COMPROVACION DE SEMICONDUCTORES mts

Capítulo 4 - Comprobación de Semiconductores

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COMPROBACION DE SEMICONDUCTORES En el capítulo anterior explicamos los métodos básicos para la medición de componentes pasivos, dejando para ésta oportunidad el detalle sobre las pruebas de componentes activos tales como diodos, transistores bipolares, transistores unijuntura, transistores de efecto de campo, tiristores triacs, circuitos integrados, etc.. En este caso indicaremos como se mide el componente fuera del circuito, y como se debería comportar cuando está debidamente polarizado. Como hicimos oportunamente, primero haremos una explicación general para luego completar el detalle en forma ordenada a título de guía.

Prueba de diodos Figura 1 - Circuito del multímetro como óhmetro.

Debemos recordar que los diodos son componentes que conducen la corriente en un solo sentido, teniendo en cuenta ésto, se pueden probar con un multímetro en la posición "óhmetro" ya que para hacer la prueba de resistores, por él circula una pequeña corriente que suministra el propio instrumento. En otras palabras, el multímetro como óhmetro no es más que un microamperímetro en serie con una batería y una resistencia limitadora tal como se muestra en la figura 1. Cuando el terminal positivo de la batería del multímetro se conecta en serie con el ánodo del diodo bajo ensayo y el otro terminal del instrumento se conecta al cátodo, la indicación debe mostrar una baja resistencia , mayor deflexión se conseguirá cuanto más grande sea el rango, según se indica en la figura 2.

Figura 2 - Prueba del diodo en sentido directo.

Figura 3 - Prueba del diodo en inversa. EDITORIAL QUARK S.R.L.

Al invertir los cables del óhmetro el diodo quedará polarizado en inversa por lo cual el instrumento acusará alta resistencia. En teoría la resistencia inversa debería ser infinita, con lo cual la aguja del multímetro no se debería mover, como lo sugiere la figura 3, pero en algunos diodos, especialmente los de germanio, cuando se los mide en rangos superiores a R x 100 en sentido inverso, provocan una deflexión notable llegando hasta un tercio de la escala, lo cual podría desorientar a los principiantes creyendo que el diodo está defectuoso cuando en realidad está en buenas condiciones. Por lo tanto, para evitar confusiones la prueba de diodos debe realizarse en el rango más bajo del óhmetro tal que al estar polarizado en directa la aguja deflexione indicando baja resistencia y cuando se lo polariza en inversa la aguja del instrumento casi no se mueva, lo que indicará resistencia muy elevada. Si se dan estas dos condiciones, entonces,el diodo está en buen estado y se lo puede emplear en circuitos. Si al realizar ambas mediciones, el instrumento acusa muy baja resistencia, significa que el diodo está en cortocircuito, en cambio si ambas lectuService de Equipos Electrónicos

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ras indican muy alta resistencia, es indicio de que el diodo está abierto. En ambos casos se debe desechar el componente. Note que con el multímetro puede encontrar el ánodo y el cátodo del elemento si es que no lo conoce, ya que en la indicación de baja resistencia el terminal conectado al polo positivo de la batería interna del multímetro corresponderá al ánodo y el otro terminal será entonces, el cátodo.La prueba es válida para la mayoría de los multímetros analógicos en los cuales el negativo del "multímetro" corresponde al terminal positivo de la batería interna, cuando el multímetro funciona como óhmetro, ésto se ejemplifíca en la figura 4.

Figura 4 - En los multímetros analógicos el borne positivo corresponde al negativo de la batería.

El método aplicado es igualmente válido para todos los diodos sin incluir los rectificadores de alta tensión empleados en televisores transistorizados, como por ejemplo diodos de potencia para fuentes de alimentación, diodos de señal, diodos varicap, diodos zener, etc., ya sean de germanio o de silicio. Al hacer la prueba de un diodo zener, es necesario conocer la tensión de estabilización, para ello se emplea un circuito que requiere de una fuente de tensión variable cuya tensión sea mayor que la tensión de zener a medir, un resistor de unos 330Ω ó 470Ω y un par de multímetros empleados como voltímetros tal como se indica en la figura 5. Para hacer la prueba deben seguirse los siguientes pasos: 1º) Arme el circuito de prueba asegurándose de ajustar la tensión de la fuente al valor mínimo posible, por debajo de la tensión del zener. 2º) Conecte la fuente. 3º) Aumente la tensión de la fuente mirando simultáneamente los dos voltímetros, se verá que ambas mediciones son iguales, ya que no circula corriente por el zener y por lo tanto, no hay caída de tensión en el resistor de 470Ω, pues no se ha alcanzado la tensión de estabilización. 4º) Lentamente se sigue aumentando la tensión hasta que aumente la indicación en V1 y permanezca constante la tensión en V2. Cuando esto ocurre V2 está indicando la tensión zener del diodo. No se debe aumentar excesivamente la tensión de la fuente, ya que podría sobrepasarse la máxima corriente que soporta el zener ocasionando la destrucción del mismo.

