Содержание
Проверяем на работоспособность полевой транзистор структуры металл-диэлектрик-полупроводник (МДП, МОП, MOSFET, GIFET, MISFET).
Необходимое оборудование: мультиметр, цифровой или аналоговый, с возможностью проверки диодов.
N-канальный МДП полевой транзистор с индуцированным переходом:
- Gate = Затвор
- Drain = Сток
- Source = Исток
P-канальный МДП полевой транзистор с индуцированным переходом:
- Затвор = Gate
- Исток = Source
- Сток = Drain
Внимание: проверка полевых транзисторов с p-n переходом (J-FET, JFET, JUGFET) будет описана в другой статье.
Наиболее распространённая цоколёвка МДП транзисторов:
Описываемая здесь последовательность действий лучше всего подходит для проверки МДП транзисторов средней и большой мощности, или - всех, что предназначены для крепления на радиатор.
Ограничения
- При работе с малосигнальными МДП транзисторами требуется быть предельно осторожным относительно статического электричества, чтобы не поубивать их во время такой проверки.
- МДП транзисторы, работающие в режиме обеднения (со встроенным каналом), надо проверять несколько иначе. Полезность данной статьи сей факт никак не уменьшает, и вот почему: вероятность того, что у вас окажется такой девайс, стремится к бесконечно малой величине. Если же вы справились-таки раздобыть Depletion Mode MOSFET - вам эта статья уж и подавно не нужна 😉
- В случае, если вам повезло стать обладателем раритетного МДП устройства без структурного диода, то, соответственно, описанная ниже проверка структурного диода смысла не имеет.
- Возможно, напряжения на щупах мультиметра не хватит для надёжного открытия транзистора. Тогда можно взять 9-вольтовую батарейку "крона" с последовательно включенным резистором не менее 1КОм и использовать этот источник для заряда затвора.
Проверяем
1) Затвор должен быть изолирован от других выводов
- а) Подключаем чёрный "-" щуп мультиметра к выводу стока (фланец) или выводу истока, красным "+" щупом касаемся вывода затвора: прибор показывает разрыв цепи. Отсоединяем щупы в обратном порядке: сначала от затвора, потом от истока или стока. Следим, чтобы больше ничего не дотрагивалось до вывода затвора.
- б) Подсоединяем красный щуп мультиметра к выводу стока или истока, чёрный - к затвору: прибор показывает разрыв цепи. Отсоединяем щуп сначала от затвора.
Разряжаем ёмкость затвора: берём транзистор за фланец крепления радиатора (вывод стока), если такового нет, то сначала дотрагиваемся до вывода стока или истока, потом нежно обнимаем все три ножки 🙂
2) Проверяем структурный диод.
Для этого проверяем на исправность диод, что между стоком и истоком, так же, как мы бы прозванивали обычный кремниевый диод.
- а) В прямом включении падение как на обычном кремниевом диоде: мультиметр должен показать падение напряжения в диапазоне приблизительно от 0.4 до 0.7 Вольт.
- б) В обратном включении - диод заперт.
3) Заряжаем ёмкость затвора - канал открыт.
Для n-канальных МДП транзисторов (а таковых подавляющее большинство):
- n-а) Подключаем чёрный щуп мультиметра к выводу истока, красным щупом касаемся вывода затвора.
В случае p-канального МДП транзистора полярность соответственно меняем на обратную.
- p-а) Подключаем красный щуп мультиметра к выводу истока, чёрным щупом касаемся вывода затвора.
- б) Замеряем падение на (при-)открытом канале.
Для этого щуп, только что коснувшийся затвора, переносим на сток. Прибор должен показать небольшое падение напряжения, или даже короткое замыкание, некоторые приборы при этом радостно пищат. Заряд с затвора исправного транзистора стекает исключительно медленно - канал должен оставаться открытым довольно долго.
4) Разряжаем затвор.
Для этого можно держась за фланец или вывод истока коснуться затвора. Можно это сделать пальцами, можно проводом, а можно повторить процедуру заряда ёмкости затвора, но приложив обратную полярность напряжения.
- n) Для n-канальных МДП: Подключаем чёрный щуп мультиметра к выводу истока, красным щупом касаемся вывода стока.
- p) Для p-канальных МДП: Подключаем красный щуп мультиметра к выводу истока, чёрным щупом касаемся вывода затвора.
