Provador universal de semicondutores (INS189)

Escrito por Newton C Braga

Os profissionais da eletrônica podem ter seu trabalho facilitado se possuírem provadores específicos para determinados tipos de componentes. O multímetro e alguns outros instrumentos são de grande ajuda na prova de certos semicondutores, mas em muitos casos, os resultados apresentados podem não ser conclusivos. O provador que descrevemos, por outro lado, nos testes que realiza fornece resultados mais seguros que podem significar a diferença entre uma localização rápida de um problema e muitas horas de horas de dor de cabeça.

O provador que descrevemos neste artigo tem um circuito bastante simples e pode até aproveitar alguns componentes de sucata. No entanto, a utilidade que ele apresenta na bancada do técnico só pode ser avaliada depois que sua ajuda aparecer.

Por este motivo, para os nossos leitores ligados ao service e mesmo os que realizam montagens frequentes a inclusão deste provador no seu conjunto de instrumentos é algo que deve ser avaliado.

O provador que descrevemos é do tipo SIM ou NÃO, o que significa que ele não fornece informações sobre as características dos componentes provados, mas sim se eles estão ou não em condições de serem usados num aparelho eletrônico.

Alimentado pela rede de energia ele pode ser facilmente colocado em qualquer canto da bancada, ou mesmo embutido num painel, juntamente com outros equipamentos de grande utilidade tais como o injetor de sinais, a fonte de alimentação e a lâmpada de série.

 

CARACTERÍSTICAS

* Tensão de alimentação: 110/220 VCA

* Consumo: 2 a 5 W (depende do transformador usado)

* Número de indicadores: 4 LEDs

* Semicondutores provados:

transistores NPN, PNP

diodos de silício e germânio

SCRs e Triacs

LEDs, etc

* Componentes passivos provados:

Resistores

Capacitores

Lâmpadas

Transformadores

Chaves

Fusíveis

Alto-falantes, etc.

 

COMO FUNCIONA

O provador tem em sua entrada um transformador que além de servir de elemento de isolamento, reduz a tensão da rede para 6V, tensão mais compatível com as provas que devem ser realizadas.

Esta baixa tensão de 6V é usada de 3 formas diferentes, conforme a posição de uma chave seletora de 1 pólo x 3 posições.

Na posição D (de diodo) temos a conexão no circuito de dois LEDs ligados em oposição, e a aplicação entre as garras G1 e G2 de uma tensão alternada cujo valor é justamente 6 Vrms do secundário do transformador. Resistores em série com estas garras servem de limitadores de corrente.

Evidentemente, quando algum dispositivo for ligado nestas garras devemos considerar a queda de tensão da ordem de 1,6 Volts que ocorre nos LEDs.

Assim, nesta função temos a possibilidade de provar componentes bipolares que serão ligados entre as garras G1 e G2. A verificação feita será a de continuidade.

No caso de diodos, que é o componente principal que pode ser testado nesta função, quando o ligamos entre as garras G1 e G3 ele permitirá a circulação de corrente apenas num semiciclo da tensão alternada disponível, o que quer dizer que apenas um dos LEDs ficará polarizado no sentido direto e com isso conduzirá a corrente acendendo.

Qual dos LEDs vai acender (LED1 ou LED2) depende apenas da posição em que o diodo em prova for conectado às garras. Podemos até usar este comportamento para identificar a polaridade do diodo, ou seja, qual terminal corresponde ao seu anodo e ao seu catodo, por exemplo, se o anodo estiver em G1 e o catodo em G3, acende o LED1. Se o diodo for invertido, acende o LED2.

Se os dois LEDs acenderem nesta prova é sinal que o diodo se encontra em curto, e se nenhum dos LEDs acender é sinal de que o diodo se encontra aberto.

Podemos aproveitar G1 e G2 para outros tipos de provas de continuidade e verificação de junções de dispositivos semicondutores. Assim, componentes cujas resistências devam estar entre 0 e 10 k? podem ser testados com a simples ligação entre as pontas de prova. Observamos que a corrente de prova neste caso será da ordem de 10 mA.

