Como testar diodos e transistores com multímetro digital
Como testar diodos e transistores com multímetro digital
Embora eu seja um fervoroso adepto das coisas analógicas, confesso que há muito tive que me render ao teste de diodos e transistores com multímetro digital e é sobre isto que vou descrever neste post.
Em princípio poderia parecer “chover no molhado” uma vez que a Internet está cheia de aulinhas sobre o assunto, mas mesmo assim volta e meia recebo e-mails de gente com dúvidas sobre o tema, em particular, sobre os diodos, sendo assim vou tentar colocar uma luz no fim do túnel (que não seja um trem vindo em nossa direção) para ajudar, principalmente, os neófitos da eletrônica e amadores de plantão.
Os leitores que me seguem há anos (e os que estão chegando agora verão) sabem que não gosto muito de dar “receitas de bolo” sem esmiuçar um pouco sobre os ingredientes que irão fazer bolo.
Um pouco de nostalgia
O diodo foi o primeiro componente da família de “estado sólido” a entrar em cena os aparelhos eletrônicos lá pelo final dos anos 60 e sua primeira missão foi substituir a válvula retificadora nos radinhos e amplificadores da época (antes tinha aparecido o “fedorento” retificador de selênio, mas isso deixa pra lá).
Basicamente, aqui no Brasil, só existia o BY210 da Philips e era pau pra toda obra (naquela época), também naquela época só se usava multímetro analógico, pois os digitais ainda não tinham sido “concebidos” e, portanto se usava a escala ôhmica para testar diodos.
Neste caso media-se a resistência ôhmica do diodo que seria baixa quando ele era polarizado diretamente e muito alta (praticamente infinita) quando polarizado inversamente.
Este valor “baixo” era quase intuitivo e não importava muito saber quantos ohms porque os diodos dos anos 60/70 eram todos praticamente iguais em termos de construção, pois sua função era apenas a de retificador em fontes lineares que trabalhavam, no máximo, em 120Hz.
Os “casos especiais” eram os diodos de germânio, usados como detectores de sinal.
Não detalharei aqui as “técnicas” de medição de diodos com multímetros analógicos poa trque urma da velha guarda está careca (literalmente) de saber como se faz isto e também porque não se faz mais multímetros analógicos como antigamente (desculpem o saudosismo, mas não deu para evitar).
Novos tempos, novos diodos e os multímetros digitais chegaram às bancadas.
Como eu disse no início do artigo há muito tempo adotei, quase definitivamente, o multímetro digital para testar diodos e transistores e estou convencido que ele tem algumas vantagens em relação aos meus queridos analógicos que pretendo levar comigo para o túmulo (ouvi dizer que São Pedro ainda usa rádio à válvula).
Repare que eu grifei a expressão “quase definitivamente”, isto porque, de vez em quando recorro ao meu bom e velho amigo Sanwa 320X, com suas baterias que somam 24V para ver se ele pega alguma fuga em um diodo que os digitais deixam passar batido.
Os digitais têm uma escala própria para testar diodos e, a principal e mais importantes diferença entre eles e os analógicos é que nesta função eles funcionam como um gerador de corrente constante que fornece cerca de 2mA ao diodo e este quando polarizado diretamente nos dará a queda de tensão da junção que aparecerá com três dígitos no display do multímetro (se o diodo estiver bom é claro).
Agora, diferentemente do que ocorre nos analógicos, temos um parâmetro mais preciso para comparação.
“Reza a lenda” (baseada na teoria) que este valor deve ser da ordem de 0,7V para diodos de silício e entre 0,2 e 0,3V para os de germânio (mais raros de se encontrar).
Entretanto, aqui entra uma dúvida comum a muita gente: porque, às vezes, obtêm-se valores menores, entre 0,4 e 0,5V, por exemplo, mesmo para diodos de silício?
A resposta é simples. Hoje temos uma diversidade de diodos que não tínhamos antigamente, como os diodos Schottky que têm uma construção um pouco diferente dos diodos retificadores convencionais e, por conseguinte uma barreira de potencial diferente.
A minha sugestão é que, se ao medir um diodo, você encontrou algum valor diferente daquele que “reza a lenda”, em primeiro lugar procure saber que tipo de diodo você está medindo antes de condená-lo a morte.
Se tiver outro à mão igual faça uma comparação das medidas e veja se estão muito discrepantes.
