Trước khi bắt đầu sửa chữa một thiết bị điện tử hoặc lắp ráp một mạch điện, cần đảm bảo rằng tất cả các phần tử sẽ được lắp đặt ở tình trạng tốt. Nếu các bộ phận mới được sử dụng, hãy đảm bảo rằng chúng hoạt động bình thường. Bóng bán dẫn là một trong những thành phần chính của nhiều mạch điện, vì vậy nó nên được đổ chuông đầu tiên. Bài viết này sẽ cho bạn biết chi tiết cách kiểm tra bóng bán dẫn bằng đồng hồ vạn năng.
Kiểm tra bóng bán dẫn là một bước bắt buộc khi chẩn đoán và sửa chữa vi mạch
Nội dung
Bóng bán dẫn là gì
Thành phần chính trong bất kỳ mạch điện nào là một bóng bán dẫn, dưới tác động của tín hiệu bên ngoài, sẽ điều khiển dòng điện trong mạch điện. Bóng bán dẫn được chia thành hai loại: hiệu ứng trường và lưỡng cực.
Bóng bán dẫn là một trong những thành phần chính của vi mạch và mạch điện
Một bóng bán dẫn lưỡng cực có ba dây dẫn: đế, cực phát và cực thu. Một dòng điện nhỏ được đưa vào đế, gây ra sự thay đổi trong vùng điện trở cực thu-phát, dẫn đến sự thay đổi trong dòng chảy. Dòng điện chạy theo một hướng, được xác định bởi kiểu chuyển tiếp và tương ứng với cực của kết nối.
Một bóng bán dẫn loại này được trang bị hai tiếp giáp pn. Khi độ dẫn điện tử (n) chiếm ưu thế ở vùng cực của thiết bị và lỗ trống (p) chiếm ưu thế ở giữa, bóng bán dẫn được gọi là n-p-n (độ dẫn điện ngược). Nếu ngược lại, thiết bị được gọi là bóng bán dẫn pnp (dẫn truyền thuận).
Bóng bán dẫn hiệu ứng trường có sự khác biệt đặc trưng so với bóng bán dẫn lưỡng cực. Chúng được trang bị hai dây dẫn làm việc - nguồn và cống và một điều khiển (cổng). Trong trường hợp này, điện áp tác động lên cổng chứ không phải dòng điện, đặc trưng cho loại lưỡng cực. Dòng điện chạy giữa nguồn và nguồn ở một cường độ nhất định, cường độ này phụ thuộc vào tín hiệu. Tín hiệu này được tạo ra giữa cổng và nguồn hoặc cổng và cống. Một bóng bán dẫn loại này có thể có một điểm nối pn điều khiển hoặc với một cổng cách điện. Trong trường hợp đầu tiên, các dây dẫn làm việc được nối với một tấm bán dẫn, có thể là loại p hoặc n.
Nguyên lý hoạt động của bóng bán dẫn hiệu ứng trường
Đặc điểm chính của bóng bán dẫn hiệu ứng trường là chúng được điều khiển không phải bằng dòng điện mà bằng điện áp. Mức sử dụng điện tối thiểu cho phép nó được sử dụng trong các bộ phận vô tuyến với nguồn điện nhỏ gọn và yên tĩnh. Các thiết bị như vậy có thể có các phân cực khác nhau.
Cách kiểm tra bóng bán dẫn bằng đồng hồ vạn năng
Nhiều thiết bị kiểm tra hiện đại được trang bị các đầu nối chuyên dụng được sử dụng để kiểm tra hiệu suất của các thành phần vô tuyến, bao gồm cả bóng bán dẫn.
Để xác định trạng thái hoạt động của linh kiện bán dẫn, mỗi phần tử phải được thử nghiệm. Một bóng bán dẫn lưỡng cực có hai điểm tiếp giáp pn ở dạng điốt (chất bán dẫn), được nối ngược chiều với đế. Từ đây, một chất bán dẫn được hình thành bởi bộ thu và bộ dẫn cơ sở, và chất bán dẫn còn lại là bộ phát và đế.
Khi sử dụng bóng bán dẫn để lắp ráp bảng mạch, bạn cần biết rõ ràng mục đích của từng chân. Vị trí ô không chính xác có thể dẫn đến kiệt sức. Với sự trợ giúp của người kiểm tra, bạn có thể tìm ra mục đích của từng chốt.
Để xác định trạng thái của bóng bán dẫn, cần phải kiểm tra từng phần tử của nó.
Quan trọng! Quy trình này chỉ có thể thực hiện được đối với bóng bán dẫn hoạt động.
