O multímetro é o instrumento mais empregado no teste e verificação de componentes eletroeletrônicos. Neste artigo apresentamos algumas práticas para testar diversos tipos de componentes e analisar os resultados obtidos, utilizando sempre esse aparelho.
Nota: Artigo publicado na Eletrônica Total 157 de 2013.
Análise e identificação dos terminais de um diodo com um multímetro
Se o ânodo e o cátodo do diodo estão identificados:
• Selecionar através do comutador rotativo do multímetro a posição de análise de junções PN (figura 0);
• Ligar as pontas de prova ao multímetro;
• Ligar a ponta de prova vermelha do multímetro (+ da pilha interna) ao ânodo (A) e a ponta de prova preta (- da pilha interna) ao cátodo (K). No display deverá aparecer um certo valor da resistência da junção PN;
• Ligar a ponta de prova vermelha do multímetro (+ da pilha interna) ao cátodo (K) e a ponta de prova preta (- da pilha interna) ao ânodo (A). No display deverá aparecer a indicação de resistência infinita;
• O diodo sob teste está em bom estado. Veja um multímetro digital na figura abaixo.
Se o ânodo e o cátodo do diodo não estão identificados:
• Selecionar através do comutador rotativo do multímetro a posição de análise de junções PN (figura 0);
• Ligar as pontas de prova ao multímetro;
• Ligar a ponta de prova vermelha do multímetro (+) a um dos terminais e a ponta de prova preta (-) ao outro terminal.
Se no display aparecer um certo valor de resistência, é sinal que estamos polarizando diretamente a junção PN. Logo o terminal do diodo que entrou em contato com a ponta de prova vermelha é o ânodo (A) e o terminal que entrou em contato com a ponta de prova preta é o cátodo (K). Se no display aparecer a indicação de resistência infinita, é sinal que estamos polarizando inversamente a junção PN. Logo o terminal do diodo que entrou em contato com a ponta de prova vermelha é o cátodo (K) e o terminal que entrou em contato com a ponta de prova preta é o ânodo (A): O diodo sob teste está em bom estado. Observe a figura abaixo.
Análise de tiristores com um multímetro
Para comprovação de um tiristor (figura 3 e 4) pode-se utilizar a função de análise de junções PN (figura 0) de um multímetro. Com as pontas de prova ligadas em qualquer, sentido o componente não deve conduzir entre os seus terminais de ânodo e cátodo, indicando um valor da resistência infinita.
Se medirmos a resistência entre o ânodo e a gate, com as pontas de prova ligadas em qualquer sentido, a resistência medida deve também ser infinita.
Podemos fazer uma comprovação aproximada da gate, aplicando um teste idêntico aos terminais de gate e cátodo. Se aplicarmos uma polarização direta (gate positiva e cátodo negativo), a resistência indicada pelo multímetro deve ser baixa. Se pelo contrário polarizarmos inversamente (gate negativa e cátodo positivo), a resistência indicada pelo multímetro deve ser alta.
Pode-se realizar um teste melhor, com o multímetro na função de análise de junções PN (figura 0), seguindo o processo descrito na figura 5.
Primeiramente, ligar a ponta de prova positiva ao ânodo e a negativa ao cátodo. Colocar em curto-circuito por breves instantes o terminal de gate com o ânodo: deverá obter-se uma leitura bastante baixa.
Ao deixar este curto-circuito, deverá todavia obter-se uma leitura bastante baixa, uma vez que o tiristor entrou em condução, e a corrente deverá ser suficiente para proporcionar a manutenção deste estado (a corrente poderá ser insuficiente para produzir o efeito de manutenção).
Se uma das pontas de prova se desligar e voltar novamente a ligar, o tiristor deverá bloquear (não conduz), obtendo-se novamente uma leitura de elevada resistência.
Teste/análise de um alto-falante com um multímetro
Veja, agora, a ilustração apresentada na figura 6. Com um multímetro pode-se medir a resistência da bobina e, em certos casos, provocar o movimento do cone do alto-falante. Se utilizar um multímetro analógico, deverá selecionar a escala x1, colocando uma ponta de prova fixa num dos terminais do alto-falante e com a outra ponta de prova raspa-se no outro terminal. O ponteiro deverá deslocar-se sobre a escala (indicando o valor da resistência da bobina) e deve ouvir-se um pequeno ruído produzido pelo movimento do cone do alto-falante.
Se utilizar um multímetro digital, ele indicará a resistência da bobina, mas o alto-falante não produzirá ruído.
Se o ponteiro do multímetro analógico não mexer (R = 00), o alto-falante está aberto. Observe a figura 7. Se o ponteiro do multímetro analógico for a zero e não sair ruído, o alto-falante está em curto. Figura 8.
Este teste não é 100% confiável. Às vezes a bobina do alto-falante está boa, mas ele está com outro tipo de defeito como, por exemplo, o cone rasgado, o entreferro da bobina móvel sujo etc.
Análise de um MOSFET de enriquecimento com um multímetro
Evitar tocar com as mãos nos terminais dos FET já que todos eles, mas especialmente os de tecnologia MOS, são sensíveis a cargas elétricas estáticas que podem danificar permanentemente a sua estrutura interna.
