Расшифровка обозначений на мультиметре. Что означают кнопки и значки? Транзисторы: схема, принцип работы,​ чем отличаются биполярные и полевые Зачем кнопка hold в мультиметре и для чего она нужна

Итак, давайте заранее договоримся, что в своих примерах мы будем использовать схему с ОЭ (Общим Эмиттером):

Плюсы этой схемы таковы, что эта схема усиливает и по напряжению, и по току. Поэтому, это схема чаще всего используется в электронике.

Ну что же, начнем изучение усилительных свойств транзистора именно с этой схемы. Есть у этой схемки очень интересный параметр. Называется он коэффициент усиления по току в схеме с Общим Эмиттером и обозначается буквой β (бета). Этот коэффициент показывает во сколько раз коллекторный ток превышает базовый в активном режиме работы транзистора

Также частенько, особенно на мультиметрах, его обозначают как h21э или Hfe .

Находим бету на практике

Давайте соберем схемку, с помощью которой, думаю, все встанет на свои места. С помощью этой схемы мы будет приблизительно замерять коэффициент β .

Для NPN транзистора схема будет выглядеть следующим образом:

Для PNP транзистора вот так:

Так как его проводимость NPN, следовательно, будем использовать вот эту схему:

Итак, что мы тут видим? Есть транзистор, два блока питания и два амперметра. Один амперметр ставим на измерение микроампер (мкА), а второй на измерение миллиампер (мА). На блоке питания Bat 2 выставим напряжение в 9 Вольт. Блок питания Bat 1 у нас со стрелочкой. Значит его значение будем менять от 0 и до 1-ого Вольта.

Схема у нас с ОЭ. Через базу-эмиттер и далее по контуру у нас протекает базовый ток I Б , а через коллектор-эмиттер и далее по контуру несется коллекторный ток I К . Для того, чтобы замерить этот ток (силу тока), мы в разрыв цепи цепанули по амперметру. Остается дело за малым. Замерить базовый ток (I Б) , замерить коллекторный ток (I К) и потом тупо разделить ток коллектора на ток базы. И из этого отношения мы приблизительно найдем коэффициент β . Все просто).

Вот два Блока питания :

Выставляем на Bat 2 напряжение в 9 Вольт:

Вся схема выглядит примерно вот так

Желтый мультиметр у нас будет замерять миллиамперы, а красный – микроамперы, поэтому на запятую на красном мультиметре не обращаем внимания.

Добавляем напряжение на Bat 1 от 0,6 Вольт и крутим крутилку до 1 Вольта, не забывая при этом фотографировать результаты. Высчитываем коэффициент β для некоторых замеров:

24,6мА/0,23мА=107

50,6мА/0,4мА=126,5

53,4мА/0,44мА=121,4

91,1мА/0,684мА=133,2

99,3мА/0,72мА=137,9

124,6мА/0,827мА=150,6

173,3мА/1,095мА=158

Находим среднее арифметическое:

β≈(107+126,5+121,4+133,2+137,9+150,6+158)/7=133

В даташите на КТ815Б коэффициент β может иметь значение в диапазоне от 50 и до 350. Наш коэффициент вполне укладывается в этот диапазон, значит транзистор жив и здоров. Усиливать будет.

Хочу добавить, что истинное значение коэффициента β измеряется чуток по другому. Для определения истинного значения надо измерять не постоянные токи, как мы это делали, а очень малые приращения этих токов, то есть производить измерения на переменном токе и малом сигнале:

При малом постоянном токе измеренное значение коэффициента бета меньше чем реальное, а при большом постоянном токе больше, чем реальное. Истина где-то посередине. Радиолюбители – народ не привередливый и в полевых условиях главное приблизительно узнать значение β .

Также мне очень понравился видео про биполярный транзистор от Паяльник ТВ. Рекомендую к просмотру в обязательном порядке:

h FE of a transistor is the current gain or amplification factor of a transistor.

h FE (which is also referred to as β) is the factor by which the base current is amplified to produce the amplified current of the transistor. The unamplified current is the base current, which then undergoes amplification by a factor of h FE to produce an amplified current which flows through the collector and emitter terminals.

A transistor works by feeding a current into the base of the transistor. The base current is then amplified by h FE to yield its amplified current. The formula is below:

I C = h FE I B =βI B

So if 1mA is fed into the base of a transistor and it has a h FE of 100, the collector current will be 100mA.

