Chequeo de transistores Bipolares, MosFet e IGBT

Transistors-whiteLa manera mas fácil de aprender y recordar como chequear transistores, es aprendiendo a chequear los Diodos.

Un Diodo es un semiconductor de dos terminales como el de la siguiente figura:

diodo

Aunque se fabrican en distintos tamaños, capacidades, características y formas físicas; el chequeo básico es el mismo. Consiste en averiguar que no este corto, con fugas o abierto.

El anillo gris claro en uno de sus extremos, señala la terminal K que traduce a nuestro idioma Cátodo. El extremo contrario viene a ser el Ánodo.

La siguiente figura, nos recuerda el símbolo usado en los diagramas:

diodo

Una manera excelente de ilustrar esto es con los Diodos LED. Un Diodo LED para que encienda debe estar correctamente polarizado. Observe la siguiente captura realizada con el simulador Crocodile:

Prueba con Leds

Note como el LED del lado derecho tiene invertida la polaridad del voltaje entregado por la batería, razón por la cual no conduce y por lo tanto no enciende!

Ahora si pasemos a los Diodos convencionales usados comúnmente como rectificadores.

Dijimos que las tres pruebas a realizar son:

  1. Que no este corto
  2. Con fugas
  3. Abierto.

Repasemos como hacerlo. Coloque la llave de su Téster en la posición para chequeos de Diodos.

 Chequeo-diodos

Asegúrese de colocar las puntas en el plug correspondiente: Punta negra en el conector negro o COM, y la punta roja en el conector rojo o marcado V, Ω, mA. Esto es muy importante, para obtener más confiabilidad de los chequeos.

Coloque la punta roja en el Ánodo y la negra en el Cátodo. Estando así, polarizamos el Diodo en prueba de modo correcto, y por lo tanto el debe conducir y el Téster nos indicará una medida aproximada de 500 a no ser que se trate de un Diodo especial como los Schottky que miden menos.

Esto sea dicho de paso porque los Diodos convencionales de Silicio con una tensión directa de 0,7 V se hace conductor, mientras que los Diodos Schottky conducen con una tensión inferior que va desde los 0,2 a los 0,4 voltios. De modo que si la medida es muy baja, probablemente el Diodo este en corto. Para asegurarnos, simplemente invertimos las puntas; los Diodos polarizados inversamente no deben conducir a no ser que se trate de un Diodo Zéner de tan bajo valor en Voltios, que el voltaje entregado por el Téster de su batería interna, lo alcance a activar.

Así que si al polarizar el Diodo en sentido contrario nos da alguna lectura, el Diodo tiene fugas; hay que reemplazarlo!

Con esto ya hemos realizado las tres pruebas: Corto, fugas o que este abierto. Si, porque si el Diodo al polarizarlo de modo correcto conduce, pero al invertir su polarización no lo hace, el Diodo esta respondiendo correctamente a la polarización.

Pasemos ahora a los transistores comunes de Silicio.

Un transistor para efectos de prueba se puede entender como dos Diodos en contraparte. Pero antes debemos tener bien claro el tipo de polaridad del transistor, es decir si es NPN o PNP; porque de lo contrario vamos a estar perdidos para concluir al final de las pruebas, si el transistor esta bueno o malo.

Las siguientes figuras ilustran el circuito equivalente únicamente para realizar las pruebas; no se quiere decir que un transistor se pueda reemplazar con un par de Diodos. El transistor del lado izquierdo es NPN y el de la derecha PNP.

Equivalentes

Empecemos entonces con los transistores más comunes, los del tipo NPN.

Transistor equivalente en diodos

Si fuésemos a chequear este transistor, debemos asegurarnos de los mismos tres conceptos estudiados con los Diodos: que no este corto, con fugas y que este conduciendo al polarizarlo correctamente. Veamos como hacerlo…

El orden no importa, pero se podría empezar por chequear la juntura C – E que es la que más se daña poniéndose en corto circuito.

Colector-Emisor

Note que hemos colocado la punta roja en el pin correspondiente al Colector y la punta negra al pin Emisor. De este modo estamos polarizando esas junturas que corresponden al equivalente a dos Diodos en serie pero en contraparte, con lo cual los Diodos nunca conducirán por no quedar completamente polarizado. Por eso el micro-amperímetro del simulador indica 0 uA. En otras palabras no hay circulación de corriente.