Uma boa prática é construir uma tabela com o código do diodo e a leitura obtida (usando sempre o mesmo multímetro). Isto poderá ajudar a tirar a dúvida na hora do sufoco.
De resto, a “lenda” continua valendo. Mesma leitura para os dois lados (que pode ser zero ou não) indica que o diodo deverá ir queimar no inferno, pois está em curto (se deu zero) ou com fuga (que, às vezes, só um bom analógico é capaz de detectar).
Não deu leitura nenhuma para os dois lados, então o diodo está aberto e o destino deve ser o mesmo (o lixo) e que Deus tenha pena de sua alma (a do diodo)!
Nunca é demais lembrar que o teste do diodo diretamente no circuito nem sempre é confiável, por que ele pode estar interagindo com outros componentes do circuito e a medição ficará inconclusiva.
O que eu costumo fazer é uma leitura prévia com o diodo no circuito e se as leituras forem coerentes eu dou um voto de confiança ao dito cujo, pelo menos temporariamente.
Verifico outras partes e se não achar nada de errado, ai sim, parto para a “agressão” e retiro o diodo do circuito (ou solto pelo menos um de seus terminais) para medi-lo isoladamente.
As leituras do multímetro digital são 100% confiáveis?
Eu sou adepto do princípio que resultado da medição de um componente eletrônico só é 100% confiável quando indica que o mesmo está defeituoso, caso contrário mantenho-o na lista de “suspeito improvável” e fico de olho nele até que o verdadeiro culpado seja encontrado.
Se você tiver um analógico “dus bão”, faça uma segunda verificação com ele para diminuir sua dúvida.
Os componentes eletrônicos são como os humanos, às vezes, conseguem nos enganar com sua carinha de santo (do pau oco!).
E os leds e os diodos Zener?
No caso dos leds temos a vantagem de podemos vê-los acender quando polarizado diretamente o que elimina a dúvida sobre se eles está ok ou não.
Quanto aos diodos Zener a técnica é a mesma dos diodos retificadores convencionais com a leitura rondando valores em torno de 0,6 a 0,7V, entretanto não saberemos qual o valor da tensão se Zener.
Testando transistores com multímetro digital
Tratarei aqui apenas dos transistores bipolares que, para efeito do teste com o multímetro digital, pode ser interpretado como dois diodos na forma mostrada nas figuras abaixo.
Simução de um transistor NPN com diodos
Simulção de um transistor PNP com didos
Considerando-se então as figuras podemos não só testar um transistor bipolar utilizando a função de diodos do multímetro digital bem como descobrir os terminais correspondentes a base, emissor e coletor caso você não saiba ou não tenha o data sheet do mesmo a mão para lhe dar uma ajudinha.
Se você já sabe a posição dos terminais não há nenhuma dificuldade para realizar o teste. O terminal de referência deve ser sempre a base.
Observação importante sobre a simulação didátca de transistores com didos
Acompanhe na figura abaixo o exemplo para o teste de um transistor PNP com um multímetro digital utilizando-se a escala de diodos.
Teste de um transistor PNP com multímetro digital
Neste caso como sabemos qual a posição da base já iniciamos com a ponteira preta (negativo) ligada a ela e alternamos a ponteira vermelha (positiva) entre os terminais emissor e coletor.
Se o transistor fosse NPN deveríamos ligar a ponteira vermelha à base e alternar a ponteira preta.
Voltando ao exemplo da figura você deve reparar que a primeira leitura que corresponde à junção base-emissor deu ligeiramente maior que a segunda leitura (base-coletor).
Esta diferença nas leituras é muito importante de ser observada porque será através dela que você poderá diferenciar entre a junção base-emissor e a junção base-coletor caso não saiba.
diferença nas leituras base-emissor e base-coletor no multímetro digital
Na maioria dos transistores a junção base-emissor irá apresentar uma leitura ligeiramente maior que a junção base-coletor mesmo que seja no último dígito.
Esta não é uma regra geral, podendo não funcionar em um ou outro transistor onde as leituras podem dar iguais, mas eu diria que funciona em 99% das vezes o que, convenhamos, é bem razoável.
A “regra” acima não vale para os multímetros analógicos onde, em geral, a leitura da junção base-emissor nos mostra uma resistência um pouco menor que a junção base-coletor.
E se não soubermos de antemão quais são os terminais do transistor (base-emissor-coletor)?