Prueba de transistores bipolares En general los transistores están en buen estado o no sirven, es muy raro que presenten condiciones intermitentes de funcionamiento, salvo que existan falsos contactos en los terminales o alguna anomalía media extraña. Esta razón hace que la prueba de transistores sea sencilla con un óhmetro. Figura 5 - Prueba de un diodo zener. EDITORIAL QUARK S.R.L.

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Para probar un transistor se debe conocer su polaridad, la ubicación de sus terminales y la polaridad del multímetro empleado como óhmetro. Convengamos de aquí en más que en el multímetro a usar como ejemplo, el terminal marcado con (+) corresponde al negativo de la batería interna. Se deben comprobar primero las junturas base-emisor y base-colector del transistor los cuales se comportarán como diodos, es decir, cuando se polarizan en directa el instrumento debe acusar baja resistencia y en sentido inverso tendrá alta resistencia.

Figura 6 - Prueba de las junturas de un transistor NPN.

Un transistor NPN, con la punta roja del óhmetro en el emisor y la punta negra en la base, debe indicar baja resistencia y con la punta roja en base y negra en emisor, la aguja no deflexionará indicando resistencia elevada. El multímetro debe ser empleado en la escala más baja de resistencia, tal como se muestra en la figura 6. Con un sólo multímetro es suficiente, realizando las mediciones alternativamente. La prueba es válida tanto para transistores de silicio como de germanio. El mismo procedimiento se emplea para los transistores PNP, las indicaciones que deben obtenerse se muestran en la figura 7. Si la medición de una juntura indica baja resistencia en ambos sentidos, entonces dicha juntura está en cortocircuito. Si da una lectura de alta resisten-

Figura 7 - Prueba de las junturas de un transistor PNP. EDITORIAL QUARK S.R.L.

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Figura 8 - Prueba de los terminales colector y emisor de un transistor NPN.

cia en las dos direcciones, la juntura estará abierta. La última prueba consiste en medir la resistencia entre colector y emisor, la cual debe ser muy alta para cualquier conección de los terminales al multímetro. Lo dicho se grafica en la figura 8. En muchas ocasiones desconocemos cuales son los terminales de un transistor.El procedimiento que daremos es válido para cualquier transistor que funcione correctamente: Primero identificamos la base, para ello con el multímetro en R x 100 colocamos una punta del multímetro en un terminal y con la otra punta tocamos alternativamente los otros dos. Hacemos esto con los tres terminales, la

Figura 9 - Identificación de la base de un transistor. EDITORIAL QUARK S.R.L.

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base será aquella en que la aguja haya deflexionado tanto si la restante punta del multímetro está en un terminal como en el otro. Para entender mejor el procedimiento, supongamos que el negativo (marcado "+" en el multímetro) es el que usamos para hallar la base y se presentan los casos mostrados en la figura 9. Como en ningún caso de la figura la aguja deflexiona, invertimos las puntas del instrumento; es decir, buscamos la base usando como punto común al extremo positivo, tal como se muestra en la figura 10. Una vez encontrada la base y, como en el ejemplo hizo falta colocar en ella la punta positiva para que haya deflexión cuando medimos con los otros dos terminales, el transistor es NPN. Si se hubiese encontrado la base teniendo en ella la punta negativa el transistor sería PNP. Por medio del multímetro podemos localizar el emisor y el colector. Si conectamos el multímetro entre colector y emisor y, por ejemplo, una resistencia entre lo que creemos que es el colector y la base, entonces el transistor estaría polarizado en "polarización fija" y habría corriente de colector que sería acusada por la aguja del multímetro. Como la resistencia de base debe ser de un valor alto, directamente podríamos utilizar los dedos de nuestra mano como si fuese la resistencia de polarización de la base.

Figura 10 - Segundo procedimiento para localizar la base de un transistor.

Para localizar los terminales, elegimos una patita del transistor como emisor y la polarizamos como corresponde. Si ya sabemos que el transistor es NPN, ponemos la punta negativa (marcada "+" en el multímetro) en lo que supongo que es el emisor. La punta positiva la conectamos al supuesto colector y con los dedos de la mano polarizamos entre base y colector. El selector de escala debe estar en R x 100 , tal como se indica en la figura11. Hecha la prueba, si la aguja deflexiona lo suficiente, el elemento elegido como emisor es realmente el emisor, en caso contrario será el colector. Esta prueba es válida tanto para transistores NPN como PNP, respetando las polaridades. Proponemos ahora el armado de un sencillo pero eficaz instrumento teniendo en cuenta lo que hemos aprendido hasta el momento. En este aparato con sólo colocar el componente bajo prueba en un zócalo y con el movimiento de una llave, sabrá de inmediato si el elemento está en buen estado o no.

