2020年8月31日月曜日

簡易トランジスタ hFEテスターの製作

 は、前回のブログでご紹介した HP E2373A ディジタル・マルチメータをチェックしている際に、実験用の定電圧電源を壊してしまいました。定電圧電源の出力に、誤って交流30Vをかけてしまったのです。

 古いですが、この定電圧電源はトランス式のシリーズ・レギュレータで、多少重いですがスイッチング式と異なり、ノイズも少なく便利に使っていましたので、急ぎ修理に取り掛かりました。

 







 中身は完全なディスクリートで、トランジスタを初めとして、抵抗、コンデンサなど我々世代には懐かしく、なじみのものばかりです。(右写真)

特に目に見えるダメージはありませんし、メータも生きていますので、トランジスタかダイオードがおかしくなったものと目途を付けました。


 と、ここでトランジスタの良否をチェックする必要が出てきました。hFE (直流電流増幅率)を測定したいのです。

 これまでにも、hFE (直流電流増幅率)測定器は作ってみたいとは思っていましたが、簡単なのでいつでもできる、、、、と先送りしてきましたが今回は必然です。

 hFEは左図に示すように、トランジスタのベースに一定の電流を流した時にコレクタに何倍の電流が流れるかを示したもので、一般的にはベース電流に10uAが用いられるようです。


 今回製作した簡易トランジスタ hFEテスターの回路を右に示します。

 電源には百均でも入手可能(2個で¥100)な9Vの乾電池を使い、小型5Vシリーズ安定化電源用ICである78L05を使っていますが、6Vの出力が欲しいので、GNDピンにSiダイオードを2本入れています。


 次いで、トランジスタ・タイプの切り替えスイッチで、npnタイプ(2SCxxx、2SDxxx)のときにはコレクタとベースにプラス電圧を、pnpタイプ(2SAxxx、2SBxxx)のときにはマイナス電圧がかかるようにしました。
 ベース電流の10uAは540kΩを入れてあるだけですが、場合によってはFETを使って、定電流回路を入れてもよいかと思います。


 コレクタにある100Ωは、この両端に発生する電圧をディジタルマルチメータで読めばそのままhFE値が読み取れるようにするもので、もし120mVであればhFE=120となります。

 回路図で赤く囲ってあるのは、供試トランジスタの脱着を容易にするためのゼロ・プレッシャー・ソケット(右上写真)で、手持ちのものを流用し、トランジスタのECBをそれぞれ写真のように配置してあります。


 それらを小さなプラ・ケースに実装したのが、上写真です。
 ケースの下に2本突き出しているのは、HP E2373A ディジタル・マルチメータの端子に直接差し込んで使うための、バナナ・プラグです。

 右写真がhFEの実測状況です。ディジタル・マルチメータは直流電圧のオートモードにしておけばOKです。
 この例では、2SC373を測定中ですが、規格表によれば、hFEは200~400とありますので、278という数字は妥当なものだと思います。

 ということで、冒頭の定電圧電源の修理に取り掛かりました。
 使用してあったトランジスタは、パワー・トランジスタの2SD414Qを別にすると、2SC372Y2SC2120Y、2SA495の3種類でした。

 測定してみてわかったのは、これらトランジスタのhFEはほぼ200でそろっており、これがメーカー製なのだ、、、、と変なところで感心してしまいました。

 そんな中で、冒頭のプリント基板写真のなかで赤丸で示した、2SC372Y、2SA495の各1本が、158、168のhFE値を示しましたので、hFE200以上のものと交換したところ見事に回復しました。

 これでこの定電圧電源も、もうしばらく愛用できそうです。

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