• I







      
           

Научно-популярный образовательный ресурс для юных и начинающих радиолюбителей - Popular science educational resource for young and novice hams

Основы электричества, учебные материалы и опыт профессионалов - Basics of electricity, educational materials and professional experience

Внимание
Полезности



Радиоуправляемые модели


ДЕТЯМ
Интернет-магазин товаров для детей Жили-были
Книжки
Labirint.ru - ваш проводник по лабиринту книг
ЛитРес – мегамаркет электронных книг №1 в России

КОНКУРС
language
 
Поиск junradio

Радиодетали
Искать на DESSY.RU
Интересно


Металлодетектор MD-3010II для поиска сокровищ в любом месте!
Металлодетектор MD-3010II
для поиска сокровищ
в любом месте!



Гаджеты от 2$


eTools PRO - Набор инструментов радиомана версия iPad и версия iPhone


Друзья JR



JUNIOR RADIO в
         



Транзисторы




Обозначение транзистора на схемах

Первый работающий транзистор

Первый транзистор

На фото справа вы видите первый работающий транзистор, который был создан в 1947 году тремя учёными – Уолтером Браттейном, Джоном Бардином и Уильямом Шокли. Несмотря на то, что первый транзистор имел не очень презентабельный вид, это не помешало ему произвести революцию в радиоэлектронике. Трудно предположить, какой бы была нынешняя цивилизация, если бы транзистор не был изобретён.

Транзистор является первым твёрдотельным устройством, способным усиливать электрический сигнал. Транзистор не имеет движущихся или подверженных вибрации частей, что делает его очень устойчивым и весьма привлекательным для применения в электронике.

Это было маленькое вступление, а теперь давайте разберёмся более подробно в том, что же представляет собой транзистор.

Сперва стоит напомнить о том, что транзисторы делятся на два больших класса. К первому относятся так называемые биполярные транзисторы, а ко второму – полевые. В данной статье будет рассказано о биполярных транзисторах.

Не будем вдаваться в подробное описание устройства транзистора на физическом уровне, а сначала узнаем, как же обозначаются транзисторы на принципиальных схемах. Для новичков в электронике это очень важно.

Для начала, нужно сказать, что биполярные транзисторы могут быть двух разных структур. Это структура P-N-P и N-P-N. Пока не будем вдаваться в теорию, просто запомните, что биполярный транзистор может иметь либо структуру P-N-P либо N-P-N.

На принципиальных схемах биполярные транзисторы обозначаются вот так (см. рисунок).

Условное графическое обозначение транзистора на схеме

Как видим, на рисунке изображены два условных графических обозначения. Если стрелка внутри круга направлена к центральной черте, то это транзистор с P-N-P структурой. Если же стрелка направлена наружу – то это транзистор с N-P-N структурой.


Купить

Фоточувствительные датчики PIR

RF транзисторы

MOSFET транзисторы

IGBT транзисторы

JFET транзисторы

Биполярные транзисторы


Совет.

Чтобы не запоминать условное обозначение и сходу определять тип проводимости (p-n-p или n-p-n) биполярного транзистора на принципиальной схеме можно применять такую аналогию. Смотрим куда указывает стрелка на условном изображении биполярного транзистора. Представим, что мы идём по направлению стрелки и если упираемся в «стенку» - вертикальную черту – то, значит, «Прохода Нет»! "Нет" – значит p-n-p (П-Н-П ). Ну, а если идём и не упираемся в "стенку", то соответственно показан транзистор структуры n-p-n. Похожую аналогию можно использовать и в отношении полевых транзисторов при определении типа канала (n или p).

 

Обычно, дискретный транзистор имеет три вывода. Иногда у транзистора могут быть и четыре вывода, но четвёртый служит для подключения металлического корпуса к общему проводу. Он является экранирующим и не связан с другими выводами транзистора. Дискретный значит отдельный. Не секрет, что транзисторы могут быть в составе сборок или микросхем. В таком случае транзистор не является дискретным (отдельным) элементом.

Каждый из выводов транзистора имеет своё название. Они называются база, эмиттер и коллектор. Обычно эти названия сокращают и пишут просто Б, Э, К. На зарубежных схемах вывод коллектора помечают буквой C, это от слова Collector. Вывод базы помечают как B, от слова Base. Ну, а вывод эмиттера обозначают буквой E, от слова Emitter.

Выводы транзистора

В электронную схему выводы транзисторов нужно впаивать, строго соблюдая цоколёвку. То есть вывод коллектора припаивается именно в ту часть схемы, куда должен быть подключен коллектор. Нельзя вместо, например, вывода базы впаять вывод коллектора. Тут всё строго – иначе не будет работать схема.

