Manuel D`Utilisation
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1. enrichissement et appauvrissement Transistors FET jonction Triacs gt Thyristors Dhiodes et r seaux de diodes gt Transistors unyonction Composants d fectueux en court circuit Param tres mesur s et autres particularit s Reconnaissance automatique du brochage pour tous les composants ci dessus Mesure du gain en courant pour les transistors bipolaires Affichage du courant de collecteur ou de drain Mesure de Vpr et de Is Reconnaissance des r sistances shunt Base Emetteur Reconnaissance des diodes de protection Collecteur Emetteur Mesure du courant de fuite de collecteur Iceo Reconnaissance automatique du type de semi conducteur Ge S1 Mesure de la tension de seuil des MOSFET Mesure de la tension de seuil de Ipss et de Rpson pour les JFET Mesure de la tension et du courant direct pour des diodes Mesure du courant de fuite des diodes Mesure des param tres Rpg et n pour les transistors unijonction Mesure de la r sistance de court circuit des composants d fectueux Mise en place de la pile Utiliser une pile 9V en respectant la polarit Une inversion de la polarit ne conduira pas a la destruction de l analyseur mais emp cherait le fonctionnement AS4002P manuel d utilisation 3 CHAPITRE 3 ANALYSE DU COMPOSANT L analyseur de semiconducteurs AS4002P est destin l analyse de semiconducteurs hors circuit et non aliment s Ceci est n2. av 2w oma Thyristor Triac load test current 10mA o Diode limiting resistor 1 BO l 4000 Eoo a Thyristor Triac gate test current Diode limiting resistor 2 10kQ Lo ee 2 20mV AS4002P manuel d utilisation 15 Diode forward voltage accuracy Diode Teakage currentrange OA 250A CUT Rnrange 100 2x0 UJT Rss accuracy 3 100Q Ok inactivity backlight shutdown a0ses Operating temperature range OC 0 Between any pairs of test clips Hre 100 Silicon transistor Collector emitter voltage of 4 0V Actual test current depending of threshold voltage Ip 5 Vro 1 1KQ Typical accuracy Ipss gt 2mA Reverse voltage is SV if IR OuA 2 5V if IR 25 0UA VBB 5 0V W nu Eo a CS O Rd mt ae AS4002P manuel d utilisation 16 OrmeLabs SARL 1 All e des rochers 94045 Cr teil FRANCE Web www ormelabs com Email infos ormelabs com Tel 33 0 951 23 74 80 AS4002P manuel d utilisation 17
3. fuite de collecteur Icgo Ce E B C courant est mesur lorsque la base est reli e l metteur du transistor via une r sistance de 100kQ Le courant circulant dans cette r sistance est faible par rapport au courant de base La valeur de Icgo ainsi d termin e est proche du courant de fuite th orique normalement mesur avec la base ouverte On peut d terminer la valeur du courant de fuite de base Icgo en divisant la valeur donn e par l analyseur par le gain en courant du transistor La mesure du courant de fuite est effectu e sur deux gammes La premi re s tend de 0 1uA 25uA avec une r solution de 100nA La deuxi me gamme est utilis e pour les courants de fuite se situant entre 25uA et 900UA avec une r solution de IuA L exemple ci contre montre le r sultat pour un ancien transistor au Germanium AC130 On rencontrera un courant de fuite de plusieurs microamperes pour ce type de transistors les transistors de puissance au Germanium pouvant donner un courant de fuite beaucoup plus important Un transistor au silicium ne devrait pas donner de courant de fuite important Veuillez noter que le l analyseur ne peut identifier les transistors bipolaires dont le courant de fuite d passe la valeur de 500uUA AS4002P manuel d utilisation MUF4002 0602 6 3 2 Semiconducteurs d fectueux Un transistor d fectueux aura souvent une ou deux jonctions en court circuit L analyseur reconna t les broches conce