Figura 11 - Identificación del emisor de un transistor. EDITORIAL QUARK S.R.L.

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La teoría de funcionamiento consiste en que el transistor bajo prueba es parte de un pequeño amplificador que hará circular una corriente de colector de unos 10mA a 15mA provocando el encendido de un diodo emisor de luz. Con una llave se cambia la polaridad de la batería para permitir la prueba de transistores NPN y PNP. La prueba se realiza presionando un pulsador, el circuito se muestra en la figura 12: Los puntos B, E y C corresponden a la base (B), el emisor (E) y el colector (C) del transistor que se desea probar, ya sea de silicio o de germanio, NPN o PNP. Si el transistor es NPN, debe ubicarse la llave inversora en posición "NPN", luego se pulsa S2 y debe encenderse el LED verde. Luego se pasa la llave S1 a posición "PNP" y se vuelve a presionar S2 con lo que no se debe encender ningún LED. Figura 12 - Probador de transistores.

Si luego de colocar el transistor en el zócalo (E, B y C respectivamente), colocar la llave inversora en posición NPN y presionar el pulsador no se enciende el LED puede ocurrir que el transistor esté abierto o que no sea NPN. Si al pasar la inversora a posición "PNP" y presionar S2 no se enciende el LED, entonces el transistor no "sirve" pues está abierto, en cambio si se enciende el LED rojo indica que se trata de un transistor PNP. Si tanto para posición NPN como PNP de la llave inversora se encienden los LEDs verde y rojo respectivamente, entonces el transistor está en cortocircuito por lo cual no sirve. Por lo sencillo del circuito puede armarse en una caja pequeña sobre un circuito impreso o bien en puente de terminales para lo cual damos el esquema de montaje en la figura13. Existen otros probadores de transistores que se basan en principios de funcionamiento distintos y dan una seguridad mayor sobre el estado del componente bajo prueba. La limitación fundamental de este probador está en la corriente de fuga o inversa que pueden presentar ciertos transistores (en especial de RF), lo que hará encender los dos LEDS aunque el componente esté en buen estado. En ese caso uno encenderá más que otro y en esos casos vale la destreza del técnico para saber reconocer la situación en que se encuentra.

Figura 13 - Armado del probador en puente de terminales. EDITORIAL QUARK S.R.L.

Este práctico instrumento sirve también para verificar el estado de diodos conectando sus patitas a los terminales "C" (correspondiente a colector) y "E" (correspondiente a emisor). Al hacer la prueba, en una Service de Equipos Electrónicos

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posición de la llave inversora deberá encender un LED y en la otra posición no debe encender ninguno. Si en ambas posiciones de S1 encienden los LED (rojo y verde alternadamente) el diodo está en cortocircuito y si no enciende ninguno es porque está abierto. En muchas ocasiones se debe comprobar el componente sin poder sacarlo del circuito en que se encuentra, en tales casos pueden realizarse algunas mediciones con el multímetro que nos permitirán verificar si el componente funciona o no. Muchas veces por no tener el circuito o por desconocer la función que cumple el componente, no se sabe si el mismo está operando en su zona lineal, en el corte o en la saturación, pués si se supiera bastaría con medir la tensión colector-emisor para tener una idea de su estado. El tabla I resume las tensiones que deberían medirse entre colector y emisor de un transistor de acuerdo con la clase de operación en que se encuentra. TABLA I Estado

Tensión a medir

Transistor al corte........................mínima = 90% de la tensión de fuente máxima = tensión de fuente Transistor en zona lineal.............mínima = 30% de la tensión de fuente máxima = 70% de la tensión de fuente Transistor saturado......................mínima = 0,5 volt máxima = 20% de la tensión de fuente Por ejemplo, si la tensión de alimentación o fuente de un circuito fuera de 15 volt, cuando el transistor opera en su zona lineal debe tener entre emisor y colector una tensión comprendida entre 4 y 11volt. Si se midieran 0,8 volt estaría saturado y si tuviera 14 volt estaría al corte. Si no se midiera tensión alguna entre colector y emisor puede ocurrir que el resistor de polarización de colector estuviera cortado o, lo que es más probable, que el transistor estuviera en mal estado, por lo cual hay que reemplazarlo. Figura 14 - Cambio de polarización para saber el estado de un transistor. EDITORIAL QUARK S.R.L.