Se os dois LEDs acenderem na prova teremos continuidade nos dois sentidos, e se um LED acender teremos uma junção semicondutora. Se nenhum LED acender não há continuidade, ou seja, teremos um circuito aberto.

Fugas que representem resistências na faixa de 30 k? a 100 k? podem ser detectadas por um leve brilho dos LEDs.

Para provar transistores passamos a chave S2 para a posição NPN ou PNP conforme o tipo de transistor testado.

G1 deve ser ligada ao coletor do transistor, G2 à base e G3 ao emissor. O diodo D1 retifica a corrente do secundário do transformador de modo que o transistor seja polarizado corretamente nesta prova.

O LED3 vai servir como indicador de estado para o transistor em prova, conforme mostra a figura 1.

 

Configuração para prova de transistores NPN
Configuração para prova de transistores NPN

 

Inicialmente, ligando o aparelho, o LED3 não deve acender, pois a base do transistor estará aberta e portanto ele estará no corte. Não haverá corrente de coletor para circular através do LED indicador.

Se o LED acender nesta prova, indicando uma forte corrente entre emissor e coletor do transistor, é porque ele se encontra em curto.

A prova é completada pressionando-se S3. Com isso, a base é polarizada e o transistor deve ser levado à saturação fazendo com que o LED3 acenda. Se isso ocorrer normalmente, o transistor pode ser considerado bom. No entanto, se o LED não acender, estaremos diante de um transistor aberto.

Se com o interruptor S3 sem pressionar (aberto) o LED3 acender mas com brilho muito reduzido, apenas observado com muita atenção, estaremos diante de um transistor com fuga entre coletor e emissor.

Para a prova de transistores NPN o procedimento é o mesmo, devendo apenas ser alterada a posição de s2 para este tipo de componente.

No caso dos SCRs (como os da série TIC106 que são os mais comuns) ligamos o anodo a G1, catodo a G3 e a comporta em G2. Para a polarização correta, a chave s2 deve estar na posição correspondente aos transistores NPN e o LED indicador de bom estado será o LED3.

Inicialmente, nada deve acontecer com o LED3 que permanecerá apagado. Se acender, teremos um SCR em curto, cuja utilização já deve ser descartada. Apertando então S3, deve ocorrer o disparo do SCR com o acendimento do LED3. Se nada acontecer é porque o LED se encontra aberto. Tão logo S3 seja solto, o LED3 apaga, pois a alimentação do circuito é feita com contínua pulsante.

Para a prova de outros semicondutores basta lembrar que as junções se comportam como diodo e que pode ser verificação de condução na polarização direta e inversa, como diodos.

 

MONTAGEM

Na figura 2 temos o diagrama completo do Provador Universal de Componentes.

 

Diagrama completo do provador de componentes
Diagrama completo do provador de componentes

 

Como são usados poucos componentes será dispensado o uso de placa de circuito impresso. Uma simples ponte de terminais serve para sustentar os componentes menores como mostra a figura 3, já que os maiores serão fixados na própria caixa.

 

A montagem dispensa o uso de placa de circuito impresso
A montagem dispensa o uso de placa de circuito impresso

 

O transformador usado tem secundário único de 6V com corrente a partir de 100 mA. No entanto, podem ser aproveitados transformadores com tensões entre 5 e 9V, sem problemas e se o secundário for duplo, basta usar metade, conforme sugere a figura 4.

 

Usando um transformador de 6 + 6 V
Usando um transformador de 6 + 6 V

 

Os diodos D1 e D2 admitem equivalentes como o 1N4148 ou mesmo 1N4004. Os LEDs podem ser vermelhos ou de qualquer outra cor e os resistores são todos de 1/8W com 5% ou mais de tolerância.

Para a conexão dos componentes em prova sugerimos a utilização de fios com garras de cores diferentes, de modo a facilitar sua identificação.

O aparelho pode ser embutido no painel da bancada ou ainda montado numa pequena caixa plástica conforme mostra a figura 5.

 

Sugestão de caixa para montagem.
Sugestão de caixa para montagem.

 

 

PROVA E USO

Para verificar se o aparelho está funcionando, encoste G1 em G2 e coloque s2 em todas as posições. Os LEDs devem acender todos.

