Как проверить полевой транзистор: мосфет или полевик, мультиметром не выпаивая, с изолированным затвором на неисправность

Полевой транзистор — что это

Он включает три основных элемента — исток, затвор и сток. Для их создания используются полупроводники n-типа и p-типа. Они могут сочетаться одним из способов:

1. Сток, исток соответствуют n-типу, а затвор — p-типу. Их называют транзисторы n-p-n типа.
2. Такие, у которых используется полярность p-n-p. Тип проводимости у каждой части транзистора изменён на противоположный в сравнении с предыдущим вариантом.

Проверка мультиметром

Если эту деталь соединить с источником питания, то ток будет отсутствовать. Но всё будет иначе, если это сделать между истоком и затвором или стоком и затвором. Нужно, чтобы к затвору было приложено напряжение, соответствующее по знаку его типу проводимости (положительное для p-типа, отрицательное для n-типа). Тогда через эту деталь потечёт ток. Чем более высокое напряжение было подано на затвор, тем он будет сильнее.

Отличие полевого от биполярного транзистора

Транзистор станет открытым при условии, что на затвор подаётся разность потенциалов нужной полярности. В этом случае при помощи электрического поля создаётся канал между истоком и стоком, через который могут перемещаться электрические заряды. У других разновидностей транзисторов управление происходит на основе тока, а не напряжения.

Рассматриваемые электронные компоненты также называют мосфетами. Это слово происходит из аббревиатуры MOSFET — Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (в переводе это означает: металл-окисел-полупроводник полевой транзистор).

Разновидности полевиков

Как работает

Полевой транзистор отличается от других разновидностей особенностями своего устройства. Он может относиться к одному из двух типов:

• с управляющим переходом;
• с изолированным затвором.

Первые из них бывают n канальными и p канальными. Первые из них более распространены. Они используют следующий принцип действия.

В качестве основы используется полупроводник с n-проводимостью. К нему с противоположных сторон присоединены контакты истока и стока. В средней части с противоположных сторон имеются вкрапления проводника с p-проводимостью — они являются затвором. Та часть полупроводника, которая между ними — это канал.

Транзистор с управляющим переходом

Если к истоку и стоку n канального транзистора приложить разность потенциалов, то потечёт ток. Однако при подаче на затвор отрицательного напряжения по отношению к истоку, то ширина канала для перемещения электронов уменьшится. В результате сила тока станет меньше.

Таким образом, уменьшая или увеличивая ширину канала, можно регулировать силу тока между истоком и стоком или изолировать их друг от друга.

В p-канальных транзисторах принцип работы будет аналогичным.

Этот тип полевых транзисторов становится менее распространённым, а вместо него получают всё большее распространение те, в которых используется изолированный затвор. Они могут относиться к одному из двух типов: n-p-n или p-n-p. У них принцип действия является аналогичным. Здесь будет рассмотрен более подробно первый из них: n-p-n.

В этом случае в качестве основы для транзистора применяется полупроводник p-типа. В него встраиваются две параллельно расположенные полоски полупроводника с другим типом основных носителей заряда. Между ними по поверхности прокладывается изолятор, а сверху устанавливается слой проводника. Эта часть является затвором, а полоски — это исток и сток.

Устройство транзистора

Когда на затвор подаётся положительное напряжение по отношению к истоку, на пластину попадает положительный заряд, создающий электрическое поле. Оно притягивает к поверхности положительные заряды, создавая канал для протекания тока между истоком и стоком. Чем сильнее напряжение, поданное на затвор, тем более сильный ток проходит между истоком и стоком.

Для всех типов полевых транзисторов управление происходит при помощи подачи напряжения на затвор.

Транзистор открыт

Оценка исправности р-канального устройства

Проверка исправности р-канального полевого транзистора производится таким же образом, что и n-канального. Отличие состоит в том, что в п. 3 к минусу мультиметра надо подключить красный провод, а к плюсу мультиметра – черный провод.

Чтобы выбрать необходимый вариант, как подключить однофазный электродвигатель через конденсатор, требуется исходить из нужных характеристик функционирования агрегата — пусковой, рабочий или смешанный.

Эффективное использование электродвигателей основано на правильном понимании принципа его работы. Асинхронные моторы можно использовать в домашних условиях как генератор.

Выводы:

1. Полевые транзисторы типа MOSFET широко используются в технике и радиолюбительской практике.
2. Проверку работоспособности таких транзисторов можно осуществить с помощью мультиметра, следуя определенной методике.
3. Проверка p-канального полевого транзистора мультиметром осуществляется таким же образом, что и n-канального транзистора, за исключением того, что следует изменить полярность подключения проводов мультиметра на обратную.

