Este artigo faz parte do volume 4 da minha série de livros “Como Testar Componentes”. Nele você vai encontrar uma boa quantidade de procedimentos para o teste de FETs e JFETs.
O que são
Os transistores de efeito de campo de junção ou JFETs (Junction Field-Effect Transistors) são componentes semicondutores cujo símbolo e estrutura são mostrados na figura 1.
Nesses componentes, a corrente entre o dreno (d) e a fonte (s) pode ser controlada por uma tensão aplicada à comporta (g). Como a comporta é isolada do substrato ou canal por onde circula a corrente, esse dispositivo apresenta uma elevadíssima resistência de entrada.
O que testar
Da mesma forma que nos transistores comuns podemos testar o estado dos seus elementos pela condução de corrente como também realizar testes dinâmicos que envolvem desde circuitos de simulação de funcionamento até o osciloscópio com a observação de sua característica.
Nas próximas linhas descreveremos diversos procedimentos práticos para o teste e análise dos transistores de efeito de campo de junção.
Instrumentos Usados
• Multímetro
• Provador de continuidade
• Circuito de teste
• Traçador de Curvas, Gerador de funções e osciloscópio
As provas
a. Prova com o Multímetro e Provador de Continuidade
O teste mais simples que apenas detecta um eventual curto na região da junção com a comporta, faz uso do multímetro ou do provador de continuidade e é realizado da seguinte maneira:
Procedimento:
a) Coloque o multímetro numa escala que permita ler baixas resistências (ohms x1 ou x10 se o multímetro for analógico ou ainda 200 ou 2000 ohms no digital. Zere o instrumento, se for analógico. Se for usar provador de continuidade, coloque esse instrumento em condições de uso.
b) Identifique os terminais de gate (g), fonte (s) e dreno (d) do transistor de efeito de campo de junção que vai ser testado.
c) Meça inicialmente a resistência direta e inversa entre o dreno (d) e a fonte (s).
d) Depois, meça a resistência direta e inversa entre a comporta (g) e o dreno (d).
A figura 2 mostra como essa prova deve ser realizada.
Interpretação dos Resultados
A resistência direta e a inversa em transistor JFET de uso geral como os MPF102, BF245 e outros é da ordem de 200 ohms, quando o terminal de gate ou comporta (g) se encontra desligado. Essa resistência indica que o canal apresenta continuidade.
Entre a comporta (g) e o dreno (d) deve ser medida uma resistência direta baixa e uma resistência inversa muito alta ou infinita, pois ela se comporta como uma junção PNP comum. Se a resistência for muito baixa nos dois sentidos, o transistor esta em curto e se for muito alta, o transistor se encontra aberto.
Observe que essa prova é muito relativa, pois as medidas podem estar corretas e mesmo assim o transistor estará com defeito, pois não se trata de um teste dinâmico. A polaridade das pontas de prova na medida da junção permite saber se o transistor é de canal N ou de canal P.
b. Prova com Circuito de Teste
Para um teste mais completo e mais confiável de um transistor de efeito de campo de junção, o melhor é usar um indicador (LED) ou mesmo o multímetro num circuito de teste. Na figura 3 mostramos um circuito simples para essa finalidade.
Esse circuito pode ser facilmente implementado numa matriz de contatos e permite saber se o transistor está ou não funcionando com a polarização contínua de comporta.
Procedimento
a) Identifique os terminais de dreno (d), fonte (s) e comporta (g) do transistor, colocando o no circuito indicado. É preciso também saber se o transistor é de canal N ou P.
b) Use o circuito com a polaridade correta para os transistores N e P.
c) Sem o resistor R1 de comporta o LED deve permanecer apagado ou o transistor deve indicar uma corrente muito baixa.
d) Inserindo-se no circuito o transistor R1 a corrente no circuito deve aumentar, acendendo o LED ou causando uma indicação no multímetro usado.
Interpretação da Prova
Se o transistor estiver bom, com a polarização negativa de comporta dada pelo resistor R2, ele não conduz e o LED permanece apagado. Se acender é porque o transistor se encontra em curto. Com a introdução de R1 no circuito, a polarização de comporta passa a ser positiva e com isso o transistor conduz acendendo o LED. Se nada acontecer é porque o transistor se encontra aberto.
c. Observando a característica no osciloscópio
Para observar as características de um JFET num osciloscópio e também determinar seu estado, devemos usar o traçador de curvas juntamente com o osciloscópio conforme mostra o circuito da figura 4.
O circuito foi simulado no Multisim (acima) em abaixo temos sua configuração e em (b) a forma do sinal obtido para um FET bom.
Na figura abaixo mostramos a imagem obtida para um FET aberto. Valores dos componentes podem ser alterados em função das características do componente em teste. Observe que a polaridade das da fonte deve ser invertida para FETs de canal P.
Procedimento
a) Faça as conexões do traçador e osciloscópio conforme mostra a figura.
b) O transistor de efeito de campo usado como elemento de teste neste circuito é de canal N. Para transistores de canal P as polaridades das tensões aplicadas devem ser invertidas.
c) O canal H (eixo X) do osciloscópio deve ser comutado para a posição de sincronismo externo (EXT) ou X/Y ou ainda A/B e as entradas devem estar nas posições para sinais DC.
d) Ajustando os controles de ganho horizontal e vertical, deve ser obtida a curva mostradas na figura 66 se tudo estiver bem com o componente.
Na figura 5 temos a conexão para um FET de canal P
Interpretação da Prova
Se a curva típica não puder ser visualizada estaremos diante de um transistor com problemas. E importante observar que em alguns casos, o problema pode estar na própria identificação dos terminais do componente.