Every transistor has its own unique h FE . The h FE is normally seen to be a constant value, normally around 10 to 500, but it may change slightly with temperature and with changes in collector-to-emitter voltage.

Check the transistor"s datasheet for the h FE value in its specifications.

Note that h FE may refer to DC or AC current gain. Many datasheets may just specify one value, such as the DC gain. The datasheets will normally specify whether the h FE value is for DC or AC current gain.

Also, note that as the h FE value is highly variable, many datasheets will specify a minimum and maximum h FE for the transistor. It is very hard for transistors to be produced with a precise h FE value during the manufacturing process. Therefore, manufacturers generally specify a range that h FE may be within.

Because h FE is so widely variable and unpredictable in nature, good transistor circuit design is important to give stable, predictable amplification for transistor circuits to account for this unpredictability.

Всем привет! Сегодня мы снова поговорим о таком приборе, как мультиметр. Этот прибор, который еще называют тестером предназначен для измерения основных характеристик электрической цепи, электроприборов, в автомобилях – в общем везде, где есть электричество. Мы уже немножко разбирали в про мультиметры, сегодня более подробно коснемся того, что и как им можно мерить. Когда-то мультиметр был уделом лишь электриков. Однако сейчас им пользуются многие.

Существует много различных моделей мультиметров. Есть класс приборов для измерений только определенных характеристик, . Мультиметры условно сводятся к двум типам:

1. аналоговые мультиметры – данные отображаются стрелкой. Это мультиметры, которые до сих пор используют люди старой закалки, они часто не могут или не хотят работать с современными приборами;
2. цифровые мультиметры – данные отображаются цифрами. Этот вид тестеров пришел на смену стрелочным, я например, предпочитаю пользоваться таким прибором.

Поскольку цифровые приборы являются сейчас самыми распространенными, то описание этого прибора мы и рассмотрим на его примере. Ниже приведены основные обозначения, которые встречаются, практически на любой модели мультиметра.

Если осмотреть переднюю панель мультиметра, то на ней можно выделить восемь блоков с различными обозначениями:

Что показывает мультиметр при выборе различных режимов работы?

Они располагаются вокруг круглого переключателя, с помощью которого можно устанавливать необходимый режим. На переключателе место контакта обозначено точкой или рельефным треугольничком. Обозначения разделены на сектора. Практически все современные мультиметры имеют подобную разбивку и круглый переключатель.

сектор OFF . Если установить переключатель в это положение – прибор выключен. Есть и модели, которые автоматически выключаются через некоторое время. Это очень удобно, потому что я например во время работы его забываю выключать, да и не удобно когда меряешь, потом паяешь все время выключать его. Батареи хватает надолго.

2 и 8 – два сектора с обозначением V , этим символом обозначается напряжение в вольтах. Если просто символ V – то измеряется постоянное напряжение, если V~ , измеряется переменное напряжение. Стоящие рядом цифры показывают диапазон измеряемого напряжения. Причем постоянное измеряется от 200m (милливольт) до 1000 вольт, а переменное от 100 до 750 вольт.

3 и 4 – два сектора для измерения постоянного тока. Красным выделен всего один диапазон для измерения тока до 10 ампер. Остальные диапазоны составляют: от 0 до 200, 2000 микроампер, от 0 до 20, 200 миллиампер. В обычной жизни десяти ампер вполне хватает, при измерении силы тока мультиметр включается в цепь путем подключения щупов в нужное гнездо, специально предназначенное для измерения силы тока. Как-то раз я впервые попробовал измерить силу тока в розетке своим первой простенькой моделью тестера. Пришлось менять щупы на новые — штатные выгорели.

5 (пятый) сектор. Значок похож на Wi-Fi . 🙂 Установка переключателя в этом положении позволяет проводить звуковую прозвонку цепи например нагревательного элемента.

6 (шестой) сектор – установка переключателя в данное положение проверяет исправность диодов. Проверка диодов — очень востребованная тема среди автомобилистов. Можно самому проверить исправность например диодного моста автомобильного генератора:

7 – символ Ω . Здесь измеряется сопротивление 0 до 200, 2000 Ом, от 0 до 20, 200 или 2000 кОм. Так же очень востребованный режим. В любой электрической схеме больше всего элементов сопротивления. Бывает, что измерением сопротивления быстро находишь неисправность:

Что такое режим HFE на мультиметре?

