Foutzoeken op component niveau
Transistoren
Hoewel transistoren, zowel bipolaire als MOSFET's immuun zijn voor veel narigheid, kun je er nog altijd problemen mee ondervinden. Transistoren zijn erg krachtig en veelzijdig, met een handje vol kun je vrijwel elke high-performance schakeling bouwen.
Aan de andere kant bezitten torren eveneens een uniek talent om problemen te veroorzaken. Een simpele versterker bijvoorbeeld zal waarschijnlijk de geest geven als je de ingang naar een van de voedingsspanningen kortsluit, of de uitgang aan de massa gooit. Gelukkig zijn de meeste opamps tamelijk vergevingsgezind, zodat ze zo'n mishandeling doorgaans overleven.
Toen de opamps van het type uA741 en de LM101 werden ontworpen, werden extra transistoren ingebouwd om te garanderen dat de in en uitgangen een dergelijke marteling konden doorstaan. Maar een individuele transistor raakt gemakkelijk beschadigd door een te grote ingangsstroom, zowel in voorwaartse als in sperrichting. En vrijwel elke transistor kan smelten.
Een simpel maar vaak niet meteen voor de hand liggend probleem is een onjuiste montage van een vervangen transistor. Omdat de transistor over drie pootjes beschikt is de kans op onjuiste montage aanzienlijk groter dan bij een simpele diode.
Kleinsignaaltransistoren worden zo dicht op de print gemonteerd dat je niet kunt zien of de pootjes zijn verwisseld of sluiting maken. Bij het monteren van een transistor is het tevens goed opletten welk type je in handen hebt, de PNP of de NPN.
A, B, C of niks?
Bij het vervangen van een transistor, bijvoorbeeld het BC547 type die verkrijgbaar zijn in het a, b, c of niks type, moet je opletten naar het achtervoegsel. Het geeft namelijk de versterkingswaarde HFE aan. Als er niks achter staat dan schommelt het tussen a en c.
Veldeffecttransistoren
Bij een gegeven werkstroom bezitten FET's normaal een veel lagere Gm dan bipolaire transistoren. Daarnaast kan de VGS van een FET over een groot bereik variëren, waardoor de instelling soms lastiger is dan bij bipolaire torren.
JFET's werden in de jaren 80 bijzonder populair omdat ze geschikt bleken voor de constructie van analoge elektronische schakelaars met een ON weerstand van 30 ohm of minder. JFET's maken ook de constructie mogelijk van goede opamps met een geringere ingangsstroom dan bipolaire opamps, tenminste bij lage tot gemiddelde temperaturen. JFET's kunnen een grotere gatestroom verdragen wanneer er een stroom door de source vloeit dan wanneer er geen sourcestroom (die IGSS genoemd wordt) loopt.
MOSFET's worden op grote schaal toegepast in digitale IC's maar zijn ook erg populair en bruikbaar in analoge schakelingen, zoals schakelaars. De viervoudige schakelaars van het type CD4016 en CD4066 (het 4016 type heb ik vorige week trouwens net vervangen in een gitaarswitch van het merk Marshall omdat hij niet meer vlekkenloos schakelde) genieten terecht populariteit vanwege hun lage lekstroom en lage kostprijs. Opamps met MOSFET ingangen beginnen het goed te doen op de markt voor universele opamps.
MOSFET's hadden vroeger een slechte reputatie omdat ze zeer sterk ruisten, maar nieuwe IC's zoals de LMC622 dual opamp bewijzen dat het probleem kan worden opgelost door een 'schoon' fabricageprocedé zodat MOSFET's zich nu kunnen meten met BiFET's. Ze bieden het voordeel van duidend maal kleinere ingangsstroom. De meeste lineaire IC's met MOSFET ingangen zijn wel voorzien van protectiedioden, en zijn wellicht bestand tegen 600V een elektrostatische lading van 2000V zullen ze echter meestal niet overleven. Wanneer je aan de slag gaat met onbeschermde MOSFET's zoals de 3N160 moet je de aansluitdraden zorgvuldig kortgesloten houden tot de component op de print wordt gesoldeerd waar de externe protectiedioden al zijn geďnstalleerd.
De 5 seconden regel
Je vinger is een tamelijk goede warmtedetector (pas alleen op dat je die niet aan hoogspanning of zeer hete componenten brand). Een goede vuistregel is de 5 seconden regel: als je je vinger 5 seconden op een hete component kunt houden is het koellichaam in orde en bedraagt de temperatuur van de behuizing maximaal ongeveer 85°C.
Als een component een hogere temperatuur heeft en te heet is om aan te raken bevochtig je je vinger met een druppeltje speeksel en houdt die dan een fractie van een seconde tegen het onderdeel. Wanneer het vocht snel opdroogt bedraagt de temperatuur waarschijnlijk ongeveer 100°C, en als het vocht meteen weg kookt wellicht zo'n 140°C.
Je kunt natuurlijk ook voor vele duizenden euro's een beeldvormende infrarood detector aanschaffen, zodat je je vingers niet brand. Je kunt dan de fraaiste kleuren plaatjes op het TV scherm bewonderen inclusief contourkaarten van gebieden met gelijke temperaturen.