Ensuite, la connexion d'un shunt avec une résistance de 70 Ohms à l'appareil donne une limite de mesure de 1 mA, avec une résistance de 12 Ohms - 5 mA et 1 Ohm - 100 mA. Si vous utilisez un dispositif de pointage avec une valeur de résistance de trame différente, vous devrez recalculer la résistance du shunt.

2.5. Testeur de transistors de puissance

Beloussov A.

Cet appareil permet de mesurer le courant collecteur-émetteur inverse I CE, le courant collecteur inverse I KBO, ainsi que le coefficient de transfert de courant statique dans un circuit avec un émetteur commun h 21E de puissants transistors bipolaires des deux structures. Le diagramme schématique du testeur est présenté sur la Fig. 13.

Riz. 13. Schéma schématique d'un testeur de transistor de puissance

Les bornes du transistor testé sont connectées aux bornes ХТ1, ХТ2, ХТЗ, désignées par les lettres « e », « k » et « b ». Le commutateur SB2 est utilisé pour changer la polarité de puissance en fonction de la structure du transistor. Les commutateurs SB1 et SB3 sont utilisés pendant les mesures. Les boutons SB4-SB8 sont conçus pour modifier les limites de mesure en modifiant le courant de base.

Pour mesurer le courant inverse collecteur-émetteur, appuyez sur les boutons SB1 et SB3. Dans ce cas, la base est éteinte par les contacts SB 1.2 et le shunt R1 est éteint par les contacts SB 1.1. La limite de mesure du courant est alors de 10 mA. Pour mesurer le courant du collecteur inverse, déconnectez la borne de l'émetteur de la borne XT1, connectez-y la borne de base du transistor et appuyez sur les boutons SB1 et SB3. Une déviation complète de l'aiguille correspond à nouveau à un courant de 10 mA.