Радиолюбителям. Измерение параметров транзистора.

Как и другие радиодетали, транзисторы имеют свои параметры, определяющие их использование в тех или иных устройствах. Но прежде чем ставить транзистор в конст­рукцию, его нужно проверить. Для провер­ки всех параметров транзистора потребу­ется сложный измерительный прибор. Сделать такой прибор в любительских ус­ловиях практически невозможно. Да он и не нужен: ведь для большинства конструк­ций достаточно знать лишь статический ко­эффициент передачи тока базы, а еще реже — обратный ток коллектора. Поэто­му лучше обойтись простейшими прибора­ми, измеряющими эти параметры.

 

Как можно судить о статическом коэф­фициенте передачи тока базы? Посмотри­те на рис. 12. Транзистор подключен к ис­точнику питания G1, и в цепи его базы про­текает ток, который зависит от сопротив­ления резистора R1. Этот ток транзистор усиливает. Значение усиленного тока пока­зывает стрелка миллиамперметра, вклю­ченного в цепи коллектора. Достаточно разделить значение тока коллектора на значение тока в цепи базы и вы узнаете статический коэффициент передачи тока.

 

Существуют два несколько различающих­ся коэффициента передачи тока — h21э и h21Э.

 

Первый называется динамическим коэффи­циентом передачи тока и показывает отноше­ние приращения тока коллектора к вызвавше­му его приращению тока базы. Измерять этот коэффициент в любительских условиях труд­но, поэтому на практике чаще определяют второй коэффициент. Это — статический ко­эффициент передачи тока, показывающий отношение тока коллектора к данному току базы. При небольших токах коллектора оба коэффициента близки.

 

И еще о коэффициенте передачи тока. Он во многом зависит от тока коллектора. В некоторых измерительных приборах, схемы которых были опубликованы в попу­лярной радиотехнической литературе про­шлых лет, коэффициент передачи тока ма­ломощных транзисторов измерялся при токе коллектора 20 и даже 30 мА. Это оши­бочно. При таком токе усиление транзисто­ра падает и прибор показывает занижен­ное значение коэффициента передачи тока. Вот почему иногда приходится слы­шать, что одни и те же транзисторы при проверке на разных приборах показывают коэффициенты передачи, отличающиеся вдвое и даже втрое. Показания любого из­мерителя будут близкими лишь в том слу­чае, если максимальный ток коллектора при измерениях не превышает 5 мА. Такой предел принят в описываемых ниже про­стых конструкциях. В более сложных изме­рителях для транзистора устанавливают такой ток коллектора, при котором транзи­стор будет работать в конструкции, — он определит реальное значение коэффици­ента передачи.

 

 

На рис. 13 приведена простейшая схе­ма практического прибора для проверки транзисторов структуры p-n-p. Работает прибор так. К зажимам (или гнездам) «Э», «Б», «К» подключают выводы транзистора (соответственно эмиттер, базу, коллек­тор). При нажатой кнопке SB1 на выводы транзистора подается питающее напряже­ние от батареи GB1. В цепи базы транзис­тора при этом начинает протекать неболь­шой ток. Его значение определяется в ос­новном сопротивлением резистора R1 (по­скольку сопротивление эмиттерного пере­хода транзистора мало по сравнению с со­противлением резистора) и в данном слу­чае выбрано равным 0,03 мА (30 микроам­пер). Усиленный транзистором ток регис­трирует миллиамперметр РА1 в цепи кол­лектора. Шкалу миллиамперметра можно отградуировать непосредственно в значе­ниях h21Э. Если в приборе использован мил­лиамперметр, рассчитанный на измерение тока до 3 мА (такой предел есть в авометре Ц20), тогда отклонение стрелки на ко­нечное деление шкалы будет соответство­вать коэффициенту передачи тока 100. Для миллиамперметров с другими токами от­клонения стрелки на конечное деление шкалы это значение будет иным. Так, для миллиамперметра со шкалой на 5 мА предельное значение коэффициента переда­чи тока при указанном выше токе базы бу­дет около 166.

 

 Детали прибора совсем не обязательно располагать в футляре. Их можно быстро соединить друг с другом и проверить партию имеющихся у вас транзисторов. Резистор R2 предназначен для ограниче­ния тока через миллиамперметр, если слу­чайно попадется транзистор с пробитым переходом эмиттер – коллектор.

 

А как быть, если надо проверить транзи­сторы другой структуры — n-p-n? Тогда придется поменять местами выводы бата­реи питания и миллиамперметра.

 

Еще одна приставка к авометру — испы­татель транзисторов (рис. 14), позволяю­щий измерить два параметра биполярных транзисторов малой мощности: h21Э — ста­тический коэффициент передачи тока базы, IКБО — обратный ток коллектора. Ис­пытываемый транзистор VT подключают выводами к соответствующим зажимам «Э», «Б» и «К». В зависимости от структуры проверяемого транзистора переключатель SA2 устанавливают в положение «p-n-p» или «n-p-n».

