Прибор для измерения коэффициента усиления транзисторов своими руками схемы

Простейший измеритель параметров транзисторов

На рис. 2.23 изображена схема для измерения одного из основных параметров транзисторов — статического коэффициента передачи тока h21э. В силу простоты ее можно не выполнять в виде законченной конструкции, а собирать по мере необходимости.

Рис. 2.23. Схема для измерения статического коэффициента передачи тока транзисторов

Очень полезно, например, измерить коэффициенты передачи тока h21э транзисторов, имеющихся в распоряжении радиолюбителя, что позволит в дальнейшем иметь отобранные пары транзисторов, а также осознанно проводить эксперименты.

Для маломощных транзисторов измерение ведется при токе базы, равном 1б = (4,5 — 0,6) В/390 кОм = 0,01 мА (10 мкА). Здесь 4,5 В — напряжение батареи G1; 0,6 В — падение напряжения на переходе база-эмиттер измеряемого транзистора VT1; 390 кОм — сопротивление резистора R1. Резистор R2 используется для защиты измерительного прибора от возможных перегрузок при проверке неисправных транзисторов. Измерение производят нажатием кнопки SB1. Если используемый прибор (тестер) рассчитан на измерение тока 5 мА, то отклонение стрелки на конечное деление шкалы будет соответствовать коэффициенту передачи 500 (h2i3 = 5 мА/0,01 мА = 500).

Для мощных транзисторов ток базы при измерениях увеличивают в 100 раз (1б = 1 мА), для этого резистор R1 должен иметь сопротивление 3,9 кОм. Сопротивление резистора R2 равно 1 Ом. Тестер переключают на диапазон измерения тока 500 мА. Максимальный коэффициент передачи тока составит, как и в предыдущем случае, 500 (h21э = 500 мА / 1 мА = 500).

На рис. 2.23 изображена схема для измерения параметров транзисторов со структурой n-p-n. При измерениях параметров транзисторов противоположной структуры полярность включения миллиамперметра РА1 и батареи питания изменяют на обратную.

Источник

Схема прибора для проверки транзисторов

Прибор для проверки коэффициента усиления мощных и маломощных транзисторов своими руками

Хотя сейчас много в продаже различных приборов и мультиметров, измеряющих коэффициент усиления транзисторов, но любителям что-нибудь мастерить и паять можно порекомендовать несколько несложных схем и доработку.

Данный прибор для проверки транзисторов позволяет точно замерять ряд следующих параметров…

• Коэффициент усиления h21э маломощных транзисторов.
• Коэффициент усиления h21э мощных транзисторов.
• Минимальное напряжение питания коллекторной цепи, при котором сохраняется линейный динамический режим работы маломощных транзисторов.
• Минимальное напряжение питания коллекторной цепи, при котором сохраняется линейный динамический режим работы мощных транзисторов.
• Полярность и соответствие выводов маломощных транзисторов.
• Полярность и соответствие выводов мощных транзисторов.

Принципиальная схема прибора

Работа схемы в режиме измерения коэффициента транзисторов

Эта схема стабилизирует в проверяемом транзисторе ток Б/Э, при этом транзистор открывается и начинает течь ток К/Э, который вызывает падение напряжения на нагрузочных резисторах 36 и 360 ом, для мощных и маломощных транзисторов соответственно. Миллиамперметр при этом измеряет ток или напряжение базы транзистора.

h21э = Iэ/Iб, у нас ток эмиттера стабилизирован, при таком режиме измеряя базовый ток можно легко высчитать h21э и сразу отградуировать шкалу миллиамперметра в единицы коэффициента усиления транзистора.

В режиме вольтметра в цепи базы можно находить минимальное напряжение, при котором базовые и эмиттерные токи проверяемого транзистора перестают зависеть от коллекторного напряжения. Этот параметр важен для оптимизации питающих напряжений усилителей НЧ, транзисторных каскадов отвечающих за линейность преобразуемых сигналов, полу мостовых и мостовых инверторов, и т. д.

Преобразователь напряжения выполнен на двухтактном микроконтроллере электронных пускорегулирующих аппаратов ЭПРА 1211ЕУ1, по типовой схеме включения. Микросхема представляет специализированный микроконтроллер с питанием от 3 до 24 Вольт, с малой потребляемой мощностью, выполненного на полевых транзисторах. Данный контроллер имеет двухтактный выходной каскад с защитным интервалом, содержит малое количество навесных элементов, имеет два вывода для защиты по питанию, вывод для выбора рабочей частоты, максимальный выходной ток 250 мА.

