Как проверить исправность полупроводниковых элементов: как прозвонить с помощью мультиметра диод и стабилитрон

Как проверить диод — полная инструкция. Классификация. Тестирование варикапов, стабилитронов, выпрямительных и высоковольтных диодов. Схемы. Видео.

Диод диоду рознь

Стандартный диод представляет собой компонент электросети и выступает в роли полупроводника с p-n переходом. Его строение позволяет пропускать ток по цепи только в одном направлении — от анода к катоду (разные концы детали). Для этого нужно подать на анод «+», а на катод – «-».

Обратите внимание! Течь в обратном направлении, от катода к аноду, электрический ток в диодах не может.

Из-за такой особенности изделия, при подозрении на предмет поломки, его можно проверить тестером или мультметром.
На сегодняшний день в радиоэлектронике существует несколько видов диодов:

Разновидности диодов

Виды диодов

  • светодиод. При прохождении электрического тока через такой элемент он начинает светиться в результате трансформации энергии в видимое свечение;
  • защитный или обычный диод. Такие элементы в электросети выполняют роль супрессора или ограничителя напряжения. Одной из разновидностей данного элемента является диод Шоттки. Его еще называют как диод с барьером Шоттки. Такой элемент при прямом включении дает малое падение напряжения. В Шоттки вместо p-n перехода применяется переход металл-полупроводник.

Если обычные детали и светодиоды используются в превалирующем большинстве электроприборов, то Шоттки – преимущественно в качественных блоках питания (например, для таких приборов, как компьютеры).
Стоит отметить, что проверка обычного диода и Шоттки практически ни чем особым не отличается, так как проводится по одному и тому же принципу. Поэтому не стоит беспокоиться по данному вопросу, ведь принцип работы и Шоттки, и обычных диодов идентичен.
Обратите внимание! Здесь только стоит отметить, что Шоттки в большинстве случаев встречаются сдвоенными, размещаясь в общем корпусе. При этом они имеют общий катод. В такой ситуации можно эти детали не выпаивать, а проверить «на месте».

Компонент электронных схем

Диод Шоттки

Являясь компонентом электронной схемы, такие полупроводниковые элементы довольно часто выходят из строя. Самыми распространенными причинами выхода их из строя бывают:

  • превышение максимально допустимого уровня прямого тока;
  • превышение обратного напряжения;
  • некачественная деталь;
  • нарушение правил эксплуатации прибора, установленных производителем.

При этом вне зависимости от причины потери работоспособности выход из строя может быть непосредственно обусловлен либо «пробоем», либо коротким замыканием.
В любом случае, если имеется предположение о выходе электросети из строя в зоне полупроводника, необходимо провести его диагностику с помощью специального прибора – мультиметра. Только для проведения таких манипуляций необходимо знать, как проверить диод с его помощью правильно.

Классификация

Диоды относятся к простым полупроводниковым радиоэлементам на основе p-n перехода. На рисунке представлено графическое обозначение наиболее распространенных типов этих устройств. Анод отмечен «+», катод – «-» (приведено для наглядности, в схемах для определения полярности достаточно графического обозначения).

Принятые обозначения диодовПринятые обозначения

Типы диодов, указанные на рисунке:

  • А – выпрямительный;
  • B – стабилитрон;
  • С – варикап;
  • D – СВЧ-диод (высоковольтный);
  • E – обращенный диод;
  • F – туннельный;
  • G – светодиод;
  • H – фотодиод.

Теперь рассмотрим способы проверки для каждого из перечисленных видов.

Теги

ДиодМультиметрОбучениеЭлектроника

На сайте работает сервис комментирования DISQUS, который позволяет вам оставлять комментарии на множестве сайтов, имея лишь один аккаунт на Disqus.com.

В случае комментирования в качестве гостя (без регистрации на disqus.com) для публикации комментария требуется время на премодерацию.