Đối với điều này, thiết bị được chuyển sang chế độ đo điện trở ở giới hạn tối đa. Với một đầu dò màu đỏ, chạm vào tiếp điểm bên trái và đo điện trở ở các cực bên phải và giữa. Ví dụ, màn hình đọc 1 và 817 ohms.
Sau đó, đầu dò màu đỏ sẽ được di chuyển vào giữa và sử dụng đầu dò màu đen, đo điện trở trên các thiết bị đầu cuối bên phải và bên trái. Ở đây kết quả có thể là: vô cực và 806 ohms. Chuyển đầu dò màu đỏ đến đúng tiếp điểm và đo kết hợp còn lại. Ở đây, trong cả hai trường hợp, màn hình sẽ hiển thị giá trị 1 ohm.
Rút ra kết luận từ tất cả các phép đo, chân đế nằm ở đầu ra bên phải. Bây giờ, để xác định các dây dẫn khác, bạn cần lắp đầu dò màu đen trên đế. Một chân hiển thị giá trị 817 Ohm - đây là điểm nối cực phát, chân kia tương ứng với 806 Ohm, là điểm nối cực thu.
Mạch kiểm tra bóng bán dẫn bằng đồng hồ vạn năng
Quan trọng! Điện trở của điểm nối bộ phát sẽ luôn lớn hơn điện trở của điểm nối bộ thu.
Cách gọi một bóng bán dẫn với đồng hồ vạn năng
Để đảm bảo rằng thiết bị đang ở trong tình trạng tốt, chỉ cần biết điện trở thuận và ngược của chất bán dẫn của nó là đủ. Để thực hiện việc này, máy đo được chuyển sang chế độ đo điện trở và được đặt ở giới hạn 2000. Tiếp theo, đổ chuông từng cặp tiếp điểm theo cả hai hướng. Đây là cách sáu phép đo được thực hiện:
- kết nối cực thu gốc phải dẫn dòng điện theo một hướng;
- kết nối gốc-phát dẫn dòng điện theo một hướng;
- Kết nối cực phát - cực thu không dẫn dòng điện theo bất kỳ hướng nào.
Làm thế nào để gọi các bóng bán dẫn bằng đồng hồ vạn năng, độ dẫn của bóng bán dẫn là p-n-p (mũi tên của điểm nối cực phát hướng về đế)? Để thực hiện việc này, hãy chạm vào đế bằng một đầu dò màu đen và chạm vào các điểm nối bộ phát và bộ thu với đầu dò màu đỏ. Nếu chúng ở trong tình trạng tốt, thì người kiểm tra sẽ hiển thị điện trở trực tiếp 500-1200 ohms.
Các điểm kiểm tra của bóng bán dẫn p-n-p
Để kiểm tra điện trở ngược, hãy chạm vào đế bằng đầu dò màu đỏ, và lần lượt chạm vào đế với đầu dò màu đen vào dây dẫn cực phát và đầu thu. Bây giờ thiết bị sẽ hiển thị giá trị điện trở lớn ở cả hai quá trình chuyển đổi, hiển thị "1" trên màn hình. Điều này có nghĩa là cả hai quá trình chuyển đổi đều hoạt động tốt và bóng bán dẫn không bị hỏng.
Kỹ thuật này cho phép bạn giải quyết câu hỏi: làm thế nào để kiểm tra bóng bán dẫn bằng đồng hồ vạn năng mà không cần hàn nó khỏi bảng. Điều này có thể xảy ra do các mối nối thiết bị không bị ngắt bởi các điện trở có điện trở thấp. Tuy nhiên, nếu trong quá trình đo, máy đo cho thấy các giá trị quá nhỏ của điện trở thuận và nghịch của các điểm nối cực phát và cực thu, thì bóng bán dẫn sẽ phải được loại bỏ khỏi mạch.
Trước khi kiểm tra bóng bán dẫn n-p-n bằng đồng hồ vạn năng (mũi tên của điểm nối bộ phát hướng từ đế), dây dẫn thử nghiệm màu đỏ của máy thử để xác định điện trở thuận được nối với đế. Khả năng hoạt động của thiết bị được kiểm tra bằng phương pháp tương tự như bóng bán dẫn pnp.
Sự hỏng hóc của bóng bán dẫn được chứng minh bằng sự đứt gãy của một trong các điểm nối, nơi phát hiện ra một giá trị lớn của điện trở thuận hoặc ngược. Nếu giá trị này là 0, đường giao nhau bị hở và bóng bán dẫn bị lỗi.
Nguyên lý hoạt động của bóng bán dẫn lưỡng cực
Kỹ thuật này chỉ thích hợp cho bóng bán dẫn lưỡng cực. Vì vậy, trước khi kiểm tra, bạn phải chắc chắn rằng đó không phải là thiết bị tổng hợp hoặc thiết bị hiện trường. Tiếp theo, bạn cần kiểm tra điện trở giữa bộ phát và bộ thu. Không nên đóng cửa ở đây.