Преобразователь вырабатывает постоянное напряжение 25-30 Вольт для обеспечения режима измерения минимального напряжения, при котором базовые и эмиттерные токи проверяемого транзистора перестают зависеть от коллекторного напряжения.

Обозначение и краткое описание параметров и режимов транзисторов

Для понимания процесса измерения параметров транзисторов, необходимо знать по каким критериям оцениваются измеряемые параметры.

Параметры четырехполюсника взаимосвязаны по определенным системам уравнений, описывающих происходящие процессы.

Если в данное время чаще пользуются одна система, это не значит, что других систем не существует.

Виды систем параметров транзисторов

Существует несколько признанных систем параметров транзисторов.

1. Когда в базовых переменных взяты токи, такая система будет называться, система z — параметров.

Z-система применяется для области низких частот, потому что в ней не учтены реактивные элементы.

По ней измеряются характеристические сопротивления в режиме холостого хода по переменному току, поэтому она вошла в историю как система параметров холостого хода.

В z-системе значения параметров обозначаются буквами r и z.

2. Если в базовых переменных взяты напряжения, такая система будет называться — система y — параметров.

Здесь параметры выражаются в виде полных проводимостей и определяются в режиме короткого замыкания. В y-системе для низких частот параметры определяются активной составляющей проводимости.

В y-системе значения параметров обозначаются буквами g.

Систему y-параметров удобно применять для характеристики параметров плоскостных транзисторов, так как при этом не нужно создавать режима холостого хода. Режим короткого замыкания по переменному току в этой системе создается шунтированием выхода конденсатором.

В этой системе возникают трудности при измерении проводимости обратной связи g12, Потому что для этого измерения необходимо создать режим короткого замыкания на входе транзистора.

Y-систему удобно применять для расчетов, особенно если есть необходимость сравнить транзисторный каскад с ламповым. Параметры этой системы наиболее близки к параметрам электронных ламп.

Эту систему можно назвать системой режима короткого замыкания.

3. Если в базовых переменных взяты входные токи и выходные напряжения, такая система будет называться — система h — параметров. Она же смешанная система.

Смешанная система является наиболее удобной для определения параметров транзисторов.

В h-системе значения параметров обозначаются буквами hб, hэ, hк, для базовых, эмиттерных и коллекторных цепей соответственно.

Коэффициент передачи тока или коэффициент усиления по току.

Коэффициентом передачи тока называют отношение тока коллектора к вызвавшему его току базы.

Коэффициент передачи тока h21 в системе h параметров имеет следующие обозначения:

· h21б коэффициент передачи тока в схемах с общей базой, это hб параметры.

· h21э коэффициент передачи тока в схемах с общим эмиттером, это hэ параметры.

· h21к коэффициент передачи тока в схемах с общим коллектором, это hк параметры.

Но для коэффициента передачи тока есть общее обозначение, применяемое во всех трех приведенных системах параметров, обозначаемое греческими буквами Альфа и Бэта, которое имеет следующий вид.

· Греческой буквой Альфа, обозначается коэффициент усиления по току для транзисторов, включенных по схеме с общей базой — ОБ. Он же обозначается как -h21б. Альфа = — h21б.

· Греческой буквой Бэта, обозначается коэффициент усиления по току для транзисторов, включенных по схеме с общим эмиттером — ОЭ. Он же обозначается как -h21б. Вэта = h21э.

Справка

Транзисторы, у которых между коллектором и эмиттером включен диод, защищающий транзистор от инверсных (обратных) токов, возникающих в результате переходного процесса при работе на индуктивную нагрузку и при возникающем изменении полярности питающего напряжения. Такие транзисторы не пригодны для использования в инверторных мостовых схемах.

Испытатель для транзисторов

Данный прибор работает без единой поломки с 1981 года, за период эксплуатации не было ни одного экземпляра транзистора, которого этот прибор не смог проверить.

Предлагаемый испытатель транзисторов может с достаточной для схем точностью определять величину усиления транзисторов до 1000 единиц. Это позволяет определять коэффициент усиления составных транзисторов. Прибор точно проверяет усиление транзисторов любой мощности без дополнительных коммутаций.