Lo mismo ocurrirá con la prueba al invertir las puntas…

Emisor-Colector

Observe que la captura indica nuevamente 0 uA. Eso nos confirma que el transistor tiene en buen estado esas junturas. Pero si nos ha dado alguna indicación de circulación de corriente, es porque esta con defectos o fugas.

La siguiente prueba que debemos hacer, es la correspondiente a las junturas que incluyan la Base. (B – E y B – C)

Prueba de juntura B – E

Base-Emisor

Observe que hemos colocado la punta roja (+) en la terminal E y la punta negra (-) en la terminal B. Sabemos que de esta manera nos queda la juntura o (diodo equivalente) inversamente polarizado, por lo tanto no debe conducir y el amperímetro no indicara circulación alguna de corriente si se encuentra en buen estado. Si invertimos las puntas…

Base-Emisor-ok

Note como ahora hay circulación de corriente y el miliamperímetro indica 8,32 mA. Si no hubiese circulación de corriente, indicaría que esa juntura está abierta, o no se está activando.

Vayamos ahora a la juntura B – C.

Base-Colector

Ahí nuevamente la juntura o Diodo equivalente nos quedara inversamente polarizado. Por lo tanto si esta buena, no debe indicar circulación de corriente.

Cualquier indicación mínima de circulación de corriente, es un claro indicio que el transistor tiene problemas en esa parte. Contario a si lo polarizamos de modo correcto. Véalo en la siguiente captura:

Base-Colector-ok

 

Así, el simulador indico una circulación de corriente de 8,32 mA.

Con esto podemos dar por terminada las pruebas a un transistor bipolar tipo NPN. Para los transistores tipo PNP, es el mismo procedimiento, solo que la polarización es inversa tal como lo indica la siguiente grafica.

pnp

MUY IMPORTANTE!

Si al hacer la medición E-C o C-E la lectura es equivalente a un Diodo, probablemente se trate de un transistor que internamente tiene un Diodo de protección Damper.

transistor con Damper

Obviamente el Diodo Damper registrara en la posición correcta, es decir para el transistor tipo NPN, como el de la figura anterior. Cátodo en el Colector y Ánodo en el Emisor. Si es tipo PNP estará exactamente al contrario.

Si en las medidas realizadas a un transistor mide una ligera circulación de corriente o medida en ohmios de Base a Emisor, pudiera tratarse de un transistor con resistencia de B –E como lo ilustra la grafica siguiente:

t_trans_174

En este caso es una resistencia de 40 ohmios que se puede medir con el Téster en la escala para Ohmios y que lógicamente medirá en ambos sentidos.

Otra probabilidad que pudiera darse es que al medir entre B – E no de medida alguna en ningún sentido. Esto porque se puede tratar de un transistor tipo Darlington.

Darlington

Es razonable deducir que bien podemos medir la juntura B – C del primer transistor de la izquierda, mas no la juntura B – E de este y mucho menos la del transistor de la derecha. Lo único que se puede medir por el método convencional en este tipo de transistor es: la juntura antes mencionada (B – C; y la juntura C – E del transistor del lado derecha.

Y para termianr con este apartado de posibilidades, cabe mencionar los transistores llamados “digitales”.

DTC114

Estos transistores tal como lo muestra la imagen superior, tienen dentro de su encapsulado dos resistencias. Una conectada a la Base y la otra entre Base y Emisor. Es de lógica calcular que nuestro Tester no alcance a polarizarlo y por lo tanto nos de una medida errónea de “abierto”. Para esos casos hay que “probarlo en caliente”, es decir en el mismo circuito energizado y buscar la manera de “ver”  que este primeramente bien polarizado, y segundo que este haciendo su trabajo.

Otra posibilidad, seria hacernos un circuito “Probador dinamico” para estos, junto con los Darlington. Seria lago asi como un circuito que nos permita colocarlo, polarizarlo, activarlo y “verlo” en accion.Prob-T-DigitalObserva la captura hecha al simulador en accion:Prob-T-Digital-2Y ahora como seria nuestro “Probador de transistores Darlington”

Prob-T-Darlington

Todo lo anterior hay que confirmarlo con la ayuda de la hoja de datos del fabricante o Datasheet para estar seguros que la medida registrada realmente corresponda a esos tipos de transistores “especiales” y que si estén dañados.

Ahora que se tiene un buen refrescamiento de cómo probar o chequear transistores, podemos pasar a aprender a chequear los transistores que pudiéramos llamar de “última generación” aunque en realidad solo lo es para la tecnología domestica: Los transistores MOSFET e IGBT.

