Πώς να αντιμετωπίσετε σωστά τα κυκλώματα τρανζίστορ (BJT)

Η αντιμετώπιση προβλημάτων των κυκλωμάτων BJT είναι βασικά μια διαδικασία εντοπισμού των ηλεκτρικών σφαλμάτων στο δίκτυο με τη χρήση πολυμέτρων στους διάφορους κόμβους του κυκλώματος.

Οι τεχνικές αντιμετώπισης προβλημάτων BJT είναι ένα τεράστιο θέμα και επομένως η συμπερίληψη 100% λύσεων και στρατηγικών μπορεί να είναι δύσκολη σε ένα μόνο άρθρο.

Βασικά, ο χρήστης πρέπει να γνωρίζει για μια σειρά από θεμελιώδεις κινήσεις και μετρήσεις που μπορεί να του επιτρέψουν να επισημάνει τη θέση του προβλήματος και να βοηθήσει στην αναγνώριση της θεραπείας.

Ασφαλώς, το αρχικό βήμα για την ικανότητα αντιμετώπισης προβλημάτων ενός κυκλώματος BJT θα ήταν να εξοικειωθείτε πλήρως με τις τάσεις του δικτύου και να έχετε ιδέα σχετικά με τα καθορισμένα εύρη τάσης και ρεύματος.

Έλεγχος τάσης βάσης-εκπομπής

Θυμηθείτε, για οποιοδήποτε BJT στην ενεργή περιοχή, το πιο σημαντικό μετρήσιμο επίπεδο dc είναι στην πραγματικότητα η τάση βάσης-προς-εκπομπής V ΕΙΝΑΙ .

Για ένα BJT που βρίσκεται σε κατάσταση ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗΣ, η τάση στη βάση του και ο πομπός V ΕΙΝΑΙ θα πρέπει να είναι κοντά στα 0,7 V.

Οι σωστές σχέσεις για τη δοκιμή V ΕΙΝΑΙ φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Παρατηρήστε ότι το θετικό (κόκκινο) καλώδιο του ψηφιακού πολύμετρου αγγίζεται στο τερματικό βάσης για ένα τρανζίστορ npn και το αρνητικό (μαύρο) καλώδιο στο τερματικό του πομπού.

Οποιαδήποτε διαφορετική μορφή οθόνης που δεν ταιριάζει με τα 0,7 V κατά προσέγγιση, όπως 0, 4 ή 12 V, ή αρνητικό θα μπορούσε να αποτελεί ένδειξη ελαττωματικής συσκευής και οι συνδέσεις δικτύου ενδέχεται να απαιτούν βαθύτερη ανάλυση κατά τη διάρκεια μιας τέτοιας κατάστασης.

Για ένα τρανζίστορ pnp , μπορεί να χρησιμοποιηθεί η ίδια στρατηγική, ωστόσο η πολικότητα του αισθητήρα μετρητή θα πρέπει να αντιστραφεί για να πάρει μια παρόμοια απόκριση.

Έλεγχος τάσης συλλέκτη-εκπομπής

Κατά την αντιμετώπιση προβλημάτων ενός BJT, ένα άλλο επίπεδο τάσης που έχει την ίδια σημασία είναι η τάση συλλέκτη-προς-πομπό.

Θυμηθείτε από το γενικά χαρακτηριστικά ενός BJT ότι οι τιμές του V ΑΥΤΟ πλησίον 0,3 V υποδηλώνει ότι η συσκευή είναι κορεσμένη - μια κατάσταση που δεν πρέπει να υπάρχει πραγματικά εκτός αν φυσικά το BJT λειτουργεί σε κατάσταση εναλλαγής. Κατοπιν τουτου:

Για έναν τυπικό ενισχυτή διπολικού τρανζίστορ Junction που λειτουργεί στην ενεργή περιοχή, V ΑΥΤΟ είναι συνήθως περίπου 25% έως 75% του V DC .

Για παράδειγμα εάν η τάση τροφοδοσίας V DC = 20 V και μια ένδειξη στο μετρητή για το ρεύμα συλλέκτη-εκπομπής V ΑΥΤΟ μπορεί να είναι 1 έως 2 V ή 18 έως 20 V, τότε αναμφίβολα είναι ένα μη φυσιολογικό αποτέλεσμα. Εκτός αν, διαφορετικά, αυτό έχει σχεδιαστεί σκόπιμα, το δίκτυο και οι συνδέσεις πρέπει να ελέγχονται. Αυτό φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.

