Стенд для оперативной проверки БТИЗ и МОП-транзисторов

[Admin]

Стенд для оперативной проверки БТИЗ и МОП-транзисторов

С. РЫЧИХИН, г. Первоуральск Свердловской обл.

Появившийся в середине 80-х годов прошлого столетия биполярный транзистор с изолированным затвором (БТИЗ — Insulated Gate Bipolar Transistor — IGBT) в настоящее время широко применяется в различной радиоэлектронной аппаратуре, в первую очередь, в силовой полупроводниковой технике. БТИЗ представляет собой гибрид полевого и биполярного транзисторов. На рис. 1 показаны упрощённая эквивалентная схема такого транзистора и его УГО. На входе установлен маломощный полевой транзистор с изолирован
ным затвором, управляющий мощным биполярным транзистором в силовой цепи. Сопротивление канала полевого транзистора ограничивает ток базы биполярного транзистора. Диод, включённый параллельно биполярному транзистору, защищает его от напряжения обратной полярности.

Благодаря такой структуре БТИЗ (IGBT) сочетает в себе достоинства как полевого, так и биполярного транзистора — это малая мощность управляющего сигнала, большой ток и напряжение в силовой коммутируемой цепи. Все эти достоинства и обусловили широкое применение БТИЗ (IGBT) в силовой электронике,которые во многих случаях почти полностью вытеснили такие приборы, как тиристоры. В частности, эти транзисторы применяются в современных сварочных аппаратах, где устанавливают параллельно несколько штук. Наиболее распространёнными являются варианты транзисторов в корпусах ТО-247 и ТО-ЗР.
Проверка БТИЗ (IGBT) на исправность с помощью мультиметра не даёт однозначного результата ввиду особенностей его строения. Можно только проверить цепь затвора на наличие КЗ и "прозвонить" встроенный диод. Поскольку отпирающее напряжение на затворе, как правило, превышает несколько вольт, для проверки на исправность БТИЗ (IGBT) был изготовлен специальный стенд, схема которого показана на рис. 2. Он питается от внешнего источника постоянного напряжения 20...24 В. В качестве нагрузки транзистора использована индикаторная лампа накаливания HL1. Управляющее напряжение на затвор поступает через делитель напряжения R1R2 при нажатии на кнопку SB1. Проверяемые транзисторы вставляют в разъём XS1 стенда (рис. 3). Шаг гнёзд разъёма соответствует расстоянию между выводами испытуемого транзистора. Если транзистор исправен, при нажатии на кнопку лампа должна загореться (рис. 4), поскольку на затвор поступит открывающее напряжение 10... 12 В. Если лампа светит независимо от того, замкнуты контакты кнопки или нет, значит, пробит биполярный транзистор или встроенный диод. Если лампа не включается при нажатии на кнопку, неисправна входная цепь, полевой транзистор или сгорел биполярный транзистор.

Применение этого стенда значительно сокращает время на проверку БТИЗ (IGBT), но с его помощью можно проверять на работоспособность и полевые МОП-транзисторы (MOSFET). При указанной на рис. 2 полярности питающего напряжения можно проверять МОП-транзисторы с п-каналом. Для проверки МОП-транзисторов с р-ка-налом надо поменять полярность питающего напряжения.

Поскольку стенд содержит мало деталей, для его изготовления можно применить макетную печатную плату или простую плату из текстолита с применением проводного монтажа. При желании можно изготовить и одностороннюю печатную плату из текстолита толщиной 1,5...2 мм, чертёж которой и схема размещения элементов показаны на рис. 5.
В конструкции применены резисторы МЛТ, лампа накаливания —
МН26-0,12, кнопка SB1 — SWT-5 или подобная малогабаритная с самовоз-вратом. Для подключения испытываемых транзисторов использован гнездовой разъём РП10-22, где последняя цифра означает число контактов. Есть разновидности на 7, 11 и 15 контактов. Он закрепляется на плате с помощью металлического или пластмассового уголка. Разъём подойдёт любой из упомянутых или любой другой, который имеется в наличии и подходит для подключения транзистора. Можно обойтись и без одного общего разъёма, применив зажимы "крокодил" с проводами. Размеры платы зависят от типа применённого разъёма.

Если нет соответствующего патрона для лампы накаливания, её крепят к плате с помощью отрезка медного провода толщиной 1 мм, согнутого в кольцо. Его обматывают вокруг цоколя и припаивают к контактной площадке, а центральный вывод цоколя можно припаять тонкой проволокой к контактной площадке, как показано на рис. 6.

От редакции. По адресу http://ftp. radio, ru/pub/2024/02/stend.zip имеется файл чертежа печатной платы.