Пороговое значение напряжения

Одна из основных характеристик полупроводниковых элементов — пороговое значение напряжения, то есть значение прикладываемого напряжения к элементу в прямом включении, при котором через него начинает протекать ток. Для разных типов диодов это напряжение имеет разные диапазоны значений. Для германиевых этот диапазон составляет от 0,3 до 0,7 вольта, для кремниевых — от 0,7 до 1,0 вольта. По этому значению судят об исправности полупроводникового диода.

Мультиметр

Мультиметр является универсальным прибором, который выполняет ряд функций:

  • измеряет напряжение;
  • определяет сопротивление;
  • проверяет провода на предмет наличия обрывов.
Проверка работы

Мультиметр

С помощью этого прибора даже можно определить пригодность батарейки.

Тестирование Диода Зенера

Прямые характеристики Диода Зенера подобны обычному диоду. Так методы, используемые для того, чтобы протестировать вперед проводящий режим любого обычного диода, также применимо к Диоду Зенера . Но в обратном режиме, у напряжения обратного пробоя есть большое значение, и это должно быть в частности протестировано. Например, 5.3-вольтовый Диод Зенера должен начать проводить только, когда примененное обратное напряжение просто превышает 5.3V. Режим обратного смещения Диода Зенера может быть легко протестирован при помощи схемы, данной ниже. Сопротивление R1 может обычно быть 100 Омов.

Мультиметр должен быть в режиме напряжения. Теперь медленно увеличивайте производство переменного источника питания и одновременно наблюдайте напряжение, показанное в мультиметре. Дисплей мультиметра увеличивается вместе с увеличением напряжения источника питания до напряжения пробоя. Кроме того показания мультиметра остается неизменным несмотря на напряжение источника питания. Это вызвано тем, что Диод Зенера находится теперь в области пробоя, и напряжение через него останется постоянным независимо от увеличения напряжения питания, и это постоянное напряжение будет равно напряжению пробоя.

Как проверить диод мультиметром?

Если показание мультиметра  равно напряжению пробоя, определенному производителем, мы можем предположить, что Диод Зенера исправен. При выполнении этого теста не забудьте не превышать входное напряжение возбуждения к точке, которая вынуждает Диод Зенера рассеять больше питания. Обычно оно не должно превышать  больше, чем 10mA

Определение типа элемента

Хорошо если размер корпуса позволяет нанести на нем хоть сколько-нибудь понятную маркировку. Но чаще всего диоды настолько малы, что их трудно маркировать даже цветом. В этом случае отличить диод от стабилитрона, например, не представляется возможным, ведь они как близнецы-братья.

В подобных ситуациях поможет лишь принципиальная схема аппарата, из которого извлечен элемент. В соответствии с ней можно определить тип компонента и его марку.

Если же отсутствует эта информация, можно попробовать поискать принципиальную схему ремонтируемого аппарата в интернете или сделать фотоснимок элемента и также обратиться в Сеть и провести поиск по изображению.

Проверка диодов мультиметром или другим тестером должна проводиться только после определения их типа и марки, потому что разные виды тестируются по-разному.

Принцип работы

Принцип работы любого типа ламп очень прост. Его можно описать как переход положительно заряженных частиц от одного полупроводникового материала к другому. В корпусе второго полупроводника есть «дыры», которые заполняясь заряженными частицами, выделяют световые фотоны. При переходе тока от одного полупроводника к другому, создается разница входящего и выходящего напряжения. Именно эта разница и создает световой поток светодиода. Увеличивается яркость за счет отражателя, который принимает сфокусированный свет и увеличивает его яркость.