Nếu cần sử dụng bóng bán dẫn có độ lợi dòng điện gần đúng để lắp ráp mạch điện, người thử nghiệm có thể xác định phần tử cần thiết. Đối với điều này, người thử nghiệm được chuyển sang chế độ hFE. Bóng bán dẫn được kết nối với đầu nối thích hợp cho loại thiết bị cụ thể nằm trên thiết bị. Đồng hồ vạn năng sẽ hiển thị giá trị của tham số h21.
Cách kiểm tra một thyristor bằng đồng hồ vạn năng? Nó được trang bị ba điểm nối pn, điều này làm cho nó khác với bóng bán dẫn lưỡng cực. Ở đây các cấu trúc xen kẽ với nhau theo cách của một con ngựa vằn. Sự khác biệt chính của nó so với bóng bán dẫn là chế độ không thay đổi sau khi xung điều khiển chạm vào. Thyristor sẽ vẫn mở cho đến khi dòng điện trong nó giảm xuống một giá trị nhất định, được gọi là dòng điện giữ. Việc sử dụng thyristor cho phép bạn lắp ráp các mạch điện tiết kiệm hơn.
Mạch kiểm tra Thyristor bằng đồng hồ vạn năng
Đồng hồ vạn năng được đặt ở thang đo điện trở trong phạm vi 2000 Ohm. Để mở thyristor, đầu dò màu đen được kết nối với cực âm và đầu dò màu đỏ với cực dương. Cần nhớ rằng thyristor có thể mở với một xung âm và dương. Do đó, trong cả hai trường hợp, điện trở của thiết bị sẽ nhỏ hơn 1. Thyristor vẫn mở nếu dòng tín hiệu điều khiển vượt quá ngưỡng giữ. Nếu dòng điện nhỏ hơn, thì khóa sẽ đóng.
Cách kiểm tra bóng bán dẫn IGBT bằng đồng hồ vạn năng
Bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện (IGBT) là một thiết bị bán dẫn công suất ba điện cực trong đó hai bóng bán dẫn được kết nối theo nguyên tắc tầng trong một cấu trúc: hiệu ứng trường và lưỡng cực. Hình thức đầu tiên tạo thành kênh điều khiển, và kênh thứ hai tạo thành kênh nguồn.
Để kiểm tra tranzito, phải đưa đồng hồ vạn năng vào chế độ kiểm tra bán dẫn. Sau đó, sử dụng đầu dò, đo điện trở giữa cực phát và cổng theo chiều thuận và ngược để phát hiện đoản mạch.
IGBT của bộ thu-phát
Bây giờ kết nối dây màu đỏ của thiết bị với bộ phát và chạm nhanh vào màn trập với dây màu đen. Điều này sẽ sạc cổng bằng điện áp âm, cho phép bóng bán dẫn vẫn ở trạng thái tắt.
Quan trọng! Nếu bóng bán dẫn được trang bị một diode chống song song tích hợp, được nối bằng cực dương với cực phát của bóng bán dẫn và cực âm với bộ thu, thì nó phải được đổ chuông tương ứng.
Bây giờ bạn cần đảm bảo chức năng của bóng bán dẫn. Đầu tiên, sạc điện dung đầu vào của bộ phát cổng bằng điện áp dương. Để làm được điều này, đồng thời và nhanh chóng, đầu dò màu đỏ sẽ chạm vào cửa trập, và đầu dò màu đen - đầu dò. Bây giờ bạn cần kiểm tra điểm giao nhau giữa bộ thu và bộ phát bằng cách kết nối đầu dò màu đen với bộ phát và đầu dò màu đỏ với bộ thu. Đồng hồ vạn năng sẽ hiển thị điện áp giảm nhẹ 0,5-1,5 V. Giá trị này sẽ duy trì ổn định trong vài giây. Điều này cho thấy rằng không có rò rỉ trong điện dung đầu vào của bóng bán dẫn.
Kiểm tra bóng bán dẫn bằng đồng hồ vạn năng mà không cần hàn từ vi mạch
Lời khuyên hữu ích! Nếu điện áp của đồng hồ vạn năng không đủ để mở bóng bán dẫn IGBT, thì có thể sử dụng nguồn điện áp không đổi 9-15 V để sạc điện dung đầu vào của nó.
Cách kiểm tra bóng bán dẫn hiệu ứng trường bằng đồng hồ vạn năng
Các bóng bán dẫn hiệu ứng trường rất nhạy cảm với tĩnh điện, do đó, trước tiên cần phải nối đất.