La tensión base-emisor debe estar comprendida entre 0,5 y 0,9 volt para transistores de silicio y entre 0,1 y Service de Equipos Electrónicos

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0,3 volt para transistores de germanio. El método más convincente para saber si un transistor está en buen estado o no, es comprobar si reacciona a cambios de polarización, cambiando por ejemplo, el valor de algún resistor. Una forma es disminuir la resistencia de polarización de base con lo cual aumentará la corriente de base, tal como sugiere la figura 14, también la corriente de colector y, por enFigura 15 - Cómo llevar al estado de corte a un transistor.

de, disminuirá la tensión colector-emisor. Para disminuir la resistencia de base se coloca en paralelo con la ya existente otro resistor Rx, cuyo valor conviene que sea igual al primario. En el caso de la figura 14 que estamos analizando, Rx debería ser de 22kΩ aunque su valor no es crítico. Otra prueba que se puede realizar es cortocircuitar la juntura base-emisor con lo cual la indicación del voltímetro que mide la tensión colector-emisor debe ser cercana a la tensión de fuente ya que con ésto llevamos el transistor a la condición de "corte", tal como se muestra en la figura 15. No se recomienda hacer mediciones de transistores de potencia en circuitos ya que una mala operación podría provocar una corriente excesiva que podría destruir al componente. Es aconsejable que cuando quiera comprobar un transistor de potencia (salida de audio, por ejemplo) lo retire del equipo en que se encuentra.

Prueba de transistores unijuntura Con el procedimento que describiremos se puede determinar el estado general de un transistor unijuntura, tomando como base el tipo más común que es el 2N2646. Se puede detectar el estado del sustrato y de la juntura. Para probar el estado del sustrato se debe hacer lo siguiente: a) Coloque el multímetro en la escala de resistencia R x 10. b) Calibre el multímetro como óhmetro. c) Mida la resistencia entre las bases (B1 y B2) del transistor unijuntura, tal como se especifica en la figura 16 . Si el valor medido está entre 2 kΩ y 10 kΩ, el Figura 16 - Prueba del sustrato de un transistor unijuntura. EDITORIAL QUARK S.R.L.

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transistor unijuntura tiene el sustrato en buenas condiciones. Si la resistencia detectada es infinita o muy alta, el sustrato está abierto. Para verificar el estado de la juntura del transistor se debe proceder de la siguiente manera: a) Coloque el multímetro en el rango R x 10 .b) Calibre el óhmetro. c) Mida la resistencia en sentido directo entre la base B1 o la base B2 y el emisor E, según lo mostrado en la figura 17. d) Mida la resistencia en sentido inverso entre la base B1 o la base B2 y el emisor E, tal como se muestra en la figura 18. Si en inversa se mide una resistencia infinita y en directa una resistencia baja, el transistor está en buenas condiciones. Figura 17 - Medición directa de un transistor unijuntura.

Si la resistencia en las 2 mediciones es alta o infinita, el transistor está abierto. Si la resistencia en las 2 mediciones es muy baja, el transistor está en cortocircuito. Como entre el emisor y el sustrato que une las bases existe una juntura que se comporta como un diodo común, se pueden seguir los mismos pasos de prueba que los explicados para estos elementos. Si se desean identificar los terminales de un transistor unijuntura, puede proceder de la manera que se explica a continuación: a) Coloque la llave selectora del multímetro en el rango R x 10 . b) Calibre el óhmetro. c) Mida la resistencia entre todos los terminales hasta encontrar dos en que el valor medido sea el mismo en sentido directo e inverso. Este par corresponde a las bases B1 y B2, "aún no identificadas individualmente". El tercer terminal es el emisor. d) Mida la resistencia directa entre el emisor y los 2 terminales restantes. La resistencia entre la base B1 y el emisor será mayor que la resistencia entre la base B2 y el

Figura 18 - Medición inversa de un transistor unijuntura. EDITORIAL QUARK S.R.L.

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emisor, presentando los valores que se indican en la figura 19. En resúmen podemos afirmar lo siguiente: Si la resistencia en los 2 sentidos está entre 3 y 10 kΩ, el emisor es el terminal restante.La resistencia es más baja entre el emisor y la base B2 y más alta entre el emisor y la base B1. Para ampliar sus conocimientos, digamos que la diferencia entre la base B1 y emisor y la base B2 y emisor se debe a la llamada "relación intrínseca", que varía entre 0,45 y 0,8; esta relación indica en qué punto del sustrato está localizada la juntura de emisor, y, por lo tanto, las resistencias a ambos lados de éste punto, tal como se vé en la figura 20. Figura 19 - Localización de los terminales de un transistor unijuntura.