Как узнать, где на принципиальной схеме у транзистора коллектор, а где эмиттер? Всё просто. Тот вывод, который со стрелкой – это всегда эмиттер. Тот, что нарисован перпендикулярно (под углом в 900) к центральной черте – это вывод базы. А тот, что остался – это коллектор.

Также на принципиальных схемах транзистор помечается символом VT или Q. Это свидетельствует о том, что на схеме изображён транзистор. Далее ставиться порядковый номер транзистора в схеме (например, Q505 или VT33). Стоит учитывать, что буквами VT и Q обозначаются не только биполярные транзисторы, но и полевые в том числе.

В старых советских книгах по электронике можно встретить обозначение транзистора буквой V или T.

Далее узнаем, как найти транзисторы на печатной плате электронного прибора.

В реальной электронике транзисторы легко спутать с другими электронными компонентами. Поскольку многие микросхемы, интегральные стабилизаторы, диодные сборки имеют такие же корпуса, как и у транзисторов. Особенно легко запутаться, когда на корпусе электронного компонента нанесена неизвестная маркировка.

В таком случае нужно знать, что на многих печатных платах производится разметка позиционирования и типа элемента. Так на печатной плате рядом с деталью может быть написано Q305. Это значит, что этот элемент транзистор и его порядковый номер в принципиальной схеме – 305. Также бывает, что рядом с выводами указывается название электрода транзистора. Так, если рядом с выводом есть буква E, то это эмиттерный электрод транзистора. Таким образом, можно чисто визуально определить, что же установлено на плате – транзистор или совсем другой элемент.

Как уже говорилось, это утверждение справедливо не только для биполярных транзисторов, но и для полевых. Поэтому после определения типа элемента (транзистор это или нет) необходимо уточнять класс транзистора (биполярный или полевой) по маркировке, нанесённой на его корпус.

Транзистор на печатной плате
Полевой транзистор FR5305 на печатной плате прибора. Рядом указан тип элемента (VT - транзистор)

Любой транзистор имеет свой типономинал. Например, КТ814. Также могут быть транзисторы этой же серии КТ814, но чуть с другими электрическими параметрами. Тогда к названию транзистора приписывают дополнительную букву (например, букву А или Г). Естественно, все параметры транзистора затем сводятся в справочник, чтобы можно было узнать параметры конкретного транзистора.

Зачем так заморачиваться со всякими дополнительными обозначениями? Дело в том, что в процессе производства транзисторов очень сложно достичь одинаковых характеристик у всех транзисторов. Всегда есть определённое, пусть и небольшое несоответствие. Поэтому их делят на группы (или модификации).

Строго говоря, параметры транзисторов разных партий могут довольно существенно различаться. Особенно это было заметно ранее, когда технология массового производства транзисторов только оттачивалась.

Условное графическое обозначение полевого транзистора

Полевые транзисторы

На принципиальных схемах можно встретить обозначения полевого транзистора той или иной разновидности. Чтобы не запутаться и получить наиболее полное представление о том, какой всё-таки транзистор используется в схеме, сопоставим условное графическое обозначение униполярного транзистора и его отличительные свойства и особенности.

Независимо от разновидности полевого транзистора он имеет 3 вывода. Один из них называется Затвор (З). Затвор является управляющим электродом, на него подают управляющее напряжение. Следующий вывод зовётся Исток (И). Исток аналогичен эмиттеру у биполярных транзисторов. Третий вывод именуется Сток (С). Сток является выводом, с которого снимается выходной ток.

На зарубежных электронных схемах можно увидеть следующее обозначение выводов униполярных транзисторов:

Зная зарубежные обозначения выводов полевого транзистора, будет легко разобраться в схемах импортной электроники.

Обозначение полевого транзистора с управляющим p-n – переходом (J-FET).

Итак. Транзистор с управляющим p-n – переходом обозначается на схемах так:

n-канальный JFET транзистор   p-канальный JFET транзистор
n-канальный J-FET транзистор   p-канальный J-FET транзистор

В зависимости от типа носителей, которые используются для формирования проводящего канала (область, через которую течёт регулируемый ток), данные транзисторы могут быть n-канальные и p-канальные. На графическом обозначении видно, что n-канальные транзисторы изображаются со стрелкой, направленной внутрь, а p-канальные наружу.

Обозначение МДП-транзистора.