4. MIRE LABS Analyseur de Semiconducteurs AS4002P Manuel D Utilisation Copyright Ormelabs C 2010 http www ormelabs com AS4002P manuel d utilisation 1 TABLE DES MATIERES CHAPITRE Page CHAPITRE i Introduce WON Es inner ns 3 CHAPITRE 25 CAT SQUES rennes ne 3 CHAPITRE 3 Analyse du composant 4 3 1 Transistors bipolaires 4 3 2 Semiconducteurs d fectueux 7 3 3 Transistors effet de champ 7 3 4 Transistors MOSFET enrichissement 8 3 5 Transistors MOSFET appauvrissement 55 9 9 0 TRS LOIS OTAC an a n 9 I DICO N 10 39 Reem de CIOC CS se nn ne 11 2 9 Transistors Uni OR CU OM Es on taste Rite 11 CHAPITRE ANNEXES ea ant nan een nn 12 Annex To Ca UDAO s trauma 12 Annex 2 Analyse des photocoupleurs 12 Amex Brochase Qu JACK tvs cscs ne nie 13 Annex 4 Sch ma de l interface pour photocoupleurs 13 Annex 5 Sp cifications Techniques 14 AS4002P manuel d utilisation 2 CHAPITRE 1 INTRODUCTION Nous vous f licitons pour l acquisition de l analyseur de semiconducteurs AS4002P un instrument qui se r v lera d une grande utilit et qui peut identifier facilement et de fa on fiable un grand nombre de semiconducteurs CHAPITRE 2 CARACTERISTIQUES Reconnaissance automatique des composants suivants Transistors bipolaires Transistors Darlington Transistors MOSFET
5. PNP est E B C FE Smee tect par l analyseur Cet cran est affich lorsqu un transistor Darlington est d tect Dans HFH Dr Hr E _ ce cas le gain en courant n est pas affich Le courant de collecteur pr sent B E L 25m lors de la mesure est ici de 3 25mA Le E rapport de ce courant avec le courant de base ne donnera pas une valeur correcte N anmoins le gain r el sera toujours sup rieur la valeur calcul e par lanalyseur AS4002P manuel d utilisation MUF4002 0602 5 Cet cran montre la mesure impr cise du gain HPH RS HF KE 1 pour un transistor de type ESMII3 Ce h C E 1 T dn transistor poss de une diode de protection et une E r sistance shunt comme l atteste les symboles RS et H gain r el du transistor Veuillez noter que l AS4002P indique que le transistor inconnu est un semi conducteur de type Germanium si la tension Base metteur est comprise entre 0 1 V et 0 4V Si cette tension se trouve entre 0 4V et 1V le semi conducteur sera reconnu comme tant du type Silicium Entre 1V et 2V l analyseur reconnaitra le transistor comme tant un Darlington sera sup rieur 31 Le deuxi me cran donne les valeurs de la tension Base Emetteur Vpg ainsi HPH Si E H Fl que courant de base Ip du point de H C B E ve 4uH polarisation utilis lors de la mesure du gain HPH G E I 5 SLA Le troisi me et dernier cran affiche le courant de
6. V au dessus L exemple ci contre montre le r sultat MJ F ET Ur 0 a Jo pour un JFET canal N 2 5 0 Mesure du courant de saturation Le courant de saturation peut tre d termin sur une chelle Ta de H J FET In 4 em 0 5mA 500 mA La r solution est de 10 5 5 0 uA pour les courants jusqu a 10 mA 100uA jusqu 99 9 mA et ImA au del Les transistors poss dant un faible courant Ipss inf rieur 2mA l analyseur affichera la valeur 0 00mA Mesure de la r sistance RDSON L analyseur AS4002P peut valuer la r sistance Rpson entre 0 et 99902 avec HJ FET Rn 12750 une r solution de 192 Les transistors a 5 5 0 faibles Ipss lt 2mA donneront une valeur instable ou 3 4 TRANSISTORS MOSFETs Le signe MOSFET signifie Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor Comme les JFET ils sont disponibles sous deux types diff rents canal N et les canal P La plupart des MOSFETs sont du type enrichissement c est dire que la tension grille source est toujours positive pour le canal N L autre type relativement rare est le transistor MOSFET appauvrissement Ce dernier est reconnu par l analyseur et le brochage est affich type N uniquement Les MOSFETs ont une grille isol e qui introduit un tr s faible courant de grille aussi bien pour les tensions positives que pour les tensions n gatives Une caract ristique importante des MOSFETs a enrichissement est la tension de seui
