Как правильно искать и устранять неисправности в схемах транзисторов (BJT)

Поиск и устранение неисправностей в цепях BJT - это, по сути, процесс выявления электрических неисправностей в сети с помощью мультиметров на различных узлах в цепи.

Методы устранения неполадок BJT - огромная тема, и поэтому включение 100% решений и стратегий может быть затруднительным в рамках одной статьи.

По сути, пользователь должен знать о нескольких основных действиях и измерениях, которые могут позволить ему выявить место проблемы и помочь распознать решение.

Совершенно очевидно, что первым шагом к тому, чтобы иметь возможность устранять неполадки в цепи BJT, было бы тщательно ознакомиться с тенденциями в сети и иметь представление об указанных диапазонах напряжения и тока.

Проверка напряжения база-эмиттер

Помните, что для любого BJT в активной области наиболее важным измеряемым уровнем постоянного тока на самом деле является его напряжение между базой и эмиттером V БЫТЬ .

Для BJT, который находится во включенном состоянии, напряжение на его базе и эмиттере V БЫТЬ должно быть около 0,7 В.

Правильные отношения для тестирования V БЫТЬ можно увидеть на рисунке ниже. Обратите внимание на то, что положительный (красный) вывод цифрового мультиметра касается клеммы базы для npn-транзистора, а отрицательный (черный) вывод - клеммы эмиттера.

Любая другая форма дисплея, не соответствующая приблизительному 0,7 В, например 0, 4 или 12 В, или отрицательный результат, может указывать на неисправное устройство, и в такой ситуации сетевые соединения могут потребовать более глубокого анализа.

Для pnp транзистор , можно использовать ту же самую стратегию, однако для получения аналогичного отклика необходимо будет поменять полярность измерительного щупа.

Проверка напряжения коллектор-эмиттер

При устранении неисправностей BJT другим уровнем напряжения, имеющим не меньшее значение, является напряжение между коллектором и эмиттером.

Вспомните общие характеристики БЮТ что значения V ЭТО около 0,3 В указывает на то, что устройство насыщено - ситуация, которая на самом деле не должна существовать, если, конечно, BJT не работает в режиме переключения. Было сказано, что:

Для стандартного усилителя на биполярных транзисторах, работающего в активной области, В ЭТО обычно составляет от 25% до 75% от V ОКРУГ КОЛУМБИЯ .

Например, если напряжение питания V ОКРУГ КОЛУМБИЯ = 20 В, а индикация на измерителе тока коллектор-эмиттер V ЭТО Оно может составлять от 1 до 2 В или от 18 до 20 В, то это, несомненно, ненормальный результат. Если иное не было спроектировано специально, сеть и соединения должны быть проверены. Это можно увидеть на изображении ниже.

Проверка соединений открытого контура BJT

Если напряжение коллектор-эмиттер V ЭТО = 20 В (с питанием V ОКРУГ КОЛУМБИЯ = 20 В) может возникнуть как минимум два шанса: либо устройство (BJT) повреждено и развило характеристики разомкнутой цепи между выводами коллектора и эмиттера, либо возможно соединение между коллектором-эмиттером или базой. контур эмиттерной цепи разомкнут.

Ниже представлена ​​ситуация, которая может создать ток коллектора I C при 0 мА и В RC = 0 V.

Здесь мы видим, что черный щуп вольтметра подключен к общей земле источника, а красный щуп - к нижнему выводу резистора. При отсутствии тока коллектора и соответствующем нулевом падении напряжения около R C может привести к считыванию 20 В.

Когда счетчик подключен к клемме коллектора BJT, показание, вероятно, будет 0 В, потому что напряжение питания V ОКРУГ КОЛУМБИЯ отключен от активного устройства из-за обрыва цепи.

Проверка неправильного сопротивления

Вероятно, наиболее типичными неисправностями в процедурах поиска и устранения неисправностей являются неправильные значения сопротивления для любой данной сети.

Подумайте об эффекте использования резистора 680 Ом для базового резистора R B , вместо требуемого правильного сетевого значения 680 k. Для напряжения питания В ОКРУГ КОЛУМБИЯ = 20 В и конфигурации с фиксированным смещением, результирующий базовый ток составит 28,4 мА вместо требуемых 28,4 мА.
мкА. Огромная разница !!

