Многие электрики и радиолюбители сталкиваются с необходимостью проверки диодов. От правильной работы этих элементов часто зависит функционирование всей схемы. Как же определить исправность диода и его полярность при помощи обычного мультиметра? Об этом мы подробно расскажем в нашей статье.
Принцип работы диода
Диод представляет собой полупроводниковый прибор, который пропускает электрический ток только в одном направлении. Это свойство обусловлено его внутренним устройством, а именно p-n переходом . Он состоит из двух полупроводниковых слоев с разным типом проводимости.
Один слой имеет «дырочную» проводимость за счет избытка положительных носителей заряда (дырок). Этот слой называется p-тип . Второй слой обладает «электронной» проводимостью благодаря избытку отрицательных носителей заряда (электронов). Это n-слой .
Вывод диода, который соединен с p-слоем, называется анодом. Вывод, соединенный с n-слоем - катодом. При подаче на анод положительного напряжения относительно катода дырки из p-слоя и электроны из n-слоя начинают двигаться навстречу друг другу. В результате через диод протекает электрический ток. Если же на катод подать положительное напряжение относительно анода, дырки и электроны будут отталкиваться, и ток через диод практически не пойдет.
Необходимые инструменты
Для проверки диодов достаточно иметь под рукой обычный мультиметр. Это универсальный измерительный прибор, который есть практически в каждой мастерской. Современные мультиметры имеют специальные функции, предназначенные именно для тестирования диодов и других полупроводниковых приборов:
- Режим "прозвонка" - позволяет качественно оценить, пропускает ли диод ток в прямом и обратном направлении
- Функция "проверка диода" - измеряет фактическое падение напряжения на диоде при протекании через него слабого электрического тока
Кроме того, для тестирования может потребоваться следующее дополнительное оборудование:
- Резисторы и конденсаторы для сборки измерительных схем
- Источник стабилизированного питания
- Осциллограф или анализатор спектра
Определение исправности диода
Итак, приступаем к проверке диода мультиметром. Для начала переводим прибор в режим "прозвонка диода" и подключаем измерительные щупы к выводам тестируемого компонента. Красный щуп ставим на анод, черный - на катод.
- Если диод исправен, мультиметр покажет падение напряжения в пределах 400-800 мВ. Это так называемое прямое напряжение диода.
- Теперь поменяем полярность - переставим местами красный и черный щуп. Мультиметр должен зафиксировать очень высокое сопротивление, часто обозначаемое как "OL" (Overload - перегрузка). Это значит, что диод заперт в обратном направлении.
Если прибор показывает данные результаты, значит наш диод исправен и работоспособен. А если мультиметр измеряет низкое сопротивление в обоих направлениях или наоборот высокое сопротивление при любой полярности подключения - скорее всего, диод неисправен.
Определение полярности диода
При тестировании диода мультиметром можно не только проверить его исправность, но и определить, где находится анод, а где катод. Напомню цветовую маркировку измерительных щупов:
- Красный щуп - положительный вывод (плюс)
- Черный щуп - отрицательный вывод (минус)
Исходя из этого:
- Если диод "открывается" и на нем фиксируется падение напряжения при подключении красного щупа к одному из выводов, значит, это анод .
- Вывод, к которому подсоединен черный щуп в такой конфигурации - это катод диода.
Запомните этот простой способ определения полярности диода мультиметром, и вы всегда сможете быстро разобраться с обозначением выводов любого диода.
При отсутствии цветовой маркировки на измерительных щупах обязательно посмотрите в инструкции к вашему прибору, где какой вывод отмечен!
Неполадки при измерении
При прозванивании диодов у новичков часто возникают типичные затруднения. Это могут быть такие ситуации:
- Мультиметр показывает низкое сопротивление в обоих направлениях подключения диода. Причина - неправильный выбор режима измерения. Установите функцию "проверка диода".
- Прибор измеряет высокое сопротивление при любой полярности диода. Вероятно, выбран слишком большой диапазон измерения сопротивления. Попробуйте уменьшить пределы.
- Нестабильные показания, "прыгающая" стрелка прибора. Причина - плохой контакт измерительных щупов с выводами диода. Проверьте надежность соединений.