7. cessaire afin d viter le erreurs de d tection et des mesures de param tres erron s Les composants trois bornes peuvent tre connect s de mani re quelconque sur les bornes de test Les diodes doivent tre connect es entre les bornes gauche et droite Lorsque l instrument est mis sous tension l afficheur indique la version du logiciel durant deux secondes environ puis l analyse d marre Si aucun composant n est pr sent sur les bornes de test ou si le composant Ho component ne figure pas parmi les Dh mu fm semiconducteurs autoris s le message ci contre sera affich Lorsqu un composant est reconnu la premi re ligne indique le type de composant ainsi que des param tres ventuels La deuxi me ligne indique le brochage du composant et pour certains d autres param tres Pour la plupart des composants l instrument affichera plusieurs crans successifs espac s de quatre secondes environ L analyse est r alis e en temps r el il suffit pour cela de connecter le composant inconnu sur les bornes de test et l analyseur indiquera le r sultat de l analyse en moins d une seconde Le r tro clairage de l instrument est activ lorsqu un composant est reconnu puis se d sactive si le composant est retir ou apr s une p riode d inactivation de 30 secondes ceci afin d conomiser I nergie de la pile 3 1 Transistors bipolaires Un transistor bipolaire BJT est un composant semiconducteur ut
8. e exprim e en 1 AL ile amA correspond au rapport entre le courant de collecteur du transistor de sortie et le courant de la LED d entr e de l optocoupleur La gamme de mesure s tend de 1 600 Le courant maximal de sortie est de 10mA La deuxi me ligne donne la valeur du courant d entr e ainsi que la tension directe de la diode Annexe 3 BROCHAGE DU CONNECTEUR JACK Le brochage du connecteur vous permettra de r aliser votre propre cordon Droit D a Millieu m Gauche Annexe 4 SCHEMA DE L INTERFACE POUR PHOTOCOUPLEURS 8 terminals optocouplers AS4002P manuel d utilisation 14 Annexe 5 SPECIFICATIONS TECHNIQUES Temp rature de r f rence 25 C Param tre Min Typ Max Peak test current across unknown 12mA ae 12mA Peak test voltage across unknown 5 1V 5 1V Measurable transistor gain Hre 5 Transistor Hr accuracy Transistor Vgr accuracy 2 20mV Vee for Germanium identification i ON Nr 05V Ver for Silicon identification Vee for Darlington identification Transistor collector emitter test current Transistor collector emitter test current Acceptable collector leakage Base emitter shunt resistor threshold MOSFET gate threshold range iy SOT 2 MOSFET gate threshold accuracy 400mV MOSFET drain source test 2mA current MOSFET maximum gate current WA JFET Rosoy range QR 5 10Q CET isang oa ooma 5 aw CN JFET Vro range
9. erse des MOSFET les JFET n ont pas de couche isolante sur la grille Lorsque le transistor est normalement polaris il y a un tr s faible courant de grille mais un courant important peut circuler dans la grille si la jonction est polaris e dans le sens direct N channel Contrairement aux autres testeurs de semiconducteurs l analyseur utilise une m thode originale permettant la d termination des param tres Vro Ipss et Roson La structure interne des JFETS est essentiellement sym trique par rapport la grille ce qui signifie que le drain et la source ne sont pas distinguables par l analyseur Cependant l analyseur affichera la position du drain et de la source conform ment la configuration utilis e lors de la mesure des param tres La permutation du drain et de la source du transistor ne changera pas le brochage affich mais les param tres seront recalcul s en tenant compte de cette nouvelle configuration Ainsi il devient possible de v rifier la sym trie du transistor en comparant les valeurs pour les deux configurations Les trois parametres sont affich s successivement toutes les quatre secondes environ AS4002P manuel d utilisation 7 Mesure de la tension de seuil La tension de seuil est n gative pour les transistors canal N et positive pour les transistors canal P La valeur maximum de mesure est de 20V la valeur minimum de 0 5V La r solution est de 10mV pour les valeurs jusqu 9 99V et de 100m