 

При этом изменяется поляр­ность подключения источника питания, а также выводов индикатора РА1. Как и в предыдущей приставке, в каче­стве индикатора используется авометр Ц20. При измерении коэффициента h21Э (переключатель SA1 в правом по схеме по­ложении) параллельно индикатору под­ключается через секцию SA1.3 резистор R2, в результате чего стрелка индикатора отклоняется до конечного деления шкалы уже при токе 3 мА. В этом же положении переключателя через секцию SA1.2 к выво­ду базы испытываемого транзистора под­ключается резистор R1, обеспечивающий ток базы 10 мкА. При этом шкала индикато­ра будет соответствовать коэффициенту h21Э=300 (3 мА:0,01 мА=300). В левом по схеме положении переключа­теля SA1 база испытываемого транзистора VT соединяется с источником питания, а шунтирующий резистор R2 отключается от индикатора. Это положение соответствует измерению обратного тока коллектора, а шкала индикатора — току 300 мкА. Все измерения проводят при нажатии кнопочного выключателя SB1.

 

Резистор R1 типа МЛТ-0,25, подстроеч-ный резистор R2 любого типа. Переключа­тели — движковые, кнопочный выключа­тель — с самовозвратом (применима звон­ковая кнопка). Зажимы для подключения транзистора– любые, важно лишь, чтобы они обеспечи­вали надежный контакт с выводами тран­зистора. Хорошо зарекомендовали себя самодельные зажимы (их можно применить и в других измерителях и пробниках), показанные на рис. 15. Зажим состоит из двух согну­тых полосок пружинящей латуни или бронзы. В наружной 1 и внут­ренней 2 полосках просверлены отверстия под вывод транзисто­ра. Внутренняя полоска необходи­ма для увеличения надежности ус­тройства и пружинящих свойств зажима. Полоски скрепляют друг с другом и прикрепляют к корпу­су приставки винтами 3. Для креп­ления вывода транзистора нужно прижать верхнюю часть полосок до совмещения отверстий, вста­вить в отверстия вывод транзис­тора и отпустить полоски. Вывод транзистора будет надежно прижат к по­лоскам в трех точках.

 

Возможный вариант конструкции этой приставки показан на рис. 16. Верхняя па­нель изготовлена из изоляционного мате­риала (гетинакс, текстолит), нижняя (на ней укреплена батарея питания GB1) и бо­ковые стенки — из алюминия или другого листового металла.

 

Налаживание приставки сводится к ус­тановке резистором R2 заданного преде­ла измерения, равного 3 мА. Для этого нужно установить переключатель SA1 в по­ложение «h21Э» и, не подключая транзис­тор, включить между зажимами «Э» и «К» постоянный резистор сопротивлением 1,5 кОм (подобрать точно). Включив кнопоч­ным выключателем питание, резистором R2 устанавливают стрелку индикатора РА1 на конечное деление шкалы.

 

Для проверки транзисторов с жесткими короткими выводами (например, серии КТ315) нужно вырезать из фольгированного материала небольшую планку и прорезать в фольге несколько канавок, чтобы получились три дорожки. Ширина дорожек и расстояние между ними должны соответствовать разме­рам выводов транзистора. К дорожкам подпа­ивают отрезки многожильного монтажного провода, которые при проверке транзистора подключают к соответствующим зажимам прибора. Выводы транзистора прикладывают к дорожкам и нажимают кнопку SB1 прибора.

 

Перед монтажом транзисторов средней и большой мощности тоже бывает нужно знать их статический коэффициент пере­дачи тока, а иногда и обратный ток коллек­тора. Конечно, можно было бы ввести до­полнительный переключатель в предыду­щие приставки и проверять на них транзи­сторы повышенной мощности. Но подоб­ная проверка требуется не часто, а допол­нительная коммутация усложнила бы кон­струкции приставок. Поэтому проще изго­товить еще одну приставку к авометру — только для проверки транзисторов повы­шенной мощности.

 

Как и в предыдущих приставках, испы­тываемый транзистор VT подключают к за­жимам «Э», «Б» и «К», а необходимую полярность источника питания и включения индикатора РА1 для транзисторов разной структуры устанавливают переключателем SA1. Коэффициент h21Э измеряют при фик­сированном токе базы, равном 1 мА. Этот ток зависит от сопротивления резистора R1. Шкала индикатора (авометр включен на измерение постоянного тока до 300 мА) оказывается рассчитанной на коэффици­ент h21Э=300. После подключения транзистора и уста­новки переключателя в нужное положение нажимают кнопку SB1 и по шкале авомет-ра определяют параметр h21Э. Следует, од­нако, учитывать, что продолжительность измерения должна быть возможно мень­шей, особенно для транзисторов с боль­шим (свыше 100) значением h21Э.

 

При не­обходимости измерить обратный ток кол­лектора отключают от приставки вывод эмиттера и нажимают кнопку. Переключатель — движковый, кнопка и зажимы — любые. Описанные здесь приставки могут стать основой самостоятельной конструкции из­мерительного прибора с использованием в нем микроамперметра с током полного отклонения от 100 до 300 мкА. В каждом случае в зависимости от индикатора при­дется подобрать соответствующие резис­торы. Нетрудно также объединить все при­ставки в единый самостоятельный измери­тельный прибор.