El punto está ubicado encima del medio, y entonces la resistencia entre el emisor y la base B2 normalmente es menor que la resistencia entre el emisor y la base B1.

Medición de RCSs y TRIACs Los rectificadores controlados de silicio (RCS) y Triacs son reles electrónicos, es decir, conducen luego de ser excitada la compuerta. Los RCSs se comportan como diodos ya que conducen la corriente en un sólo sentido luego de aplicar una tensión positiva en compuerta respecto de cátodo durante un instante. Mientras circule una corriente entre ánodo y cátodo superior a la de mantenimiento, el componente permanecerá activo por más que haya desaparecido la corriente de disparo. Para que el RCS funcione, la tensión de ánodo debe ser positiva respecto de la de cátodo. Los Triacs se pueden considerar como RCSs bidireccionales ya que se comportan como tiristores que conducen la corriente en ambos sentidos; ahora la excitación de compuerta podrá ser tanto negativa como positiva. La prueba se limita a la verificación de la juntura compuerta (gate) - terminal principal 1 (MT1). Si el triac estuviera abierto o en corto, eventualmente podemos tener una idea, situaciones especiales no podrán ser detectadas. Para la prueba se deben seguir los siguientes pasos. a) Coloque la llave selectora del multímetro en el rango: R x 1 o R x 10. b) Calibre el óhmetro.

Figura 20 - Relación intrínseca de un transistor unijuntura. EDITORIAL QUARK S.R.L.

c) Mida la resistencia entre los terminales principales en sentido directo y en sentido inverso (MT1 y MT2), haciendo referencia al circuito de la figura 21. Service de Equipos Electrónicos

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d) Mida la resistencia directa e inversa entre los terminales de compuerta (G) y principal 1 (MT1), tal como se muestra en la figura 22. Se deduce lo siguiente: Si la resistencia entre los terminales principales en una de las mediciones o en las dos es baja, el triac está en corto. Si la resistencia entre los terminales principales en las 2 medidas es alta, el triac, en principio, está bien. Si la resistencia en una de las mediciones entre compuerta (G) y MT1 es baja y en la otra es alta, la compuerta está bien. Si en las 2 mediciones la resistencia entre G y MT1 es alta o baja, el triac puede estar abierto o en corto, respectivamente.

Figura 21 - Prueba del estado de triacs.

Tenga en cuenta que en el mercado hay Triacs de distintas corrientes y potencias por lo cual aunque lo dicho pareciera indicar lo contrario, dos componentes que manejen la misma capacidad de corriente pueden no resultar equivalentes. Es muy común encontrar un resistor de 1 kΩ entre G y MT1 de un TIC 226 con lo cual se estandarizan sus características. La resistencia directa entre G y MT1 de un TIC 226, en la escala R x 1 de un instrumento de sensibilidad 50.000Ω/V es del órden de 60 Ω. Los Triacs se pueden considerar como 2 RCSs en oposición conectados en paralelo, por lo tanto el comportamiento esperado para la prueba es semejante, debiendo ser observada una baja resistencia entre G y MT1 con polarización directa. Como en general las corrientes de disparo son algo elevadas , variando entre 15mA y varios cientos de mA, en ciertas ocasiones el multímetro no puede establecer condiciones de disparo. Si se desea probar la corriente de disparo o la sensibilidad de estos componentes fuera del circuito se necesita, además del medidor, una fuente de alimentación. La prueba permite determinar la corriente mínima necesaria para el disparo de un RCS y también la corriente mínima que podemos mantener entre ánodo y cátodo del RCS sin que se desconecte y sin excitación en la compuerta luego de disparado. Para medir la corriente de disparo de un RCS, deben

Figura 22 - Otra prueba para saber el estado de triacs. EDITORIAL QUARK S.R.L.

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seguirse los siguientes pasos: a) Se arma el circuito de la figura 23 y se conecta el multímetro en la escala de corriente contínua de 50 mA o más. b) Debe tenerse en cuenta la polaridad de las puntas de prueba y el potenciómetro de la fuente debe estar en la posición de mínima tensión. c) La carga puede ser una lámpara de 12V x 5W. d) Se gira lentamente el eje del potenciómetro, notando el aumento de la corriente de compuerta del RCS hasta el instante en que ocurre el disparo del RCS y la lámpara se enciende. En ese momento, podemos leer directamente en el amperímetro el valor de la corriente buscado. El circuito empleado para la medición de la corriente de disparo se muestra en la figura 24. Figura 23 - Cómo medir la corriente de disparo de un RCS.