10. ilis g n ralement pour l amplification ou la commutation Physiquement un transistor bipolaire amplifie un courant mais il peut tre utilis dans des circuits destin s amplifier une tension ou une puissance Il y a deux grandes familles de transistors bipolaires les NPN et les PNP Le rapport du courant de collecteur par rapport au courant de base est appel gain en courant Hre qui est de l ordre de 100 pour la plupart des BJT Les transistors bipolaires peuvent tre fabriqu s appareill s avec un bien meilleur appareillage que les transistors FET ce qui les rend tr s utiles pour les circuits analogiques de pr cision Ils sont ainsi utilis s dans les amplificateurs op rationnels ou les amplificateurs composants discrets dans lesquels une paire de transistors appareill s est utilis e pour r aliser un miroir de courant Pour terminer on rencontre parfois dans certains transistors hautes fr quences ou de puissance une diode entre le collecteur et l metteur qui sera identifi par l analyseur AS4002P manuel d utilisation 4 L analyseur peut d tecter automatiquement deux types de semiconducteurs Germanium ou Silicium Le premier type n est quasiment plus utilis actuellement Il peut aussi reconna tre une ventuelle diode interne symbolis e par le pictogramme ainsi qu une ventuelle r sistance shunt Base Emetteur Tous les param tres sont affich s par trois diff rents crans Le premie
11. ircuit au niveau du cavalier ST1 et en reliant ensemble les trois bornes de test L analyseur doit Cal ensuite tre mis sous tension et Remove j UMPer Wi l cran ci contre doit appara tre Le court circuit doit tre enlev tout en laissant les bornes de test reli es ensembles L analyseur r alise la mesure de trois r sistances et affiche leurs valeurs Ces derni res devraient se situer entre 1500 et 2000 L analyseur est maintenant pr t l emplot Annexe 2 TEST D OPTOCOUPLEURS L extension OPI permet la d tection des optocoupleurs classiques ainsi que la mesure de leur CTR Current Transfer Ratio L option prend la forme d un c ble sp cial dot de son lectronique d interface ref AS4002 03 ou encore d un module externe Le cordon ou le module doit tre connect l analyseur avant la mise sous tension de celui ci Par ailleurs afin que le module externe puisse tre reconnu par l analyseur aucun composant ne doit tre pr sent sur le OP 1 OeLocour l module ou sur l analyseur Lorsque l analyseur est mis sous tension l cran Tester Detected ci contre appara t L cran ci contre est affich si aucun Ho oF LOCO l i optocoupleur n est d tect par analyseur AS4002P manuel d utilisation 13 La pr sence d un optocoupleur valide provoque l apparition de l cran ci dessous La premi re ligne donne la valeur du CTR S dd pa CTR Cette donn
12. isol e Le transistor conduit lorsqu aucune tension n est appliqu e la porte et comme pour le JFET canal N la tension doit tre inf rieure la tension de seuil pour bloquer le transistor L instrument ne d tecte que les MOSFET appauvrissement cana N NDMOS l autre type tant tr s rare Voici l affichage de l instrument lorsqu un transitor BSS 229 est connect l entr e Les transistors double gate comme le BF961 peuvent tre test sen connectant les 2 gates ensemble AS4002P manuel d utilisation 9 3 5 THYRISTORS SCR ET TRIACS Les Thyristors sont des organes de commutation qui ne demandent pas de courant de contr le lorsqu ils sont amorc s Lorsqu une faible impulsion de courant est appliqu e sur la g chette le SCR conduit uniquement dans le sens direct comme n importe quelle diode Lorsque l impulsion a disparue le transistor est toujours conducteur pourvu qu un courant minimum appel courant de maintien soit maintenu Les thyristors sensibles Silicon Controlled Rectifiers SCRs et les Triacs peuvent tre ais ment identifi s par l analyseur Le fonctionnement d un Triac est tr s proche de celui d un thyristor mais malgr tout l analyseur est en mesure de distinguer les deux types de composants Ci contre l affichage de l analyseur pour un thyristor TS420 Affichage de l analyseur pour un triac MAC97A8 Le courant de test utili
