Диод на плате: Проверка диодов мультиметром

Содержание

Проверка диодов мультиметром

Добавлено 3 февраля 2017 в 21:10

Сохранить или поделиться

И для любителей, и для профессионалов электроники очень важным умением является способность определить полярность (где катод, а где анод) и работоспособность диода. Так как мы знаем, что диод, по сути, является не более, чем односторонним клапаном для электричества, то вероятно, мы можем проверить его однонаправленный характер с помощью омметра, измеряющего сопротивление по постоянному току (питающегося от батареи), как показано на рисунке ниже. При подключении диода одним способом мультиметр должен показать очень низкое сопротивление на рисунке (a). При подключении диода другим способом мультиметр должен показать очень большое сопротивление на рисунке (b) (некоторые модели цифровых мультиметров в этом случае показывают “OL”).

Определение полярности диода: (a) Низкое сопротивление указывает на прямое смещение, черный щуп подключен к катоду, а красный – к аноду.
(b) Перемена щупов местами показывает высокое сопротивление, указывающее на обратное смещение.

Конечно, чтобы определить, какое вывод диода является катодом, а какой – анодом, вы должны точно знать, какой вывод мультиметра является положительным (+), а какой – отрицательным (-), когда на нем выбран режим «сопротивление» или «Ω». В большинстве цифровых мультиметров, которые я видел, красный вывод используется, как положительный, а черный, как отрицательный, в соответствии с соглашением о цветовой маркировке электроники.

Одна из проблем использования омметра для проверки диода заключается в том, что мы имеем только качественное значение, а не количественное. Другими словами, омметр говорит вам, только в каком направлении диод проводит ток; полученное при измерении низкое значение сопротивления бесполезно. Если омметр показывает значение «1,73 ома» при прямом смещении диода, то число 1,7 Ом не представляет для нас, как для техников или разработчиков схем, никакой реально полезной количественной оценки.

Оно не представляет собой ни прямое падение напряжения, ни величину сопротивления материала полупроводника самого диода; это число скорее зависит от обеих величин и будет изменяться в зависимости от конкретного омметра, используемого для измерения.

По этой причини, некоторые производители цифровых мультиметров оснащают свои измерительные приборы специальной функцией «проверка диода», которая показывает реальное прямое падение напряжения на диоде в вольтах, а не значение «сопротивления» в омах. Эти измерительные приборы работают, пропуская через диод небольшой ток и измеряя падение напряжения между двумя измерительными щупами (рисунок ниже).

Мультиметр с функцией «Проверка диода», вместо низкого сопротивления, показывает прямое падение напряжения 0,548 вольт.

Показание прямого напряжения, полученное таким образом с помощью мультиметра обычно меньше, чем «нормальное» падение в 0,7 вольта для кремниевых диодов и 0,3 вольта для германиевых диодов, так как ток, обеспечиваемый измерительным прибором, довольно мал. Если у вас нет мультиметра с функцией проверки диодов, или вы хотели бы измерить прямое падение напряжения на диоде при другом токе, то можно собрать схему из батареи, резистора и вольтметра.

Измерение прямого напряжения диода с помощью мультиметра без функции «проверка диода»: (a) Принципиальная схема. (b) Схема соединений

Подключение диода в этой тестовой схеме в обратном направлении просто приведет к тому, что вольтметр покажет полное напряжение батареи.

Если эта схема была разработана для обеспечения протекания через диод тока постоянной (или почти) величины, несмотря на изменения прямого падения напряжения, то она может быть использована в качестве основы для инструмента, измеряющего температуру: измеренное на диоде напряжение будет обратно пропорционально температуре перехода диода. Конечно, ток через диод должен быть минимален, чтобы самонагревания (значительного количества рассеиваемой диодом мощности), которое могло бы помешать измерению температуры.

Помните, что некоторые цифровые мультиметры, оснащенные функцией «проверка диода», при работе в обычном режиме «сопротивление» (Ω) могут выдавать очень низкое тестовое напряжение (менее 0,3 вольт), слишком низкое для полного схлопывания (сжатия) обедненной области PN перехода. Суть в том, что тестирования полупроводниковых приборов здесь должна использоваться функция «проверка диода», а функция «сопротивления» – для всего остального. Использование очень низкого тестового напряжения для измерения сопротивления облегчает процесс измерения сопротивления неполупроводниковых компонентов, подключенных к полупроводниковым компонентам, так как переходы полупроводникового компонента не будут смещены такими низкими напряжениями в прямом направлении.

Рассмотрим пример резистора и диода, соединенных параллельно и припаянных к печатной плате. Как правило, перед измерением сопротивления резистора необходимо было бы выпаять его из схемы (отсоединить резистор от остальных компонентов), в противном случае любые параллельно подключенные компоненты будут влиять на полученные показания. При использовании мультиметра, который выдает на щупы очень низкое тестовое напряжение в режиме «сопротивление», на PN переход диода не будет подано напряжение, достаточное для того, чтобы он был смещен в прямом направлении, и, следовательно, диод будет пропускать незначительный ток. Следовательно, измерительный прибор «видит» диод, как разрыв, и показывает сопротивление только резистора (рисунок ниже).

Омметр, оснащенный очень низким тестовым напряжением (< 0,7 В), не видит диодов, что позволяет ему измерять параллельно подключенные к диоду резисторы.

