Проверка транзистора начинается с определения его типа и расположения выводов. Одинаковый корпус может использоваться для NPN, PNP, MOSFET, IGBT или другого компонента, поэтому случайная перестановка щупов без документации часто даёт ошибочный вывод.
Биполярный транзистор в режиме проверки диодов оценивают как два p-n-перехода, соединённых через базу. У MOSFET проверяют отсутствие пробоя затвора, состояние канала и встроенный диод. JFET и IGBT требуют отдельного подхода, поскольку их внутренняя структура и начальное состояние отличаются.
Мультиметр уверенно выявляет короткое замыкание, обрыв перехода и часть грубых повреждений, но не подтверждает работу под номинальным током, напряжением и частотой. Измерение на плате могут искажать резисторы, диоды и параллельные цепи. Перед проверкой полезно сверить маркировку и распиновку транзистора, а при сомнении выпаять компонент или отсоединить хотя бы один вывод.
Подготовка к проверке
Сначала полностью отключите устройство от питания. Конденсаторы в силовой части разрядите безопасным способом и убедитесь, что на выводах транзистора нет остаточного напряжения. Для MOSFET дополнительно замкните затвор с истоком через резистор или на короткое время напрямую, чтобы убрать накопленный заряд.
Затем найдите документацию по полной маркировке и определите:
- семейство транзистора;
- полярность или тип канала;
- назначение каждого вывода;
- наличие встроенного диода, резисторов или защитных цепей;
- допустимое напряжение затвора либо перехода база-эмиттер.
Проверьте мультиметр на известном диоде или резисторе. В режиме проверки диодов красный щуп большинства приборов имеет положительный потенциал, но это лучше подтвердить инструкцией к конкретной модели.
Первое измерение можно выполнить на плате. Если показания неоднозначны или переходы шунтируются другими деталями, транзистор выпаивают полностью либо освобождают один или несколько выводов.
Проверка NPN-транзистора
В исправном NPN-транзисторе база образует два перехода, которые проводят при положительном потенциале базы относительно эмиттера и коллектора. Установите мультиметр в режим проверки диодов.
- Подключите красный щуп к базе, а чёрный к эмиттеру. Обычно прибор показывает прямое падение напряжения кремниевого перехода.
- Оставьте красный щуп на базе и перенесите чёрный на коллектор. Должно появиться близкое, но не обязательно одинаковое значение.
- Поменяйте щупы местами для обоих переходов. В обратном направлении исправные переходы обычно не проводят.
- Проверьте коллектор и эмиттер в обеих полярностях. Без тока базы между ними не должно быть короткого замыкания.
Для обычного кремниевого BJT типичны показания около 0,55-0,75 В, но точное значение зависит от тока мультиметра, температуры и структуры компонента. У составного транзистора Дарлингтона падение между базой и эмиттером может быть заметно выше.
Если база неизвестна, последовательно перебирают выводы. Базой окажется тот, относительно которого два других вывода показывают прямые переходы при одинаковой полярности щупа.
Проверка PNP-транзистора
PNP-транзистор проверяют тем же способом, но полярность щупов меняется. Два прямых перехода должны обнаруживаться, когда на базе находится чёрный щуп, а красный поочерёдно касается эмиттера и коллектора.
После определения двух переходов выполните обратные измерения. При красном щупе на базе исправный транзистор обычно показывает отсутствие проводимости к эмиттеру и коллектору. Между коллектором и эмиттером без управления также не должно быть почти нулевого сопротивления в обеих полярностях.
| Проверка | NPN | PNP |
|---|---|---|
| База-эмиттер, прямое направление | Красный на базе | Чёрный на базе |
| База-коллектор, прямое направление | Красный на базе | Чёрный на базе |
| Обратное направление переходов | Обычно нет проводимости | Обычно нет проводимости |
| Коллектор-эмиттер без управления | Нет короткого замыкания | Нет короткого замыкания |
Одни только два исправных перехода ещё не подтверждают нормальный коэффициент усиления и работу под нагрузкой. Повреждённый транзистор иногда проходит простую проверку диодов, но теряет усиление, имеет повышенную утечку или отказывает после нагрева.
