Elektronica-hobby blog van Jos Verstraten (627 artikelen): Meten: DCA55, halfgeleidertester

(gepubliceerd op 07-04-2017)

Discrete halfgeleiders, zoals dioden, transistoren en LED's, zijn nog steeds vaak toegepaste onderdelen in schakelingen. Met de universeelmeter testen valt niet mee. Gelukkig heeft het Engelse bedrijf Peak Electronic Design de DCA55 in het programma: een tester die vrijwel alle halfgeleiders op een intelligente manier kan analyseren.

Kennismaking met de DCA55

Een in de hand te houden halfgeleidertester
Met de innovatieve microprocessor bestuurde DCA55 test u AL uw halfgeleiders. En als ik schrijf AL, dan bedoel ik ook AL: bipolaire transistoren, darlington transistoren, enhancement mode MOSFET’s, depletion mode MOSFET’s, junctie FET’s, triac’s, thyristoren, LED’s, tweekleuren LED’s, dioden en diodenetwerken. De DCA55 is zo slim dat hij in staat is het type en de aansluitgegevens van uw componenten op te zoeken. Sluit een onbekende halfgeleider aan op de drie testprobes en het apparaatje bepaalt het soort halfgeleider en de aansluitcodering. Vervolgens voert de DCA55 een aantal tests uit en zet de resultaten overzichtelijk in het display: versterkingsfactoren, gate threshold, basis/emitter spanning, LED brandspanning, diode geleidingsspanning, etc.

De DCA55 van Peak Electronic Design. (© Peak Electronic Design)

Het geheim van de smid!
Een wonder? Nee, simpelweg een unieke combinatie van moderne hard- en software. Hart van de schakeling is een PIC16C73, een microcontroller met 4 kB programmageheugen en vijf analoog naar digitaal omvormers. Via een 74HC4051 elektronische schakelaar worden de analoge meetgegevens aan de ADC’s van de PIC aangeboden. De software evalueert de gegevens en stuurt de resultaten naar een intelligent LCD-display met 2 x 16 karakters. De professionele dubbelzijdige print is voorzien van de modernste surface mount onderdelen, een batterijhouder en grote soldeereilanden voor de drie gekleurde testprobes.

Het niets verhullend display
Het display geeft u alle informatie over de geteste halfgeleider die u nodig hebt:

het soort halfgeleider;
de aansluitgegevens;
de stroomversterking van transistoren;
de basis/emitter spanning bij geleiding;
de teststroom;
de aanwezigheid van een weerstand tussen basis en emitter;
de aanwezigheid van een beschermingsdiode tussen collector en emitter;
de gate threshold van enhancement mode MOSFET’s;
common anode of common cathode bij diodenetwerken;
de geleidingsspanning van dioden;
faulty component bij defecte halfgeleiders;
low battery indicatie.

Voorbeelden van de mededelingen op het display. (© Peak Electronic Design)

Intuïtieve bediening

De DCA55 heeft slechts twee drukknoppen als bediening. Met de linker drukknop schakelt u het apparaatje in. Na het inschakelen evalueert de DCA55 volledig automatisch de aangesloten halfgeleider. Met de rechter drukknop scrollt u door de diverse schermen van het display of zet u het apparaat uit. Eenvoudiger is nauwelijks denkbaar!

Het werken met de DCA55

Stap 1: aansluiten
Verbindt de onbekende halfgeleider met de rode, groene en blauwe probes van de DCA55. Het maakt niet uit hoe u dat doet, de intelligente elektronica in de tester bepaalt later wel de juiste aansluitgegevens. Een onbekende diode testen? Geen probleem, sluit het onderdeel aan op twee van de drie probes. Ook nu berekent de tester de aansluitgegevens.
Let op! De DCA55 is niet geschikt voor het testen van halfgeleiders in een schakeling. U moet dus de halfgeleider uit de print solderen.

Stap 2: analyse
Druk op de 'on-test'-drukknop. De DCA55 wordt ingeschakeld en start zijn analyseprogramma. De software zet spanningen op de drie probes en analyseert de spanningen en stromen op en door de twee overige probes. Aan de hand van deze gegevens bepaalt de tester het soort onderdeel. Deze test duurt in de meeste gevallen maar een paar seconden. Het kan gebeuren dat de DCA55 gegevens analyseert die de software niet kan interpreteren. In dit geval verschijnt de mededeling 'Unknown/Faulty component' of 'No component detected' op het display. Na vijf seconden schakelt de tester zichzelf uit.

Stap 3: het resultaat van de analyse
De DCA55 zet nu het resultaat van de componenten-identificatie in het display:

Diode or diode junction(s);
Common cathode diode network;
Common anode diode network;
Series diode network;
LED or diode junction(s);
Two terminal bicolour LED;
Three terminal bicolour LED;
PNP bipolar transistor;
NPN bipolar transistor;
Enhancement mode N-Ch MOSFET;
Enhancement mode P-Ch MOSFET;
Depletion mode N-Ch MOSFET;
Depletion mode P-Ch MOSFET;
P-Channel Junction FET;
N-Channel Junction FET;
Sensitive or low power thyristor;
Sensitive or low power triac.