Если использовать такой омметр для проверки диода, он покажет очень высокое сопротивление (много мегаом), даже если подключить диод в «правильном» (для прямого смещения) направлении (рисунок ниже).

Омметр, оснащенный очень низким тестовым напряжением, слишком низким для прямого смещения диодов, не видит диодов.

Величина обратного напряжения диода измеряется не так легко, так как превышение обратного напряжения на обычном диоде приводит к его разрушению. Хотя существуют специальные типы диодов, разработанные для «пробоя» в режиме обратного смещения без повреждения диода (так называемые стабилитроны), которые тестируются в той же схеме источник/резистор/вольтметр при условии, что источник напряжения обеспечивает величину напряжения, достаточную для перехода диода в область пробоя.

Более подробную информацию об этом читайте в одной из следующих статей этой главы.

Подведем итоги

  • Омметр может быть использован для качественной оценки работоспособности диода. При подключении диода в одном направлении должно получено низкое сопротивление, а подключении в другом направлении – очень высокое сопротивление. При использовании для этой цели омметра, убедитесь, что знаете, какой из тестовых щупов положительный, а какой отрицательный!
  • Некоторые мультиметры имеют функцию «проверка диода», которая отображает фактическое прямое напряжение диода, когда он проводит ток. Такие измерительные приборы обычно показывают слегка заниженное значение прямого напряжения, по сравнению с «номинальным» значением, из-за очень маленькой величины тока, используемой для проверки.

Оригинал статьи:

Теги

ДиодМультиметрОбучениеЭлектроника

Сохранить или поделиться

Как проверить диодный мост или диод



Во многих приборах которые работают от сетевого напряжения, присутствует диодный мост.
Почти вся электроника начиная с светодиодной лампочки и заканчивая телевизором и компьютером – все устройства имеют диодный мост в том или ином виде.

Диодный мост, или по другому выпрямитель, необходим для преобразования переменного тока сетевого напряжения в постоянный ток, которым питается вся электроника и преобразователи напряжения различных устройств различной мощности и величины напряжения.
Такие электронные элементы как диодные мосты, очень часто выходят из строя при какой то поломке в схеме, за собой выводя из строя и предохранитель если он есть.

Но как проверить диодный мост чтоб понять следует ли его заменить? Есть несколько способов, давайте рассмотрим некоторые.

Диодные мосты, в схеме, зачастую бывают в двух исполнениях, это может быть диодная сборка в корпусе, а может и состоять из отдельных диодов смонтированных на плате устройства и соединенных между собой медными дорожками.

Диодные мосты, а вернее их сборки могут быть однофазными и трехфазными, а также полупериодными, когда например трансформатор используется с отводом от средней точки.
Но мостом можно назвать именно включение четырех диодов которые соединяются между собой параллельно-последовательным способом.
Переменка от сети подается на два места соединения катода с анодом, ну а постоянный ток снимается с мест соединения одинаковых полюсов (два катода – плюс, а два анода – минус).

Во всех блоках питания, как трансформаторных так и особенно – импульсных стоят диодные мосты, которые преобразуют переменное напряжение в постоянное.

Разница лишь в том что у импульсных блоках питания, диодная сборка стоит на входе и преобразует сразу сетевое напряжение, а у трансформаторных – после трансформатора. В обоих случаях, после диодного моста стоит конденсатор или несколько конденсаторов, что в общей системе после выпрямления поднимает напряжение на несколько вольт в трансформаторном исполнение, и несколько десятков вольт при выпрямление сетевого напряжения 220 вольт, в этом случае на конденсаторе может быть больше 300 вольт.

Как правило если устройство не работает, то смотрят сначала в блок питания и если он не выдает напряжения на своих выходах то смотрят на предохранитель.
Если предохранитель сгорел то не стоит спешить его заменять и сразу же включать устройство, просто так же он не сгорел.
Скорее всего на плате КЗ и здесь следует заметить что речь идет о импульсных блоках питания, потому как с трансформаторными БП такое редко бывает чтоб предохранитель сгорал.

При сгоревшем предохранителе, следует проверить всю первичную цепь радио элементов на пробой, но мы здесь поговорим о том как проверить диодный мост или диоды которые его представляют, потому как это самая вероятная причина поломки но следует заметить что не всегда единственная.

Так же импульсные блоки питания следует проверять и ремонтировать подключая вместо предохранителя лампочку накаливания (где то на 40 – 60 ват). Но у меня, например, есть вот такое, простое устройство выполненное в корпусе маленького пластикового щитка с автоматами разных номиналов которые выполняют роль предохранителей, и УЗО – которое защищает от поражения фазой сетевого напряжения, человека во время ремонта.

В устройстве установлено коммутирующее гнездо для подключения внешней лампочки разных мощностей. При ремонтах различных блоков питания и устройств, на практике нужно разной мощности лампочки накаливания.

Суть лампочки состоит в том что если на плате, где то на входе, есть замыкание то через плату потечет высокий ток и лампочка ярко засветится сохранив при этом не сгоревшие еще элементы.
Но если блок питания исправен то лампочка при включение может слегка вспыхнуть, продемонстрировав заряд конденсатора что стоит после диодного моста, и лампочка должна погаснуть.