Chequeo de transistores MOSFET e IGBT

Mosfet-IGBTÚltimamente nos hemos visto como técnicos electrónicos de aparatos domesticos, enfrentados a una familia de transistores no tan comunes llamados MOSFET e IGBT. La pregunta de siempre es: ¿Cómo se chequean?

En este artículo voy a indicarle el método que utilizo para saber con certeza su estado. Empezare con los transistores MOSFET.

Los transistores MOSFET o Metal-Oxido-Semiconductor (MOS) son dispositivos de efecto de campo que utilizan un campo eléctrico para crear una canal de conducción.

Existen dos tipos de transistores MOS: MOSFET de canal N o NMOS y MOSFET de canal P o PMOS. La siguiente figura ilustra los símbolos usados en los diagramas:

simbolos_transistores_NMOS_PMOSSus terminales físicas se identifican así:

Viendo el transistor de frente, se cuentan las terminales de izquierda a derecha donde el

  • 1 corresponde al Gate,
  • 2 al Drenaje
  • 3 al Source.

mosfet1bdv64b

Las terminales que soportan el paso mayor de corriente son el D (Drenaje) y el S (Source). En otras palabras como estos transistores son usados comúnmente como suiches, el interruptor estará entre esas terminales. La terminal Gate (puerta) es la de control.

La falla mas común de los transistores MOSFET es que se corto-circuite sus terminales D – S quedando como un interruptor siempre cerrado. De modo que lo primero a chequear en la escala para Diodos es que esa juntura este infinita o en algunos casos, que mida un Diodo Damper con el Cátodo en la terminal D y el Ánodo en la terminal S para los de canal N. En los de canal P, el diodo estará inverso. La presencia o no del Diodo Damper la confirmara el Datasheet como ya menciono arriba.

Sin embargo habrá casos en los que necesitemos asegurarnos que el transistor se esté activando al recibir la orden de disparo. La manera de hacerlo es como a continuación se la describo:

Primero mido en la escala para Diodos que no haya corto circuito entre las terminales D y S. Si tiene Damper (no todos los tienen), dará un valor alrededor de 500. Si no lo tiene, debe indicar infinito; lo mismo que al invertir las puntas.

D-S-damper

Luego sin retirar la punta COM (negra), colocamos la punta “Roja” en la terminal G del transistor en prueba.

Gate-Source

Esto con el fin de “cargar” la compuerta o terminal G, de modo que cuando volvamos a colocar la punta roja en la terminal D, encontremos el transistor activo al menos por unos segundos.

D-S-OK

Si corto-circuitamos las terminales G – S, el MOSFET volverá a su estado de reposo, es decir que al tomar la medida entre D y S indicara infinito o nuevamente el Damper si lo tiene.

Y… con los IGBT?

inverter16

Buena noticia! Exactamente lo mismo!!!

Circuito-equivalente

La imagen superior enseña los diferentes símbolos usados en los diagramas, y al lado derecho, un circuito equivalente para entender lo que se dice de los IGBT; que son una combinación de transistor bipolar con los MOSFET.

ADVERTENCIA: Si tu Multímetro no alcanza a activar los MOSFET o lo IGBT, es porque el voltaje entregado es muy bajo. Los más óptimos son los que internamente tienen batería de 9V.

Pero no se preocupe! El transistor lo puede activar con una batería de 9V desechada, que al menos este entregando unos 6V.

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46 Responses to “Chequeo de transistores Bipolares, MosFet e IGBT”

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  • Antonio Chacon on abril 8, 2014

    excelente explicacion de como hacer las mediciones.

  • José Sánchez on marzo 30, 2014

    Me agrado mucho la explicación, por ser clara y sin tantos rodeos, te agradezco la ayuda a todos los que nos gusta la electrónica, y ya estas agregado a mis favoritos para futuras consultas, muchas felicidades y que estés bien..

  • Ángel Peña Jara on marzo 26, 2014

    Felicitaciones por la clara exposición y explicación del tema. Me complace que haya quienes comparten sus conocimientos con los que tanto los necesitamos. La manera de probar transistores Darlington y lógicos, es un problema recurrente entre los que nos dedicamos a la electrónica.
    Muchas gracias.

  • sergio on marzo 16, 2014

    Gracias amigo, la gente como tu hace que los que empezamos en esto, no palmemos en el intento. mil gracias

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