TALLER ELECTRÓNICO

MEDICIÓN DE COMPONENTES PASIVOS Y SEMICONDUCTORES  CON EL OSCILOSCOPIO

MEDICIONES


Autor:  Horacio D. Vallejo (SE17985).

INTRODUCCIÓN

Muchos osciloscopios, llevan incorporados un "téster" o probador de componentes. En la figura 1 vemos el frente de un instrumento típico, como lo es el osciloscopio HAMEG modelo 303-6; se trata de un equipo analógico de doble trazo y 35MHz de ancho de banda. El probador de componentes se acciona pulsando la tecla COMP. TESTER (figura 2). El componente a comprobar se conecta entre el borne aislado en el campo Component-Tester (a la derecha bajo la pantalla, vea nuevamente la figura 2) y el borne de masa. Con la tecla COMPONENT TESTER pulsada, se desconecta el preamplificador "Y" y el generador de barrido, esto hace que los bornes frontales queden sin efecto, así que no hace falta desconectar las puntas de prueba.

Dicho de otra forma, además de los controles INTENS., FOCUS y XPOS., los demás ajustes del osciloscopio no tienen influencia alguna en el funcionamiento de probador.

Debemos tener en cuenta que muchos osciloscopios poseen la función X-Y con la que se pueden realizar experiencias similares a las que describiremos en este artículo, para lo cual en la entrada del eje X deberemos colocar la tensión de salida de un transformador de 9V conectado a la red local y en serie con el componente a probar (que debe conectarse en el terminal Y junto con una tensión de similares características) debe colocar un resistor de 1,000 ohm.

PREDISPOSICIÓN DEL INSTRUMENTO

En el caso en que sí tenga la función "Probador de Componentes", para la conexión entre el elemento a verificar y los bornes del probador (COMPONENT TESTER) del osciloscopio HAMEG 303-6 se precisan dos cables sencillos con fichas (clavijas banana) de 4mm, sin embargo, otros modelos pueden emplear otro tipo de conectores (incluso del tipo BNC de los empleados para las entradas de cada canal del osciloscopio).

Al final de la prueba se puede proseguir con el funcionamiento normal del osciloscopio pulsando nuevamente la tecla COMP. TESTER.

Para la comprobación de componentes fuera de aparatos o de circuitos se debe realizar la conexión entre los bornes especificados anteriormente, pero si se desean verificar componentes que permanecen incorporados en un circuito o en aparatos de prueba, se debe desconectar bajo cualquier circunstancia el flujo de corriente y tensión. Si se trabaja mediante la red debe desconectarse incluso el cable de red. Así se evita una conexión entre el osciloscopio y el componente a verificar, que podría producirse a través del conductor de tierra y llevaría a falsos resultados.

PRUEBA DE COMPONENTES PASIVOS

El principio de prueba es muy sencillo. El transformador de red del HM303 proporciona  una tensión senoidal con una frecuencia de 60Hz (±10%). Esta alimenta un circuito en serie compuesto por el componente a comprobar y una resistencia incorporada.

La tensión senoidal del circuito se utiliza para producir la deflexión horizontal del haz en la pantalla y la caída de tensión en la resistencia se utiliza para producir la deflexión vertical.

Luego se emplea el principio de  operación de las figuras de Lisajouse. Esto significa que si estamos midiendo una resistencia, las dos tensiones estarán en fase y en la pantalla aparecerá una línea más o menos inclinada. Si el componente a comprobar presenta un cortocircuito, la raya será vertical. En el caso de interrupción o cuando no hay objeto de medida, aparece una línea horizontal.

Esto nos dice entonces que la inclinación de la línea es un indicador del valor de la resistencia.

Con esto se pueden comprobar resistencias entre 20. y 100k. (dependiendo del instrumento utilizado).

En la figura 3 se puede ver la imagen que presentaría la pantalla para diferentes valores de resistencias.

Los condensadores y las inductancias (bobinas, transformadores) provocan una diferencia de fase entre la corriente y la tensión, así también entre las tensiones de deflexión. De la composición por figuras de Lisajouse, resultan entonces, imágenes elípticas.

La inclinación y abertura de la elipse dependen de la impedancia del elemento y ésta es una función de la frecuencia de la red eléctrica (60Hz).

Una elipse con el eje principal horizontal significa alta impedancia (capacidad pequeña o inductancia grande).

Una elipse con el eje principal vertical significa impedancia pequeña (capacidad grande o inductividad pequeña).

Una elipse inclinada significa una resistencia de pérdida relativamente grande en serie con la reactancia.

Así es posible medir capacitores de valores comprendidos entre 0,1µF y 1000µF.

PRUEBA DE SEMICONDUCTORES

En la prueba de semiconductores, los quiebres en la curva característica mostrada en la pantalla, corresponden al paso de la fase conductora a la no conductora. En la medida en que la tensión lo permite, se presenta la característica directa e inversa (como un diodo zener de 9V). Siempre se trata de una comprobación en dos polos. No es posible comprobar la amplificación de un transistor, pero sí comprobar las diferentes uniones B-C, B-E, C-E. Dado que la tensión en el objeto de medida es muy reducida, se pueden comprobar las uniones de casi todos los semiconductores sin dañarlos. Es imposible determinar la tensión de bloqueo o de ruptura de semiconductores para tensiones superiores a los 7V. Esto no es una desventaja, ya que normalmente, en el caso de fallos en el circuito, éstos producen diferencias notables que dan claras indicaciones sobre el componente defectuoso.

Se obtienen resultados bastante exactos de la comparación con componentes correctos del mismo tipo y valor. Esto es especialmente válido para semiconductores. Esto significa que si tenemos un transistor de referencia, podemos saber si otro es de características similares realizando su medición y verificando cuán diferente es la curva obtenida, comparándola con la de referencia.

También podemos reconocer rápidamente el cátodo de un diodo normal o zener cuya impresión es ilegible, diferenciar un transistor p-n-p del tipo complementario n-p-n o averiguar las conexiones B-C-E de un tipo de transistor desconocido.

En la figura 5 se puede ver la curva obtenida en diferentes casos de semiconductores, por ejemplo, en la parte A de dicha figura se obtiene la indicación:

Tipo: diodo normal

Polos: cátodo-ánodo

Conexión: (CT-Massa)

Esta es la indicación que brinda el fabricante del osciloscopio para indicar que ésa es la curva obtenida al  medir un diodo normal, con el cátodo conectado al borne COMP. TESTER.

Y el ánodo conectado al borne MASA.

Obsérvese que con la inversión de los polos de conexión de un semiconductor (inversión del borne COMP. TESTER con el borne de masa) se provoca un giro de la imagen de tes  de 180° sobre el centro de la retícula.

Aún más importante es el resultado bueno-malo de componentes con interrupción o cortocircuito.

Este caso es el más común en el servicio técnico.

Se recomienda actuar con la precaución habitual para el caso de electricidad estática o de fricción en relación con elementos sueltos MOS. Pueden aparecer tensiones de zumbido en la pantalla, si el contacto base o compuerta (gate) de un transistor está desconectado, es decir, que no se está comprobando (sensibilidad de la mano).