Para usar podemos resumir as operações para os principais componentes, a partir das explicações dadas na parte de funcionamento, da seguinte forma:

 

a) Diodos de uso geral e retificadores (1N4002, 1N4004, 1N4148, 1N34, etc):

Ligar o componente entre G1 e G2. Colocar s2 na posição D. Um dos LEDs (LED1 ou LED2) deve acender. Se os dois LEDs acenderem o diodo está em curto. Se nenhum LED acender o diodo está aberto.

 

b) Prova de Continuidade (lâmpadas, bobinas, alto-falantes, fusíveis, interruptores, fios, conectores, etc.)

O componente em prova é ligado entre G1 e G3. A chave s2 deverá estar na posição D.

Os dois LEDs (LED1 e LED2) devem acender. Se permanecerem apagados, o componente está aberto ou tem resistência muito elevada (acima de 100 ?). Se acenderem normalmente, o componente tem resistência baixa ou continuidade (abaixo de 2 000 ? tipicamente). Se o brilho for abaixo do normal, a resistência do componente em prova estará entre 3 k ? e 20 k ? tipicamente.

Para ter uma idéia do valor, o montador pode comparar com o brilho obtido quando resistores de valores conhecidos são ligados em G1 e G3.

 

c) LEDs (de qualquer cor)

Ligue o anodo do LED em G1 e o catodo em G3 (o catodo normalmente é o terminal mais curto ou que tem um achatamento do invólucro plástico - chanfro).

O LED em teste deve acender normalmente.

 

d) Transistores NPN

Ligue o transistor em prova da maneira mostrada na figura 6.

 

 

Conexão para prova de transistores.
Conexão para prova de transistores.

 

A chave s2 deve estar na posição NPN. Inicialmente o LED3 deve permanecer apagado. Se acender com brilho normal, o transistor estará em curto. Se acender com brilho muito fraco então estará com fugas.

Em seguida, aperte S3. O LED3 deve acender. Se isso ocorrer normalmente, o transistor estará bom. Se o LED não acender é porque o transistor se encontra aberto (queimado).

 

e) Transistores PNP

Conecte o transistor ao aparelho em prova através das garras conforme mostra a figura 7.

 

Ligação de transistores PNP.
Ligação de transistores PNP.

 

Coloque s2 na posição PNP. O LED4 deve permanecer apagado. Se já acender é sinal que o transistor está em curto e portanto não deve ser usado. Em seguida, aperte S3. O LED4 deve acender. Se isso não ocorrer é porque o transistor se encontra aberto.

 

f) SCRs (Diodos Controlados de Silício)

Ligue o SCR em prova ao aparelho, conforme mostra a figura 8.

 

Prova de SCRs de séries TIC ou MCR 106
Prova de SCRs de séries TIC ou MCR 106

 

Só devem ser provados SCRs que exijam correntes de disparo de no máximo uns 20 mA, já que SCRs que exigem correntes maiores não podem ser disparados por este circuito a não ser que R2 seja bem reduzido.

Verifique antes o funcionamento do provador com um SCR maior reconhecidamente bom, e se não houver disparo, reduza R2 para 10 k ?.

Coloque a chave s2 na posição NPN. O LED3 não deve acender. Se isso ocorrer é porque o SCR se encontra em curto. Em seguida, pressione S3. O LED3 deve deve acender. Se isso não ocorrer é porque o SCR está aberto ou sem sensibilidade para o disparo.

 

Semicondutores:

D1, D2 - 1N4002 ou equivalentes - diodos de silício

LED1 a LED4 - LEDs comuns

Resistores: (1/8W, 5%)

R1 - 1 k ?

R2 - 22 k ?

Diversos:

T1 - Transformador com primário conforme a rede de energia e secundário de 6V com 100 mA ou mais de corrente - ver texto

S1 - Interruptor simples

s2 - Chave rotativa de 1 pólo x 3 posições

S3 - Interruptor de pressão NA

G1, G2, G3 - Garras jacaré de cores diferentes

Ponte de terminais, cabo de forca, caixa para montagem, suporte de LEDs (opcionais) botão plástico para a chave rotativa, fios, solda, etc.