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Rodrigo Rosário dos Santos
MANUAL PRÁTICO DE TESTE PARA COMPONENTES SEMICONDUTORES Salvador, 10 de Julho de 2011 ‘
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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
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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. Polarização direta:
Comportamento
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.
Diodo em Curto: Apresenta duas resistências baixas (aprox. zero) nos dois sentidos de polarização. Diodo aberto: Apresenta resistência infinita nos dois sentidos de polarização. Defeitos Diodo com fuga: Apresenta resistência alta, mas não infinita quando polarizado reversamente. Na polarização direta comporta-se como um diodo perfeito.
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Teste com multímetro digital:
Calibre
Comportamento
Defeitos
(Diodo) OBS: A polaridade da bateria interna é igual a da marcação externa do instrumento 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. 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 ( ).
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TESTE DE TJB (Transistor de Junção Bipolar)
NPN
PNP
E
C B
E
C B
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. ‘
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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 BASECOLETOR. As indicações do nosso TJB ficarão:
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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.
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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 COLETOR-EMISSOR COLETOR-EMISSOR COLETOR-BASE COLETOR-BASE COLETOR-BASE BASE-EMISSOR BASE-EMISSOR BASE-EMISSOR
DIRETA RESISTÊNCIA ALTA BAIXA BAIXA BAIXA ALTA BAIXA BAIXA ALTA
REVERSA RESISTÊNCIA ALTA BAIXA ALTA BAIXA ALTA ALTA BAIXA ALTA
CONDIÇÃO BOM CURTO BOM CURTO ABERTO BOM CURTO 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
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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:
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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.
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GATE
+ +
ANODO + +
CATODO +
+ -
RESISTÊNCIA ALTA ALTA ALTA ALTA ALTA ou BAIXA BAIXA
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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:
GATE
+ +
ANODO + +
CATODO +
+ -
RESISTÊNCIA BAIXA ALTA ALTA ALTA ALTA BAIXA
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.
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CONEXÃO
RESISTÊNCIA ALTA
BOM
BAIXA
CURTO
BAIXA Neste caso conecta-se o gate ao anodo disparando o componente
BOM
ALTA
ABERTO
BAIXA Após conectarmos o GATE ao ANODO (disparando o SCR) medimos novamente.
ALTA
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CONDIÇÃO
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 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.
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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 ‘
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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 + + -
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.
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MT1
GATE +
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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
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.
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ANODO + -
CATODO + +
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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)
+ + +
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FONTE(S) + +
DRENO (D) RESISTÊNCIA + BAIXA (na ordem de 200Ω) BAIXA (na ordem de 200 Ω) BAIXA (Para o JFET CANAL N ) MESMA DA ANTERIOR BAIXA (Para o FET CANAL P) MESMA DA ANTERIOR
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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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