Проверка n-канального MOSFET
У MOSFET затвор изолирован, поэтому между ним и истоком или стоком исправный компонент обычно не показывает низкого сопротивления. Перед проверкой замкните затвор и исток, чтобы закрыть канал.
Для распространённого n-канального MOSFET с индуцированным каналом можно использовать такую последовательность:
- В заблокированном направлении подключите красный щуп к стоку, чёрный к истоку. После разряда затвора канал обычно не проводит.
- Кратковременно подайте положительный потенциал на затвор: красный щуп к затвору, чёрный к истоку.
- Верните красный щуп на сток, оставив чёрный на истоке. Заряженный затвор может открыть канал, и показание изменится.
- Снова замкните затвор с истоком. В заблокированном направлении проводимость должна исчезнуть.
Встроенный диод проводит в противоположной полярности, когда красный щуп подключён к истоку, а чёрный к стоку. Его наличие нельзя принимать за пробой канала.
Результат зависит от испытательного напряжения мультиметра. Некоторые силовые MOSFET прибор открывает лишь частично, поэтому такая проверка выявляет грубую неисправность, но не измеряет RDS(on) в рабочем режиме.
Проверка p-канального MOSFET
Для p-канального MOSFET управляющая полярность обратная. После замыкания затвора с истоком в заблокированном направлении красный щуп подключают к истоку, а чёрный к стоку. Исправный закрытый канал обычно не проводит.
Чтобы зарядить затвор отрицательно относительно истока, кратковременно соедините чёрный щуп с затвором, а красный с истоком. После этого повторное измерение между истоком и стоком в заблокированном направлении может показать открытие канала. Замыкание затвора с истоком снова должно закрыть транзистор.
Встроенный диод p-канального MOSFET ориентирован противоположно диоду n-канального. Поэтому сначала нужно сверить структуру и выводы по документации, а уже затем трактовать проводимость между стоком и истоком.
Если канал остаётся проводящим после разряда затвора в обеих полярностях или затвор показывает низкое сопротивление к другим выводам, транзистор, вероятнее всего, повреждён.
Проверка JFET и IGBT
Большинство распространённых JFET проводит ток при нулевом напряжении затвор-исток, поэтому последовательность для обычно закрытого MOSFET к нему неприменима. В режиме проверки диодов можно оценить p-n-переход затвора и выявить короткое замыкание, но способность канала управляться лучше проверять от ограниченного источника питания с резистором.
IGBT имеет изолированный затвор, однако его силовая часть отличается от MOSFET. Между затвором и остальными выводами не должно быть низкого сопротивления. Коллектор и эмиттер проверяют на короткое замыкание, учитывая, что в конкретном корпусе может присутствовать обратный диод.
Для функциональной проверки IGBT используют источник с ограничением тока и управляющее напряжение, разрешённое производителем. Мультиметр может зарядить затвор и изменить проводимость, но не каждый прибор создаёт подходящие условия. Отсутствие реакции ещё не доказывает неисправность.
Силовые модули могут содержать несколько кристаллов, диоды, резисторы и защитные цепи. Их проверяют по внутренней схеме из документации, а не как одиночный трёхвыводной транзистор.
Как трактовать результаты
Показания следует оценивать как совокупность, а не по одному измерению.
| Результат | Возможная причина |
|---|---|
| Почти нулевое значение между силовыми выводами в обеих полярностях | Пробой или короткое замыкание |
| Нет прямого перехода база-эмиттер или база-коллектор | Обрыв, повреждение перехода или ошибка распиновки |
| Затвор MOSFET проводит к истоку или стоку | Пробой изоляции затвора либо влияние внешней цепи |
| MOSFET не закрывается после разряда затвора | Пробой канала, ошибка выводов или шунтирование на плате |
| Показания на плате отличаются при перестановке щупов | Влияние параллельных резисторов, диодов и других компонентов |
После статической проверки полезно испытать транзистор в простой схеме с ограничением тока. Так можно проверить управление, падение напряжения и устойчивость под небольшой нагрузкой. Полный вывод о пригодности для силовой схемы требует проверки при контролируемых напряжении, токе и температуре.
Если неисправность проявляется только после прогрева, используют температурное наблюдение, осциллограф и измерение утечки. Установка детали обратно в мощное устройство без ограничения тока может повторно повредить транзистор и связанные компоненты.