Meten: TT100, halfgeleidertester

(gepubliceerd op 26-03-2020)

De TT100 van Voltcraft wordt een geduchte concurrent voor de bekende DCA55 halfgeleidertester van Peak Electronic Design. Immers, de DCA55 kost € 53,00, de TT100 slechts € 22,50. Beide apparaatjes kunnen ongeveer hetzelfde, de TT100 heeft echter een paar extra handigheidjes.

Kennismaking met de TT100 van Voltcraft


De leveringsomvang
Voltcraft is het huismerk van Conrad en het apparaatje is in Nederland uitsluitend bij dit bedrijf te koop voor ongeveer € 22,50 ex. verzending. Het grappige is dat de mensen bij Conrad blijkbaar erg weinig verstand hebben van elektronica, want zij noemen de TT100 op de website een 'digitale LCR-meter'. Dat zijn nu net drie soorten onderdelen die dit apparaat niet meet. Op de verpakking staat, zie de onderstaande foto, 'Transistortester'. Ook dát is niet correct, want de TT100 analyseert ook dioden, LED's, thyristoren en triac's.
Behalve het apparaatje zit er een klein boekje met zestig pagina's in het doosje met de handleiding in het Engels en het Duits. Conrad Nederland levert ook nog een geprinte Nederlandstalige handleiding op A4-formaat. Uitstekend initiatief!

TT100-halfgeleidertester-01 (© 2020 Jos Verstraten)
De leveringsomvang van de Voltcraft TT100. (© 2020 Jos Verstraten)

Vergelijking met de DCA55 van Peak Electronic Design
De DCA55 van Peak Electronic Design werd in 1999 geïntroduceerd, de TT100 in 2017. Als u de TT100 vergelijkt met de DCA55 blijkt dat beide apparaatjes nogal op elkaar lijken. Beide hebben een LCD-display van 2 x 16 karakters en twee drukknopjes die identieke functies hebben. Het enige verschil dat onmiddellijk opvalt is dat uit de DCA55 drie testkabeltjes ontspruiten en dat u dat niet ziet bij de TT100. De TT100 heeft als afmetingen 102 mm x 72 mm x 22 mm, de DCA55 103 mm x 70 mm x 20 mm.

TT100-halfgeleidertester-02 (© 2020 Jos Verstraten)
De DCA55 (links) en de TT100 (rechts) vergeleken. (© 2020 Jos Verstraten)
Een paar handigheidjes waar Peak een voorbeeld aan kan nemen
In eerste instantie lijkt het dus alsof bij de TT100 geen meetsnoertjes worden meegeleverd. Die zitten echter, zie de onderstaande foto, opgeborgen in het apparaatje achter de uitklapbare rugsteun. Zo'n handige rugsteun ontbreekt bij de DCA55. De drie snoertjes zijn ongeveer 10 cm lang en voorzien van kwalitatief goede meetprobes. Deze pennetjes zijn ongeveer 45 mm lang en de contacten zijn van een bronslegering. Voor deze foto hebben wij het dekseltje van het batterijcompartiment verwijderd, dat zit met één schroefje vast en verbergt een (los meegeleverde) 12 V batterij van het type 23A. Het vervangen van de batterij gaat bij de DCA55 helaas veel omslachtiger.

TT100-halfgeleidertester-03 (© 2020 Jos Verstraten)
De drie meetsnoertjes achter de rugsteun. (© 2020 Jos Verstraten)

Het werken met de TT100
Dank zij de uitklapbare rugsteun kunt u de TT100 onder zo'n hoek op uw werkbank zetten dat het LCD-display optimaal is af te lezen. De drie snoertjes zijn net lang genoeg om zonder veel gepriegel een halfgeleider op de tester aan te sluiten. Denk er aan dat de TT100 geen in-circuit tester is, maar dat u uitsluitend losse componenten kunt testen. Nadien drukt u kort met de duim op de linker knop, waarbij u wél het apparaatje met de andere vingers moet vasthouden. Doet u dat niet, dan schuift de tester over uw werkbank zonder dat de drukknop zijn contact sluit. In het 2 x 16 karakter LCD-display verschijnt de tekst 'is analysing....'. De analyse van de aangesloten halfgeleider kan een paar seconden duren. Nadien verschijnt het eerste tekstvenster in beeld. Door op de rechter knop te drukken (ook nu moet u het apparaatje vasthouden) kunt u door alle tekstschermen met gegevens scrollen. In de rechter benedenhoek ziet u een aardingssymbooltje als u een volgend tekstvenster kunt oproepen. Omdat u echter vanuit het laatste tekstvenster van een analyse verder kunt scrollen naar het eerste venster blijft dit symbooltje altijd in beeld.
Na ongeveer tien seconden schakelt de TT100 zichzelf uit. U kunt het apparaat ook uitschakelen door langer dan één seconde op de rechter knop te drukken.