Но следует помнить что при нагрузке блока питания на мощность выше мощности лампочки, блок питания будет ограничен мощностью лампочки, а сама лампочка будет ярко светится, поэтому для диагностики необходимо иметь несколько лампочек разного номинала, на 25, 60, 100, 150 ватт

Теперь вернемся к наиболее частой, возможно косвенной причине поломок большинства устройств с импульсными блоками питания – к диодному мосту.
Как же проверить исправен ли он и не подлежит ли замене на новый?

Как проверить диодный мост


Радиоэлементы можно проверять прямо на плате не выпаивая, с диодным мостом можно так же, пусть этот метод будет не точным но быстрым.

Такой экспресс метод проверки дает возможность узнать что диодный мост неисправен если он точно не исправен, но если диоды подгорели или не полностью пробиты то лучше все таки выпаять и проверить элемент отдельно от платы.
Немного проще будет проверить диодный мост который состоит из отдельных диодов на плате.

Для проверки будем использовать мультиметр, причем практически любой дешевый прибор имеет функцию прозвонки диодов с звуковой индикацией пробоя.

В данном режиме тестер показывает значение падения напряжения (в милливольтах).

Прямое подключение – красный щуп(+) подключаем к аноду диода, а черный(-) к катоду (там где полоска на диоде). При таком подключение у исправного диода падение напряжения должно показать 500 – 800 милливольт.

Если у вашего тестера нет режима проверки диодов, то подойдет и режим измерения сопротивления, по аналогичному методу.

Обратное подключение – (меняем щупы местами) теперь красный на катод, а черный на анод.
У исправного диода значение сопротивления должно быть бесконечным, то есть должно показать или “1” или цифры больше 1500 (что бывает редко).

У “пробитого” диода сопротивление будет нулевым или около нуля и скорее всего сработает звуковая индикация пробоя.

Так можно проверить каждый диод диодного моста по отдельности, но что делать если диодный мост представляет из себя радио элемент с четырьмя выводами?

Диодный мост такого типоисполнения можно проверить быстро ( и не выпаивая)
но проверка будет не точной. Суть такова:
Прикладываем щупы к выводам входа (АС) и если прозвонка мультиметра сработала то мост пробит
Прикладываем щупы к выводам +/- (поочередно) и если мультиметр “запищал” и показал нули то мост пробит, а если показал значения около 1000 в одно направление и “1” в другое то мост исправен.

Точный (полный) метод проверки диодного моста который выпаян выглядит так:

1. красный щуп на “-“, а черным касаемся выводов переменки АС (входа), на обоих выводах мультиметр должен показать число примерно 500.

2. черный щуп на “-“, а красным касаемся выводов переменки АС (входа), на обоих выводах должно показать “1” то есть бесконечное сопротивление.

3. черный щуп на “+”, а красным касаемся выводов переменки АС – мультиметр покажет число около 500.

4. красный щуп на “+”, а черный на выводы переменки (Ас) – мультиметр покажет “1” или запредельное число.

Кроме простого и более сложного метода проверки диодного моста мультиметром, его еще можно точно так же проверить любым тестером, омметром и даже лампочкой (светодиодом) с батарейкой (контролькой).
Кроме того можно проверить его работоспособность подав постоянное напряжение от блока питания на вход диодного моста и измерить напряжение на выходе, затем изменить полярность на входе. У исправного моста напряжение такое же как на входе будет и на выходе при любой вариации полярности на входе.

Проверка диодного моста, в том числе диодного моста генератора автомобиля вещь не сложная и довольно частая для тех кто занимается ремонтом. Минимум инструментов, но главное понимание того как работает диод и его мостовая сборка.

Если все таки возникают сложности с диагностикой диодного моста то всегда можно поставить другой заведомо исправный и посмотреть как работает схема с ним.

Теперь зная элементарные и эффективные методы проверки вы сможете в домашних условиях определить причину поломки бытового прибора или различной электроники, а возможно и самостоятельно отремонтировать свое устройство.

Урок 2.4 – Диоды и светодиоды

Диод

Диод – это электронный компонент, обладающий односторонней проводимостью.
Идеальный диод является проводником в одном направлении и изолятором – в другом направлении.

Основные характеристики диода

Максимально допустимый прямой ток и максимально допустимое напряжение – это такие значения тока и напряжения, которые диод может выдержать в течение длительного времени. Если превысить ток и/или напряжение, приложенные к диоду, он может выйти из строя.

В наборы Мастер Кит входят два типа диодов:
– диод малой мощности 1N4148. Максимально допустимый ток через этот диод составляет 0,15А, напряжение – до 75В
– диод средней мощности типа 1N4001…1N4007. Максимально допустимый ток через этот диод составляет 1А, напряжение (в зависимости от последней цифры) – от 50 до 1000В.


Взаимозаменяемость диодов

Если под рукой нет нужного диода, его можно заменить аналогичным. Конечно, нужно следить за тем, чтобы предельно допустимые ток и напряжения нового диода были выше таковых параметров схемы. Кроме того, новый диод должен иметь такой же или похожий тип корпуса (иначе диод может физически не поместиться на печатную плату).