Se puede usar el mismo procedimiento para medir la tensión para la cual se produce el disparo, en esta medición, el multímetro debe colocarse en la escala más baja de tensiones tal como se muestra en la figura 25. La tensión de disparo para los RCSs del tipo TIC 106, por ejemplo es típicamente de 0,6 V, pero puede variar entre 0,4 V y 1 V. Para darle datos adicionales, digamos que la corriente medida se denomina IGT (corriente de disparo) y varía entre 50 y 200µA para los RCSs del tipo TIC106. El disparo también ocurrirá cuando la tensión entre compuerta y cátodo alcance un determinado valor llamado VOT. Expliquemos ahora como se mide la corrinte de mantenimiento de un RCS.

Figura 24 - Circuito para la medición de la corriente de disparo. EDITORIAL QUARK S.R.L.

Para que un RCS o un Triac permanezca activo, por él debe circular una corriente mínima denominada corriente de mantenimiento. Un valor menor al de la corriente de mantenimiento, que circule entre ambos terminales principales del Triac o a través de ánodo y cátodo de un RCS hará que el componente vuelva a sus condiciones de reposo. La corriente mínima de mantenimiento en RCSs o Triacs de baja potencia Service de Equipos Electrónicos

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es de apenas algunas centenas de µA aunque para componentes de mayor tamaño, puede alcanzar valores del orden de los 100 mA o más. Si se desea saber el valor de esta corriente de mantenimiento se deben seguir los siguientes pasos: a) Se arma el circuito de la figura 26 y se conecta el multímetro en la escala de corrientes DC 10 mA. b) Se coloca el potenciómetro de la fuente en la posición de máxima resistencia, inicialmente, y se pone en marcha el circuito. c) Abrimos el botón de disparo y observamos si ocurre el disparo del RCS, lo cual es indicado por la subida de la corriente medida por el multímetro. Figura 25 - Verificación de la tensión de disparo de un RCS.

d) Se activa el pulsador de disparo y si la corriente cae a cero, es porque el RCS no mantiene la corriente entre ánodo y cátodo, si ésto ocurre aumentamos ligeramente su valor girando un poco el potenciómetro P. e)

Conectamos el pulsador de disparo y verificamos si la corriente se mantiene, o sea, si el RCS se mantiene conectado. La corriente de mantenimiento será aquella para la cual se mantiene en el RCS al soltar el pulsador. La corriente de mantenimiento se denomina IH (holding current) o corriente de enganche, y es la corriente mínima que el RCS puede controlar en funcionamiento normal. Por debajo de este valor, el RCS no puede mantenerse disparado. Para los RCSs del tipo TIC 106, esta corriente varía entre 3 y 10 mA. Un RCS de mayor corriente, como el TIC 116 o el TIC 126 tienen corrientes de mantenimiento entre 40 y 70 mA. Para la prueba de tales RCSs, el potenciómetro en serie con el multímetro debe tener su valor pequeño y ser de alambre. En muchas ocaciones es necesario conocer los terminales de un RCS o un Triac, si no se tiene un manual de componentes apropiado, puede averiguarlo procediendo de la siguiente manera:

Figura 26 - Medición de la corriente de mantenimiento de RCSs. EDITORIAL QUARK S.R.L.

a)

Coloque la llave selectora del multímetro en la escala más baja de Service de Equipos Electrónicos

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resistencias: R x 1 generalmente. b) Calibre el instrumento. c) Mida la resistencia entre terminales, tomándolos de a 2 patitas hasta encontrar un par que tenga baja resistencia (100Ω o menos). El terminal que quedó fuera de esta medición es el ánodo. Los 2 terminales que fueron usados en esta medición son el cátodo (K) y la compuerta (G), sin poder identificarlos hasta el momento. d) Coloque la punta de prueba positiva al terminal identificado como ánodo y la negativa en uno de los otros dos terminales. Cortocircuite momentáneamente los terminales que se cree que son compuerta y cátodo, tal como se ejemplifica en la figura 27. El instrumento debe indicar baja resistencia. e) Si al deshacer el cortocircuito, la aguja permanece en baja resistencia, o sea, el RCS se mantiene disparado, entonces el terminal que está libre es la compuerta (G). Figura 27 - Cómo identificar los terminales de un RCS.