Базовый ток 28,4 мА, несомненно, означает, что устройство находится в область насыщения что может привести к повреждению устройства. Поскольку реальные значения резисторов во многих случаях не совпадают с минимальным значением цветового кода, рекомендуется проверить значение резистора омметром, прежде чем применять его в схеме.

Это обеспечит приближение истинных значений к предполагаемым диапазонам и даст пользователю определенную уверенность в правильности применяемого значения сопротивления.

Устранение неполадок в неизвестных ситуациях

Бывают случаи, когда может накапливаться разочарование.

Вы могли осмотреть BJT на измеритель кривой или какой-нибудь другой БЮТ инструмент для тестирования и обнаружил, что это абсолютно нормально.

Все уровни резисторов кажутся подходящими, межсоединения выглядят надежными, и, возможно, использовалось правильное напряжение питания - что тогда ?? На этом этапе специалист по устранению неполадок должен постараться достичь большего уровня мышления.

Неужели внутренняя сеть из провода и торцевого соединения провода плохая?

Как часто вы обнаруживали, что простое нажатие BJT в некоторых подходящих местах приводило к возникновению состояния «замыкания и размыкания» соединений?

В другом случае вы можете обнаружить, что источник питания включен с правильным напряжением, но регулятор ограничения тока был ошибочно установлен в нулевой точке, блокируя указанное правильное количество тока в цепи.

Естественно, чем сложнее сеть, тем шире может быть спектр возможностей.

В любом случае, вероятно, наиболее успешными стратегиями устранения неполадок в сети BJT всегда является исследование различных уровней напряжения относительно земли.

Обычно это делается путем подключения черного (отрицательного) щупа вольтметра к земле и «касания» основных точек сети красным (положительным) щупом.

На рисунке выше, когда красный зонд подключен непосредственно к источнику питания V ОКРУГ КОЛУМБИЯ , он должен отображать поданный V ОКРУГ КОЛУМБИЯ уровень напряжения на измерителе. Это просто потому, что сеть работает с одной общей землей для подключенного источника питания и других параметров.

В V C показание должно быть меньше, в зависимости от падения напряжения на R C . А напряжение V ЯВЛЯЕТСЯ должно быть меньше V C на величину, равную V ЭТО или напряжение коллектор-эмиттер.

Неудачной регистрации любого из этих экземпляров будет достаточно, чтобы определить неисправное соединение или элемент. Если V RC и V RE имеют справедливую стоимость, но V ЭТО показывает 0 В, вероятно, что BJT внутренне поврежден, что приведет к короткому замыканию при чтении между выводами коллектора и эмиттера.

Как отмечалось ранее, если V ЭТО регистрирует уровень около 0,3 В, как определено V ЭТО = V C - V ЯВЛЯЕТСЯ (из-за различий в двух величинах, как указано выше), система может указывать насыщенное состояние с BJT, который может быть неисправен или, возможно, не может быть неисправен.

Из приведенного выше обсуждения должно быть относительно очевидно, что вольтметр, аналоговый или цифровой, очень важен в процедуре ремонта.

Диапазоны тока (ампер) часто определяются через сами уровни напряжения, измеряемые на различных резисторах, а не излишне «разрывают» сеть для вставки миллиамперметрических щупов мультиметра.

Для проверки более крупных схем в таблицах данных указаны точные диапазоны напряжений со ссылкой на землю для легкого тестирования и выявления возможных проблемных областей.

Решение практического примера №1

Обращаясь к различным показаниям напряжения для следующей конфигурации BJT, выясните, должна ли конструкция работать правильно, если не укажите причину этого.

Пример # 2

Обращаясь к показаниям, показанным на диаграмме, определите, находится ли транзистор в положении «включен» или нет, и правильно ли работает сеть.

К тебе

Я надеюсь, что это руководство поможет вам понять, как устранять неполадки в схемах транзисторов BJT. В статье до сих пор говорилось об устройстве npn. Вскоре я попытаюсь обновить сообщение, добавив в него дополнительную информацию о методах устранения неполадок транзистора pnp.

Если у вас есть дополнительные сомнения, используйте поле для комментариев ниже, чтобы выразить свои мысли.