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1 ‘ Rodrigo Rosário dos Santos MANUAL PRÁTICO DE TESTE PARA COMPONENTES SEMICONDUTORES Salvador, 10 de Julho de 2011 2 ‘ Índice Teste de DIODOS ------------------------------------------------------------------------- Pg. 3 Teste de TJB (Transistor de Junção Bipolar) --------------------------------------- Pg. 5 Teste de UJT (Transistor de Unijunção) --------------------------------------------- Pg. 8 Teste de SCR (Retificador Controlado de Silício) --------------------------------- Pg. 9 Teste do DIAC ------------------------------------------------------------------------- Pg. 12 Teste do TRIAC ----------------------------------------------------------------------- Pg. 13 Teste do PUT (Transistor de Unijunção Programável) --------------------------- Pg. 14 Teste do JFET (Transistor de Efeito de Campo) ------------------------------------ Pg.15 Bibliografia-------------------------------------------------------------------------------- Pg. 16 3 ‘ TESTE DE DIODOS Teste com multímetro analógico: Calibre Resistência (x 10KΩ) OBS: Deve ser levada em consideração a polaridade da bateria interna do instrumento, que é contrária à marcação da polaridade externa. Ou seja, o positivo na marcação externa é negativo internamente e vice-versa. Comportamento Polarização direta: Resistência baixa e o positivo da bateria do multímetro está ligado ao anodo do diodo, e o negativo da bateria está ligado ao catodo do diodo. Polarização reversa: Resistência infinita. Defeitos Diodo em Curto: Apresenta duas resistências baixas (aprox. zero) nos dois sentidos de polarização. Diodo aberto: Apresenta resistência infinita nos dois sentidos de polarização. Diodo com fuga: Apresenta resistência alta, mas não infinita quando polarizado reversamente. Na polarização direta comporta-se como um diodo perfeito. 4 ‘ Teste com multímetro digital: Calibre (Diodo) OBS: A polaridade da bateria interna é igual a da marcação externa do instrumento Comportamento Polarização direta: Tensão baixa (450mv a 700mv). O positivo do multímetro está ligado ao anodo e o negativo ao catodo. Polarização reversa: Tensão infinita. Indicada no multímetro com o número 1 ou com a sigla OL do lado esquerdo do visor. Defeitos Diodo em curto: Apresenta tensões baixas (aprox. zero) nos dois sentidos de polarização. Diodo aberto: Apresenta tensão infinita nos dois sentidos de polarização. Diodo com fuga: Apresenta tensão direta abaixo de 450mv. De agora em diante é útil sabermos que para medirmos JUNÇÕES no multímetro digital, o calibre apropriado é o de DIODO ( ). 5 ‘ TESTE DE TJB (Transistor de Junção Bipolar) Procedimentos: As medições devem ser feitas com o calibre de DIODO do multímetro 1º Identificação da base: Devemos encontrar um par de terminais em que, medindo a resistência num e noutro sentido, esta seja muito elevada. Estamos em presença do Emissor e do Coletor (entre C e E diodos em oposição R ). Por exclusão de partes, o outro terminal é a base. Outra forma mais prática de identificar a base está explicada abaixo: Nos três casos acima foi considerado que o TJB é NPN, por isso, a ponteira positiva foi tomada como referência para encontrarmos a base. No 1º Caso, temos a ponteira positiva posicionada no primeiro terminal do TJB. Devemos alternar a ponteira negativa nos outros dois terminais (um de cada vez). Se o multímetro indicar resistência baixa (condução) nas duas vezes que trocarmos a ponteira preta, isso indica que a