Έλεγχος συνδέσεων ανοιχτού βρόχου BJT

Εάν η τάση συλλέκτη-εκπομπής V ΑΥΤΟ = 20 V (με παροχή V DC = 20 V) θα μπορούσαν να προκύψουν τουλάχιστον δύο πιθανότητες, είτε η συσκευή (BJT) είναι κατεστραμμένη και έχει αναπτύξει τα χαρακτηριστικά ενός ανοικτού κυκλώματος μεταξύ των ακίδων συλλέκτη και εκπομπού, ή ίσως μια διασύνδεση μεταξύ συλλέκτη-εκπομπής ή βάσης- Ο βρόχος κυκλώματος πομπού είναι ανοιχτός.

Η κατάσταση φαίνεται παρακάτω, η οποία μπορεί να δημιουργήσει ένα συλλεκτικό ρεύμα I ντο να είναι 0 mA και V RC = 0 V.

Εδώ μπορούμε να δούμε ότι ο μαύρος καθετήρας του βολτόμετρου είναι συνδεδεμένος στην κοινή γείωση της πηγής και ο κόκκινος ανιχνευτής στον κάτω ακροδέκτη της αντίστασης. Χωρίς ρεύμα συλλέκτη και αντίστοιχη πτώση τάσης μηδέν γύρω από το R ντο μπορεί να οδηγήσει σε ανάγνωση 20 V.

Όταν ο μετρητής συνδέεται με τον ακροδέκτη συλλέκτη του BJT, η ένδειξη θα είναι πιθανώς 0 V επειδή η παροχή V DC διακόπτεται από την ενεργή συσκευή λόγω του ανοικτού κυκλώματος.

Έλεγχος λανθασμένης αντίστασης

Πιθανώς τα πιο τυπικά σφάλματα στις διαδικασίες αντιμετώπισης προβλημάτων είναι η ενσωμάτωση λανθασμένων τιμών αντίστασης για οποιοδήποτε δεδομένο δίκτυο.

Σκεφτείτε το αποτέλεσμα της χρήσης μιας αντίστασης 680 Ohms για τη βασική αντίσταση R σι , αντί της απαιτούμενης σωστής τιμής δικτύου 680 k. Για τάση τροφοδοσίας V DC = 20 V και διαμόρφωση σταθερής προκατάληψης, το προκύπτον ρεύμα βάσης θα είναι 28,4 mA, αντί για το απαιτούμενο 28,4
μΑ. Μια τεράστια διαφορά !!

Ένα ρεύμα βάσης 28,4 mA θα σήμαινε αναμφίβολα ότι η συσκευή βρίσκεται στο περιοχή κορεσμού κάτι που ενδέχεται να προκαλέσει ζημιά στη συσκευή. Λόγω του γεγονότος ότι οι πραγματικές τιμές αντίστασης σε πολλές περιπτώσεις δεν είναι ίδιες με την ελάχιστη τιμή κωδικού χρώματος, καλό θα ήταν να επιβεβαιώσετε την τιμή της αντίστασης με ένα μετρητή Ohm πριν την εφαρμόσετε στο κύκλωμα.

Αυτό θα διασφαλίσει ότι οι γνήσιες τιμές πλησιάζουν τα υποθετικά εύρη και θα δώσουν στον χρήστη κάποια βεβαιότητα σχετικά με τη σωστή τιμή αντίστασης που ασκείται.

Αντιμετώπιση προβλημάτων Άγνωστες καταστάσεις

Μπορεί να υπάρχουν περιπτώσεις όπου η απογοήτευση μπορεί να συσσωρευτεί.

Ίσως έχετε επιθεωρήσει το BJT σε ένα ιχνηλάτης καμπύλης ή κάποιο άλλο BJT όργανο δοκιμών και το βρήκαν εντελώς καλό.

Όλα τα επίπεδα αντίστασης φαίνονται κατάλληλα, οι διασυνδέσεις φαίνονται αξιόπιστες και μπορεί να έχει χρησιμοποιηθεί σωστή τάση τροφοδοσίας - τι τότε ;; Σε αυτό το σημείο, το εργαλείο αντιμετώπισης προβλημάτων πρέπει να καταβάλει προσπάθειες για να επιτύχει ένα μεγαλύτερο επίπεδο σκέψης.

Μπορεί το εσωτερικό δίκτυο από το καλώδιο και η τελική σύνδεση ενός καλωδίου να είναι κακή;

Πόσο συχνά βρήκατε ότι απλώς πατώντας ένα BJT σε κάποια κατάλληλα μέρη είχε ως αποτέλεσμα μια κατάσταση «make and break» σε όλες τις συνδέσεις;

Σε μια άλλη περίπτωση, μπορεί να βρείτε την τροφοδοσία ενεργοποιημένη με τη σωστή τάση, αλλά ο έλεγχος περιορισμού ρεύματος έχει τοποθετηθεί λανθασμένα σε μηδενικό σημείο, μπλοκάροντας την καθορισμένη σωστή ποσότητα ρεύματος στο κύκλωμα.