Как проверить мультиметром биполярный транзистор

Биполярные транзисторы распространены больше полевых, поэтому особенно важно знать, как правильно проверить их перед эксплуатацией. Алгоритм прозвона устройств PNP-типа, представленных здесь как встречно подключенные диоды, следующий:

1. Подключаем к мультиметру щупы. Для прозвона черный щуп нужно вставить в разъем COM (отрицательный полюс), а красный – в разъем «VΩmA» (положительный полюс). Выставляем регулятор на передней панели прибора в режим прозвонки или измерения сопротивления в пределах 2 кОм.
2. Подносим черный щуп к выводу «Б», красный – к ножке «Э» транзистора. Если транзистор исправен, сопротивление перехода будет находиться в пределах от 0,6 до 1,3 кОм. Точно так же замеряем выводы «Б» (черный щуп) и «К» (красный щуп). Нормальный диапазон сопротивления перехода для этой пары тоже 0,6–1,3 кОм. 
3. Если хотя бы в одном из этих двух замеров указанная величина будет меньше 0,6 кОм, транзистор неисправен. Тогда меняем щупы местами: красный вставляем в разъем COM, а черный – в «VΩmA» и повторяем замеры выводов транзистора. Если прибор исправен, сопротивление будет минимально. 
4. Иначе на дисплее будет единица. Это значит, что прибор не может измерить значения такого уровня. В этом случае транзистор неисправен, применять его в текущем состоянии нельзя, он требует замены или, по возможности, ремонта.

Аналогичным способом проверяют биполярные транзисторы NPN-типа, представленные здесь как обратно подключенные диоды. Важное отличие – только в подключении щупов. Сначала черный щуп подключают к разъему COM, а красный – к «VΩmA», черный щуп подносят к выводу «Э», а красный – к выводу «К». Затем меняют местами гнезда на мультиметре, подносят красный щуп к ножке «К», а черный – к ножке «Б». В обоих случаях об исправности триода говорит сопротивление в интервале от 0,6 до 1,3 кОм.

Схема проверки полевого транзистора n-канального типа мультиметром

Перед тем, как проверить исправность полевого транзистора, необходимо учитывать, что в современных радиодеталях типа MOSFET между стоком и истоком есть дополнительный диод. Этот элемент обычно присутствует на схеме прибора. Его полярность зависит от типа транзистора.

Общие правила в том, как проверить транзистор мультиметром, гласят начать процедуру с определения работоспособности самого измерительного прибора. Убедившись, что тот работает безошибочно, переходят к дальнейшим измерениям.

Работоспособность катушки зажигания определяют проверкой сопротивлений на первичной и вторичной обмотках с помощью мультиметра

Порядок проверки исправности n-канального транзистора мультиметром следующий:

1. Снять статическое электричество с транзистора.
2. Перевести мультиметр в режим проверки диодов.
3. Подключить черный провод мультиметра к минусу измерительного прибора, а красный – к плюсу.
4. Подключить красный провод к истоку, а черный – к стоку транзистора. Если транзистор исправен, то мультиметр покажет напряжение на переходе 0,5 — 0,7 В.



5. Подключить красный провод мультиметра к стоку, а черный – к истоку транзистора. При исправном приборе мультиметр покажет единицу, что означает бесконечность.
6. Подключить черный провод к истоку, а красный – к затвору. Таким образом, осуществляется открытие транзистора.
7. Черный провод оставляется на истоке, а красный подсоединяется к стоку. При исправном приборе мультиметр покажет напряжение от 0 до 800 мВ.
8. При смене полярности щупов мультиметра величина показаний не должна измениться.
9. Подключить красный провод к истоку, а черный – к затвору. Произойдет закрытие транзистора.
10. При этом транзистор возвратиться в состояние, соответствующее п.п.4 и 5.

По проделанным измерениям можно сделать вывод, что если полевой транзистор открывается и закрывается с помощью постоянного напряжения с мультиметра, то он исправен.

Полевой транзистор имеет большую входную емкость, которая разряжается довольно долго. Это используется при проверке транзистора, когда вначале его открывают напряжением мультиметра (п.6), а затем в течение некоторого времени, пока не разрядилась входная емкость, проводят дополнительные измерения (п.п. 7,8).

Часто задаваемые вопросы

Как проверить транзистор на плате без выпаивания?

Теоретически – по тем же алгоритмам, что и транзисторы, не включенные в схему или плату. Однако на практике без выпаивания прозвонить устройство очень трудно. Для полевых моделей такой возможности нет вообще – касаться прибора щупами вы можете, но показания будут некорректны. Биполярные транзисторы без выпаивания дают более адекватные значения, но и они нередко далеки от отражающих настоящее состояние прибора. Поэтому выпаивать транзистор, скорее всего, придется. Так что проверяйте исправность элементов до того, как вы встроите их в электрические схемы или платы.