Bem, neste caso você poderá descobrir por tentativa e erro realizando as seis combinações possíveis considerando que temos três terminais e duas medições de cada vez (3×2=6).
O método só não irá funcionar, é claro, se o transistor estiver defeituoso com junções abertas ou em curto e neste caso só mesmo o data sheet poderá ajudar.
Na tabela a seguir, obtida do livro Como Utilizar os Multímetros Digitais de Fábio Serra Flosi (esgotado), apresento a medição de alguns transistores comerciais bem fáceis de encontrar no comércio para você praticar.
Tabela com as medidas de alguns transistores
As leituras obtidas poderão variar um pouquinho diferente de um multímetro para outro, mas com certeza o ajudarão a tirar suas dúvidas definitivamente.
Casando transistores
Quando estamos reparando amplificadores de áudio precisamos dar muita atenção à troca dos transistores de saída e de seus drivers, uma vez que estes transistores são usados, geralmente, em pares e precisam ter seus parâmetros o mais próximo possível um do outro ou corremos o risco de queimá-los novamente com poucos minutos de uso.
Dois transistores com parâmetros bem próximos é o que se chama de “par casado”.
Se você mora nos Estados Unidos ou na Europa talvez possa conseguir o par casado original num representante do fabricante do equipamento, mas se está no Brasil, duvido muito que consiga.
Neste caso o jeito é comprar um lote de transistores e providenciar você mesmo a “união matrimonial” dos mesmos.
Não adianta chamar um padre, pois a menos que ele entenda de eletrônica, não irá realizar o “casamento” dos transistores e você mesmo terá que realizá-lo.
E aí que entra uma função dos multímetros digitais que não existe nos analógicos: – a medida do hfe.
O hfe é o parâmetro que nos dá o ganho do transistor e se você pegar diversos transistores iguais verá que o hfe irá diferir de um para outro, às vezes, significativamente.
Transistores, embora iguais, podem apresentar uma grande diversidade de ganhos devido a problemas intrínsecos da produção.
Eles são separados por lotes e isto costuma ser expresso no código acrescentando-se mais um número além do código como, por exemplo, BD135-6, BD135-10 ou BD135-10. Este segundo digito após o “hífen” nos dá a faixa de hfe a qual ele pertence, mas mesmo assim podemos notar na tabela a seguir que ainda temos uma grande variação possível nos valores de hfe.
Tabela com a variação do hfe do BD135
Para resolver o problema você deve, como foi dito, escolher os transistores a dedo usando a função de medição de hfe.
Como estamos querendo casar transistores o que importa é conseguir pares que apresentem ganhos o mais próximo possível um do outro.
Transistores digitais: como testá-los
Estes transistores surgiram na década de 90 e possuem internamente um dois resistores necessários a sua polarização evitando-se assim que estes resistores sejam colocados externamente.
Funcionam como chaves digitais em dois estados: on e off.
Quase sempre são do tipo SMD, mas é preciso que fique claro que um transistor SMD não é, necessariamente, um transistor digital.
Costumam ser designados pelos prefixos DTA, DTB, DTC e DTD, mas isto pode variar dependendo do fabricante.
Olhando para eles não dá para adivinhar se um transistor digital ou bipolar convencional.
Abaixo temos um esquema mostrando uma configuração muito comum para transistores digitais, neste caso, NPN, mas poderia ser PNP.
Configuração de um transistor digital
Os resistores, em geral, são de 47kohms, mas outros valores podem ser encontrados também.
O teste estático deste transistores provavelmente não ajudará muito a chegar a uma conclusão sobre o seu estado, pois os resistores internos influenciarão na leitura.
Aliás, isto também costuma acontecer com alguns transistores utilizados como saída horizontal nas antigas tvs de CRT, pois alguns deles possuem um diodo interno entre coletor e emissor e, às vezes, um resistor na base.
Entretanto, como a principal falha destes transistores é o curto entre terminais não é difícil constatar se o saída horizontal está defeituoso ou não.
Já no caso dos digitais, a melhor opção é o teste dinâmico, ou seja, verificar o comportamento dele no circuito.
Se o pino correspondente à entrada estiver em nível alto o pino da saída deverá estar em nível baixo e vice-versa.
Para complementar este post sugiro a leitura de Testando Transistores Bipolares e digitais no circuito aqui no site.
Por enquanto é só e até sempre.
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