Методики проверки исправности полевых транзисторов.

Методики проверки исправности полевых транзисторов.


1. Основные характеристики N-канального полевого транзистора. 
Различных параметров важных, и не очень, у полевых транзисторов достаточно много. Но мы с прикладной точки зрения ограничимся рассмотрением практически необходимых нам параметров:
- Vds - Drain to Source Voltage - максимальное напряжение сток-исток;
- Vgs - Gate to Source Voltage - максимальное напряжение затвор-исток;
- Id - Drain Current - максимальный ток стока;
- Vgs(th) - Gate to Source Threshold Voltage - пороговое напряжение затвор-исток, при котором начинает открываться переход сток-исток;
- Rds(on) - Drain to Source On Resistance - сопротивление перехода сток-исток в открытом со стоянии;
- Q(tot) - Total Gate Charge - полный заряд затвора.
Параметр Rds(on) может указываться при разных напряжениях затвор-исток, как правило, имеет значение 10 и 4,5 В. Это важная особенность, которую нужно обязательно учитывать.
Максимальное напряжение "сток-исток", Vds - максимальное мгновенное рабочее напряжение. Продолжительный ток стока, Id - максимальный ток, который может проводить MOSFET, обусловленный температурой перехода. Максимальный импульсный ток стока, Idm - больше, чем Id и определен для импульса заданной длительности и рабочего цикла. Максимальное напряжение "затвор-исток", Vgs - максимальное напряжение, которое может быть приложено между затвором и истоком без повреждения изоляции затвора. Кроме того, имеют место: пороговое напряжение затвора, Vt {Vth, Vgs}; Vt - минимальное напряжение затвора, при котором транзистор включается.

2. Проверка ПТ обычным омметром. 
При проверке ПТ чаще всего пользуются обычным стрелочным омметром (предел х100). Для прозвонки подойдет обычный стрелочный омметр (но цифровым прибором в режиме контроля p-n-переходов это делать более удобно). При проверке сопротивления между истоком и стоком надо обязательно не забыть снять заряд с затвора после предыдущих измерений (кратковременно замкните его с истоком), а то можно получить неповторяющийся результат.
У исправного полевого транзистора между всеми его выводами должно быть бесконечное сопротивление. Причем бесконечное сопротивление прибор должен показывать независимо от прикладываемого тестового напряжения. 
Но имеются некоторые исключения. Если при проверке приложить положительный щуп тестового прибора к затвору (G) транзистора n-типа, а отрицательный - к истоку (S), зарядится емкость затвора и транзистор откроется. При замере сопротивления между стоком (D) и истоком (S) прибор покажет некоторое значение сопротивления, которое зависит от ряда факторов. Неопытные ремонтники могут принять такое поведение транзистора за его неисправность. Поэтому перед "прозвонкой" канала "сток-исток" замкните накоротко все ножки транзистора, чтобы разрядить емкость затвора. После этого сопротивление сток-исток должно стать бесконечным. В противном случае транзистор признается неисправным.
Как уже было упомянуто выше, в современных мощных полевых транзисторах между стоком и истоком имеется встроенный диод, поэтому канал "сток-исток" при проверке ведет себя как обычный диод. Для того чтобы избежать досадных ошибок при контроле, необходимо помнить о наличии такого диода и не принимать это за неисправность транзистора. А убедиться в наличии такого диода достаточно просто - нужно поменять местами щупы тестера, и он должен показать бесконечное сопротивление между стоком и истоком. Если этого не произошло, то, скорее всего, транзистор пробит. В остальном проверка транзистора не отличается от приведенной выше. Таким образом, имея под рукой обычный омметр, можно легко и быстро проверить и мощный полевой транзистор.

3. Процесс проверки полевого транзистора цифровым мультиметром. 
Более удобно это делать цифровым мультиметром в режиме тестирования P-N переходов (предел, отме ченный значком диода). Показываемое мультиметром значение сопротивления на этом пределе численно равно напряжению на P-N переходе в милливольтах. 
Рассмотрим проверку на примере транзистора 20N03 (рис. 1). Система маркировки полевого транзистора 20N03 означает, что он рассчитан на напряжение (Vds) ~30V и ток (Id) ~20A. Буква N означает, что это N-канальный транзистор. Но из любого правила есть исключения, так, например, фирма Infineon указывает в маркировке Rds, а не максимальный ток.


Рис. 1.


У исправного полевого транзистора между всеми его выводами должно быть бесконечное сопротивление. Причем бесконечное сопротивление прибор должен показывать независимо от полярности прикладываемого напряжения (щупов). В современных мощных полевых транзисторах между стоком и истоком имеется встроенный диод, поэтому канал "сток-исток" при проверке ведет себя как обычный диод.
Черным (отрицательным) щупом прикасаемся к подложке - D (СТОКУ), красным (положительным) - к выводу S (ИСТОКА). Мультиметр показывает прямое падение напряжения на внутреннем диоде (500 - 800 мВ). В обратном смещении мультиметр должен показывать бесконечно большое сопротивление, - транзистор закрыт.
Далее, не снимая черного щупа, касаемся красным щупом вывода G (ЗАТВОРА) и опять возвращаем его на вывод S (ИСТОКА). Мультиметр показывает близкое к нулю значение, прич м при любой полярности приложенного напряжения - полевой транзистор открылся прикосновением (на некоторых цифровых мультиметрах, возможно, значение будет не 0, а 150...170 мВ).
Если теперь черным щупом коснуться вывода G (ЗАТВОРА), не отпуская красного щупа, и вернуть его на вывод подложки - D (СТОКА), то полевой транзистор закроется, и мультиметр снова будет показывать падение напряжения на диоде. Это верно для большинства N-канальных полевых транзисторов в корпусе DPAK и D2PAK (рис. 2), применяемых на материнских платах и видеокартах. Если транзистор выполнил вс так, как указано выше, то он - исправен.


Рис. 2.

Для проверки P-канальных полевых транзисторов нужно поменять полярность напряжений открытия-закрытия (для этого просто меняем щупы мультиметра местами).
Рассмотрим подробнее по шагам процесс проверки полевого транзистора (см. рис. 2).
1-й шаг. Для диагностики полевых транзисторов N-канального вида ставим мультиметр на проверку диодов (обычно он пищит на этом положении), черный щуп слева на подложку (D - сток), красный на дальний от себя вывод справа (S - исток), мультиметр показывает падение напряжения на внутреннем диоде - 502 мВ, транзистор закрыт (см. рис. 3).
2-й шаг. Далее, не снимая черного щупа, касаемся красным щупом ближнего вывода (G - затвор) (см. рис. 4) и опять возвращаем его на дальний (S - исток), тестер показывает 0 мВ (на некоторых цифровых мультиметрах будет показано не 0, а 150...170 мВ): полевой транзистор открылся прикосновением (см. рис. 4).
3-й шаг. Черным щупом коснуться нижней (G - затвор) ножки, не отпуская красного щупа, и вернуть его на подложку (D - сток) - то полевой транзистор закроется, и мультиметр снова будет показывать падение напряжения около 500 мВ (см. рис. 5). Это верно для большинства N-канальных полевиков в корпусе DPAK и D2PAK, применяемых на материнских платах и видеокартах. Если транзистор выполнил вс , что от него требовалось, то он исправен.



Рис. 3



Рис. 4



Рис. 5