Переходим к более продвинутым функциям Есть на мультиметре такой тип измерений, как HFE . Это проверка транзисторов, или коэффициента передачи тока транзистора. Для такого измерения имеется специальный разъем. Транзисторы — важный элемент, их нет пожалуй только в лампочке, но и там они наверное уже скоро появятся. Транзистор — один из самых уязвимых элементов. Они выгорают чаще всего из- за скачков напряжения и т.д. Я недавно заменил два транзистора в зарядном устройстве для автомобильного аккумулятора. Для проверки использовал тестер, транзисторы выпаивал.

Выводы разъема обозначены такими буквами, как «E, B и C». Это означает следующее: «Е» — эмиттер, «В» — база, и «С» — коллектор. Обычно у всех моделей есть возможность измерять оба типа транзисторов. У недорогих моделей мультиметров бывает весьма неудобно проверять выпаянные транзисторы из-за их коротких, обрезанных ножек. А новые — самое то:):). Смотрим видео, как проверить исправность транзистора с помощью тестера:

Транзистор в зависимости от его типа (PNP или NPN) вставляется в соответствующие разъемы и по показаниям на дисплее определяется исправен он или нет. При неисправности на дисплее появляется 0 . Если Вы знаете коэффицент передачи тока проверяемого транзистора, Вы сможете проверить его в режиме HFE сверив показания тестера и паспотных данных транзистора

Как обозначают сопротивление на мультиметрах?

Одно из основных измерений, которые снимаются мультиметром – это сопротивление. Обозначается он символом в виде подковы: Ω, греческая омега. При наличии на корпусе мультиметра только такого значка, прибор измеряет сопротивление автоматически. Но чаще рядом стоит диапазон из цифр: 200, 2000, 20k, 200k, 2000k. Буква «k » после цифры обозначает префикс «кило», что в системе измерений СИ соответствует цифре 1000.

Зачем кнопка hold в мультиметре и для чего она нужна?

Кнопка Data hold , которая имеется у мультиметра одними считается бесполезной, другие, наоборот, пользуются ей часто. Означает она удержание данных. Если нажать на кнопку hold, то данные, отображаемые на дисплее зафиксируются и будут отображаться постоянно. При повторном нажатии мультиметр вновь вернется в рабочий режим.

Функция эта бывает полезна, когда у Вас к примеру ситуация когда вы пользуйтесь поочередно двумя приборами. Вы провели какое-то эталонное измерение, вывели его на экран, а другим прибором продолжаете измерять, постоянно сверяясь с эталоном. Эта кнопка есть не на всех моделях, предназначена она для удобства.

Обозначения постоянного (DC) и переменного тока (АС)

Измерение постоянного и переменного тока мультиметром так же является его основной функцией, как и измерение сопротивления. Часто на приборе можно встретить такие обозначения: V и V~ — постоянное и переменное напряжение соответственно. На некоторых приборах постоянное напряжение обозначается DCV, а переменное АСV.

Опять же измерять ток удобнее в автоматическом режиме, когда прибор сам определяет сколько вольт, но эта функция есть в моделях подороже. В простых моделях постоянное и переменное напряжение при измерениях нужно измерять переключателем в зависимости от измеряемого диапазона. Об этом читайте подробно ниже.

Расшифровка обозначений 20к и 20м на мультиметре

Рядом с цифрами, обозначающими диапазон измерений, можно увидеть такие буквы, как µ, m, k, M . Это, так называемые, префиксы, которые обозначают кратность и дробность единиц измерения.

• 1µ (микро) – (1*10-6 = 0,000001 от единицы);
• 1m (милли) – (1*10-3 = 0,001 от единицы);
• 1k (кило) – (1*103 = 1000 единиц);
• 1M (мега) – (1*106 = 1000000 единиц);

Например, для проверки тех же ТЭНов лучше брать тестер с функцией мегометра. У меня был случай, когда неисправность ТЭНа в посудомойке удалось выявить только этой функцией. Для радиолюбителей конечно подойдут более сложные приборы — с функцией измерения частот, емкости конденсаторов и так далее. Сейчас очень большой выбор этих приборов, китайцы чего только не делают.