f) Si al deshacer el cortocircuito, la aguja vuelve a indicar alta resistencia, entonces el terminal libre es el cátodo. Para asegurarse conéctele la punta de prueba negativa y rehaga la prueba para comprobar el disparo. Debe ocurrir lo indicado en el ítem e). Una vez encontrada la baja resistencia, el terminal sobrante es el ánodo. Conectamos la punta positiva al ánodo y la negativa al supuesto cátodo. Si ésto es correcto, el dispositivo se disparará. Si no se consiguiera el disparo de ningún modo, el RCS puede no tener características que permitan la prueba, o podría ocurrir que esté defectuoso. Si bien la disposición de los RCSs más comunes, como los de la serie 106, es bien conocida, pueden aparecer otros tipos con configuraciones diferentes. En estos casos, se puede aplicar la prueba de identificación anterior, ya que son de pequeñas dimensiones y sus corrientes de disparo también son bajas. Esta prueba no revela la capacidad de corriente del RCS y tampoco su tensión máxima. En definitiva, si se hacen las pruebas mencionadas y no se tiene seguridad sobre el buen funcionamiento del dispositivo, conviene verificar si el mismo funciona correctamente o no. Podemos probar principalmente los RCSs de la serie 106 como los MCR 106, C 106, TIC 106 e IR 106 con tensiones máximas de trabajo entre 20 y 400 V. La prueba determina el estado de las junturas y también permite verificar las condiciones de disparo. Comencemos por indicar los pasos a seguir para la medición de las junturas: a) Coloque la llave selectora del multímetro en las escalas más bajas de resistencias: R x 1 generalmente.

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b) Calibre el óhmetro. c) Identifique los terminales del óhmetro y haga las siguientes mediciones de resistencias: Resistencia directa e inversa entre ánodo (A) y cátodo (K). Resistencia directa e inversa entre cátodo (K) y compuerta (G). Resistencia directa e inversa entre ánodo (A) y compuerta (G). Los pasos mencionados se ilustran en la figura 28. La resistencia directa entre compuerta y cátodo debe presentar bajo valor. Todas las demás resistencias medidas deben ser altas.Si la resistencia entre ánodo y cátodo es baja, el RCS está en corto.Si la resistencia entre compuerta y cátodo es alta, el RCS está abierto. En la escala R x 1 de un multímetro de 50.000 Ω/V la resistencia directa de la juntura compuerta-cátodo tiene un valor comprendido entre 10 y 100 Ω; para multímetros de otras sensibilidades es conveniente que realice pruebas previas con componentes en buen estado para asegurarse de los resultados obtenidos. Los valores de resistencia medidos en las junturas de un RCS dependen tanto de la sensibilidad del instrumento como de su tensión de operación. Lo importante a tener en cuenta es que la baja resistencia existe y debe ser inferior a 1 kΩ para cualquier RCS. Resta ahora verificar si el dispositivo dispara correctamente o no. Son muchos los procedimientos que pueden hacerse efectivos para la prueba del disparo de un tiristor con el empleo de un multímetro, pasemos a describir uno de ellos: a) Coloque la llave selectora del multímetro en el rango de más baja resistencias: R x 1 generalmente. b) Calibre el instrumento. c) Conecte la punta de prueba positiva al ánodo y la negativa al cátodo del RCS bajo prueba. d) Lea la resistencia y luego provoque el disparo cortocircuitando momentáneamente los terminales entre ánodo y compuerta tal como se indica en la figura 29. Anote el valor de la resistencia medida.

Figura 28 - Verificación del estado de RCSs. EDITORIAL QUARK S.R.L.

Si la resistencia medida, que inicialmente era muy alta, cae a un valor bajo (entre 40 y 50 Ω) permaneciendo así, incluso después de quitado el cortocircuito, el RCS está en buen estado, o sea, en condiciones normales de disparo. Cortocircuite el ánodo y el cátodo del mismo modo y la reService de Equipos Electrónicos

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sistencia debe volver al valor inicial. Si la resistencia no cae a cero en el momento en que se establece el cortocircuito, el RCS no se dispara y por lo tanto no está en condiciones de uso. Si la resistencia cae a cero, pero vuelve a infinito cuando se quita el cortcircuito, el RCS tiene problemas de disparo.

Figura 29 - Forma de probar el disparo de un RCS.

Para RCSs de mayores corrientes de disparo, la corriente que es capaz de suministrar el óhmetro no es suficiente para permitir el disparo. Para el TIC 106, C 106, MCR 106 esta prueba es válida en instrumentos comunes. Para RCSs de mayor potencia, es posible que no se produzca el disparo y su mantenimiento, e incluso puede producirse el disparo pero no el mantenimiento. Antes de efectuar la prueba debe verificar en el manual del RCS la corriente mínima de disparo de mantenimiento, y vea si en la escala usada, su óhmetro puede proveerla. No siempre los valores de resistencia medidos no corresponden a los valores que realmente el RCS va a presentar en el circuito. Generalmente, hay una tensión constante a través del RCS de alrededor de 2V. De este modo, dividiendo los 2V por la corriente que conduce, podemos calcular su resistencia usando la ley de Ohm.

Figura 30 - Prueba del estado de FETs. EDITORIAL QUARK S.R.L.