Униполярные транзисторы МДП типа (MOSFET) имеют немного иное условное графическое обозначение, нежели транзисторы J-FET c управляющим p-n переходом. MOSFET транзисторы также могут быть как n-канальными, так и p-канальными.

Транзисторы MOSFET существуют двух типов: со встроенным каналом и индуцированным каналом.

В чём разница?

Разница в том, что транзистор с индуцированным каналом открывается только при подаче на затвор положительного или только отрицательного порогового напряжения. Пороговое напряжение (Uпор) – это напряжение между выводом затвора и истока, при котором полевой транзистор открывается и через него начинает протекать ток стока (Ic).

Полярность порогового напряжения зависит от типа канала транзистора. Для МДП-транзисторов с p-каналом к затвору необходимо приложить отрицательное «-» напряжение, а для транзисторов с n-каналом положительное «+» напряжение. МДП-транзисторы с индуцированным каналом ещё называют транзисторами обогащённого типа. Поэтому, если услышите, что говориться о МДП-транзисторе обогащенного типа – знайте, это транзистор с индуцированным каналом. Далее показано условное обозначение транзисторов с индуцированным каналом.

n-канальный МОП-транзистор   p-канальный МОП транзистор
n-канальный MOSFET транзистор   p-канальный MOSFET транзистор

Основное отличие МДП-транзистора с индуцированным каналом от полевого транзистора со встроенным каналом заключается в том, что он открывается только при определённом значении (U пороговое) положительного, либо отрицательного напряжения (зависит от типа канала – n или p).

Транзистор же со встроенным каналом открывается уже при «0», а при отрицательном напряжении на затворе работает в обеднённом режиме (тоже открыт, но пропускает меньше тока). Если же к затвору приложить положительное «+» напряжение, то транзистор продолжит открываться и перейдёт в так называемый режим обогащения - ток стока будет увеличиваться. Данный пример описывает работу n-канального МДП транзистора со встроенным каналом. Транзисторы со встроенным каналом ещё называют транзисторами обеднённого типа. Далее показано их условное изображение на схемах.

n-канальный МДП транзистор со встроенным каналом   p-канальный МДП транзистор со встроенным каналом
n-канальный МДП транзистор со встроенным каналом   p-канальный МДП транзистор со встроенным каналом

На условном графическом обозначении отличить транзистор с индуцированным каналом от транзистора со встроенным каналом можно по разрыву вертикальной черты.

Иногда в технической литературе можно увидеть изображение МОП транзистора с четвёртым выводом, который является продолжением линии стрелки указывающей тип канала. Так вот, четвёртый вывод – это вывод подложки (substrate). Такое изображение полевого МОП транзистора применяется, как правило, для описания дискретного (т.е. отдельного) транзистора и используется лишь как наглядная модель. При изготовлении МОП транзистора подложку обычно соединяют с выводом истока.

MOSFET транзистор с выводом подложки
MOSFET транзистор с выводом подложки (substrate)

У мощных транзисторов МДП есть одна особенность – это наличие «паразитного» биполярного транзистора. Чтобы предотвратить работу «паразитного» биполярного транзистора применяется следующая хитрость: Вывод истока (S) соединяют с подложкой (substrate). При этом происходит соединение выводов база-эмиттер в структуре «паразитного» транзистора и он находится в закрытом состоянии, и не мешает нормальной работе МДП-транзистора. На условном обозначении эта особенность указывается с помощью соединения вывода истока МДП-транзистора и стрелкой, которая указывает тип канала.

Мощный МОП транзистор
Обозначение мощного МОП-транзистора

В результате соединения истока и подложки в структуре полевого МОП транзистора между истоком и стоком образуется встроенный диод. На работу транзистора данный диод не влияет, поскольку в схему он включен в обратном направлении. В некоторых случаях, встроенный диод, который образуется из-за технологических особенностей изготовления мощного МОП-транзистора можно использовать на практике. В последних поколениях мощных МОП-транзисторов встроенный диод используется для защиты транзистора.

MOSFET со встроенным диодом
MOSFET транзистор со встроенным диодом

Встроенный диод на условном обозначении мощного МДП-транзистора может и не указываться, хотя реально такой диод присутствует в любом мощном полевом транзисторе.

Проверка транзистора цифровым мультиметром

Проверка транзистора

Как проверить транзистор?

Занимаясь ремонтом и конструированием электроники, частенько приходится проверять транзистор на исправность. Рассмотрим методику проверки биполярных транзисторов обычным цифровым мультиметром, который есть практически у каждого начинающего радиолюбителя.