Убеждаемся, что канал закрыт: измеренное сопротивление или падение напряжения должно стремиться к бесконечности (помним о наличии структурного диода).
Возможные сюрпризы
Подавляющее большинство неисправностей МДП транзисторов так или иначе связано с пробоем изолятора затвора. Проявляться это может как вполне измеримой утечкой в цепи затвора, так и в постоянно открытым или наоборот закрытым состоянии канала, без малейшего намёка на пробой собственно затвора.
Разрушение кристалла при перегрузках часто сопровождается таким фейерверком, что ничего мерять там уже и не надо.
К сожалению, бывают ещё и скрытые дефекты, деградация качества прибора, вызванные пробоем и никак не проявляющиеся в тестах, описанных в данной статье. Недавно я сам попался на такой дефект при работе с маленькими полевиками (2n7002). Что тут можно посоветовать:
- Соблюдаем строжайшую антистатическую дисциплину
- Измеряем характеристики транзистора. В моём случае из-за скрытого пробоя лишь увеличилось пороговое напряжение отпирания транзистора.
Ничего не смыслю в этом, учусь на программиста, а там свои правила. Для кого-то очень нужная информация.
Максим, представляешь, у меня вот такая страсть — электроника. При том, что должность моя, что по найму, так и называется: «старший инженер-программист»…
Успехов, коллега! 😉
«Жив курилка!» Это я о транзисторах. Я то думал, что вокруг нас только микросхемы. Ан нет. Кто переубедит меня, что транзистору место только в музее? Кто-то собирается открывать затвор?
Виктор, да я тут ещё и про радиолампы рассказываю и буду рассказывать 🙂 Конечно, всему своё место и время. Но даже лампы ещё имеют вполне рациональные резоны для существования, а не только моду и идолопоклонничество. А уж дискретные транзюки — даже в любом компе их навалом 😉
Спасибо за разъяснение.
Сергей! Приношу свои извинения. Не заметил Вашего комментария, был загружен. С удовольствием готов общаться. Если есть желание для продолжения дружбы жду письма.
У Вас очень информативный сайт, но я в этом ничего не понимаю, простите.
В своё время окончил горный техникум по специальности, горный электромеханик, Но проработал горным мастером в основном. Поэтому, чего не знал уже позабыл. Желаю вам успехов в прдовижении вашего сайта.
Сергей, я прочел это сообщение и ещё раз пожалел, что у нас в поселке нит интернета. Ведь мой отец тоже горный техникум закончил и тоже горным мастером работал, но его СЮДА к Вам сейчас только допусти…))))))) Он бы все темы по сто раз откомментил бы.
Просто мне кажется, что » с паяльником в руке» надо родиться. А большой или малый перерыв в деятельности -это значения не имеет абсолютно.
Точно! Это как уметь кататься на велосипеде 🙂
Честно, мне было бы очень интересно пообщаться со старшим поколением о наболевшем…
Увлекаюсь электроникой лет с 7-ми, больше люблю паять готовые схемы. Будет что-нибудь об микроконтроллерах?
Приветствую родственную душу! 🙂
Будет, обязательно будет. Куда нынче без микроконтроллеров… Евгений, будут какие конкретные запросы по МК?
Мне много разных семейств довелось помучить. На сегодня для простых задачек АВР у меня в фаворе. АРМ буду прикручивать к лампомерке, но это чуть позже — сайт отъедает много времени, ну да стартаповцу это объяснять не надо 😉
Очень специфичный сайт , будет интересен моему знакомому , обязательно дам адресок ему, удачи вашему сайту .
Сергей , сайт великолепный, таких совсем мало! Подскажите пожалуйста, у меня транзисторный усилитель собран по схеме составного транзистора, на КТ 818 и 819, возможно ли измерить коэффициент усиления сборки ? Мысль была сделать замер по напряжению… Сергей если есть мысль по этому поводу, буду признателен.
Эдуард, спасибо!