Например, в схеме рекомендуется установить диод типа 1N4005. Его параметры: максимально допустимый ток – 1А, максимально допустимое обратное напряжение – 600В. Допустим, у вас нет диода 1N4005, но есть диод 1N4001 в таком же типе корпуса с параметрами, соответственно, 1А/50В. Но если в вашей схеме рабочие напряжения не превышают 12В, вы смело можете произвести замену рекомендованного диода 1N4005 на 1N4001.
Такая же ситуация бывает и на складе Мастер Кит, когда мы производим замену временно отсутствующего компонента на аналогичный.

 

Установка диода на печатную плату

Диод имеет полярность, то есть должен устанавливаться на печатную плату строго в определённом положении. Если установить диод неправильно, он не только не заработает, но и может выйти из строя.

На диоде обязательно имеется маркировка полярности. В диодах, входящих в набор Мастер Кит, полосой на корпусе маркируется вывод катода.


На печатной плате также имеется маркировка полярности диода – полоса. При установке диода на плату нужно совмещать «ключи»: полосу на компоненте и на печатной плате.

 

Светодиоды

 
Светодиод – это разновидность обычного диода, но этот диод обладает важным свойством: он излучает свет при пропускании через него тока в прямом направлении. В зависимости от типа, светодиоды могут иметь разную яркость и цвет свечения: красный, зелёный, синий, жёлтый. Существуют светодиоды невидимого спектра излучения: инфракрасные (широко применяемые в системах дистанционного управления), ультрафиолетовые.

Как и обычный диод, светодиод корректно работает (излучает свет) только при условии правильной полярности приложенного к нему напряжения. Поэтому очень важно при установке светодиода на плату соблюдать «ключи».

У светодиодов, входящих в наборы Мастер Кит, вывод анода (он же «+») – длиннее.

На печатной плате также имеется маркировка полярности.

 

 

Скачать урок в формате PDF

Как проверить резистор, конденсатор, диод и транзистор на исправность?

Эксплуатация полупроводниковых устройств

Проверка состояния и качества изготовления полупроводниковых систем автоматического управления и контроля выполняется электрогруппой судна или при ее участии. Наиболее полные проверки производятся при приемке судна после постройки или заводского ремонта.  

В процессе приемо-сдаточных испытаний проверяют конструктивное выполнение, состояние монтажа и функционирование систем. Проверка конструктивного выполнения и монтажа должна охватывать все части автоматической системы: блоки системы управления, которые монтируются в щите или панели, датчики и кабельные соединения. Проверка производится при полностью обесточенной системе.

Отдельные блоки полупроводниковых устройств собраны на платах с печатным монтажом. Сначала производят внешний осмотр щита (пульта, панели). Все поверхности, как внешние, так и внутренние, должны быть ровными, чистыми и хорошо окрашенными. Места ввода кабелей должны иметь сальниковые уплотнения; в отверстия на корпусе должны быть установлены заглушки. Не допускается, чтобы над щитом проходили трубопроводы с фланцами. 

Расположение щита должно быть удобным для обслуживания. Необходимо, чтобы дверца легко и полностью открывалась и закрывалась и имела уплотнительные прокладки, а на щите была табличка с его наименованием.

При осмотре внутренней части щита необходимо проверить, как разведены кабели, как выполнены выводные соединения, имеется ли маркировка проводов на выводных соединениях и маркировка гнезд для печатных плат. 

Если на дверце установлены какие-либо устройства (сигнальные лампы, нажимные кнопки, переключатели и др.), то надо проверить крепление этих устройств и подводку проводов к ним. Гибкие многожильные провода должны быть собраны в жгут, связанный суровой нитью, пластмассовой лентой или заключенный в гибкую трубку. Жгут должен быть такой длины, чтобы не было натяжения при крайних положениях дверцы.

Для осмотра печатных плат каждую поочередно нужно вынуть из гнезда, осмотреть обе ее стороны и установить на место. Правильно установленная плата должна прочно удерживаться в своем гнезде и не качаться при умеренном нажатии пальцем на внешнюю торцевую кромку. При извлечении платы вначале требуется значительное усилие, а после выхода штырей из штепсельного разъема плата должна легко и свободно скользить в направляющих. Если на плате нет оправки, специально предназначенной для того, чтобы держать плату в руке, рекомендуется брать плату за боковые кромки или за раму электрического соединителя.

При осмотре платы с монтажной стороны следует обратить внимание на внешний вид элементов, не допускаются потемнения, царапины и т. п. Если элементы удерживаются на плате только своими внешними выводами, то они должны быть такой длины, чтобы расстояние между элементом и платой было в пределах от 3 до 8 мм. Изгибы внешних выводов непосредственно у корпуса элемента недопустимы. Со стороны пайки проверяют качество соединений: соединения должны иметь вид небольшого конуса, без раковин и лишнего припоя, провода хорошо облужены. Токопроводящие полосы печатной платы не должны иметь отслоений. 

Поверхность платы должна быть покрыта лаком. Необходимо убедиться, что подстроечные потенциометры и переменные емкости не находятся в крайних положениях и дают возможность для регулировки. Ползунки потенциометров и переменных емкостей должны быть надежно законтрены от случайных перемещений. Проверяется качество подсоединения проводов к электрическим соединителям плат и крепление гнезд неподвижной части разъемов в каркасе щита. Соединительные провода должны быть собраны в жгуты.