base é o primeiro terminal. No 2º Caso, analogamente ao 1º, mantemos a ponteira vermelha (positiva) no terminal do meio do TJB e revezamos a ponteira preta (negativa) do multímetro nos outros dois terminais. Se o multímetro indicar resistência baixa, nas duas vezes, a base é o terminal do meio. NPN E B C E B C PNP 6 ‘ No 3º Caso, da mesma forma, mantemos a ponteira vermelha (positiva) no ultimo terminal do TJB e alternamos a ponteira preta (negativa) nos outros dois terminais que sobraram, um de cada vez. Se o multímetro indicar resistência baixa nas duas vezes que trocamos, a base é o ultimo terminal. Observe que a base só permite a condução para os outros dois terminais quando está com a ponteira positiva posicionada em seu terminal. Isso indica, como foi dito no inicio, que o TJB é NPN, pois a base foi polarizada DIRETAMENTE. No caso do TJB ser PNP o teste é análogo ao realizado, a diferença é que o terminal que polarizará a base diretamente é a negativa (preta). Repita o procedimento para um TJB PNP tomando como referência a ponteira NEGATIVA (preta) e verá que ela deve ser comum às duas conduções. IDENTIFICAÇÃO DO COLETOR E EMISSOR Digamos que no procedimento acima, o único caso que houve condução nas duas vezes que trocamos a ponteira preta foi o 2º, logo, a base é o terminal do meio, conforme a figura ao lado: A pergunta que cabe agora é: Como saber quem é COLETOR E EMISSOR? Esta é uma tarefa bem simples. Fazemos o seguinte: medimos a resistência entre o terminal de Base (já conhecido) e dos outros dois terminais (no transistor NPN - positivo na Base, no PNP - negativo na Base). A resistência entre a Base e o Coletor é menor que a resistência entre a Base e o Emissor. Vamos verificar as medidas dos dois casos mencionados do nosso TJB: Na primeira medição, encontramos 715 e na segunda 717. Concluímos, portanto, que o último terminal é o EMISSOR, pois, a resistência foi maior. Logo, o primeiro terminal é o coletor. Lembre-se: Sempre, a resistência BASE-EMISSOR é maior do que a resistência BASE- COLETOR. As indicações do nosso TJB ficarão: 7 ‘ É importante ressaltar que há casos nos quais encontraremos duas resistências iguais na identificação do COLETOR E EMISSOR. Quando isso acontecer temos que medir o teste de fuga com o multímetro analógico (no Calibre de Resistência x1K ou x10K). Teste do TJB com multímetro analógico Equivalente a DIODO: Deve-se lembrar que a marcação externa dos terminais do multímetro analógico é contrária à polaridade interna da bateria. Logo, a ponteira vermelha na figura deve ser interpretada como NEGATIVA e a preta com POSITIVA. Deve-se utilizar o multímetro como ohmimetro (resistência) no calibre x1K ou x10K. 8 ‘ Verificação de defeitos em TJB Após identificarmos os terminais de um TJB torna-se muito útil sabermos se o componente está em perfeito estado para que possamos utilizá-lo com segurança. Com ele FORA DO CIRCUITO devem-se realizar os seguintes procedimentos: Coloque o multímetro analógico na escala mais baixa de resistência ou o digital no calibre de DIODO, mas com o analógico o teste de torna de mais fácil visualização. Faça o ajuste de zero do instrumento e faça as seguintes medições de resistência: RBE, RBC,RCE JUNÇÃO DIRETA REVERSA CONDIÇÃO COLETOR-EMISSOR RESISTÊNCIA ALTA RESISTÊNCIA ALTA BOM COLETOR-EMISSOR BAIXA BAIXA CURTO COLETOR-BASE BAIXA ALTA BOM COLETOR-BASEBAIXA BAIXA CURTO COLETOR-BASE ALTA ALTA ABERTO BASE-EMISSOR BAIXA ALTA BOM BASE-EMISSOR BAIXA BAIXA CURTO BASE-EMISSOR