13. l a partir de laquelle il y a conduction du transistor En dessous de cette valeur le transistor est bloqu et il n y a pas de courant circulant entre le drain et la source Les MOSFETs a enrichissement comportent une diode parasite entre le drain et la source AS4002P manuel d utilisation 8 L analyseur d tecte la conduction du canal drain source lorsque le courant de drain a atteint la valeur de 2mA environ L afficheur donne les informations sur le type de MOSFET d tect la tension de seuil et le brochage du transistor A l instar des transistors bipolaires le courant de test est affich sur la seconde ligne Dans cet exemple l analyseur affiche les param tres pour un transistor NMOS Ly m Le FU canal N de type BUZI IA 0 5 Fil 25 mq Pros Ur Oo grl Ici l analyseur donne les r sultats 5 0 5 1 reme pour un MOSFET canal P IRF9520 Ici l analyseur donne les r sultats h j m ii mz pour un MOSFET appauvrissement TE canal N BSS 109 Le courant de grille maximal est fix 1uA De mani re obtenir un r sultat fiable l instrument doit tre utilis dans un environnement sec humidit pouvant cr er des courant parasites la surface du circuit imprim qui peuvent entra ner une mauvaise d tection des MOSFETs 3 5 Transistors MOSFET appauvrissement Les transistors MOSFET appauvrissement sont similaires aux JFETs l exception du fait que la porte gate est
14. r concerne le param tre Hre gain en courant du transistor L analyseur peut mesurer le gain en courant dans la gamme 5 999 L instrument peut aussi d tecter des transistors Darlington Dans ce cas l analyseur affiche les m mes param tres que pour les transistors bipolaires l exception du gain en courant La valeur du gain en courant est d pendante de la polarisation du transistor Le gain est g n ralement optimum pour une certaine valeur de courant de collecteur et d cro t l g rement en de a et au del de cette valeur Le courant de collecteur n est pas fixe mais d pend de la valeur effective du gain Celui ci sera affich et se situera dans la fourchette 1 5mA 12mA La valeur Hr affich e peut tre diff rente de celle existant r ellement dans le circuit r el avec des valeurs de tension de collecteur et de courant de collecteur diff rents La valeur affich e est n anmoins utile des fins de comparaison ou de recherche de d fauts La mesure du gain pour les transistors de puissance peut ne pas tre pr cise Dans ce dernier cas le symbole toile sera affich e derri re la valeur du gain Ceci est aussi valable pour les transistors poss dant une r sistance shunt Base Emetteur Cet exemple montre le premier cran P pour un transistor Silicium NPN avec HPH l HF E Fos une diode de protection H C B E 1 r mA l l affich l PHP Ge Hre 8 amp 8 ransion a Germania de type
15. rn es et affiche la r sistance de court circuit mesur e amp Veuillez noter que l analyseur AS4002P d termine un court circuit si la r sistance mesur e entre deux bornes est inf rieure 500 La r sistance est mesur e en faisant circuler le courant dans les deux sens La valeur de la r sistance ne doit pas tre influenc e par la troisi me borne Le courant de test utilis pour la mesure de la r sistance est de l ordre de 12mA 3 3 Transistors effet de champ jonction JFET Avec une tension grille source nulle un courant de drain est pr sent lorsqu une tension est appliqu e entre le drain et la source Ce courant symbolis par le symbole Ipss est appel courant de saturation Le courant de drain est modul en appliquant une tension entre la grille et la source Les transistors canal N n cessitent une tension grille source n gative plus celle ci est n gative plus le courant de drain diminue Lorsque la tension grille P channel source devient inf rieure la tension de seuil du transistor Vro le courant de drain devient nul Les transistors canal P ont un fonctionnement similaire mis part que leurs tensions de seuil sont positives Lorsque la tension drain source est faible le transistor se comporte comme une r sistance variable dont la valeur d pend de la tension grille source Une valeur particuli re est obtenue lorsque la tension grille source est nulle c est la r sistance Rpson A l inv