По поводу усилителя — можно на схемку глянуть? Тогда будет предметный разговор, глядишь, чего и сообразим 😉
Предлагаю упрощенный вариант, которым пользуюсь я, когдща мне лень включать тестер полевиков собранный лет … 15 назад, ставлю мультиметр в режим прозвонки, крокодилами сообразно п или н каналу цепляю мулььттиметр, коротенько пинцетом соединяю сток с затвором, прозвонка начинает пищать, ждем, если терпения не хватает, исток закорачиваем пинцетом с затвором разряжая его, полевик закрывается, быстро и сурово, а главное удобно… :-)/
Так вроде именно это я и пытался описать, чуть более подробно и понятно. Эххх… учиться мне ещё и учиться. Или пора видео клепать?
наконец то я врубился как их проверять,большое спасибо всё понял.Будете смеятся мне50 ,ещё в школьные годы уже приёмники чинил,в эфир вылазил.работал в телемастерской,много самоделок собрал.сейчас хочу сварку собирать не знаю как звякнуть полевики ладно к вам зашёл..спасибо!
Есть еще одна маленькая деталь — некоторым полевикам для открывания канала не хватает напряжения от мультиметра между истоком и затвором. Чтобы с уверенностью проверить открывание транзистора я обычно заряжаю затвор от дополнительного источника на 5-9 вольт
Андрей, полностью согласен. Вообще мне самому эта моя статья кажется самой неудачной на сайте. Надо видео сделать, что-ли…
В статье конечно надо было упомянуть про то, что мультиметр может и недостаточно дать напряжения для отпирания полевика, особенно если мультиметр использует низковольтное питание (есть у меня один такой, работает от одной CR2032). Хотел статью сделать по возможности простой и доступной, а получилось как всегда 🙂
Обычные цифровые мулькинметры ))))) в режиме омметра имеют напряжение на щупах около вольта, а полевики MOSFET открываются примерно с трех вольт. В этом плане обычная стрелочная Ц-шка гораздо удобнее для проверки полевиков.
Статья, думаю, очень нужная, особенно для начинающих. Просто не хватает иллюстращий для более полного понимания метода проверки. А так я, к примеру проверяю мосфеты и аналогичные транзисторы точно таким же способом, как написано у вас 🙂
Большое спасибо за статью! Наконец-то разобрался с тестом полевиков. Попались мне модульные сборки BSM 254 F n-канал, нормально «открыть» получилось только мультиметром с питанием 9в(DT-832).
2N7000, 2N7002 и подобные очень убиваемые. Обязательно проверять после пайки. Причина, на мой взгляд, в малой входной ёмкости — десятки пикофарад.
Полностью согласен по поводу смертности 2n700x. Был печальный опыт. Хуже того: будучи впаяны в схему они мерялись нормально (с учётом обвязки), а работать не хотели. Когда выпаял, оказалось — затвор потёк, но транзистор ещё изображал из себя некое подобие рабочего.
убивались только МОП транзисторы из ЧССР, Тесла. Делал себе прибор из книжки , на входе милливольтметра стоял чешский полевик типа нашего КП301. Вот это действительно, стоило на него косо глянуть- он брык и готов!
сейчас чиню домофоны, там коммутация сделана на классных МОП КП501 , неубиваемых , терпят высокие напряжения, но иногда вылетают. Уважаю их всей душой. Крепкие ребята.
Из телефонии пришли, там напряжения солидные.
По случаю приобрёл целую бобину CPC5602C (350 В, <14 Ом, десятки мА, около 150пФ в затворе) - тоже для телефонии их делали, МДП транзисторы со встроеным каналом (depletion mode MOSFET). В схемах они ведут себя так же, как JFET, только затвор изолирован. Самое интересное, что они, так же как JFET'ы, более линейны, нежели всякие цифровые MOSFET'ы. Использую их в источниках тока, в каскоде "наверху" над полевичком, либо над LM334 - шикарные ИТ получаются, и всего две активные детальки и два резистора.
Ага! Подобные вашим нашел и я, звать их КП110, применялись в устройствах индикации. Параметры схожие. Начальный ток стока миллиампер 100, закрываются наглухо от минус 5 в. Нужно ещё купить, пока есть. А можно и ваши поискать, благо есть возможность.
сейчас мысль: на таких полевиках легко делается схема управления смещением выходных ламповых каскадов, серва. Опер с датчиком тока в катоде , опорное напряжение, операционник и полевик в делителе смещения. Сотня-полторы вольт на стоке -для полевика норма, схема будет надежной.
На радиорынке знакомый показал, как просто проверить тестером стрелочным(4 в на клеммах омметра) любые полевики. J-FETы звонятся как резистор в обе стороны (сток-исток) , затвор звонится как обычный диод.
