Тестер полупроводниковых приборов SC Analyzer

          Набор-конструктор для самостоятельной сборки прибора.

В наборе есть  все детали необходимые для сборки прибора включая резисторы и  конденсаторы. В наборе нет корпуса.Тестер предназначен для идентификации биполярных и полевых транзисторов, а так же диодов, определения типа, цоколевки и измерения таких характеристик как: коэффициента усиления по току (HFE) для биполярных транзисторов, порогового напряжения (VTH), тока насыщения (IDSS), сопротивления открытого канала сток-исток (RDSON) для JFET транзисторов, пороговых напряжений для MOSFET транзисторов, прямых тока и напряжения, а также утечки тока для диодов. Тестер не может измерять тиристоры, составные транзисторы, транзисторы с встроенным резистором, или защитным диодом. Прибор потребляет ток 6 мА (без подсветки дисплея) от источника питания 9 вольт.

Эксплуатация прибора

После окна приветствия дисплей отобразит информацию.

При подключении испытуемого прибора тестер автоматически его идентифицирует.Первая строка показывает тип транзистора и значение одного из параметров. Вторая строка – цоколевку выводов транзистора и, если уместно, то значение второго параметра.

Биполярный транзистор

Первая строка дисплея показывает структуру транзистора (PNP, NPN ), тип полупроводникового материала (кремний, или германий) и параметр HFE.Вторая строка - цоколевку транзистора и ток коллектора. Ток имеет значение от 1,5 до 4 мА в зависимости от коэффициента усиления по току. Данный прибор показывает тип полупроводникового материала Ge – для германия, SI - для кремния, согласно измеренному значению VBE (рис. 2). Если транзистор частично или полностью замкнут, соответствующие выводы маркируются как «Х». Считается, что присутствует замыкание, если сопротивление меньше 50 Ом (рис. 3).

Полевой транзистор FET

Значение параметров VTH, IDSS, RDSON показываются примерно каждые две секунды. Выводы стока и истока определяются произвольно, но они все же соответствуют конфигурации, используемой для определения параметров. Если вы поменяете стоковый и истоковый выводы и подвергните транзистор тесту, вы получите значение обратной конфигурации, но так как полевые транзисторы имеют симметричную структуру – не должно быть большой разницы в полученных значениях. Принимая во внимание метод, используемый для получения измерений, точность значений анализатора больше чем достаточна. Для IDSS ±5%, для RDSON ±5 Ом. Однако измеренные значения порогового напряжения могут отличаться от истинных значений до 0,5 Вольта для определенных транзисторов, хотя в большинстве случаев точность 50 мВ достигается. Определенный тип FETa от одного производителя может давать значения близкие к истинным, в то время, как тот же тип от другого производителя даёт значения, отличающиеся несколькими сотнями милливольт.На практике точность расчетов зависит от точности модели Хичмана-Хотжеса И тем самым демонстрирует ограничение этой модели.

Пороговое напряжение.

Пороговое напряжение отрицательно для N-канала FETа и положительное для P-канала FETа. Максимальное значение ограничено по ± 20 вольт.

Шаг 10 мВ для значений до ±9.99 и шаг 100 мВ для больших значений (рис. 4)

Ток насыщения .

Здесь показывается Ток насыщения (затвор закороченный с истоком). Значение тока насыщения от 0 до 99,9 мА, шаг 10 мкА для тока до 10 мА, и шаг 100 мкА для тока до 100 мА. (рис. 5).

Сопротивление сток-исток.

Когда FET полностью открыт при VGS = 0. Измерение от 0 до 999 Ом (рис. 6).

Полевой транзистор MOSFET

Показанное напряжение соответствует пороговому напряжению MOSFETа при истоковом токе примерно 2 мА . Значение от 0 до 4.5 вольт с шагом 10 мВДля правильной идентификации устройства как MOSFET ток утечки затвора не должен превышать 0,5 мкА. (рис. 7).

Диоды.