При проверке монтажа датчиков следует убедиться, что места их установки выбраны правильно, т. е. исключается влияние внешней среды (температуры, вибрации, давления и т. д.). 

Следует проверить плотность в месте ввода соединительного кабеля в корпус датчика, надежное закрепление органов регулировки датчика, наличие четкой разметки положения этих органов. Необходимо следить, обеспечена ли возможность снятия датчика для замены. Каждый датчик должен иметь табличку с наименованием или условным обозначением контролируемого им параметра.

При проверке кабельных соединений между отдельными частями автоматических систем следует обратить внимание на расположение кабелей, соединяющих датчики и устройства автоматики.

Эти кабели не должны располагаться в одной трассе с силовыми кабелями, так как переменное магнитное поле силовых кабелей может наводить ложные сигналы в жилах, идущих от датчиков.

В случае неполадок в работе полупроводниковой автоматической системы необходимо прежде всего выяснить, в каком узле или блоке произошел отказ. Неисправность можно устранить в сравнительно короткое время, заменив отказавший блок исправным, взятым из судового комплекта запасных частей. Необходимо убедиться в том, что неисправность полупроводниковой автоматической системы вызвана отказом в ее логической части, а не в каком-либо периферийном устройстве — датчике или исполнительном органе. Для определения неисправности в логической части схемы необходимо с помощью технической документации выяснить, какие контуры участвуют в формировании той функции системы, которая не выполняется или выполняется неправильно. Следует проверить состояние электрических соединителей плат, так как окисление или ослабление контактов приводит к резкому возрастанию переходного сопротивления и к нарушению соединения. Контактные поверхности протирают спиртом.

Что чаще всего выходит из строя на плате?

Самые простые и наиболее распространённые поломки плат, являются вышедшие из строя конденсаторы или сгоревшие предохранители, но также встречаются и более серьёзные поломки и для этого уже нужен не только внешний осмотр, но использование специальных приборов.

При осмотре платы, на которой расположены отказавшие контуры, следует обратить внимание на обуглившиеся резисторы, вспученные конденсаторы, оплавленные концы, потемневшие участки на печатной плате, отслоение полос и т. д. Все эти признаки помогают уточнить место неисправности. 

Иногда неисправность определить внешним осмотром не удается. Простейшие измерения могут быть выполнены тестером. Для выявления отказавших элементов схемы следует разбить контур на участки так, чтобы выход одного участка являлся входом другого. На каждом выделенном участке контура измеряют выходную и входную величину (обычно напряжение), чтобы убедиться, что между этими величинами существует правильная функциональная связь, вытекающая из построения контура. Если эта связь нарушена, то участок следует считать неисправным. Дальнейшая задача заключается в поиске вышедших из строя элементов, входящих в состав данного участка контура.

Как проверить резистор на исправность?

Резисторы проверяют путем измерения сопротивления при снятом питании. Один конец резистора следует выпаять, чтобы в цепь не включались параллельные участки. Дефектные резисторы должны быть заменены новыми. Новый резистор должен иметь то же сопротивление и ту же мощность, что и вышедший из строя.

Как проверить конденсатор?

Характерные неисправности конденсаторов: пробой изоляции, внутренний обрыв, утечка заряда. В электролитических конденсаторах может произойти заметное вспучивание корпуса и даже его разрыв. Иногда можно наблюдать потеки электролита. 

Если внешних признаков неисправности конденсатора нет, его следует для проверки снять с печатной платы. 

Грубую проверку исправности конденсатора можно сделать омметром. Исправный конденсатор показывает сопротивление бесконечно большое, пробитый — порядка нескольких ом.

Как проверить диод на исправность?

Наиболее распространенные неисправности диодов: пробой, обрыв, утечка и нарушение герметичности корпуса. Эти дефекты не выявляются по внешнему виду и требуют проведения электрических измерений.  

Диоды можно проверить, измерив сопротивление в прямом и обратном направлениях. Сопротивление в прямом направлении значительно меньше, чем в обратном. Диоды можно проверять без выпаивания на плате при снятом напряжении. 

При пробое прямое и обратное сопротивления малы, при обрыве внутреннее сопротивление в обоих направлениях равно бесконечности. 

Причиной пробоя или обрыва диодов может быть короткое замыкание или увеличение температуры в месте установки диода. Пробой может быть вызван всплеском напряжения в момент включения или выключения схемы. Пробой диода является следствием других неисправностей, которые нужно найти.

При наличии утечки сопротивление диода в прямом направлении нормальное, как у исправного прибора. В обратном направлении в течение первых нескольких секунд сопротивление велико, а затем медленно уменьшается. Если есть утечка, диод должен быть заменен. При пайке диода на плате необходим теплоотвод.

Как проверить транзистор?

Транзисторы используются в усилительных и ключевых схемах. В первом случае дефектный транзистор должен быть заменен не только идентичным по параметрам, но и имеющим такие же вольт-амперные характеристики, поэтому замена транзистора в этих схемах связана с известными трудностями.

В ключевых схемах транзистор работает в режиме «открыт — закрыт», поэтому при замене достаточно подобрать транзистор того же типа. 

Припайка выводов должна производиться в такой последовательности: первым припаивается вывод базы, затем — эмиттера и последним – коллектора. При выпаивании транзистора соблюдают обратную последовательность: коллектор — эмиттер — база.