МОС-ФЕТы — тестером заряжаем затвор, относительно истока, оставляя его висеть в воздухе, сток-исток покажет КЗ. Потом пальцем коротим затвор на исток, кз должно исчезнуть.Стабилитрон встроенный в затвор , быстро разряжает затвор и проводимость канала сама по себе исчезает.
Стрелочник с 4 В в этом плане великолепен. Но и мультиметры со встроенным а АЦП 3 В тоже годятся. Но канал у транзисторов с большим пороговым открывается похуже. Метод хорош, когда уже запаял сток и исток, а далее как бы контрольная проверка. Это не стабилитрон разряжает. Сопротивление пальца. А заряд держится на входной ёмкости. Со встроенным стабилитроном проверки не получится. Он быстро через себя снимет заряд. Проходил это.
Сергей, как раз у полевика с встроенным стабилитроном заряженный затвор в воздухе сам собой разряжается, без пальца. Что является признаком этого встроенного стабилитрона.
Всем привет. Получил для изучения и возможности применить в звуке необычные полупроводники.
Первые- могучие СИТы , японские , фирма Токин. Параметры убойные, ток 60 Ампер, мощность 500ватт, напряжение 800в. В норме сток-исток открыты в обе стороны , затвор звонится как обычный диод. Звать HFS-81 или 2SK182
Другие транзисторы- новые , недавно сочиненные. Полевики на карбиде кремния. Терпят жуткий нагрев. Тоже нормально открытые, но сопротивление канала вообще миллиомы. Как кусок провода, с точки зрения тестера. Закрыть транзистор нужно приличное напряжение, вольт 10-15. ВАХ странная, напоминает ультралинейное включение лампы. С ростом смещения ВАХ из улетающей в небеса сменяется стелящейся над землей. Нагрев влияет на ток покоя чрезвычайно вяло. Можно сказать, что нагрев этому прибору даже нравится. Поглядим. что получится на них.
Александр, интересные у Вас эксперименты, однако!
С СИТ’ами всё более-менее понятно: квадратичные характеристики, лошадиная мощность, не слишком приветливая ёмкость затвора, для не очень больших мощностей уверен, можно добиться Звука.
Вывод — надо экспериментировать. К сожалению, я их нашёл лишь на ибае в районе 90 зелёных рублей за штуку. Цена кусается, доступность под большим вопросом. Если для себя любимого — здОровская игрушка. В серию — стрёмно.
Откройте секрет, какие SIC’и мучаете?
Я буквально на днях опробовал C3M0280090D от Cree. Он вполне доступен у современных дистрибьютеров, есть похожие версии (на бОльший ток и т.п.). При весьма здоровых мощностных характеристиках сильно прельщает входная ёмкость в 150 пик. Жаль только, что схемка, над которой работал в тот момент, была не та, чтобы оценить его (не-)линейность.
Но вот что напрягло, так это то, что он разогрелся так, что я ничего не подозревая обжёгся. Точно на том же радиаторе под точно такой же нагрузкой обычные MOSFET’ы и латералы от Excon живут нормально тёпленькие. Полез в доку, нашёл печальку: тепловое сопротивление кристалл-корпус в разы хуже, чем у любого нормального MOSFET 🙁
Настало время неспешно доложить. Чем и займусь сегодня. Благо, есть первые успехи и несколько шишек на макушке.
Итак, приступим. Получил для опытов две пары интересных полевиков. Первые- СИТы , Япония. фирма Токин. звать их 2SK182 или THS -51N . Могучие утюжки с широкой подошвой. Параметры внушают , в начале характеристики со смещением 2-3 в ток 20 ампер с напряжением 6 вольт, либо в конце с питанием 600в и токов в 2 ампера и смещением в минус 25в. ВАХи триодные , потому как истинные СИТы. Нормально открытые. Сопротивление канала при нуле вольт -доли Ома . Мощность ватт 500.
Удобно небольшое смещение, около 3-4 вольт с питанием 30 в, током покоя 1- 1,2 А .Что и сделано уже в виде выходного каскада по схеме цирклотрона с ожидаемой мощностью ватт 50-80. Раскачка от ламповой схемы через межкаскадный трансформатор.