Как проверить транзистор большой мощности?

Транзисторы большой мощности – как правило, биполярные гибридные (силовые). Их коллектор рассчитан на ток до 100 ампер, мощность таких устройств может достигать 100 ватт. Но в плане проверки исправности действует общий алгоритм для всех моделей биполярной конструкции, приведенный выше. Если вы ставите мультиметр в режим прозвонки, отличий нет никаких; если выбираете режим проверки сопротивления, следует выставить соответствующий максимальный уровень этого параметра, указанный в технической документации проверяемого транзистора. 

Как проверить строчный транзистор?

Строчный транзистор (строчной развертки) – один из важнейших элементов телевизоров, обеспечивающий формирование качественного изображения на экране. Технически это, как правило, биполярные конструкции PNP-типа, поэтому для их проверки подходит соответствующий алгоритм. Основная проблема в том, что строчный элемент обычно на момент поломки уже впаян в плату. Если выпаивать его очень не хочется, попробуйте прозвонить, как есть – возможно, значения все-таки окажутся корректными. В противном случае придется выпаивать транзистор строчной развертки из платы телевизора.

Как проверить составной транзистор?

Составная модель также называется транзистором Дарлингтона. Она состоит из двух элементов в общем корпусе. Мультиметром такую конструкцию проверить невозможно – вы можете касаться выводов щупами, но корректных значений вы не получите. Для прозвона составных транзисторов придется собрать простую электросхему из резистора, лампочки и самого проверяемого устройства. Если оно исправно, при подключении к базе положительного полюса лампочка загорится, если подключить отрицательный полюс – погаснет. Если что-то идет не по этому алгоритму, транзистор нуждается в замене.

Дополнительное видео по теме:

Какие случаются неисправности

Полевые транзисторы могут быть перегружены током во время проведения проверки и, в результате перегрева прийти в неисправное состояние.

Важно! Они уязвимы к статическому напряжению. В процессе проведения работы нужно обеспечить, чтобы оно не попадало на проверяемую деталь.

При работе в составе схемы может произойти пробой, в результате которого полевой транзистор становится неисправным и подлежит замене. Его можно обнаружить по низкому сопротивлению p-n-переходов в обоих направлениях.

Определить то, насколько транзистор является работоспособным можно, если прозвонить его с помощью цифрового мультиметра.

Назначение выводов

Это нужно делать следующим образом (для примера используется широко распространённая модель М-831, рассматривается полевой транзистор с каналом n-типа):

1. Мультиметр нужно переключить в режим диодной проверки. Он отмечен на панели схематическим изображением диода.
2. К прибору присоединены два щупа: чёрный и красный. На лицевой панели имеются три гнезда. Чёрный устанавливают в нижнее, красный — в среднее. Первый из них соответствует отрицательному полюсу, второй — положительному.
3. Нужно на тестируемом полевом транзисторе определить, какие выходы соответствуют истоку, затвору и стоку.
4. В некоторых моделях дополнительно предусмотрен внутренний диод, защищающий деталь от перегрузки. Сначала нужно проверить то, как он работает. Для этого красный провод присоединяют к истоку, а чёрный — к стоку.

Вам это будет интересно  Почему выбило автомат: исправляем неполадки
Проверка диода в прямом направлении

На индикаторе должно появиться значение, входящее в промежуток 0,5-0,7. Если провода поменять местами, то на экране будет указана единица, что означает, что ток в этом направлении не проходит.

Проверка диода в обратном направлении

1. Дальше осуществляется проверка работоспособности транзистора.

Если присоединить щупы к истоку и стоку, то ток не будет проходить по ним. Чтобы открыть затвор. Необходимо подать положительное напряжение на затвор. Нужно учитывать, что на красный щуп подан от мультиметра положительный потенциал. Теперь достаточно его соединить с затвором, а чёрный со стоком или истоком, для того, чтобы транзистор стал пропускать ток.

Открытие канала

Теперь, если красный провод подключить к истоку, а чёрный — к стоку, то мультиметр покажет определённую величину падения напряжения, например, 60. Если подключить наоборот, то показатель будет примерно таким же.

Если на затвор подать отрицательный потенциал, то это закроет транзистор в обоих направлениях, однако будет работать встроенный диод. Если полевик закрыт не будет, то это указывает на его неисправность.

Проверка мофсета с p-каналом выполняется аналогичным образом. Отличие состоит в том, что при проверке там, где раньше использовался красный щуп, теперь используется чёрный и наоборот.

Работа полевого МДП транзистора

Способы устранения

Для того, чтобы при проверке не повредить деталь, нужно применять при проверке такие мультиметры, у которых используется рабочее напряжения не более 1,5 в.

Если в результате проверки на мультиметре было обнаружено, что полевой транзистор вышел из строя, то его необходимо заменить на новый.