Транзистор можно проверять вольтметром непосредственно на печатной плате при включенном питании. Недопустимо проверять транзистор с помощью омметра, так как для многих транзисторов максимально допустимое напряжение между базой и эмиттером очень мало. 

Напряжение батареи прибора может оказаться выше этого значения, и произойдет пробой перехода. При проверке исправности транзистора вольтметром на базу сначала подается минимальное напряжение, предусмотренное схемой и производятся измерения 1 и 2 (рис. 1). 

Затем напряжение доводится до наибольшего значения, предусмотренного схемой, и снова производятся эти же измерения. В первом случае измерение 2 дает показание, близкое к напряжению питания (транзистор закрыт), во втором такое же измерение дает результат, близкий к нулю (транзистор открыт). 

Рис. 1. Схема проверки транзистора

Если транзистор пробит, то в обоих случаях результаты измерения 2 равны нулю. При внутреннем обрыве в обоих случаях измерение 2 дает напряжение питания. При утечке измерение 2 на закрытом транзисторе показывает постепенное уменьшение напряжения от напряжения питания до 70—80% его значения. Все эти неисправности свидетельствуют о выходе транзистора из строя и необходимости его замены, причем следует искать причины выхода транзистора из строя. 

Причинами пробоев и внутренних обрывов могут быть перегрузки транзисторов по току или высокая температура в месте установки транзистора. Перегрузка может произойти из-за короткого замыкания в цепи коллектора (зашунтировано сопротивление R3) или перенапряжения на базе.

Диоды: описание, подключение, схема, характеристики

Содержание

  • Принцип работы
  • Разновидности, назначения и примеры использования
  • Вывод
  • FAQ

Принцип работы

Диод – один из элементарных “кирпичиков”, который несмотря на свою принципиальную простоту, настолько разнообразен в исполнении и широте применения, что без него не обходится ни одно из электронных устройств, даже радикально отличающихся друг от друга. А профессия у него самая понятная: пропускать ток в одном направлении и не пропускать в обратном, на этом все. Широкими мазками устройство диода можно объяснить и изобразить так:

Внутри корпуса находятся два электрода из разных материалов, один из них имеет недостаток электронов (так называемый P-тип), другой избыток (P-тип). Между ними имеется граница (P-N переход). Граница эта становится либо проводником, когда плюс напряжения подается на анод диода, либо диэлектриком, когда плюс подается, соответственно, на катод. Вот и все что нам нужно пока знать, если не хотим вдаваться в подробности конструкции и химического состава электродов.

Разновидности и назначения

Простота принципа работы вовсе не значит, что диод – узкоспециализированное устройство, годное лишь показать пару трюков. Вот не самая полная таблица разновидностей диодов по конструктивному типу.

Кратко рассмотрим лишь некоторые из них, которые чаще всего используются в DIY-изделиях.

Диод универсальный. Он же диод выпрямительный. Исполняет титульные диодные обязанности: пропускает сквозь себя ток только в одном направлении. В современном виде для маломощной электроники выглядит как одноцветный (чаще – черный) цилиндр с поперечной полосой со стороны катода.

В SMD исполнении они еще компактнее. Полоска присутствует тоже со стороны катода.

Силовые же диоды, рассчитанные на большие токи, особенно советского производства, выглядят намного суровее и запросто могут быть использованы в качестве холодного оружия. Анод, в данном случае, расположен со стороны “хвоста”.

Одно из частых применений: “выпрямление” тока, то есть его преобразование из переменного в постоянный. Для этого четыре диода собираются в несложную схему, называемую в народе “диодный мост”.

Диоды отправляют на плюс только положительные фазы напряжения каждого из входящих электродов, на выходе получается постоянный ток, остается лишь его немного сгладить и привести к нужному вольтажу.

Защитная функция. Тут все понятно, не допускает случайной переполюсовки, то есть при подключении питания “наоборот” дальнейшая схема не пострадает.

Защита от индуктивности. Многие потребители тока грешат наличием так называемой индуктивности, то есть в случае отключения питания некоторое время “тормозят”, продолжая по инерции вырабатывать ток самостоятельно, причем в обратном направлении. Ярким примером считается электромотор, будучи раскрученным и отключенным, он превращается в генератор, и пока ротор вращается, в сеть отправляется вполне ощутимый ток. Индуктивностью обладают очень многие устройства и элементы, даже не имеющие механически подвижных частей. Если не принять мер, индуктивный ток способен навредить элементам электрической схемы, особенно таким чувствительным, как, например, транзисторы. В роли защитника проще всего использовать наш диод, подключая его параллельно индуктивной нагрузке, но в обратном направлении.

Таким образом он пропускает только “правильный” ток, но отсекает вредный индуктивный. На заметку: диод обязателен к использованию с любыми индуктивными элементами в вашей схеме.

Диодный детектор. В симбиозе с конденсатором способен выделить сигналы определенной частоты из общей массы, что позволяет принимать амплитудно-модулированные данные. Нашел широкое применение в аналоговых радиоприемниках и телевизорах.

