Эрл Гейтс - Введение в электронику

Рис. 22-5. Правильно смещенный n-р-nтранзистор

Смещение в прямом направлении заставляет электроны течь с эмиттера n-p-n транзистора. Прямое смещение — это положительное напряжение на выводе базы по отношению к эмиттеру. Положительный потенциал базы притягивает электроны, создавая поток электронов из эмиттера. На электроны, притянутые базой, начинает влиять положительный потенциал, приложенный к коллектору. Большинство электронов притягивается к коллектору и к положительному выводу источника тока, создающего обратное смещение. Небольшая часть электронов поглощается областью базы и поддерживает небольшой поток электронов от базы, область базы при этом должна быть предельно тонкой. В правильно смещенном р-n-р транзисторе выводы источников тока необходимо поменять местами (рис. 22-6).

Рис. 22-6. Правильно смещенный р-n-ртранзистор

Разница между n-р-n и р-n-р транзисторами двойная: источники тока имеют противоположную полярность, и направление потока электронов меняется на противоположное.

Как и в диоде, в транзисторе существует потенциальный барьер. В транзисторе потенциальный барьер возникает у перехода эмиттер-база. Для того чтобы электроны могли проходить через этот переход, внешнее смещение должно превышать потенциальный барьер. Величина внутреннего потенциального барьера определяется типом используемого полупроводникового материала. Как и в диодах, величина внутреннего потенциального барьера составляет 0,3 вольта для германиевых транзисторов и 0,7 вольта для кремниевых.

К переходу коллектор-база транзистора также должен быть приложен положительный потенциал, достаточно высокий для того, чтобы притягивать большинство электронов, поставляемых эмиттером. Напряжение обратного смещения, приложенное к переходу коллектор-база обычно намного выше, чем напряжение прямого смещения, приложенного к переходу эмиттер-база, снабжающего электронами этот источник более высокого напряжения.

22-3. Вопросы

1. В чем основная функция транзистора?

2. Каков правильный способ подачи смещения на транзистор?

3. В чем разница подачи смещения на n-р-n и р-n-р транзистор?

4. Чему равна величина потенциального барьера для германиевого и кремниевого транзисторов?

5. Чем отличаются напряжения смещения переходов коллектор-база и эмиттер-база?

Транзисторы — это полупроводниковые устройства, которые обычно работают длительное время без отказа.

Если транзистор вышел из строя, то это вызвано или высокой температурой, или большим током, или высоким напряжением. Отказ может быть вызван и высоким механическим давлением. В результате такого электрического или механического воздействия в транзисторе может произойти разрыв цепи или короткое замыкание, или его характеристики могут измениться достаточно сильно, чтобы повлиять на его работу. Существует два метода проверки транзисторов для определения его исправности: с помощью омметра и с помощью прибора для проверки транзисторов.

Стандартный омметр может помочь обнаружить неисправный транзистор методом проверки вне цепи. Для этого проверяется сопротивление между двумя переходами транзистора следующим образом: между эмиттером и базой, между коллектором и базой и между коллектором и эмиттером. При проверке транзистора сопротивление между любыми двумя выводами измеряется при подключении измерительных проводов омметра одним и тем же образом. После этого измерительные провода омметра меняют местами. При одном подключении проводов сопротивление должно быть высоким, 10000 ом или более. При противоположном подключении сопротивление должно быть ниже, менее чем 10000 ом.

Каждый переход транзистора имеет низкое сопротивление, когда он смещен в прямом направлении, и высокое сопротивление, когда он смещен в обратном направлении. Батарея в омметре является источником как прямого, так и обратного смещения. Измеренное сопротивление различно у транзисторов различных типов, но всегда отличается при перемене выводов омметра. Этот метод проверки пригоден как для транзисторов типа n-р-n , так и для транзисторов типа р-n-р (рис. 22-7).

Рис. 22-7. Измерение сопротивлений переходов транзистора.

Если транзистор не проходит эту проверку, то он неисправен, но, тем не менее, может быть неисправным, и если проходит. Более надежным способом проверки транзисторов является использование прибора для проверки транзисторов.

Предостережение: как и в случае диодов, напряжение на выводах омметра не должно превышать максимально допустимое между переходами транзистора. Нижние шкалы некоторых омметров могут допустить ток, который повредит транзистор при проверке. В качестве меры предосторожности лучше начать измерение с безопасной шкалы и только после этого перейти на шкалу, дающую адекватный отсчет.

Приборы для проверки транзисторов специально рассчитаны на проверку транзисторов и диодов. Существуют два типа таких приборов: для проверки в составе цепи и для проверки вне цепи. Оба прибора могут быть размещены в одном корпусе (рис. 22-8).

Рис. 22-8. Прибор для проверки транзисторов.

Способность транзисторов усиливать принимается за грубую оценку их работоспособности. Прибор для проверки в составе цепи имеет преимущество, так как транзистор не надо удалять из цепи для проверки. Прибор для проверки вне цепи может не только определить исправность транзистора, но также измерить ток утечки, что нельзя проделать в составе цепи.

Приборы для проверки транзисторов содержат органы управления для установки величины напряжения, тока и сигнала. Для выбора правильных режимов измерения необходимо обратиться к инструкции по эксплуатации прибора.

22-4. Вопросы

1. Что может служить причиной выхода транзистора из строя?

2. Каковы два метода проверки транзисторов?

3. Что должен показывать омметр при проверке n-р-n транзистора?

4. Какие существуют два типа приборов для проверки транзисторов?

Чтобы обеспечить возможность замены транзисторов, производители публикуют их параметры. Пользуясь этими данными, можно уверенно проводить замену транзисторов.

Если транзистора нет в списке или его условное обозначение пропущено, для точного выбора замены может быть использована следующая процедура.

1. n-p-n или р-n-р ? Первым источником информации может быть условное обозначение на схеме. Если схемы нет, нужно определить полярность источника питания между эмиттером и коллектором. Если на коллекторе по отношению к эмиттеру плюс, то это — транзистор n-р-n типа. Если на коллекторе по отношению к эмиттеру минус, то это — транзистор р-n-р типа. Простой способ запомнить полярность напряжения на коллекторе для каждого типа транзистора показан на рис. 22-9.