Das Digitalmultimeter verfügt über zwei Messbereiche für den direkten Test von Halbleitern. Der Diodenprüfer arbeitet wie das Ohmmeter mit dem Unterschied, dass nun ein Zahlenwert angezeigt wird, der etwa der Dioden-Durchlassspannung in mV entspricht. Untersuchen Sie die Si-Diode in Durchlassrichtung und in Sperrrichtung. Sie erkennen die korrekte Ventilwirkung der Diode. In Durchlassrichtung erhalten Sie eine Anzeige von ca. 750, die charakteristisch für diesen Diodentyp ist. Leistungsdioden und Schottkydioden zeigen geringere Spannungen. LEDs können übrigens nicht geprüft werden, weil Ihre Durchlassspannung außerhalb des Messbereichs liegt. In Sperrrichtung zeigt das Messgerät ebenfalls Überlauf an.
Der Transistorprüfer des Digitalmultimeters verwendet eine Fassung mit markierten Anschlüssen E, B und C. Es können NPN- und PNP-Transistoren getestet werden. Das Messgerät zeigt den Stromverstärkungsfaktor hFE des Transistors an. Dazu wird ein definierter Basisstrom erzeugt und der Kollektorstrom gemessen.
Prinzip der Transistormessung
Messung der Stromverstärkung hFE
Untersuchen Sie einen BC547B. Der gemessene Stromverstärkungsfaktor sollte über 200 liegen. Vertauschen Sie auch einmal Emitter und Kollektor. Wegen seines symmetrischen Schichtaufbaus funktioniert der Transistor auch invers, wenn auch mit einer sehr viel geringeren Stromverstärkung von nur noch etwa 10.
Halbleiterprüfung mit dem Analogmultimeter
Analoge Multimeter besitzen meist keine speziellen Messbereiche für Dioden und Transistoren. Mit etwas Geschick und Übung kann man jedoch die Bauteile zuverlässig mit dem Ohmmeter prüfen. Die übliche Beschaltung einfacher Analog-Multimeter bringt es mit sich, dass die Spannung an den Anschlussklemmen im Ohmmessbereich anders gepolt ist als die Bezeichnungen der Anschlüsse für Strom- und Spannungsmessungen. Am Minusanschluss des Vielfachmessgeräts liegt also der Pluspol des Ohmmeters. Dies ist zu beachten, wenn man ein Ohmmeter zur Überprüfung von Dioden oder Transistoren verwenden will. Mit etwas Übung lassen sich mit einem einfachen Ohmmeter nicht nur Widerstände, sondern auch Transistoren, Dioden, Kondensatoren und viele andere Bauelemente überprüfen.
Bei der Messung an Diodenstrecken muss bewusst bleiben, dass einer Sperrschicht kein konstanter Widerstand zugeordnet werden kann, sondern dass der Gleichstromwiderstand vom Messstrom abhängt. Der angezeigte Wert hängt vom Messstrom und damit vom gewählten Messbereich ab. Trotzdem lassen sich Aussagen über die gemessene Diodenstrecke machen. Beobachtet man bei einem Ohmmeter mit einer internen Spannung von 1,5 V einen Zeigerausschalg von etwa der Hälfte der Skala, dann muss der Spannungsabfall am Messobjekt etwa 0,75 V betragen. Der Ausschlag ändert sich wegen der exponentiellen Kennlinie einer Diode nur geringfügig mit einer Bereichsumschaltung. Es wird daher in jedem Messbereich ein anderer Widerstand angezeigt, der Zeigerausschlag ist dagegen ähnlich, da der Spannungsabfall immer um 0,6 V beträgt. Die Diodenspannung lässt Rückschlüsse auf den Diodentyp, im folgenden Bild auf eine Si-Diode zu.
Gleichstromwiderstand einer Si-Diode bei verschiedenen Messströmen
Mit einer Schottkydiode erhält man dagegen nur etwa den halben Spannungsabfall, also einen geringeren angezeigten Widerstand. Eine Ge-Diode zeigt bei kleinen Messströmen einen ähnlich kleinen Innenwiderstand, bei größeren Strömen, also kleineren Ohmbereichen, zeigt sich jedoch ihr größerer Bahnwiderstand.
Bei der Prüfung eines Transistors lassen sich nur mit einem Ohmmeter verschiedene Aussagen über den Typ und den Zustand des Messobjekts machen. Auch für einen völlig unbekannten Transistor lässt sich so die Anschlussbelegung herausfinden. Mit drei typischen Messungen lässt sich ein Transistor vollständig prüfen. Zunächst werden die Basis-Emitter- und die Basis-Kollektordiode gemessen, womit sich bereits Si- und Ge-Transistoren unterscheiden lassen und mögliche Kurzschlüsse verraten. Danach misst man den Widerstand zwischen Emitter und Kollektor ohne und mit Basisstrom. Bei offener Basis zeigt ein intakter Transistor keinen Strom, also einen unendlichen Widerstand. Bei leitender Verbindung der Basis mit dem Kollektor muss sich ein etwas größerer Strom zeigen als bei der Basis-Emitterdiode allein.
Messungen an einem Transistor
Der letzte Test sollte mit einem kleinen Basisstrom über einen Basis-Kollektorwiderstand durchgeführt werden. Den Basisstrom kann man auch durch Berühren von Kollektor und Basis mit dem angefeuchteten Finger bekommen. Der erzielte Ausschlag am Ohmmeter vermittelt einen groben Eindruck von der Stromverstärkung des Transistors. Auch bei vertauschtem Emitter und Kollektor zeigt sich noch eine geringe Stromverstärkung, sodass man den Transistor im Zweifelsfall noch einmal umdrehen sollte, wenn die Anschlüsse nicht sicher bekannt sind.