Несмотря на то, что методика проверки биполярного транзистора достаточно проста, начинающие радиолюбители порой могут столкнуться с некоторыми трудностями при проверке транзисторов. Об особенностях тестирования биполярных транзисторов будет рассказано чуть позднее, а пока рассмотрим самую простую технологию проверки биполярного транзистора обычным цифровым мультиметром.

Для начала нужно понять, что биполярный транзистор можно условно представить в виде двух диодов, так как биполярный транзистор состоит из двух p-n переходов. А диод, как известно, это ничто иное, как обычный p-n переход.

Вот условная схема биполярного транзистора, которая поможет понять принцип проверки. На рисунке p-n переходы транзистора изображены в виде полупроводниковых диодов.

Устройство биполярного транзистора p-n-p структуры с помощью диодов изображается следующим образом.

Условное изображение транзистора P-N-P из диодов

Как известно, биполярные транзисторы бывают двух типов проводимости: n-p-n и p-n-p. Этот факт нужно учитывать при проверке. Поэтому покажем условный эквивалент транзистора структуры n-p-n составленный из диодов. Этот рисунок нам понадобиться при последующей проверке транзисторов.

Транзистор со структурой n-p-n в виде двух диодов.

Условное изображение транзистора N-P-N из диодов

Суть проверки сводиться к проверке целостности этих самых p-n переходов, которые условно изображены на рисунке в виде диодов. А, как известно, диод пропускает ток только в одном направлении. Если подключить плюс (+) к выводу анода диода, а минус (-) к катоду, то p-n переход откроется, и диод начнёт пропускать ток. Если проделать всё наоборот, подключить плюс (+) к катоду диода, а минус (-) к аноду, то p-n переход будет закрыт и диод не будет пропускать ток.

Если вдруг при проверке выясниться, что p-n переход пропускает ток в обоих направлениях, то значит он «пробит». Если же p-n переход не пропускает ток ни в одном из направлений, то значит переход в «обрыве». Естественно, что при пробое или обрыве хотя бы одного из p-n переходов транзистор работать не будет.

Обращаем внимание, что условная схема из диодов необходима лишь для более наглядного представления о методике проверки биполярного транзистора. В реальности транзистор имеет более изощрённое устройство.

Функционал практически любого мультиметра поддерживает проверку диода. На панели мультиметра режим проверки диода изображается в виде условного изображения, который выглядит вот так.

Функция "Проверка диода"

Думаю, уже понятно, что проверять транзистор мы будем как раз с помощью этой функции.

Небольшое пояснение. У цифрового мультиметра есть несколько гнёзд для подключения измерительных щупов. Три, а то и больше. При проверке транзистора необходимо минусовой щуп (чёрный) подключить к гнезду COM (от англ. слова common – «общий»), а плюсовой щуп (красный) в гнездо с обозначением буквы омега ?, буквы V и, возможно, других букв. Всё зависит от функционала прибора.

Почему я так подробно рассказываю о том, как подключать измерительные щупы к мультиметру? Да потому, что щупы можно элементарно перепутать и подключить чёрный щуп, который условно считается «минусовым» к гнезду, к которому нужно подключить красный, «плюсовой» щуп. В итоге это вызовет неразбериху и как следствие путаницу при проверке транзистора. Будьте внимательней!

Теперь, когда сухая теория изложена, перейдём к практике.


Купить

Фоточувствительные датчики PIR

RF транзисторы

MOSFET транзисторы

IGBT транзисторы

JFET транзисторы

Биполярные транзисторы


Какой мультиметр будем использовать?

В качестве мультиметра использовался многофункциональный мультитестер Victor VC9805+, хотя для измерений подойдёт любой цифровой тестер, вроде всем знакомых DT-83x или MAS-83x. Такие мультиметры можно купить не только на радиорынках и магазинах радиодеталей, но и в магазинах автозапчастей. Они дёшевы и широко распространены.

Вначале проведём проверку кремниевого биполярного транзистора отечественного производства КТ503. Этот транзистор имеет структуру n-p-n. Вот его цоколёвка.

Цоколёвка транзистора КТ503

Для тех, кто не знает, что означает это непонятное слово цоколёвка, поясняю. Цоколёвка - это расположение функциональных выводов на корпусе радиоэлемента. Для транзистора функциональными выводами соответственно будут коллектор (К или англ.- С), эмиттер (Э или англ.- Е), база (Б или англ.- В).

Сначала подключаем красный (+) щуп к базе транзистора КТ503, а чёрный (-) щуп к выводу коллектора. Так мы проверяем работу p-n перехода в прямом включении (т. е. когда переход проводит ток). На дисплее появляется величина пробивного напряжения. В данном случае оно равно 687 милливольтам (687 мВ).