Одним из побочных свойств диода является падение напряжения при его использовании. Для универсального типа оно составляет порядка 0,7-0,8 В, что очень важно учитывать при проектировании. Кроме очевидных минусов, в этом можно заметить и некоторые возможности. Часть особо капризных электронных модулей требует нестандартное питание, к примеру широко известный SIMM800L, способный превратить Ардуино в сотовый телефон. Согласно даташиту напряжение на входе должно составлять от 3,4 до 4,4 В, при меньшем его работа будет нестабильна, при большем начнет перегреваться и, в конечном итоге, сгорит. Проще всего, хоть и не лучше, уменьшить вольтаж добавлением в цепь питания диода или двух, что обеспечит безопасное напряжение. То же самое рекомендуется сделать с сигнальным входом RX.

Стабилитрон. Он же диод Зенера, по фамилии изобретателя.

В отличие от универсального диода способен пропускать обратный ток, если тот превышает некоторое заранее установленное в стабилитроне значение. Будучи умышленно подключеным в обратном направлении, выполняет таким образом функцию “перепускного клапана”, сбрасывая “излишки” напряжения на минус.

В результате – при напряжении на входе выше заданного – на выходе получаем стабильное напряжение с номиналом, который установлен в стабилитроне. Это один из самых простых способов понизить напряжение до заданного, при правильном расчете мощности стабилитрона и токоограничивающего резистора. Кроме того, схема является одной из самых точных, часто используется для калибровки измерительных приборов. В продаже имеется широкий ряд диодов Зенера, отличающихся по рабочему напряжению и мощности, можно подобрать практически под любую задачу. Но необходимо помнить, что стабилитрон только ограничивает напряжение, то есть отсекает лишнее, поднять его до номинала он, конечно же, не сможет.

Для приведенного выше примера с SIMM800L данный способ добывания правильного вольтажа предпочтительней, так как напряжение будет гораздо стабильнее и точнее.

Диод Шоттки. Еще одна авторская разновидность, известная также как диод сигнальный. Внешне от универсального ничем не отличается, а на схемах изображается с характерными завитками.

В отличие от обычного универсального полупроводникового диода, Шоттке имеет два преимущества: очень высокое быстродействие и малое падение напряжения, всего 0,2-0,3 В. К недостаткам, относительно универсального, можно отнести малый максимальный вольтаж и неспособность самовосстанавливаться после пробоя.

Благодаря своим свойствам диоды Шоттке успешно используются в блоках питания, импульсных стабилизаторах напряжения, в передатчиках и приемниках цифровых сигналов, и прочих устройствах, где важна скорость и нежелательна большая потеря вольтажа.

Светодиод. Очень популярный электронный компонент. Применяется как источник света (в том числе в невидимых диапазонах), так и для индикации чего угодно. Может похвастаться очень большим количеством разновидностей по форме, размеру, мощности, яркости, цвету и так далее.

Не следует использовать светодиод для ограничения направления тока, как обычный диод, в неправильной полярности он способен молча, но быстро выйти из строя. Кроме того, он имеет очень малое внутреннее сопротивление и при прямом подключении к источнику питания даже в правильной полярности сгорит тоже быстро, правда уже со спецэффектом. Для подключения в цепь обязательно добавляется токоограничивающий резистор, номинал которого следует рассчитать в зависимости от типа светодиода и вольтажа питания. Например так.

Популярный трехцветный светодиод, это три обычных светодиода, заточенных в один корпус. И для каждого из них обязательно нужен свой резистор.

Пример подключения трехцветного светодиода с общим катодом.

Знаменитый же за последние годы адресный светодиод отличается от многоцветного лишь встроенным в него собственным микроконтроллером (ШИМ-драйвером) и пресловутыми обязательными резисторами. Все в одном микроскопическом корпусе.

Фотодиод. Как светодиод, только наоборот. Работает в двух режимах: как генератор тока и как детектор освещенности.

В первом случае, как правило, преобразует солнечный свет в электричество, правда, с небольшим КПД, в районе 20%. Во втором случае подключается в обратной полярности и способен улавливать даже очень слабые отблески света, что в ряде случае может быть полезнее, чем использование для этой цели фоторезистора.


Вывод

Диод – многоликий и многофункциональный элемент электроники, решающий ряд разнообразных задач – от защиты электронных схем до генерации тока из солнечного света. Здесь мы рассмотрели лишь малую часть разновидностей диодов и их назначений. Знание возможностей и различий этих простых, но важных устройств и умение применять их в реальных электронных схемах незаменимо для каждого DIY-мастера.

FAQ

Вопрос: можно ли использовать стабилитрон в качестве обычного диода?
Можно, если напряжение заведомо не превышает установленного в этом стабилитроне, но лучше использовать его по назначению.

Вопрос: если светодиод может сгореть при неправильной полярности, как можно заранее определить где у него плюс, где минус?
У нового светодиода ножки разной длины, длинная – это плюс (анод). Если же кто-то заранее откусил ножки, можно определить полярность по внешнему виду внутренних электродов, анод намного меньше катода. Также, по слухам, корпус светодиода со стороны анода имеет более выступающую “юбочку”, но это не точно.

Вопрос: Как проверить работоспособность универсального диода?
С помощью любого мультиметра. Включаем его в режиме омметра, соединяем красный щуп с анодом, черный с катодом, прибор должен показывать ноль. Если перекинуть щупы наоборот, прибор покажет разрыв цепи (OL в цифровых мультиметрах). Если покажет как-то иначе, значит диод испорчен.