Принцип работы светодиодов

Проверка супрессора (TVS-диода)

Защитный диод, он же  ограничительный стабилитрон, супрессор и TVS-диод. Данные элементы бывают двух типов: симметричные и несимметричные. Первые используются в цепях переменного тока, вторые – постоянного. Если кратко объяснить принцип действия такого диода, то он следующий:

Увеличение  входного напряжения вызывает уменьшение внутреннего сопротивления. В результате увеличивается сила тока в цепи, что вызывает срабатывание предохранителя.  Преимущество устройства заключается в быстроте реакции, что позволяет принять на себя переизбыток напряжения и защитить устройство. Скорость срабатывания – главное достоинство защитного (TVS) диода.

Теперь о проверке. Она ничем не отличается от обычного диода. Правда есть исключение – диоды Зенера, которые также можно отнести к TVS семейству, но по сути это быстрый стабилитрон, работающий по «механизму» лавинного пробоя (эффект Зинера).  Но, проверка работоспособности скатывается к обычной прозвонке. Создание условий срабатывания приводит к выходу элемента из строя. Другими словами, способа проверки защитных функций TVS-диода нет, это как проверить спичку (годная она или нет) пытаясь поджечь.

Мультиметр

Проверка тестером позволяет определить исправность диода или подтвердить его поломку. Самый часто применяемый измерительный прибор в этой области – мультиметр. Он используется для замера всех основных параметров компонентов электросхем: силы тока, напряжения, сопротивления, емкости. Более дорогие модели способны измерить температуру предмета, узнать коэффициент усиления, емкость конденсаторов, провести прозвонку цепи на короткое замыкание.

Почти все современные виды мультиметра могут работать как с постоянным, так и с синусоидальным типом электротока. Среди представленных на рынке устройств наиболее востребованы цифровые и аналоговые виды. И хотя первый вид более продаваем, второй до сих пор активно используют в своей работе профессионалы.

Основными преимуществами классических аналоговых мультиметров является их надежность и низкая стоимость (по сравнению с цифровыми). Однако минус проявляется в меньшей точности, допускающей погрешность в 1,5-2%.

Мультиметр

Цифровые приборы часто используются в домашних условиях. Они более точны (погрешность до 0,5%), просты в эксплуатации и обладают большим разрешением измерений.

Мультиметр

Данные тестеры не требуют калибровки перед каждым замером и обладают устойчивостью к вибрации.

Существует и третий вид в чьем устройстве предусмотрен и стрелочный, и цифровой индикатор.

Помимо основного корпуса к тестеру прилагаются 2 щупа с проводами красного и черного цвета.

Внизу на панели прибора можно увидеть несколько разъемов:

  • «COM» – общий, заземленный (для черного щупа);
  • «VΩmA» – разъем, позволяющий прозвонить контакты, измерить силу и частоту тока (для красного щупа);
  • «10 А» – гнездо для провода, позволяющего измерить ток до 10А.

Четвертое гнездо «°С mA Lx», присутствующее на некоторых моделях, измеряет дополнительные параметры (температуру, коэффициент усиления и емкость конденсатора).

Мультиметр

Также  на лицевой панели можно увидеть поворотный диск, опоясанный шкалой с цифровыми значениями и метками. С помощью этого диска можно выставлять необходимые значения, настраивать на нужные режимы или выполнений определенных функций.

Мультиметр

Как проверить диодный мост

Прежде чем перейти к вопросу проверки диодного моста, вкратце приведем его описание. Диодный мост представляет собой сборку из четырех диодов, соединенных таким образом, что переменное напряжение (AC), подаваемое к двум из четырех выводов диодного моста, переходит в постоянное напряжение (DC) снимаемое с двух других его выводов.

 виды диодного моста фото

Таким образом, предназначение диодного моста – выпрямление переменного напряжения с целью получения постоянного напряжения.