Прибор позволяет очень быстро проводить следующие измерения:

• Проверку работоспособности транзистора.
• Определения коэффициента усиления одиночных транзисторов.
• Определения коэффициента усиления составных транзисторов.
• Определения проводимости транзистора.
• Определения соответствия выводов транзистора.
• Подбор транзисторов с одинаковым коэффициентом усиления.

Принцип действия прибора основан на том, что испытываемый транзистор V1 вместе с транзистором V2 образуют несимметричный мультивибратор.

Параметры мультивибратора подобраны таким образом, что генерация импульсов возможна только тогда, когда суммарное сопротивление резисторов, включенных в цепь базы испытуемого транзистора, численно равно или чуть меньше значения его коэффициента h21э. Если сопротивление в цепи базы транзистора V1 больше его коэффициента передачи по току, генерация не возникает, и звука нет.

Структуру проверяемых транзисторов устанавливают переключателем S1.

Переменный резистор R3, должен быть группы «А», с линейной зависимостью характеристики.

В приборе примененные транзисторы можно заменить на следующие.

V2 — КТ315, V3 — ГТ404, V4 — ГТ402 или их импортные аналоги.

Чем больше усиление транзистора, тем дольше будет слышен звук в динамике.

Схема была опубликована в журнале «Radioamatater» Югославия и в журнале «Радио» №10, за 1981 год.

Спасибо за внимание. Удачи!

Доработка испытателя транзисторов

Для данного испытателя транзисторов можно сделать две доработки (сайт:domcxem.ru).

Введена проверка полевых транзисторов и унифицированный звуковой сигнализатор.

Доработанная схема испытателя транзисторов.

1) Отдельная фиксируемая кнопка включает в «базу» проверяемого транзистора резистор, сопротивлением 100 КОм, заземленный с другой стороны. Так измеритель может проверять полевые транзисторы с p-n переходом и p или n каналом (КП103 КП303 и им подобные). Также, без переделки, в этом режиме можно проверять МОП транзисторы с изолированным затвором n- и p- типа (IRF540, IRF9540 и т.п.)

2) В коллектор второго транзистора измерительного мультивибратора (выход НЧ сигнала) я включил детектор с удвоением, по обычной схеме нагруженный на базу КТ 315-го. Таким образом, К- Э переход этого ключевого транзистора замыкается, когда в измерительном мультивибраторе возникает генерация (определён коэффициент передачи). Ключевой транзистор, открываясь, заземляет эмиттер ещё одного транзистора, на котором собран простейший генератор с резонатором на трёхвыводном пьезоэлементе – типовая схема генератора вызывного сигнала «китайского» телефона. Фрагмент схемы мультиметра – узел проверки транзисторов – приведён на рисунке, выше.

Такое схемное нагромождение было вызвано желанием использовать тот же вызывной генератор в узле сигнализации перегрузки по току лабораторного блока питания, так как первый, собранный мной, по упомянутой схеме, испытатель параметров транзисторов, был встроен в ЛБП.

Второй измеритель был встроен самодельный в многофункциональный стрелочный мультиметр, где один трёхвыводной пьезоизлучатель использовался как сигнализатор в режиме «пробник» (звуковая проверка короткого замыкания) и испытатель транзисторов.

Теоретически (я не пробовал), этот испытатель можно переделать для проверки мощных транзисторов, уменьшив, например, на порядок сопротивления резисторов в обвязке проверяемого транзистора.

Так же, возможно зафиксировать резистор в базовой цепи (1 или 10 кОм) и изменять сопротивление в коллекторной цепи (для мощных транзисторов).

Источник

Схемы испытателей биполярных транзисторов

С практической точки зрения наиболее важными параметрами биполярного транзистора являются неуправляемый обратный ток его коллекторного р-п перехода IКБО и статический коэффициент передачи тока h21э. Схемы измерения этих параметров р-п-р транзисторов показаны на рис. 57.

Для транзисторов структуры п-р-п полярность включения питающей батареи GB и измерительного прибора РА должна быть обратной.

Обратный ток коллектора Iкбо измеряют при заданном обратном напряжении на коллекторном р-п переходе и отключенном эмиттере (рис. 57, а). Чем он меньше, тем выше качество коллекторного перехода и стабильность работы транзистора.

Параметр h21э, характеризующий усилительные свойства транзистора, определяют как отношение тока коллектора Iк к вызвавшему его току базы IБ, (рис. 57, б), т. е. h2lэ

Iк/Iв. Чем больше численное значение этого параметра, тем больше усиление сигнала, которое может обеспечить транзистор.