Биполярный транзистор является одним из старейших, но самым известным типом транзисторов, и до сих пор находит применение в современной электронике. Транзистор незаменим, когда требуется управлять достаточно мощной нагрузкой, для которой устройство управления не может обеспечить достаточный ток. Они бывают разного типа и мощности, в зависимости от исполняемых задач. Базовые знания и формулы о транзисторах вы можете найти в этой статье.

Введение

Прежде чем начать урок, давайте договоримся, что мы обсуждаем только один тип способ включения транзистора. Транзистор может быть использован в усилителе или приемнике, и, как правило, каждая модель транзисторов производится с определенными характеристиками, чтобы сделать его более узкоспециализированым для лучшей работы в определённом включении.

Транзистор имеет 3 вывода: база, коллектор и эмиттер. Нельзя однозначно сказать какой из них вход, а какой выход, так как все они связаны и влияют друг на друга так или иначе. При включении транзистора в режиме коммутатора (управление нагрузкой) он действует так: ток базы контролирует ток от коллектора к эмиттеру или наоборот, в зависимости от типа транзистора.

Есть два основных типа транзисторов: NPN и PNP. Чтобы это понять, можно сказать, что основное различие между этими двумя типами это направления электрического тока. Это можно видеть на рисунке 1.А, где указано направление тока. В транзисторе NPN, один ток течет от основания внутрь транзистора, а другой ток течет от коллектора к эмиттеру, а в PNP транзисторе всё наоборот. С функциональной точки зрения, разница между этими двумя типами транзисторов это напряжение на нагрузке. Как вы можете видеть на рисунке, транзистор NPN обеспечивает 0В когда он открыт, а PNP обеспечивает 12В. Вы позже поймете, почему это влияет на выбор транзистора.

Для простоты мы будем изучать только NPN транзисторы, но всё это применимо к PNP, принимая во внимание, что все токи меняются на противоположные.

Рисунок ниже показывает аналогию между переключателем (S1) и транзисторным ключом, где видно, что ток базы закрывает или открывает путь для тока от коллектора к эмиттеру:

Точно зная характеристики транзистора, от него можно получить максимальную отдачу. Основным параметром является коэффициент усиления транзистора по постоянному току, который обычно обозначается H fe или β. Также важно знать максимальный ток, мощность и напряжение транзистора. Эти параметры можно найти в документации на транзистор, и они помогут нам определить значение резистора на базе, о чем рассказано дальше.

Использование NPN транзистора как коммутатора

На рисунке показано включение NPN транзистора в качестве коммутатора. Вы встретите это включение очень часто при анализе различных электронных схем. Мы будем изучать, как запустить транзистор в выбранном режиме, рассчитать резистор базы, коэффициент усиления транзистора по току и сопротивление нагрузки. Я предлагаю самый простой и самый точный способ для этого.

1. Предположим, что транзистор находится в режиме насыщения: При этом математическая модель транзистора становится очень простой, и нам известно напряжение на точке V c . Мы найдем значение резистора базы, при котором всё будет правильно.

2. Определение тока насыщения коллектора: Напряжение между коллектором и эмиттером (V ce) взято из документации транзистора. Эмиттер подключен к GND, соответственно V ce = V c - 0 = V c . Когда мы узнали эту величину, мы можем рассчитать ток насыщения коллектора по формуле:

Иногда, сопротивления нагрузки R L неизвестно или не может быть точным, как сопротивление обмотки реле; В таком случае, достаточно знать, необходимый для запуска реле ток.
Убедитесь, что ток нагрузки не превышает максимальный ток коллектора транзистора.

3. Расчет необходимого тока базы: Зная ток коллектора, можно вычислить минимально необходимый ток базы для достижения этого тока коллектора, используя следующую формулу:

Из неё следует что:

4. Превышение допустимых значений: После того как вы рассчитали ток базы, и если он оказался ниже указанного в документации, то можно перегрузить транзистор, путем умножения расчетного тока базы например в 10 раз. Таким образом, транзисторный ключ будет намного более устойчивым. Другими словами, производительность транзистора уменьшится, если нагрузка увеличится. Будьте осторожны, старайтесь не превышать максимальный ток базы, указанный в документации.