Проверка перехода Б-К биполярного транзистора

Далее не отсоединяя красного щупа от вывода базы, подключаем чёрный («минусовой») щуп к выводу эмиттера транзистора.

Проверка перехода Б-Э

Как видим, p-n переход между базой и эмиттером тоже проводит ток. На дисплее опять показывается величина пробивного напряжения равная 691 мВ. Таким образом, мы проверили переходы Б-К и Б-Э при прямом включении.

Чтобы удостовериться в исправности p-n переходов транзистора КТ503 проверим их и в, так называемом, обратном включении. В этом режиме p-n переход ток не проводит, и на дисплее не должно отображаться ничего, кроме «1». Если на дисплее единица «1», то это означает, что сопротивление перехода велико, и он не пропускает ток.

Чтобы проверить p-n переходы Б-К и Б-Э в обратном включении, поменяем полярность подключения щупов к выводам транзистора КТ503. Минусовой («чёрный») щуп подключаем к базе, а плюсовой («красный») сначала подключаем к выводу коллектора…

Проверка перехода Б-К при обратном включении

…А затем, не отключая минусового щупа от вывода базы, к эмиттеру.

Проверка перехода Б-Э при обратном включении

Как видим из фотографий, в обоих случаях на дисплее отобразилась единичка «1», что, как уже говорилось, указывает на то, что p-n переход не пропускает ток. Так мы проверили переходы Б-К и Б-Э в обратном включении.

Если вы внимательно следили за изложением, то заметили, что мы провели проверку транзистора согласно ранее изложенной методике. Как видим, транзистор КТ503 оказался исправен.

Пробой P-N перхода транзистора.

В случае если какой либо из переходов (Б-К или Б-Э) пробиты, то при их проверке на дисплее мультиметра обнаружиться, что они в обоих направлениях, как в прямом включении, так и в обратном, показывают не пробивное напряжение p-n перехода, а сопротивление. Это сопротивление либо равно нулю «0» (будет пищать буззер), либо будет очень мало.

Обрыв P-N перехода транзистора.

При обрыве, p-n переход не пропускает ток ни в прямом, ни в обратном направлении – на дисплее в обоих случаях будет «1». При таком дефекте p-n переход как бы превращается в изолятор.

Проверка биполярных транзисторов структуры p-n-p проводится аналогично. Но при этом необходимо сменить полярность подключения измерительных щупов к выводам транзистора. Вспомним рисунок условного изображения транзистора p-n-p в виде двух диодов. Если забыли, то гляньте ещё раз и вы увидите, что катоды диодов соединены вместе.

В качестве образца для наших экспериментов возьмём отечественный кремниевый транзистор КТ3107 структуры p-n-p. Вот его цоколёвка.

Цоколёвка транзистора КТ3107

В картинках проверка транзистора будет выглядеть так. Проверяем переход Б-К при прямом включении.

Как видим, переход исправен. Мультиметр показал пробивное напряжение перехода – 722 мВ.

Проверка транзистора структуры p-n-p

То же самое проделываем и для перехода Б-Э.

Проверка перехода Б-Э у транзистора структуры p-n-p

Как видим, он также исправен. На дисплее – 724 мВ.

Теперь проверим исправность переходов в обратном направлении – на наличие «пробоя» перехода.

Переход Б-К при обратном включении…

Б-К: проверка перехода при обратном включении

Переход Б-Э при обратном включении.

Б-Э: проверка перехода в обр. включении

В обоих случаях на дисплее прибора – единичка «1». Транзистор исправен.

Подведём итог и распишем краткий алгоритм проверки биполярного транзистора цифровым мультиметром:

При проверке транзисторов необходимо помнить о том, что кроме обычных биполярных транзисторов существуют различные модификации этих полупроводниковых компонентов. К таковым можно отнести составные транзисторы (транзисторы Дарлингтона), «цифровые» транзисторы, строчные транзисторы...

Все они имеют свои особенности, как, например, встроенные защитные диоды и резисторы. Наличие этих элементов в структуре транзистора порой усложняют их проверку с помощью данной методики. Поэтому прежде чем проверить неизвестный вам транзистор желательно ознакомиться с документацией на него.



Необходимо добавить материалы...
Результат опроса Результаты Все опросы нашего сайта Архив опросов
Всего голосовало: 37

Немного подработать

          

Радио для всех© 2014

Создать сайт бесплатно