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Prueba de transistores de efecto de campo ( FET ) Para probar los transistores de efecto de campo se sugiere seguir los siguientes pasos: a) Coloque la llave selectora del multímetro en la escala más baja de resistencias: R x 1 generalmente. b) Calibre el instrumento. c) Identifique los terminales del FET y haga las siguientes mediciones, tomando como referencia las indicaciones dadas en la figura 30: Mida la resistencia directa e inversa entre drenaje (D) y fuente (S). Mida la resistencia directa e inversa entre compuerta (G) y drenaje (D).

Figura 31 - Identificación de los terminales de un transistor de efecto de campo.

Cuando la resistencia directa e inversa entre drenaje y fuente son del mismo orden ,alrededor de 200 Ω para el MPF 102 y valores próximos para otros tipos, el canal tiene continuidad. Cuando la resistencia entre compuerta (G) y drenaje (D) polarizadas directamente, es del orden de 60 Ω o menos e infinita con polarización inversa, el FET tiene la juntura G-D en buen estado. Caso contrario el FET está defectuoso. Por ejemplo, si la resistencia entre drenaje y fuente es muy alta o infinita, el transistor está abierto.Si la resistencia es muy baja o nula entre compuerta y drenaje (con polarización directa e inversa), el transistor tiene elevadas fugas o está en cortocircuito. Con estas pruebas, también se puede determinar si el FET es de canal N o canal P, para ello tenga en cuenta lo siguiente: a) Si la resistencia de la juntura compuerta-drenaje es baja con polarización directa (polo (+) a G y polo (-) al D), el FET es de canal N. b) Si la resistencia de la juntura compuerta-drenaje es alta con polarización directa (polo (+) a G y polo (-) a D), el FET es de canal P. Para identificar los terminales del dispositivo proceda de la siguiente manera: a) Coloque la llave selectora del multímetro en el rango menor de resistencias: R x 1 ó generalmente. b) Calibre el instrumento. c) Mida las resistencias en sentido directo e inverso de los terminales. Si se encuentra un par en el que la resistencia directa e inversa es la misma, el tercer terminal, es decir, el que no se usó en esta prueba, es la compuerta (G). Los otros 2 terminales corresponden a drenaje (D) y fuente (S). En FETs, co-

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mo el MPF 102, estos terminales son intercambiables, ya que se pueden invertir sin inconvenientes en la mayoría de las aplicaciones. Si en un circuito el funcionamiento no fuese el esperado, basta con efectuar la inversión de los terminales. Para efectuar las pruebas mencionadas puede referirse a la figura 31. Como los FETs son sensibles a las descargas estáticas de tensiones elevadas que pueden dañarlos, en las pruebas no se los puede tomar con las manos directamente si trabaja sobre alfombras o usa zapatos de suelas aislantes, ya que las suelas aislantes acumulan cargas estáticas en el cuerpo de la persona, las cuales pueden dañar el componente.

Prueba de fototransistores Un fototransistor es un transistor bipolar que normalmente conduce cuando se le hace incidir luz. Para la prueba de las junturas se debe seguir el mismo procedimiento explicado para transistores bipolares. La prueba se especifica en la figura 32. Por ser un dispositivo activado por luz,debemos saber ahora qué corriente circula por el transistor en función de la intensidad de la luz que recibe. Esta prueba no permite obtener resultados concretos pero sí dá una idea de la sensibilidad del fototransistor. Debe seguir los siguientes pasos: a) Coloque la llave selectora del multímetro en el mayor rango de resistencias: R x 1 K o R x 10 K. b) Calibre el óhmetro.

Figura 32 - Prueba de fototransistores.

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c) Ponga la punta de prueba (+) al colector y la (-) al emisor para transistores NPN, y a la inversa para transistores PNP, tal como se muestra en la figura 33. d) Haga incidir luz en la parte sensible del transistor y luego póngalo en la sombra. Anote las resistencias medidas.

Figura 33 - Prueba de un fototransistor.

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Si al no estar iluminado la resistencia medida es de 5 a 20 veces mayor que la resistencia en la luz, el fototransistor se encuentra en buen estado.Si no hay variación de resistencia tanto en la oscuridad como en la claridad, el transistor puede estar dañado o bien puede estar conectado en forma incorrecta. Para un fototransistor como el BPW42 la variación de resistencia en las condiciones mencionadas, medida con un multímetro de 50.000 Ω/V en la escala R x 10 k, es de 10 kΩ a 500 kΩ, la iluminación fué una lámpara de 100 W a 2 m de distancia. Los valores dependen mucho del instrumento y del tipo de fototransistor probado. De esta manera culminamos este capítulo recordándole que los dados son solo algunos conceptos de los componentes más empleados y que nos servirán como base para la medición de distintas etapas electrónicas.

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