Вопрос: какова скорость “включения” и “выключения” светодиодов?
Зависит от типа светодиода. Для обычных, которые чаще всего используются в DIY-проектах, это время составляет сотню-другую наносекунд, то есть довольно быстро, может использоваться, к примеру, для анимации и передачи данных.

Что такое ультрабыстрый диод и чем он отличается от обычного выпрямительного | Электронные схемы

На платах импульсных источников питания,адаптеров для зарядки телефонов и в другой импульсной технике,можно увидеть,что для выпрямления импульсного напряжения применяют диоды,только это диоды не обычные выпрямительные. Называются такие диоды ультрабыстрые диоды или быстрые диоды,а также быстровосстанавливающиеся диоды,ультрафаст диод,сверхбыстрый диод.

диод для выпрямления импульсного тока на плате питания от телевизора

диод для выпрямления импульсного тока на плате питания от телевизора

В чем же отличие быстрого диода от обычного выпрямительного? На фото можно увидеть,что диод состоит из двух областей или электронно-дырочного перехода,который разделен условным барьером,p (позитив)-это дырки а n (негатив) это электроны.Если к p-области подать плюс питания а к n-области минус питания,то электроны и дырки или основные носители заряда “встретятся” вместе или начнут рекомбинировать и через диод пойдет ток.Если подключить питание наоборот,электроны и дырки “разойдутся” максимально друг от друга и ток через диод идти не будет,точнее будет,но он будет ничтожно мал.Вот этот ничтожный ток называют обратным током диода,а величина этого тока зависит от количества неосновных носителей заряда,а это и есть электроны и дырки. Представьте,что обычный выпрямительный диод будет работать с синусоидой на частоте 50 Гц.За одну секунду электроны и дырки встретятся и разойдутся 50 раз.Неосновные носители заряда не успеют накопиться в большом количестве когда диод будет подключен в обратном направлении и обратный ток диода будет небольшой.Диод работает отлично на этой частоте.А теперь увеличим частоту до 30000Гц,примерно на этих частотах работают импульсные источники питания.Что произойдет с диодом? Он будет плохо работать,нагреваться или вообще выйдет из строя из-за большого обратного тока,неосновные носители заряда будут накапливаться в очень больших количествах.Зато быстрые диоды на этих частотах работают хорошо,они успевают разогнать неосновные носители заряда при быстром переключении и обратный ток у них на высоких частотах незначительный.Поэтому быстрые диоды применяют в импульсной технике.

электронно-дырочный переход диода

электронно-дырочный переход диода

Быстрые диоды можно легко узнать по их названию. SUF-это сверхбыстрый эффективный,UF-просто сверхбыстрый,FR-это быстровосстанавливающийся диод,GUF-сверхбыстрый.Сюда также можно отнести диоды HER-высокоэффективные выпрямители в переводе,но надо смотреть для каких они применений. Одна из основных характеристик быстрых диодов является Trr-это время восстановления или время рассасывания неосновных носителей заряда.Чем оно меньше,тем диод будет эффективней работать на высоких частотах.У диода HER302 Trr будет 50-75 нС с максимальным обратным током 10 мкА.У диода SUF30j Trr 35нС с обр.током 10 мкА.

ультрабыстрые диоды

ультрабыстрые диоды

На фото обычный выпрямительный диод 1n4007 и ультрабыстрый uf4007. Диод 1n4007 имеет Trr 1500 нС и предназначен он для работы на частотах в среднем 50 Гц в обычных выпрямителях.Диод uf4007 ультрабыстрый,его Trr 50-75 нС и его могут применять для выпрямления тока на частотах десятки кГц.

диод 1n4007 и диод uf4007

диод 1n4007 и диод uf4007

Почему стоит выбрать PCBONLINE для изготовления печатных плат:

  • Мы предлагаем бесплатную техническую поддержку, включая чтение печатных плат, проверку Gerber и BOM, предоставление консультаций и многое другое.
  • Мы поставляем высококачественные передовые печатные платы, от прототипов до массового производства.
  • Все продукты и услуги отслеживаются и проверяются в соответствии с ISO, IATF, RoHS, UL и REACH.
  • Бесплатный образец печатной платы, бесплатный первый тест печатной платы, бесплатный функциональный тест, быстрая доставка.

Возможности PCBONLINE по производству печатных плат:

  • Слой: 1 ~ 42
  • Ламинат: нормальная Tg/высокая Tg/без свинца/без галогенов
  • Обработка поверхности: OSP/HASL/LF HASL/иммерсионный ENIG/иммерсионное олово/иммерсионное серебро
  • Толщина доски: 0.15 ~ 3,2 мм
  • Максимальный размер платы: 500 × 580 мм
  • Толщина меди: (внутренняя отделка медь) 1-4 унции, (внешняя отделка медь) 1-7 унций
  • Мин. ширина линии/интервал: 0,0635 мм/0,0635 мм
  • Мин. Размер сверления с ЧПУ: 0,15 мм
  • Мин. размер лазерного сверления: 0,075 мм
  • Стек HDI: 1+N+1, 2+N+2, 3+N+3

Система онлайн-котировок PCBONLINE открыта.