Инструкция по прозвонке без выпаивания

Чтобы проверить, исправен ли полевой транзистор, нужно его выпаять и прозвонить с мультиметром. Однако могут возникать ситуации, когда нужно в схеме есть несколько таких деталей и неизвестно, какие из них исправны, а какие — нет. В этом случае полезно знать, как проверить полевой транзистор мультиметром не выпаивая.

Цифровой мультиметр

В этом случае применяют проверку без выпаивания. Она даёт примерный результат.

Важно! После того, как будет определён предположительно неисправный элемент, его отсоединяют и проверяют, получив точную информацию о его работоспособности. Если он функционирует нормально, его устанавливают на прежнее место.

Проверка без выпаивания выполняется следующим образом:

1. Перед проведением прозвонки полевого транзистора цифровым мультиметром устройство отключают от электрической розетки или от аккумуляторов. Последние вынимают из устройства.
2. Если красный щуп соединить с истоком, а чёрный — со стоком, то можно рассчитывать, что мультиметр покажет 500 мв. Если на индикаторе можно увидеть эту или превышающую её цифру, то это говорит о том, что транзистор полностью фунукционален. В том случае, если эта величина гораздо меньше — 50 или даже 5 мв, то в этом случае можно с высокой вероятностью предположить неисправность.

С управляющим p-n-переходом

1. Если красный мультиметровый щуп переставить на затвор, а чёрный оставить на прежнем месте, то на индикаторе можно будет увидеть 1000 мв или больше, что говорит об исправности полевого транзистора. Когда разница составляет 50 мв, то это внушает опасение, что деталь испорчена.
2. Если чёрный щуп тестера поставить на исток, а красный поместить на затвор, то для работоспособного транзистора можно ожидать на дисплее 100 мв или больше. В тех случаях, когда цифра будет меньше 50 мв, имеется высокая вероятность того, что проверяемая деталь неработоспособна.

Нужно учитывать, что выводы, получаемые без выпайки, носят вероятностный характер. Эти данные позволяют получить предварительные выводы об используемых в схеме полевых транзисторах.

Для проверки их нужно выпаять, произвести проверку и установить, если работоспособность подтверждена.

Подготовка к работе

Как проверить мультиметром униполярный транзистор

Униполярные (полевые) транзисторы встречаются реже биполярных, но все равно полезно знать, как проверять их исправность. Для элементов, основанных на n-канале (электрон), применяют следующий алгоритм тестирования:

1. Нужно подключить щупы, вставив их в разъемы мультиметра аналогично тому, как это описано для прозвона биполярного транзистора. Затем так же нужно выбрать режим прозвонки (только прозвонки, режим измерения сопротивления здесь не подойдет), повернув колесо регулятора на передней панели мультиметра.
2. Черный провод подносят к ножке «С», а красный – к выводу «И» на транзисторе. Следует зафиксировать полученное показание. Затем красным щупом касаются вывода «З» (так мы частично открываем канал, по которому проходит ток), при этом в норме получается значение меньше, чем в первом случае.
3. Далее проход необходимо закрыть. Для этого черным щупом касаются ножки «З», красным – вывода «И». Если транзистор исправен, мультиметр покажет исходное значение, зафиксированное после первого измерения. Если прибор сломан, второе значение будет таким же, как первое, или больше (частичного открытия не вышло), или третье будет отличаться в ту или иную сторону от первого (канал не закрылся).

Этот же алгоритм используют, чтобы проверить полевые транзисторы, основанные на p-канале (дырка). Единственная разница в том, что в самом начале щупы на мультиметре нужно подключить наоборот: черный вставить в разъем «VΩmA», красный – в COM.

Часто спрашивают, как проверить мультиметром IGBT-транзистор. Это другое название смешанной модели – разновидности биполярных устройств, сочетающих элементы аналоговых и цифровых конструкций. Для них актуален алгоритм полевых моделей, нужно только учитывать, что коллектору соответствует вывод «С» (сток), а эмиттеру – вывод «И» (исток). PNP-типы тестируют по схеме для n-канала, NPN-модели – как для p-канала.

Как проверить транзистор мультиметром не выпаивая

Если вы думаете, как проверить транзистор мультиметром на плате, то помните, что таким способом могут определяться только биполярные элементы. Но мы советуем вам и этого не делать, потому что в некоторых случаях p-n переход детали шунтируется низкоомным сопротивлением. Из-за этого результат вряд ли будет точным. Значит, выпаивание — это необходимость.

Это тот минимум, который вам нужно было узнать о проверке транзистора мультиметром не выпаивая.

Мы надеемся, что наша статья была вам полезна. Заглядывайте и в другие материалы нашего блога. Мы припасли для вас много важной информации!

Желаем безопасных и точных измерений!