TT100-halfgeleidertester-04 (© 2020 Jos Verstraten)
De TT100 in actie bij het testen van een MOSFET. (© 2020 Jos Verstraten)
De elektronica in de TT100
In de onderstaande foto vergelijken wij de elektronica in de DCA55 (links) met deze in de TT100 (rechts). Ook hier blijkt duidelijk dat de ontwerpers van de TT100 aandacht voor detail hebben. Let bijvoorbeeld op de manier waarop de drie op de print gesoldeerde testkabeltjes via twee gleufjes in de print naar buiten worden gevoerd. Een goedkope trekontlasting, die ongetwijfeld toch heel effectief is! Boven de soldeereilandjes van de drie kabeltjes zitten drie dubbele beveiligingsdioden die de elektronica beschermen tegen statische ladingen en te hoge spanningen. Als microcontroller wordt gebruik gemaakt van een PIC16F873A. Veder ontwaren wij op de print twee stuks 74HC4051 analoge multiplexers en een LM324 viervoudige op-amp.

TT100-halfgeleidertester-05 (© 2020 Jos Verstraten)
Vergelijking van de elektronica in de DCA55 (links) en de TT100 (rechts). (© 2020 Jos Verstraten)
Welke halfgeleiders kunt u testen?
De TT100 herkent automatisch de volgende onderdelen:
       - Dioden.
       - Dubbele dioden in diverse configuraties.
       - Enkelvoudige LED's.
       - Bicolour LED's in diverse configuraties.
       - Bipolaire enkelvoudige transistoren.
       - Bipolaire darlington transistoren.
       - Enhancement mode MOSFET's.
       - Depletion mode MOSFET's.
       - Veldeffect transistoren.
       - Triac's (met beperkingen).
       - Thyristoren (met beperkingen).


Bij de tests worden de volgende eigenschappen gemeten:
       - Automatisch bepalen van de penbezetting op de drie snoertjes.
       - Geleidingsspanning bij dioden en LED's.
       - Identificeren van eventuele diodebescherming en shuntweerstand.
       - Identificeren van silicium en germanium bij bipolaire transistoren.
       - Identificeren van NPN en PNP bij bipolaire transistoren.
       - Versterkingsfactor bij bipolaire transistoren.
       - Basis/emitter-spanning bij bipolaire transistoren.
       - Collector lekstroom bij bipolaire transistoren.
       - Eventuele shuntweerstand tussen B en E bij bipolaire transistoren.
       - Eventuele diode tussen E en C bij bipolaire transistoren.
       - Identificeren van P- en N-kanaal bij junctie FET's.
       - Drempel gatespanning bij MOSFET's.
       - De waarde van de diverse teststromen.

De TT100 van Voltcraft in de praktijk


Het analyseren van dioden
De TT100 kan vrijwel ieder soort diode analyseren. Als voorbeeld hebben wij een 1N4148 tussen de rode en blauwe testpennen aangesloten. In de onderstaande figuur ziet u de vier teksten die een na een op het display verschijnen. Aan de hand van de 'Forward voltage Vf' kunt u besluiten of de diode uit silicium of germanium is opgebouwd. In dit voorbeeld duidt de 0,69 V op de aanwezigheid van een silicium diode. Bij germanium en Schottky dioden zal de gemeten waarde rond 0,25 V liggen.

TT100-halfgeleidertester-06 (© 2020 Jos Verstraten)
De analyse van een 1N4148 Si-diode. (© 2020 Jos Verstraten)
Het analyseren van dubbele dioden
In SOT-23 behuizing treft u dubbele dioden aan met één gemeenschappelijke aansluiting. De tester herkent de gangbare typen dubbele dioden met drie aansluitingen en zet de soort als volgt op het display:
       - Common cathode diode network
       - Common anode diode network
       - Series diode network
Nadien worden de aansluitgegevens van de twee interne dioden (Pinout for D1 of D2) en de geleidingsspanningen (Forward voltage D1 of D2) op het display gezet.
Omdat wij geen dubbele dioden in voorraad hebben is deze functie niet getest.

Het analyseren van LED's
De TT100 herkent een LED aan de geleidingsspanning die in ieder geval groter is dan 1,5 V. De tester herkent, behalve enkelvoudige LED's, ook tweepolige en driepolige tweekleuren LED's. Als test hebben wij een 5 mm rode LED op de tester aangesloten. De resultaten ziet u in de onderstaande figuur.

