Come risolvere correttamente i circuiti dei transistor (BJT)

La risoluzione dei problemi dei circuiti BJT è fondamentalmente un processo di identificazione dei guasti elettrici nella rete utilizzando multimetri tra i vari nodi del circuito.

Le tecniche di risoluzione dei problemi BJT sono un argomento enorme e quindi includere soluzioni e strategie al 100% può essere forse difficile all'interno di un singolo articolo.

Fondamentalmente, l'utente dovrebbe conoscere una manciata di mosse e misurazioni fondamentali che possono consentirgli di evidenziare la posizione del problema e aiutare a riconoscere il rimedio.

Certamente, il passo iniziale per avere la capacità di risolvere i problemi di un circuito BJT sarebbe acquisire familiarità con le tendenze della rete e avere un'idea degli intervalli di tensione e corrente specificati.

Controllo della tensione di base-emettitore

Ricorda, per qualsiasi BJT nella regione attiva, il livello CC misurabile più cruciale è in realtà la sua tensione base-emettitore V ESSERE .

Per un BJT che è in una condizione ON, la tensione attraverso la sua base e l'emettitore V ESSERE dovrebbe trovarsi in prossimità di 0,7 V.

Le relazioni corrette per testare V ESSERE può essere visto nella figura mostrata di seguito. Osservare che il cavo positivo (rosso) del multimetro digitale viene toccato al terminale di base per un transistor npn e il cavo negativo (nero) al terminale dell'emettitore.

Qualsiasi forma diversa di visualizzazione che non corrisponde a 0,7 V approssimativi, come 0, 4 o 12 V, o un negativo potrebbe essere un'indicazione di un dispositivo difettoso e le connessioni di rete potrebbero richiedere un'analisi più approfondita durante tale situazione.

Per un transistor pnp , è possibile utilizzare la stessa strategia, tuttavia la polarità della sonda del misuratore dovrà essere invertita per ottenere una risposta simile.

Controllo della tensione del collettore-emettitore

Durante la risoluzione dei problemi di un BJT, un altro livello di tensione con uguale significato è la tensione dal collettore all'emettitore.

Ricorda da caratteristiche generali di un BJT che i valori di V QUESTO in prossimità di 0,3 V indicano che il dispositivo è saturo - una situazione che non deve esistere realmente a meno che, ovviamente, il BJT funzioni in modalità di commutazione. Avendolo detto:

Per un amplificatore a transistor a giunzione bipolare standard che funziona nella regione attiva, V QUESTO è normalmente intorno al 25% al ​​75% di V DC .

Ad esempio se la tensione di alimentazione V DC = 20 V e un display sul misuratore per la corrente del collettore-emettitore V QUESTO può essere da 1 a 2 V o da 18 a 20 V, quindi senza dubbio è un risultato anormale. A meno che ciò non sia stato progettato intenzionalmente, la rete e le connessioni devono essere ispezionate. Questo può essere visto nell'immagine mostrata sotto.

Controllo delle connessioni ad anello aperto BJT

Se la tensione collettore-emettitore V QUESTO = 20 V (con alimentazione V DC = 20 V) potrebbero esserci un minimo di due possibilità che possono verificarsi, o il dispositivo (BJT) è danneggiato e ha sviluppato le caratteristiche di un circuito aperto tra i pin del collettore e dell'emettitore, o forse un'interconnessione tra collettore-emettitore o base- il circuito dell'emettitore è aperto.

La situazione può essere osservata di seguito, che può creare una corrente di collezionista I. C essendo a 0 mA e V RC = 0 V.

Qui possiamo vedere la sonda nera del voltmetro è attaccata alla massa comune della sorgente e la sonda rossa al terminale inferiore del resistore. Con corrente di collettore non presente e corrispondente caduta di tensione nulla intorno a R C può provocare una lettura di 20 V.

Quando il contatore è collegato al terminale del collettore del BJT, la lettura sarà probabilmente 0 V perché l'alimentazione V DC è scollegato dal dispositivo attivo a causa del circuito aperto.

Controllo della resistenza errata

Probabilmente il guasto più tipico nelle procedure di risoluzione dei problemi è l'incorporazione di valori di resistenza errati per una determinata rete.

Pensa all'effetto dell'utilizzo di un resistore da 680 Ohm per il resistore di base R B , invece del valore di rete corretto richiesto di 680 k. Per tensione di alimentazione V DC = 20 V e una configurazione a polarizzazione fissa, la corrente di base risultante sarebbe 28,4 mA, invece della richiesta 28,4
μA. Un'enorme differenza !!