5. Расчёт необходимого значения R b: Учитывая перегрузку в 10 раз, сопротивление R b может быть рассчитано по следующей формуле:

где V 1 является напряжением управления транзистором (см. рис 2.а)

Но если эмиттер подключен к земле, и напряжение база-эмиттер известно (около 0,7В у большинстве транзисторов), а также предполагая, что V 1 = 5V, формула может быть упрощена до следующего вида:

Видно, что ток базы умножается на 10 с учётом перегрузки.
Когда значение R b известно, транзистор "настроен" на работу в качестве переключателя, что также называется "режим насыщения и отсечки ", где "насыщение" - когда транзистор полностью открыт и проводит ток, а "отсечение" – когда закрыт и ток не проводит.

Примечание: Когда мы говорим , мы не говорим, что ток коллектора должен быть равным . Это просто означает, что ток коллектора транзистора может подниматься до этого уровня. Ток будет следовать законам Ома, как и любой электрический ток.

Расчет нагрузки

Когда мы считали, что транзистор находится в режиме насыщения, мы предполагали что некоторые его параметры не менялись. Это не совсем так. На самом деле эти параметры менялись в основном за счет увеличения тока коллектора, и поэтому он является более безопасным для перегрузки. В документации указано изменение параметров транзистора при перегрузке. Например, в таблице на рисунке 2.В показано два параметра которые значительно меняются:

H FE (β) меняется в зависимости от тока коллектора и напряжения V CEsat . Но V CEsat само меняется в зависимости от тока коллектора и базы, что показано в таблице дальше.

Расчет может быть очень сложным, так как все параметры тесно и сложно взаимосвязаны, поэтому лучше взять худшие значения. Т.е. наименьший H FE , крупнейший V CEsat и V CEsat .

Типичное применение транзисторного ключа

В современной электронике транзисторный ключ используется для контроля электромагнитных реле, которое потребляют до 200 мА. Если вы хотите управлять реле логической микросхемой или микроконтроллером то транзистор незаменим. На рисунке 3.A, сопротивления резистора базы рассчитывается в зависимости от необходимого для реле тока. Диод D1 защищает транзистор от импульсов, которые катушка генерирует при выключении.

2. Подключение транзистора с открытым коллектором:

Многие устройства, такие как семейство микроконтроллеров 8051 имеют порты с открытым коллектором. Сопротивление резистора базы внешнего транзистора рассчитывается, как описано в этой статье. Заметим, что порты могут быть более сложными, и часто используют полевые транзисторы вместо биполярных и называются выходами с открытым стоком, но всё остаётся точно таким же как на рисунке 3.B

3. Создание логического элемента ИЛИ-НЕ (NOR):

Иногда в схеме необходимо использовать один логический элемент, и вы не хотите использовать 14-контактную микросхему с 4 элементами либо из-за стоимости или местом на плате. Её можно заменить парой транзисторов. Отметим, что частотные характеристики таких элементов зависят от характеристик и типа транзисторов, но обычно ниже 100 кГц. Уменьшение выходного сопротивления (Ro) приведет к увеличению потребления энергии, но увеличит выходной ток.
Вам надо найти компромисс между этими параметрами.

На рисунке выше показан логический элемент ИЛИ-НЕ построенный с использованием 2х транзисторов 2N2222. Это может быть сделано на транзисторах PNP 2N2907, с незначительными изменениями. Вы просто должны учитывать, что все электрические токи тогда текут в противоположном направлении.

Поиск ошибок в транзисторных схемах

При возникновении проблемы в цепях, содержащих много транзисторов, может быть весьма проблематично узнать, какой из них неисправен, особенно когда они все впаяны. Я даю вам несколько советов, которые помогут вам найти проблему в такой схеме достаточно быстро:

1. Температура: Если транзистор сильно греется, вероятно, где-то есть проблема. Необязательно что проблема в горячем транзисторе. Обычно дефектный транзистор даже не нагревается. Это повышение температуры может быть вызвано другим транзистором, подключенным к нему.

2. Измерение V CE транзисторов: Если они все одного типа и все работают, то они должны иметь приблизительно одинаковое VCE. Поиск транзисторов, имеющих различные V CE это быстрый способ обнаружения дефектных транзисторов.

3. Измерение напряжения на резисторе базы: Напряжение на резисторе базы достаточно важно (если транзистор включен). Для 5 В устройства управления транзистором NPN, падения напряжения на резисторе должно быть более 3В. Если нет падения напряжения на резисторе, то либо транзистор, либо устройство управления транзистора имеют дефект. В обоих случаях ток базы равен 0.