да, забыл сказать. От нагрева ток покоя плывет, будем делать термостабилизацию, что в принципе несложно: смещение организую на цепочке из диодов, до нужного вольтажа, диоды поровну раскидаю по радиаторам. Примерно по три на радиатор.
Примитивные выпрямители спаял, запустил схему, почти сразу запела.
Одно отметил: немалую емкость затвора, примерно 500пкф. Ничего, справимся.
Зато синусоида красивейшая, нет слов.
Едем дальше. Вторая пара полевиков- карбид-кремниевые нормально открытые JFET, звать их
UJ3N065080K3S .Сопротивление в открытом состоянии — миллиомы, кусок провода. Но с подачей смещения внутреннее быстро растет, крутизна круто падает, повторитель на этом триоде дал цифру 0,8 Ома супротив 0,44 у СИТа .Смещение непривычно большое , 15 вольт при токе 1 А. ВАХи пентодные, типичные для транзисторов. Интересно отметить, что дикий нагрев ведет к очень вялому росту тока покоя, можно сказать даже, что им нравится погреться. Вот как выглядит даташит на это чудо 21 века.
Александр, вот спасибо хорошо! И как я их сам раньше не нашёл?!
Доступность: есть на Маузере и на Дигикее — очень хороший признак того, что не пересохнет ручеёк, не превратятся они в эзотерику, как буквально за пару лет случилось с SJEP120R100, на которых Нельсон Пасс построил свои SIT усилители. Пасс справится, он уже давно набрал обороты, а нам простым людям на эзотерику подседать негоже 🙂
Ёмкость затвора вполне разумная, получше даже, чем у обычных MOSFET с соизмеримыми ТТХ.
Тепловое сопротивление кристалл-корпус вполне на уровне, можно работать.
Пороговое ну прямо ламповое 🙂 Кстати, из них неплохой каскод получается, можно выходной каскад закаскодить почти задаром — прощай искажиния из-за эффекта Эрли.
Ждем результатов от Вас с огромным интересом!
Между делом надо будет прикупить горсточку со следующим «паровозом» из Маузера…
Ух Александр, прямо ящик пандоры открыли Вы с этими UnitedSIC:
Каков кандидат в истоковые повторители с минимальными искажениями! (Знаю, знаю, не Ваш любимый подход)
Сергей, я ведь первые опыты с этими новичками проводил именно в режиме повторителя с резистором в истоке, совершенно безопасное включение, хоть что ему делай.
Для транзистора на карбиде с его минус 15 ламповых в затворе резистор 15 Ом и ток 1Ампер были самое то. СИТу пришлось дополнительно делать местное смещение , поверх нагрузочного резистора , там всего 3 вольта нужно. Думал: ну, счас как дам повторителю вольт 50, да току ему пару ампер, да в режиме двухтактника . И всех победю. Не выстрелило. жалкие 6 ватт на 8 Омах, прочие греют мировое пространство.
Затооооо. Как спаял цирклотрон, повозясь немного, так сразу понял, что это стоит возни.
На карбидах не пробовал, сразу на СИТах собрал, получил дивной красоты синус, мизерное выходное( равнодушен к нагрузке, ему что 8 ом что 4- не моргает) Нагрузочный вскипел, сигнал упирается в край экрана скопа, а до ограничения далеко. С питанием 25 вольт жду ватт 35-40, заказчики хотели больше, но попался удачный силовик. там вторички сложенные в кучку, дают 30 вольт на 2 амперах тока покоя. Буду привязываться к 30 вольтам.
Заказчик пишет, что эти СИКи есть как нормалли он так и офф, и если я что-нибудь в чем-нибудь понимаю, то транзистор по вашей ссылочке как раз такой нормалли офф, с трешхолдом 5 в. Это так?
С появлением этих карбидов нормально открытых первая мысль была спаять на них в паре с мощным Р-латералом некое подобие Шиклая, дав обоим приличный ток . Пока это первые мысли, потом смакечу.
Сочинить такое на том, что было, не получалось с большой мощностью, полевики J-FET низковольтные, в отличие от этого танка на карбиде.
У ваших C3M трешхолд от температуры минус50- +150 плывет от 2, 5 в до 1, 5 в. Сечас глянем, что у нашенских UJ3. Так. от минус 11в до минус 12 вольт при перепаде от минус 50 до +150 град. Тот же самый вольтик.