Una corrente di base di 28,4 mA significherebbe senza dubbio che il dispositivo è in regione di saturazione che potrebbe provocare danni al dispositivo. A causa del fatto che i valori reali del resistore in molti casi non sono gli stessi del valore minimo del codice colore, potrebbe essere consigliabile confermare il valore del resistore con un Ohm-metro prima di applicarlo nel circuito.

Ciò garantirà che i valori effettivi siano più vicini agli intervalli ipotetici e fornirà all'utente una certa sicurezza in merito al corretto valore di resistenza da esercitare.

Risoluzione dei problemi di situazioni sconosciute

Ci possono essere occasioni in cui la delusione può accumularsi.

Potresti aver ispezionato il BJT su un file tracciatore di curve o qualche altro BJT strumento di prova e l'ho trovato assolutamente soddisfacente.

Tutti i livelli di resistenza sembrano appropriati, le interconnessioni sembrano affidabili e potrebbe essere stata impiegata una tensione di alimentazione adeguata - e allora ?? A questo punto lo strumento di risoluzione dei problemi dovrebbe sforzarsi di raggiungere un livello di pensiero maggiore.

Può essere che la rete interna dal filo e la connessione finale di un cavo sia difettosa?

Con quale frequenza hai scoperto che la semplice pressione di un BJT in alcuni punti appropriati portava a una condizione di 'creazione e interruzione' tra le connessioni?

In un'altra circostanza potresti trovare l'alimentazione accesa con la tensione corretta ma il controllo limitatore di corrente è stato erroneamente posizionato al punto zero, bloccando la giusta quantità di corrente specificata al circuito.

Naturalmente, maggiore è la sofisticazione della rete, maggiore potrebbe essere lo spettro di possibilità.

In ogni caso, probabilmente la strategia di maggior successo per la risoluzione dei problemi di una rete BJT è sempre quella di esaminare i vari livelli di tensione con riferimento alla massa.

Questo di solito viene fatto collegando la sonda nera (negativa) di un voltmetro a terra e “toccando” i punti essenziali della rete con la sonda rossa (positiva).

Nella figura sopra, quando la sonda rossa è collegata direttamente all'alimentazione V DC , deve visualizzare la V alimentata DC livello di tensione sul misuratore. Questo è semplicemente perché la rete funziona con un'unica massa comune per l'alimentazione collegata e altri parametri.

In V C la lettura deve essere inferiore, a seconda della caduta di tensione su R C . E la tensione V E deve essere inferiore a V C di una grandezza pari a V QUESTO o la tensione del collettore-emettitore.

Il fallimento della registrazione di una qualsiasi di queste istanze sarebbe sufficiente per definire una connessione o un elemento difettoso. Se V RC e V RI hanno valori equi ma V QUESTO mostra 0 V, è probabile che il BJT sia danneggiato internamente provocando una lettura di tipo cortocircuito tra i terminali del collettore e dell'emettitore.

Come notato in precedenza, se V QUESTO registra un livello di circa 0,3 V come definito da V QUESTO = V C - V E (a causa della variazione delle due quantità come sopra valutato), il sistema può indicare a condizione satura con un BJT che potrebbe essere difettoso o forse non essere difettoso.

Deve essere relativamente evidente attraverso la discussione di cui sopra che il voltmetro sia analogico che digitale è piuttosto cruciale nella procedura di riparazione.

Gli intervalli di corrente (ampere) sono spesso determinati attraverso i livelli di tensione stessi, misurati sui vari resistori, piuttosto che 'rompere' inutilmente la rete per inserire le sonde milliamperometriche di un multimetro.

Per il controllo di schemi più grandi, vengono forniti intervalli di tensione precisi in schede tecniche con riferimento alla massa per test e riconoscimento senza sforzo di probabili aree problematiche.

Risolvere un esempio pratico n. 1

Facendo riferimento alle varie letture di tensione per la seguente configurazione BJT, scoprire se il progetto dovrebbe funzionare correttamente, in caso contrario indicarne la causa.

Esempio n. 2

Facendo riferimento alle letture mostrate nel diagramma, determinare se il transistor è in posizione 'on' o meno e se la rete funziona correttamente.

A voi

Spero che il tutorial possa illuminarti su come risolvere i problemi dei circuiti a transistor BJT. L'articolo ha discusso finora di un dispositivo npn. Presto cercherò di aggiornare il post con maggiori informazioni riguardanti le tecniche di risoluzione dei problemi per un transistor pnp.

Se hai ulteriori dubbi, utilizza la casella dei commenti qui sotto per esprimere i tuoi pensieri.