Φυσικά, όσο μεγαλύτερη είναι η πολυπλοκότητα του δικτύου, τόσο μεγαλύτερο θα μπορούσε να είναι το φάσμα των δυνατοτήτων.

Όποια και αν είναι η περίπτωση, πιθανώς οι πιο επιτυχημένες στρατηγικές για την αντιμετώπιση προβλημάτων ενός δικτύου BJT είναι πάντα η εξέταση των διαφόρων επιπέδων τάσης με αναφορά στη γείωση.

Αυτό γίνεται συνήθως συνδέοντας τον μαύρο (αρνητικό) αισθητήρα ενός βολτόμετρου στη γείωση και «αγγίζοντας» τα βασικά σημεία του δικτύου με τον κόκκινο (θετικό) αισθητήρα.

Στο παραπάνω σχήμα, όταν ο κόκκινος καθετήρας συνδέεται απευθείας στην παροχή V DC , πρέπει να εμφανίζει το τροφοδοτικό V DC επίπεδο τάσης στο μετρητή. Αυτό συμβαίνει μόνο επειδή το δίκτυο λειτουργεί με ένα κοινό έδαφος για τη συνδεδεμένη παροχή και άλλες παραμέτρους.

Στο V ντο η ένδειξη πρέπει να είναι μικρότερη, ανάλογα με την πτώση τάσης στο R ντο . Και η τάση V ΕΙΝΑΙ πρέπει να είναι χαμηλότερο από το V ντο με μέγεθος ίσο με V ΑΥΤΟ ή την τάση συλλέκτη-εκπομπής.

Η αποτυχία εγγραφής οποιασδήποτε από αυτές τις παρουσίες θα ήταν αρκετή για να καθορίσει μια ελαττωματική σύνδεση ή στοιχείο. Εάν V RC και V ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ έχουν εύλογες αξίες αλλά V ΑΥΤΟ δείχνει 0 V, η πιθανότητα είναι ότι το BJT είναι εσωτερικά κατεστραμμένο με αποτέλεσμα ένα είδος βραχυκυκλώματος ανάγνωσης μεταξύ των ακροδεκτών συλλέκτη και εκπομπής.

Όπως προαναφέρθηκε, εάν V ΑΥΤΟ καταγράφει ένα επίπεδο περίπου 0,3 V όπως ορίζεται από το V ΑΥΤΟ = V ντο - Β ΕΙΝΑΙ (λόγω της διακύμανσης των δύο ποσοτήτων όπως εκτιμήθηκε παραπάνω), το σύστημα μπορεί να υποδεικνύει α κορεσμένη κατάσταση με BJT που μπορεί να είναι ελαττωματικό ή ίσως να μην είναι ελαττωματικό.

Πρέπει να είναι σχετικά εμφανές μέσω της παραπάνω συζήτησης ότι το βολτόμετρο, είτε αναλογικό είτε ψηφιακό, είναι πολύ σημαντικό για τη διαδικασία επισκευής.

Οι τρέχουσες (αμπέρ) περιοχές καθορίζονται συχνά μέσω των ίδιων των επιπέδων τάσης, μετρούμενες στις διάφορες αντιστάσεις, αντί να «σπάσει» άσκοπα το δίκτυο για να εισαχθούν οι ανιχνευτές χιλιοστών του πολυμέτρου.

Για τον έλεγχο μεγαλύτερων σχημάτων, ακριβείς περιοχές τάσης παρέχονται σε φύλλα δεδομένων με αναφορά στη γείωση για εύκολη δοκιμή και αναγνώριση πιθανών προβληματικών περιοχών.

Επίλυση ενός πρακτικού παραδείγματος # 1

Ανατρέχοντας στις διάφορες ενδείξεις τάσης για την ακόλουθη διαμόρφωση BJT, μάθετε αν ο σχεδιασμός υποτίθεται ότι λειτουργεί σωστά, εάν δεν αναφέρετε την αιτία του.

Παράδειγμα # 2

Αναφερόμενοι στις ενδείξεις που φαίνονται στο διάγραμμα, προσδιορίστε εάν το τρανζίστορ είναι σε θέση 'on' ή όχι και εάν το δίκτυο λειτουργεί σωστά.

Σε σένα

Ελπίζω ότι το σεμινάριο θα μπορούσε να σας διαφωτίσει πώς να αντιμετωπίσετε τα κυκλώματα τρανζίστορ BJT. Το άρθρο συζήτησε για μια συσκευή npn μέχρι τώρα. Σύντομα θα προσπαθήσω να ενημερώσω την ανάρτηση με περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τις τεχνικές αντιμετώπισης προβλημάτων για ένα τρανζίστορ pnp.

Εάν έχετε περαιτέρω αμφιβολίες, χρησιμοποιήστε το παρακάτω πλαίσιο σχολίων για να εκφράσετε τις σκέψεις σας.