ALTA ALTA ABERTO As resistências altas devem ser superiores a 1M e as baixas inferiores a 500 TESTE DE UJT (Transistor de Unijunção) Estrutura interna: Para efetuarmos o teste prático de identificações dos terminais do UJT devemos posicionar o multímetro digital no calibre de DIODO ( ). Emissor (E) Base1 (B1) Base2 (B2) Leitura + - RB1 - + Aberto (∞) + - RB2 - + Aberto (∞) + - RBB - + RBB 9 ‘ Por causa da disposição dos terminais na estrutura interna do UJT, a resistência RB1 é maior do que RB2. A resistência inter-bases (RBB) fica em torno de 4KΩ a 10KΩ. Na prática ao depararmos com um UJT não sabemos quem são os terminais B1, B2 e Emissor. Logo, tomando como base a tabela acima faremos o teste abaixo: Ao encontrarmos dois terminais, nos quais, trocadas as ponteiras encontremos o mesmo valor de resistência (RBB que na figura ao lado foi 8KΩ), estaremos entre B1 e B2 . Por exclusão, o terminal que sobrou é o Emissor. Para sabermos que são B1 e B2, colocamos a ponteira positiva no Emissor (no caso do UJT ser do tipo N- pastilha do emissor – P – ) e medimos as resistências entre os outros dois terminais que sobraram. O par que apresentar MAIOR resistência será EMISSOR-B1. Logo, por exclusão, o outro . terminal é B2. TESTE DE SCR (Retificador Controlado de Silício) Estrutura interna e equivalente a DIODO: A tabela abaixo mostra qual deve ser a condição de cada polarização do SCR com o multímetro. Para o SCR normal (ou seja, aquele que não está disparado) só devemos encontrar uma resistência baixa, quando a junção GATE-CATODO estiver diretamente polarizada (há exceções, como será explicado mais adiante). Logo, onde estiver a ponteira positiva será o GATE, e onde estiver a negativa será o CATODO; e o ANODO será o terminal que sobrou. 10 ‘ Existem SCRs que possuem resistor interno entre GATE e CATODO para evitar o disparo por ruído. Neste caso, o teste prático apresentará duas resistências baixas, pois estaremos medindo a resistência interna deste resistor com a junção gate-catodo. A resistência equivalente será menor quando o resistor estiver em paralelo com a junção gate-catodo diretamente polarizada do que quando esta junção estiver reversamente polarizada, portanto, ao encontar uma resistência equivalente menor, estamos com a junção gate-catodo diretamente polarizada e onde estiver o + será o gate e onde estiver o - será o catodo. SCR disparado por ruído: Podem ocorrer casos de encontrarmos duas resistências baixas: uma entre gate e catodo quando polarizado diretamente e outra entre anodo e catodo. Neste caso, o SCR está disparado por ruído. Concluímos que o catodo é o terminal comum entre as duas resistências baixas (onde estiver a ponteira NEGATIVA). Para sabermos quem são GATE e ANODO fazemos o seguinte: fechamos curto entre catodo (já descoberto) e outro terminal. Quando o SCR voltar a deixar de dar baixa resistência entre catodo e o terminal que sobrou, é sinal que foi feito um curto do catodo para o gate, pois evitamos a entrada do ruído no componente e o disparo do mesmo. O catodo já é conhecido, o gate é o terminal que foi curto-circuitado com o catodo e o anodo é o que passou a dar alta resistência para o catodo. Os testes abaixo se referem ao estado do SCR e deverão ser feitos com o multímetro no calibre de DIODO. A medição de resistência com o multímetro é mais prática e econômica do que os testes que verificam valores de tensões e correntes. GATE ANODO CATODO RESISTÊNCIA + - ALTA - + ALTA + - ALTA - + ALTA - + ALTA ou BAIXA + - BAIXA GATE ANODO CATODO RESISTÊNCIA + - BAIXA - + ALTA + - ALTA - + ALTA - + ALTA + - BAIXA 11 ‘ CONEXÃO RESISTÊNCIA CONDIÇÃO ALTA BOM BAIXA CURTO BAIXA Neste caso conecta-se o gate ao anodo disparando o componente BOM ALTA ABERTO Após conectarmos o GATE ao ANODO (disparando o SCR) medimos novamente. BAIXA BOM Esta situação parece ser semelhante à primeira, mas perceba que neste caso o SCR está disparado, pois curto-circuitamos o GATE e o ANODO anteriormente. Logo, a resistência deve apresentar-se baixa indicando que o componente está disparado ALTA DUVIDOSO A condição do componente será duvidosa, pois talvez a corrente fornecida pela bateria do instrumento não seja suficiente para atingir a corrente de manutenção IH. Logo, o SCR volta ao estado de bloqueio. 12 ‘ ALTA BOM BAIXA CURTO ALTA BOM BAIXA CURTO TESTE DO DIAC Estrutura interna: O DIAC só possui dois terminais, MT1 e MT2. Ao medirmos as resistências nos dois sentidos de polarização elas devem apresentar-se INFINITAS, pois o componente não está disparado e a tensão que o instrumento aplica ao DIAC é insuficiente para atingir a tensão de BREAKOVER (VBO) e disparar o componente. Se encontrarmos algum valor de resistência durante o teste é sinal de que o DIAC está em CURTO. Para identificarmos os terminais 13 ‘ MT1 e MT2 do DIAC devemos consultar o manual técnico do componente. Mas, ressalto que como o componente é BIDIRECIONAL, a inversão dos terminais no circuito não provocará alterações no funcionamento do mesmo. TESTE DO TRIAC Estrutura interna: MT2 MT1 GATE RESISTÊNCIA + - ALTA - + ALTA + - ALTA - + ALTA + - BAIXA - + BAIXA No teste prático só devemos encontrar DUAS resistências baixas, que são entre MT1 e GATE nos dois sentidos de polarização. Isso ocorre porque internamente esses dois terminais estão ligados à mesma pastilha (P). O terminal que sobrou é MT2, inclusive na maioria dos casos ele é a carcaça do TRIAC. Para diferenciar MT1 do GATE devemos olhar no manual técnico do componente, pois na prática não é possível identificá-los. 14 ‘ TESTE DO PUT (Transistor de Unijunção Programável) Estrutura interna e equivalente a TJB: O teste do PUT é semelhante ao do SRC, entretanto, no PUT o gate é ligado à pastilha N, ao contrário do SCR, que tem o gate ligado à pastilha P. Verifica-se na tabela abaixo quais valores de resistência devem ser lidos nas variadas formas de polarização para o PUT em estado normal: GATE ANODO CATODO RESISTÊNCIA + - ALTA - + ALTA + - ALTA - + ALTA + - ALTA - + BAIXA Verifica-se que só devemos encontrar uma resistência baixa no teste que é a resistência da junção GATE -ANODO polarizada diretamente. O multímetro deve estar no calibre de DIODO para efetuarmos os testes acima. 15 ‘ TESTE DO JFET (Transistor de Efeito de Campo) Estrutura interna do JFET canal N: Segue a tabela para teste prático do JFET PORTA/GATE (G) FONTE(S) DRENO (D) RESISTÊNCIA - + BAIXA (na ordem de 200Ω) + - BAIXA (na ordem de 200 Ω) + - BAIXA (Para o JFETCANAL N ) + - MESMA DA ANTERIOR - + BAIXA (Para o FET CANAL P) + - MESMA DA ANTERIOR 16 ‘ Bibliografia: [1] Andrade, E.A.; “Eletrônica Industrial – Análise de Dispositivos e suas aplicações”, 1ª Edição, Editora NOVOTIPO ,CEFET/BA, Salvador,1996. [2] Junior, R.C.; “Apostila – Tiristor SCR”, Edição preliminar, Campinas, 2005. [3]Apostila prof. Ilton, CEFET/PB [4]Site: http://www.electronicapt.com/index.php/content/view/168/37/ [5] Revista Saber Eletrônica
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