Диоды подключаются между крайними терминалами тестера. Прибор показывает позицию анода и катода. Три экрана показываются в течении двух секунд друг за другом в нужной последовательности. Первый экран показывает напряжение и ток через диод с сопротивлением примерно 400 Ом. Таким образом, максимальный ток ограничен 12 мА (рис. 8).

Второй экран показывает ту же информацию, но с сопротивлением примерно 5,9 кОм, что ограничивает максимум тока в 800 нА (рис. 9). Третий экран показывает ток в обратном направлении и тестовое напряжение. Шаг 100 нА (рис. 10) .

Сборка прибора

Сборка прибора очень проста. Все установочные места для элементов на плате обозначены и подписаны. В комплекте документации есть список компонентов, руководствуясь которым и нужно устанавливать элементы на плату. Чтобы не повредить плату и сами элементы, пайку нужно производить легкоплавким припоем. Паяльник должен быть соответствующей мощности и аккуратно заточен, желательно с регулятором температуры, так как перегрев места пайки может привести к отслаиванию печатных проводников. Правильный выбор температуры паяльника и использование качественного припоя с флюсом позволяет выполнять красивую, аккуратную и главное безопасную пайку. После пайки плату нужно тщательно промыть, особенно входные цепи.Дисплей подключается через разъем – «мама» на плате, «папа» на дисплее. Разъем может состоять из двух шестивыводных разъемов. В этом случае выводы 7. 8, 9,10 дисплея не подключаютсяПлата рассчитана на установку дисплея как с подсветкой, так и без нее. Подсветка будет включаться сразу при включении внешнего источника питания. Если набор комплектуется дисплеем без подсветки, то гасящий резистор R15 будет отсутствовать. В этом случае выводы 15, 16 дисплея не используются. Иногда, при внештатной ситуации (многократных перепадах питающего напряжения из-за плохого контакта, касании пальцами выводов микроконтроллера и т.п.), может «слететь» прошивка микроконтроллера. Поэтому последний рекомендуется устанавливать на сокету. Замечено, что вывод 24 микроконтроллера «висит в воздухе» и чувствителен к наводкам. Как выяснилось, в оригинальной прошивке, а точнее в слове конфигурации было включено низковольтное программирование (LVP ON). Проблема с наводкой решается отключением низковольтного программирования путем изменения соответствующего бита (LVP OFF). Также на плате обнаружена ошибка – выводы 7 микросхем 74HC4052 нужно соединить с землей т.е. спаять вместе выводы 7 и 8.

Контактная плата устанавливается на штырях и паяется к основной плате на установочные места J2, J2.1.

Правильно собранный прибор начинает работать сразу. Необходимо лишь откалибровать внутреннее сопротивление аналоговых переключателей. U3, U4, U5.Если калибровка не выполнена, то используется значение по умолчанию 65 Ом для каждого ключа.

Калибровка.

После включения тестера появляется сообщение приветствия и версия софта. Каждый раз, когда тестер включается, программа проверяет, была ли сделана калибровка. Если нет – сообщение «Cal error» на 1 сек. Процедура калибровки проста и запускается автоматически. Чтобы ее выполнить при выключенном тестере установите перемычку JP1 и соедините все три тестовых вывода вместе. Затем включите тестер. Появится сообщение «CAL remove jumper»Теперь вам надо извлечь перемычку, и процедура калибровки начнется автоматически. Три сопротивления измеряются друг за другом, и их значения появляются на дисплее. Затем появится сообщение «Short Rsh xx Ω» После этого вы можете разъединить три тестовых вывода, и тестер автоматически перейдет в режим тестирования и появится сообщение «No component *-*-*» Калибровка может быть выполнена сколько угодно раз по вышеуказанной процедуре (выключить тестер, установить перемычку и включить тестер), но достаточно выполнить ее один раз перед началом эксплуатации прибора и в дальнейшем к ней не прибегать.

Схема и описание взяты с журнала Elektor electronics 4/2005

Автор Michel Waleczek

Документация

Документация в формате Doc, прошивка