Trước khi bắt đầu kiểm tra bóng bán dẫn hiệu ứng trường, bạn nên xác định sơ đồ chân của nó. Các thiết bị nhập khẩu thường có nhãn xác định các điểm kết nối. Chữ S là viết tắt của nguồn của thiết bị, chữ D là viết tắt của cống và chữ G là viết tắt của màn trập. Nếu không có sơ đồ chân, thì bạn phải sử dụng tài liệu cho thiết bị.
Bài viết liên quan:
Đồng hồ vạn năng điện: máy đo điện cho các phép đo điện khác nhau
Máy đo hiệu suất điện. Sử dụng thiết bị cho xe hơi và tại nhà. Nguyên tắc đo đặc tính điện.
Trước khi kiểm tra tình trạng tốt của bóng bán dẫn, cần xem xét các thành phần vô tuyến hiện đại của loại MOSFET có một diode bổ sung nằm giữa nguồn và cống, điều này nhất thiết phải được áp dụng cho mạch thiết bị. Cực tính của một diode phụ thuộc hoàn toàn vào loại bóng bán dẫn.
Lời khuyên hữu ích! Bạn có thể tự bảo vệ mình khỏi sự tích tụ tĩnh điện bằng cách sử dụng dây tiếp đất chống tĩnh điện ở cổ tay hoặc bằng cách chạm vào pin bằng tay.
Thiết bị bóng bán dẫn hiệu ứng trường kênh N
Nhiệm vụ chính của cách kiểm tra bóng bán dẫn hiệu ứng trường bằng đồng hồ vạn năng mà không cần hàn nó khỏi bảng bao gồm các bước sau:
- Nó là cần thiết để loại bỏ tĩnh điện từ bóng bán dẫn.
- Chuyển máy đo sang chế độ kiểm tra chất bán dẫn.
- Kết nối đầu dò màu đỏ với đầu nối "+" của thiết bị và "-" màu đen.
- Chạm vào dây màu đỏ vào nguồn và màu đen vào cống của bóng bán dẫn. Nếu thiết bị đang trong tình trạng làm việc, màn hình của thiết bị đo sẽ hiển thị điện áp 0,5-0,7 V.
- Kết nối đầu dò màu đen với nguồn của bóng bán dẫn và đầu dò màu đỏ với cống. Màn hình sẽ hiển thị vô cực, điều này cho thấy thiết bị đang ở trong tình trạng tốt.
- Mở bóng bán dẫn bằng cách kết nối đầu dò màu đỏ với cổng và đầu dò màu đen với nguồn.
- Không thay đổi vị trí của dây đen, kết nối đầu dò màu đỏ với cống. Nếu bóng bán dẫn tốt, thì người kiểm tra sẽ hiển thị điện áp trong khoảng 0-800 mV.
- Bằng cách thay đổi cực tính của dây dẫn, số đọc điện áp sẽ không thay đổi.
- Đóng bóng bán dẫn bằng cách kết nối đầu dò màu đen với cổng, và đầu dò màu đỏ với nguồn của bóng bán dẫn.
Kiểm tra từng bước bóng bán dẫn hiệu ứng trường bằng đồng hồ vạn năng
Bạn có thể nói về tình trạng tốt của bóng bán dẫn dựa trên cách nó có thể mở và đóng bằng cách sử dụng điện áp không đổi từ người thử nghiệm. Do bóng bán dẫn hiệu ứng trường có điện dung đầu vào lớn nên sẽ mất một thời gian để phóng điện. Đặc tính này rất quan trọng khi bóng bán dẫn được mở lần đầu tiên với sự trợ giúp của điện áp do người thử nghiệm tạo ra (xem mục 6) và các phép đo được thực hiện trong một khoảng thời gian ngắn (xem mục 7 và 8).
Kiểm tra trạng thái làm việc của bóng bán dẫn hiệu ứng trường kênh p bằng đồng hồ vạn năng được thực hiện giống như đối với kênh n. Chỉ cần bắt đầu các phép đo bằng cách kết nối đầu dò màu đỏ với điểm trừ và đầu dò màu đen với điểm cộng, tức là thay đổi cực tính của dây thử nghiệm thành ngược lại.
Sức khỏe của bất kỳ bóng bán dẫn nào, bất kể loại thiết bị nào, đều có thể được kiểm tra bằng một đồng hồ vạn năng đơn giản. Để làm được điều này, bạn nên biết rõ loại nguyên tố và xác định dấu hiệu kết luận của nó. Hơn nữa, trong chế độ quay số điốt hoặc đo điện trở, hãy tìm ra điện trở thuận và nghịch của các quá trình chuyển đổi của nó. Dựa vào kết quả thu được, hãy phán đoán tình trạng tốt của tranzito.