Como verificar com um multímetro se um MOSFET de enriquecimento está em bom estado? Vamos utilizar como exemplo o tipo BS170, que é um NMOS de enriquecimento (Enhancement). Veja a figura 9.
• Colocar o comutador rotativo do multímetro na posição de análise de junções PN (figura 0);
• Como o MOSFET de enriquecimento não tem o canal formado, a resistência indicada entre o Dreno (D) e a Fonte (S) deve ser infinita, seja qual for a polaridade aplicada (exceto na situação de existir um diodo de proteção interno que fique polarizado diretamente - fonte positiva em relação ao dreno), figura 10;
• Colocar a ponta de prova positiva (vermelha) na Gate (G) e a ponta de prova negativa (preta) na Fonte (S), o que irá induzir a criação do canal N entre o Dreno e a Fonte;
• Agora, seja qual for a polaridade aplicada pelas pontas de prova aos terminais de Dreno e de Fonte, verificamos que passou a haver condução entre eles e uma certa resistência que depende da dopagem do material semicondutor que forma o canal.
Observação: Para um PMOS de enriquecimento (Enhancement) os procedimentos são idênticos, tendo-se só que trocar a polaridade das pontas de prova.
Análise do TRIAC com um multímetro
Para comprovação de um TRIAC pode-se utilizar a função de análise de junções PN (figura 0) de um multímetro. De maneira semelhante ao tiristor, uma comprovação de resistência entre os terminais MT1 (ou T1) e MT2 (ou T2) deverá indicar uma resistência infinita (junção PN inversamente polarizada), independentemente da polaridade das pontas de prova. Atente para a figura 11.
Se medirmos a resistência entre o terminal MT1 e a Gate (G), com as pontas de prova ligadas em qualquer sentido, a resistência medida deverá indicar um valor baixo (junção PN diretamente polarizada). Repare na figura 12.
Empregando o mesmo procedimento de ensaio de disparo/manutenção para o tiristor, o resultado deve ser exatamente igual com o TRIAC. Colocando as pontas de prova do multímetro nos terminais MT1 e MT2 e curto-circuitando por breves instantes o terminal de gate com o terminal MT2 (independentemente da polaridade), deverá obter-se uma leitura bastante baixa (provocou-se o disparo do TRIAC). Ao deixar este curto-circuito, poderá obter-se ainda uma leitura bastante baixa, já que o TRIAC entrou em condução (isto se a corrente for suficiente para proporcionar a manutenção do estado de condução), figura 13. Se uma das pontas de prova se desligar e voltar novamente a ligar, o TRIAC deverá bloquear (não conduz), obtendo-se novamente uma leitura de elevada resistência.
Observação: A corrente (11.) poderá ser insuficiente para produzir o efeito de manutenção (IT < IH).
Medição e análise de capacitores com um multímetro
Olhe, agora, para a figura 14.
Se dispusermos de um capacímetro ou de um multímetro digital com escala de capacitâncias: Se conhecermos o valor da capacitância (através do código de cores ou do código alfanumérico), deveremos selecionar o campo de medida imediatamente acima desse valor.
• Se não dispomos de um capacímetro ou de um multímetro com escala de capacitâncias: Selecionar o campo de medida de resistências;
• Ligar as pontas de prova aos terminais do capacitor. Respeitar a polaridade se for eletrolítico (de alumínio ou de tântalo), figura 15;
• Se a resistência do capacitor sob teste der o Ω, o capacitor está em curto-circuito;
• Se a resistência do capacitor sob teste der ꝏ, o capacitor está em bom estado (já que está sendo medida a resistência do dielétrico).
Para observar a carga do capacitor
Ao ligar inicialmente o multímetro (como ohmímetro) é muito provável que se obtenha uma leitura baixa (da resistência) — carga do capacitor corrente elevada, mas a resistência rapidamente subirá até um nível muito elevado (quando a tensão no capacitor = tensão na fonte —› I = 0 logo R = ꝏ). O tempo que o capacitor demora em carregar-se por completo depende:
• Da escala de resistência empregada (se a escala R é elevada →I é fraca → T de carga é grande);
• Do valor da capacidade do capacitor (C↑ →T carga T). Se o capacitor tem:
• C↓ (centenas de nF ou menos), não importa a escala que se utiliza pois R = ꝏ. Na realidade pode não existir um período apreciável de carga no caso dos capacitores de baixa capacitância.
• C ↑ empregar uma escala de baixa resistência, para que o tempo de carga seja pequeno.
Medição e análise de resistores fora do circuito com um multímetro
Com um multímetro analógico: Se conhece o valor da resistência (através do código de cores ou do código alfanumérico) deverá selecionar o campo de medida imediatamente acima desse valor:
• Selecionar o campo de medida de resistências;
• Ligar as pontas de prova;
• Curto-circuitar as pontas de prova e ajustar o zero (Sempre que mudar de campo de medida terá que ajustar o zero);
• Se a resistência sob teste der valor 0Ω, o resistor está em curto-circuito ou o campo de medida selecionado é muito superior ao valor da resistência a medir;
• Se a resistência sob teste der ꝏ, (infinito), o resistor está em aberto ou o campo de medida selecionado é muito inferior ao valor da resistência a medir.