TT100-halfgeleidertester-07 (© 2020 Jos Verstraten)
De analyse van een rode LED. (© 2020 Jos Verstraten)
Een tweepolige tweekleuren LED bestaat uit twee LED-chip's die in omgekeerde parallelschakeling binnen de behuizing zijn aangebracht. Tweekleuren LED’s met drie aansluitingen worden ofwel met gemeenschappelijke anode of met gemeenschappelijke kathode op de markt gebracht. De TT100 herkent dit en zet de volgende tekst op het display:
       - Two terminal bicolour LED
       - Three terminal bicolour LED
Nadien worden de aansluitgegevens van de twee interne LED's (Pinout for D1 of D2), de geleidingsspanningen (Forward voltage D1 of D2) en de teststroom (Test current) op het display gezet.

Share

Het analyseren van bipolaire transistoren
Bipolaire transistoren zijn in nogal wat varianten op de markt, zoals als darlington, met interne beveiligingsdiode, met geïntegreerde weerstand en met combinaties van deze voorzieningen. Al deze varianten worden herkend door de TT100. Als voorbeeld hebben wij een BC140 op de tester aangesloten. De TT100 reageert met de onderstaande zeven tekstvensters in het display.
Veel moderne transistoren hebben bijzondere eigenschappen. Als de tester een of meerdere van deze eigenschappen heeft gedetecteerd, worden deze functies na een extra druk op de rechter drukknop weergegeven:
       - Diode protection between C-E
       - Resistor shunt between B-E
De TT100 kan de shuntweerstand detecteren als deze een waarde van minder dan 60 kΩ heeft.

TT100-halfgeleidertester-08 (© 2020 Jos Verstraten)
De analyse van een BC140 bipolaire transistor. (© 2020 Jos Verstraten)
Het analyseren van MOSFET's
MOSFET’s zijn verkrijgbaar als N-kanaal en P-kanaal. De meeste moderne MOSFET’s zijn van het enhancement type waarbij de spanning op de gate altijd positief is bij N-kanaal types. Als test hebben wij een IRFP260N N-kanaal MOSFET op de TT100 aangesloten. De analyse ziet u in de onderstaande figuur.

TT100-halfgeleidertester-09 (© 2020 Jos Verstraten)
De analyse van een IRFP260N N-kanaal MOSFET. (© 2020 Jos Verstraten)
Het analyseren van junction FET's
JFET's hebben een interne structuur die volledig symmetrisch is rond de gate. Het gevolg is dat de TT100 de drain- en source-aansluitingen niet kan onderscheiden. U ziet dus alleen de aansluiting van de gate in het derde tekstvenster, zie de onderstaande figuur.

TT100-halfgeleidertester-10 (© 2020 Jos Verstraten)
De analyse van een P-channel junction FET. (© 2020 Jos Verstraten)
Het analyseren van thyristoren
U kunt alleen gevoelige thyristoren analyseren die gate- en houdstromen van minder dan 5 mA hebben. De TT100 levert slechts twee tekstvensters, de eerste met de component-identificatie en een tweede met de aansluitingen. Als voorbeeld hebben wij een 2N5060 low-power thyristor op de TT100 aangesloten.

TT100-halfgeleidertester-11 (© 2020 Jos Verstraten)
De analyse van een 2N5060 laagvermogen thyristor. (© 2020 Jos Verstraten)
Het analyseren van triac's
Hiervoor gelden dezelfde beperkingen als bij het testen van thyristoren. De zwaardere typen worden niet herkend. Als de TT100 het onderdeel als triac herkent is het apparaat zelfs in staat de aansluitingen van de MT1 en de MT2 te herkennen, zie de onderstaande figuur. Als voorbeeld hebben wij een Z0607MA triac (maximale stroom 800 mA) door de TT100 laten analyseren.

TT100-halfgeleidertester-12 (© 2020 Jos Verstraten)
De analyse van een laagvermogen triac van het type Z0607MA. (© 2020 Jos Verstraten)
Foutmeldingen
Naast de beschreven teksten kan de TT100 ook nog de onderstaande teksten op het display zetten:
       - Low battery
       - No component detected
       - Unknown/faulty component
       - Short circuit on Green Blue
       - Short circuit on Red Blue
       - Short circuit on Red Green
       - Short circuit on Red Green Blue
       - Hfe not accurate due to B-E res
In dit laatste geval kan de tester de stroomversterking van een junctie transistor niet meten vanwege een aanwezige shuntweerstand.



(Amazon sponsor advertentie)
Koop uw logic analyzer bij Amazon