Stap 4: meer gegevens
Druk vervolgens op de drukknop 'scroll-off' om meer resultaten van de analyse te zien. Als u deze toets langer dan een paar seconden indrukt, schakelt het apparaat uit.

Stap 5: de aansluitgegevens
Het tweede scherm geeft informatie over de aansluitgegevens van de halfgeleider. U ziet onmiddellijk waarmee de drie clips RED-GREEN-BLUE verbonden zijn. In dit voorbeeld is de rode aansluitdraad verbonden met de basis van de NPN bipolaire transistor, de groene aansluitdraad met de collector en de blauwe met de emitter.

Stap 6: extra gegevens
Bij bepaalde halfgeleiders kan de DCA55 meer gegevens detecteren. In onderstaand voorbeeld ontdekt de software dat er tussen de collector en de emitter van de transistor een beveiligingsdiode is opgenomen. Op dezelfde manier detecteert het apparaatje een weerstand tussen de basis en de emitter: 'Resistor shunt between B-E'.

Stap 7: stroomversterking
De belangrijkste eigenschap van een transistor is natuurlijk de stroomversterking. Uiteraard kan de DCA55 deze parameter berekenen. Voor andere soorten halfgeleiders zet het apparaatje andere belangrijke gegevens op het scherm:

'Forward voltage' voor dioden en LED's;
'Gate Threshold' voor MOSFET's.

Stap 8: meetgegevens
De stroomversterking van een transistor is afhankelijk van de collectorstroom. Dus zet de DCA55 bij een volgende druk op de knop 'scroll-off' de meetstroom op het display. U kunt dus besluiten dat de geteste transistor een stroomversterking van 13 heeft bij een collectorstroom van 2,50 mA.

Stap 9: basis/emitter of kathode/anode spanning
Een volgend belangrijk gegeven dat wordt gemeten is de spanningsval tussen de basis en de emitter of tussen de kathode en de anode. Uit deze meting blijkt of de halfgeleider op basis van silicium werkt (0,6 V) of op basis van germanium (0,2 V). Bovendien kunt u uit deze gegevens afleiden of er een of meerder B/E-juncties aanwezig zijn (darlingtons).

Stap 10:de laatste gegevens
Ook bij de meting van de basis/emitter- of kathode/anode-eigenschappen is de meetstroom een belangrijk gegeven.In het voorlaatste scherm geeft de tester dus aan bij welke stroom deze spanning werd gemeten.

Stap 11:collector lekstroom
In het laatste scherm wordt de collector lekstroom van bipolaire transistoren gemeten.

Ondersteunde halfgeleiders

De DCA55 ondersteunt de volgende halfgeleiders:

bipolaire transistoren, PNP en NPN;
transistoren met beveiligingsdiode tussen emitter en collector, PNP en NPN;
transistoren met weerstand tussen basis en emitter, PNP en NPN;
darlingtons, PNP en NPN;
dioden, Si en Ge;
diodenetwerken, parallel en serieel;
enhancement mode MOSFET's, N- en P-channel;
depletion mode MOSFET's, N- en P-channel;
junctie FET's, N en P;
laagvermogen thyristoren;
laagvermogen triac's;
enkelvoudige LED's, rood, groen, blauw;
dubbele LED's in twee- of driedraads uitvoering.

De DCA55 en SMD-componenten

De DCA55 wordt geleverd met drie aansluitdraadjes met mini krokodilklemmetjes. Ideaal voor het aansluiten van 'ouderwetse' halfgeleiders, maar niet bruikbaar voor het testen van 'moderne' SMD-halfgeleiders. Peak Electronic Design levert een extra onderdeel, de PCA32, waarmee u ook op een handige manier SMD-componenten kunt testen. In deze adapter kunt u alle SOT23 SMD-componenten monteren en aansluiten op de drie krokodilklemmetjes van uw DCA55.

Technische specificaties van de DCA55

De DCA55 is ondergebracht in een attractieve kunststof behuizing met als afmetingen 103 mm x 70 mm x 20 mm en wordt gevoed uit een GP23A alkaline batterij van 12 V.
In onderstaande tabel zijn de voornaamste technische specificaties van de DCA55 samengevat.

Grootheid	Minimum	Typisch	Maximum	Eenheid
Teststroom	-5,5		+5,5	mA
Testspanning	-5,1	3	+5,1	V
Versterkingsfactor h_FE	4		20.000
Nauwkeurihgeid h_FE	-3		+3	%
Transistor V_CEO	2,0		3,0	V
Transistor V_BE nauwkeurigheid	-2		+2	%
Darlington V_BE identificatie		0,9		V
V_BE-grens			1,8	V
Basis-emitter shunt weerstand		60		kΩ
MOSFET gate threshold	0,1		5,0	V
MOSFET drain-source stroom	2,45	2,50	2,55	mA
MOSFET gate weerstand		8		kΩ
Thyristor/triac gate teststroom		4,5		mA
Thyristor/triac belastingsstroom		5,0		mA
Diode teststroom			5,0	mA
V_F voor LED's		1,50		V
Kortsluitweerstand detectie		10		Ω

(Amazon sponsor advertentie)
Koop uw halfgeleider tester bij Amazon