Диодный (выпрямительный) мост представляет собой четыре выпрямительных диода соединенных по определенной схеме:

схематическое обозначение диодного моста

Поскольку диодный мост предназначен для выпрямления переменного напряжения (синусоиды), то при первой полуволне переменного напряжения в работе участвуют одна пара диодов:

направление движения тока при первой полуволне а при следующей полуволне работает другая пара выпрямительных диодов:

вторая полуволна выпрямления

Проверка диодного моста ничем не отличается от проверки обычного диода. Просто необходимо определиться, к каким выводам подключать мультиметр. Условно пронумеруем выводы выпрямителя от 1 до 4:

 нумерация выводов диодного моста

Отсюда следует, что для проверки диодного моста нам достаточно прозвонить 4 диода:

  • 1-й: выводы 1 – 2;
  • 2-й: выводы 2 – 3;
  • 3-й: выводы 1 – 4;
  • 4-й: выводы 4 – 3;

При проверке, необходимо руководствоваться на показания мультиметра, как и при проверке обычных диодов.

Литература

  1. TVS Diode Devices. Transient Voltage Suppression. PRODUCT CATALOG & DESIGN GUIDE. 2013, Littelfuse.
  2. Electronics Circuit Protection. Product Selection Guide. 2013, Littelfuse.
  3. Документация на компоненты взята с официального сайта Littelfuse https://www.littelfuse.com/.

Получение технической информации, заказ образцов, заказ и доставка.

Без выпаивания

Отдельно нужно рассмотреть вопрос о том, можно ли проводить тестирование мультиметром непосредственно на плате, не выпаивая из нее элемент.

Здесь все зависит от сложности схемы и квалификации мастера. Смонтированное на плате изделие может звониться через обмотки трансформатора, резистивные элементы, сгоревший конденсатор или что-то еще. Поэтому получить более или менее адекватные показатели чаще всего не удается.

Разумеется, если мастер читает принципиальную схему как открытую книгу или «набил руку» на подобных аппаратах, он может оценить работоспособность прибора. Существуют даже методики проверок без демонтажа для автомобильного питания, например.

Но лучше все же выпаивать элемент из схемы. К тому же достаточно «повесить в воздух» только одну ножку изделия, что занимает 2-3 секунды. А после тестирования мультиметром за тот же промежуток времени диод возвращается в первоначальное положение на плате.

Техника безопасности

По технике безопасности любые тестирования с обычными и высоковольтными электродами нельзя проводить в сырых и влажных комнатах. Кроме того, нельзя в момент измерений делать переключения измерений и делать замеры, если величины напряжения с силой тока больше обозначенных в мультиметре. Чтобы проверка была успешной и не опасной, необходимо использовать щупы, имеющие исправную изоляцию.


Техника безопасности при работе с мультиметром

Главные причины неисправности светодиодных ламп

Световой диод — полупроводниковое устройство, по конструкции напоминающий стандартный диод. Характерная черта каждого лучистого диода — малый предел обратного напряжения, всего лишь на пару вольт превосходит потерю падения напряжения на нём в открытом положении.


Проверка ЛЕД

Какой-либо электростатический разряд либо неправильное включение в процессе настройки схемы имеет возможность сделаться предпосылкой вывода LED из строя. Сверхъяркие малоточные световые диоды, используемые в качестве индикации источников питания разнообразных установок, могут сгореть из-за скачков напряжения в сети.

Известные причины повреждений ЛЕД:

  • Некачественный контакт и неисправность электропроводки, вызывающей искренние. Этот дефект может возникнуть в электровыключателе, распредкоробке и в самой осветительной аппаратуре.
  • Недорогие приборы освещения. Приблизительно третья часть используемой энергии LED-диодов расходуется на освещение, оставшаяся используется на нагревания. Последнее наносит вред кристаллу, вызывая его быструю деградацию. В недорогих диодных люстрах изготовитель, чаще всего не предусматривает в расчетах для конструкции необходимых параметров обеспечивающих ее охлаждения.


Повреждение светодиодов

Невысокое потребительское качество ЛЕД-лампы. Отрицательными узлами могут быть:

  • источник тока;
  • световой диод;
  • выполненная компоновка и конструкция корпуса, например, фонарика.
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Лазерные станки