16. s par l analyseur est faible lt 12mA afin d liminer tout risque de destruction du composant tester Certains thyristors et triacs ne peuvent pas fonctionner avec de tels courants et partant ne seront pas reconnus par l analyseur 3 6 DIODES La diode ou tout autre type de jonction de semiconducteur doit tre connect e entre les bornes gauche et droite de l analyseur L analyseur affiche trois crans successifs espac s de quatre secondes environ Le premier affichage donne la tension DIODE Uni le oo IJ directe et le courant direct avec une r sistance de limitation d environ 4000 K H H T2 SMA qui donne un courant maximum d environ 12mA pour une jonction th oriques qui aurait une tension directe nulle L exemple ci dessus donne le premier cran pour une diode LED AS4002P manuel d utilisation 10 L cran suivant donne les m mes informations mais avec une r sistance de limitation de 10kQ qui g nere un courant maximal de 500uA La m me LED connect e l instrument donne des valeurs de tension et de courants directs plus faibles DIODE Woy 1 58 M Le dernier cran donne le r sultat de la mesure du courant de fuite ainsi que la tension inverse associ e Une jonction au Silicium fonctionnelle ne devrait pas apporter de courant de fuite notable Les jonctions de Germanium donneront en g n ral un faible courant de fuite L exemple ci dessous donne le r sultat pour une Jonction ba
17. se metteur d un ancien transistor de type OC140 Certains composants sp ciaux comme les photodiodes peuvent tre test s par ce dispositif Le courant de fuite maximal mesurable est de 25uA avec une r solution de 100nA Au dessus de cette valeur l analyseur affichera en lieu et place du courant de fuite Le courant de test utilis par l analyseur est faible lt 12mA afin d liminer tout risque de destruction du composant tester Certains thyristors et triacs ne peuvent pas fonctionner avec de tels courants et partant ne seront pas reconnus par l analyseur 3 7 RESEAU DE DIODES L analyseur d tecte un composant comportant deux jonctions mais n tant pas reconnu comme un transistor valide Cela peut tre un r seau de diodes ou un composant quelconque ne correspondant pas un transistor valide L analyseur indique le point commun par le symbole les deux autres par les lettres A et K selon qu il s agit d une anode ou d une cathode Affichage de l analyseur pour un r seau de diodes Ici le point commun se trouve au milieu une diode ayant sa cathode gauche et la seconde l anode droite AS4002P manuel d utilisation 11 3 8 TRANSISTORS UNIJONCTIONS Le transistor unijonction UJT est plus un thyristor qu un transistor Il poss de une seule jonction et a t parfois r f renc comme une double diode double base Le transistor unijunction est bloqu tant qu
18. une tension de seuil Vp n est pas atteinte ce moment l metteur entre en conduction provoquant une impulsion positive sur la base B et une impulsion n gative sur la base B2 La B1 tension de seuil Vp d pend de la tension entre les deux bases et du rapport de r sistances intrins que n Lorsque la tension d metteur est inf rieure la tension de seuil le canal B B se comporte comme une r sistance nomm e Rss g n ralement comprise entre 5kQ et 10kQ2 L analyseur ne reconna t pas les transistors unijonctions dont les valeurs de Rgg sont inf rieures 100Q ou sup rieures 20kQ L analyseur d termine le brochage et mesure les deux param tres La mesure du param tre n demande quelques secondes de stabilisation L analyseur ne permet pas la d tection des transistors unijonction programmables ni les types P AS4002P manuel d utilisation 12 Annexe 1 CALIBRATION Le but de la calibration est de mesurer les valeurs des r sistances Cal Error internes des commutateurs analogiques La mesure de ces r sistances est r alis e par un proc d automatique Lorsque l analyseur non calibr est mis sous tension l analyseur affiche le message d erreur ci dessus Dans ce cas l analyseur utilise des valeurs par d faut pour les calculs internes Les mesures peuvent tre impr cises et certains composants peuvent ne pas tre reconnus Le mode calibration est activ en r alisant un court c
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