Com um multímetro digital:
• Se conhece o valor da resistência (através do código de cores ou do código alfanumérico), deverá selecionar o campo de medida imediatamente acima desse valor:
• Selecionar o campo de medida de resistências;
• Ligar as pontas de prova ao multímetro;
• Se a resistência sob teste der 0Ω, o resistor está em curto-circuito ou o campo de medida selecionado é muito superior ao valor da resistência a medir;
• Se a resistência sob teste der ꝏ, (infinito), o resistor está em aberto ou o campo de medida selecionado é muito inferior ao valor da resistência a medir.
Cuidados complementares
Quando se pretender medir resistores de elevado valor (aproximadamente 1 MΩ ou mais), não se deve tocar com as mãos nos terminais do componente, uma vez que colocaremos a resistência elétrica própria do nosso corpo (que é elevada) em paralelo com a resistência que está sendo medida, o que falseará o resultado da medição.
Medição e análise de resistores no circuito, com um multímetro
Desligar o circuito: Não utilizar o multímetro para medir resistores que se encontram inseridos num circuito sob tensão. Se tiver que medir resistores que fazem parte de um circuito, é necessário antes, desligar o circuito.
Componentes em paralelo com o resistor a medir: A medição de resistores num circuito pode ser problemática, já que frequentemente podem existir outros (resistores, indutores, transformadores, semicondutores) em paralelo com o que se quer medir.
Para combater o problema das resistências em paralelo deve-se desligar um dos terminais do resistor a medir.
Junção PN em paralelo com o resistor a medir: A maioria dos aparelhos de medida de resistências funciona com uma tensão de teste que é superior à tensão de polarização direta de uma junção PN de silício (0,6 - 1 V) ou de germânio (0,2 - 0,4 V). Qualquer junção PN polarizada diretamente que esteja em paralelo com a resistência a medir pode colocar em derivação a referida resistência da junção PN e fornecer uma leitura baixa. Veja a figura 16.
Um semicondutor polarizado inversamente (através das pontas de prova) ficará com uma resistência muito elevada e obtém-se assim uma leitura correta.
Análise de um JFET com um multímetro
Como verificar com um multímetro se um JFET está em bom estado. Atente, agora, para a ilustração dada na figura 17. Vamos utilizar como exemplo o 2N3819, que é um JFET canal N.
• Colocar o comutador rotativo do multímetro na posição de análise de junções PN (—figura 00);
• Colocar a ponta de prova positiva (vermelha) na Gate (G) e a ponta de prova negativa (preta) no Dreno (D) e na Fonte (S). O multímetro deve indicar uma certa resistência (junção PN canal/gate diretamente polarizada); Figura 18.
• Colocar o comutador rotativo do multímetro na posição de medição de resistências;
• Colocar as pontas de prova com qualquer polaridade entre o Dreno (D) e a Fonte (S). O multímetro deve indicar uma certa resistência (que corresponde à resistência do material semicondutor do canal N, que pode estar mais ou menos dopado).
Observação: Se medir a resistência do canal e, depois de polarizar inversamente a junção PN canal/gate, tornar a medí-Ia, poderá verificar que a resistência do canal aumentou (isto devido ao fato da polarização inversa da junção PN ter estreitado o canal devido ao aumento da zona de depleção). Para um JFET canal P os procedimentos são idênticos, tendo-se só que trocar as polaridades das pontas de prova.
Identificação com um multímetro dos terminais e polaridade de um transistor bipolar
Colocar o comutador rotativo do multímetro na posição de análise de junções PN (figura 0). Apenas para estas identificações podemos considerar o transistor como dois diodos em oposição. Figura 19A.
Procedimentos
Os procedimentos serão apresentados a seguir:
Identificação da base
Devemos encontrar um par de terminais em que, medindo a resistência num e noutro sentido, esteja seja muito elevada. Estamos em presença do Emissor e do Coletor (entre C e E diodos em oposição R = ꝏ). Por exclusão de partes, o outro terminal é a base;
Transistor PNP ou NPN?
Coloque a ponta de prova + ou – no terminal da base e a outra ponta de prova num dos outros terminais.
• + na base = se R é pequeno, temos polarização direta da junção = o transistor é NPN;
• + na base = se R é grande, temos polarização inversa da junção = o transistor é PNP;
• - na base = se R é pequeno, temos polarização direta da junção = o transistor é PNP;
• - na base = se R é grande, temos polarização inversa da junção = o transistor é NPN.
Identificar o Emissor e o Coletor
Entre o terminal de Base e qualquer um dos outros terminais medimos a resistência (no transistor NPN - positivo na Base, no PNP - negativo na Base). A resistência entre a Base e o Coletor é sensivelmente menor que a resistência entre a Base e o Emissor.
Teste de fugas
A corrente de fuga de um transistor de silício é inferior a 1 µA, no entanto, num transistor de germânio a corrente de fuga já é significativa. Repare na figura 19B.