Для измерения этих двух основных параметров маломощных биполярных транзисторов можно рекомендовать сделать в кружке приставку к самодельному авометру, описанному выше. Схема такой приставки показана на рис. 58, а. Проверяемый транзистор V подключают выводами электродов к соответствующим зажимам «Э», «Б» и «К» приставки, соединенной (через зажимы XI, Х2 и проводники с однополюсными штепселями на концах) с миллиамперметром авометра, включенного на предел измерения «1 мА». Переключатель S2 предварительно устанавливают в положение, соответствующее структуре проверяемого транзистора. При проверке транзистора структуры п-р-п с гнездом «Общ.» авометра соединяют зажим XI приставки (как на рис. 58, а), а при проверке транзистора структуры р-п-р — зажим Х2.

Установив переключатель S1 в положение «I КБО», измеряют сначала обратный ток коллекторного перехода, а затем, переведя переключатель S1 в положение «h21э», — статический коэффициент передачи тока. Отклонение стрелки прибора на всю шкалу при измерении параметра I КБ0 укажет на пробой коллекторного перехода проверяемого транзистора.

Измерение параметра h21э происходит при фиксированном токе базы, ограничиваемым резистором R1 до 10 мкА. При этом транзистор открывается и в его коллекторной цепи (в том числе через миллиамперметр) течет ток, пропорциональный коэффициенту h21э. Если, например, прибор фиксирует ток 0,5 мА (500 мкА), то коэффициент h21э проверяемого транзистора будет 50 (500 : 10 = 50). Ток 1 мА (отклонение стрелки прибора до конечной отметки шкалы), следовательно, соответствует коэффициенту h21э равному 100. Если стрелка прибора зашкаливает, миллиамперметр авометра надо переключить на следующий предел измерения тока — «10 мА». В этом случае вся шкала прибора будет соответствовать коэффициенту h21э, равному 1000, а каждая десятая часть ее — 100.

Резистор R2, ограничивающий ток в измерительной цепи до 3 мА, нужен для предупреждения порчи измерительного прибора из-за пробоя проверяемого транзистора.
Возможная конструкция приставки показана на рис. 58, б. Для лицевой панели, размерами примерно 130X75 мм, желательно использовать листовой гетинакс или текстолит толщиной 1,5—2 мм.

Зажимы «Э», «Б» и «К> для подключения выводов транзистора типа «крокодил». Переключатель вида измерений S1 — тумблер ТП2-1, структуры транзистора S2 — ТП1-2. Батарею питания GB1 — 3336Л или составленную из трех элементов 332, крепят на панели снизу, там же монтируют и ограничительные резисторы R1 и R2. Зажимы (или гнезда) для соединения приставки с авометром размещают в любом удобном месте, например на задней боковой стенке ящика. Сверху на панель наклеивают краткую инструкцию по работе с приставкой-измерителем. Проверить работоспособность и оценить усилительные свойства транзисторов средней и большой мощности можно с помощью простого прибора, схема которого приведена на рис. 59. Проверяемый транзистор V подключают к зажимам, соответствующим его электродам. При этом в коллекторную цепь транзистора оказывается включенным амперметр РА1 на ток полного отклонения стрелки 1A, а в базовую — один из резисторов R1—R4. Сопротивления резисторов подбирают с таким расчетом, чтобы ток базовой цепи транзистора можно было устанавливать равным 3, 10, 30 и 50 мА. Таким образом, проверка транзистора осуществляется при фиксированных токах в базовой цепи, устанавливаемых переключателем S1. Источником питания служат три элемента 373, соединенные последовательно, или низковольтный выпрямитель, обеспечивающий напряжение 4,5 В при токе нагрузки до 2А.

Численное значение статического коэффициента передачи тока проверяемого транзистора определяют как отношение тока коллектора к вызвавшему его току базы. Например, если переключатель S1 установлен на ток базы, равный 10 мА, а амперметр PA 1 фиксирует ток 500 мА, значит, коэффициент h21э данного транзистора равен 50 (500 : 10 = 50).

Конструкция такого прибора — испытателя транзисторов произвольная. Ее можно сделать как приставку к авометру, амперметр которого рассчитан на измерение постоянных токов до нескольких ампер.

Производить проверку транзистора надо возможно быстрее, потому что уже при токе коллектора 250. 300 мА он начинает нагреваться и тем самым вносить погрешности в результаты измерений.

В.Г. Борисов. Кружок радиотехнического конструирования

Источник