Проверка мощных и специальных диодов
До этого речь шла о тестировании обычных выпрямительных или сигнальных диодов. А как быть со специализированными полупроводниковыми приборами? Рассмотрим особенности прозвона ИК-диодов, варикапов, стабилитронов и других.
Варикапы - это диоды с управляемой емкостью. Для проверки их работоспособности часто требуется собрать измерительную схему с источником регулируемого напряжения. Подбирая величину напряжения, можно определить зависимость емкости варикапа от приложенного обратного напряжения.
ИК-диод излучает инфракрасный свет, когда через него пропускают электрический ток. Чтобы прозвонить такой диод, достаточно убедиться, что он проводит ток в прямом направлении. При этом, скорее всего, вы сможете наблюдать слабое инфракрасное свечение элемента.
Прозвон диодов на печатной плате
Нередко возникает потребность протестировать диод, уже установленный в какой-либо электронной схеме или плате. Как правильно выполнить такой прозвон не выпаивая элемент?
- Определите, к каким точкам платы подключен диод который нужно прозвонить
- Убедитесь, что эти точки не замкнуты на другие цепи. В противном случае результаты измерений могут быть некорректными
- Подключите щупы мультиметра к выбранным точкам платы и выполните стандартную процедуру тестирования диода
Главное при этом - грамотно выбрать точки подключения, чтобы получить "чистые" результаты измерений.
Расширенная диагностика диодов
Мы рассмотрели базовые способы определения исправности и полярности диодов с помощью мультиметра. Но иногда требуется более детальная диагностика этих полупроводниковых приборов.
В таких случаях применяют специальное диодное тестирование. Оно может включать в себя:
- Снятие вольт-амперных характеристик диода при различных режимах его работы
- Исследование переходных процессов на диоде с помощью осциллографа
- Анализ сигналов и шумов диода на разных частотах
Для этого уже потребуется применение специализированного лабораторного оборудования. Но основы правильной проверки диодов мультиметром мы с вами разобрали.
Выбор подходящего мультиметра
Для удобной и точной проверки диодов желательно подобрать хороший мультиметр. На что стоит обратить внимание при выборе прибора?
- Наличие специальных функций для тестирования полупроводниковых приборов
- Достаточный диапазон измеряемых величин
- Высокая точность измерений
- Надежные измерительные щупы с индикацией полярности
- Удобный интерфейс и дисплей
Соотношение цены и качества также имеет значение. Не обязательно покупать самые дорогие модели, но и слишком дешевый прибор может давать неточные результаты.
Дополнительные устройства для тестирования
Помимо мультиметра, для прозвона и диагностики полупроводниковых приборов применяются вспомогательные тестеры и пробники. К примеру, это могут быть такие инструменты:
- Звуковой пробник-индикатор - позволяет определять исправность диода по звуковому сигналу
- Цифровой тестер компонентов - быстрая проверка широкого спектра электронных компонентов
- Курковый тестер - компактный прибор для экспресс-диагностики схем
Такие тестеры ускоряют процесс анализа электронных компонентов и дополняют функционал мультиметра. Опытные радиолюбители часто используют сразу несколько подобных инструментов.
Подбор замены для вышедшего из строя диода
Что делать, если в ходе диагностики вы обнаружили, что какой-то диод в схеме неисправен? Конечно, его надо заменить на новый аналогичный компонент.
Для этого потребуется найти в документации точные данные по типу диода, его основным параметрам. И уже исходя из этого подобрать подходящую замену.
Главные характеристики диода, на которые следует обращать внимание при подборе:
- Максимально допустимый ток
- Максимальное обратное напряжение
- Падение напряжения в прямом включении
Тогда вы точно найдете такой же или очень близкий по параметрам диод для замены в вашей схеме.
Поиск неисправностей в схеме с диодами
Тестирование отдельных диодов - это один из этапов поиска неполадок в работе электронного устройства. Но что делать дальше, если вы прозвонили все диоды в схеме и они исправны?
В таком случае неисправность может крыться в другом элементе или в неправильных соединениях на плате. Поэтому дальнейшие действия могут быть следующими:
- Тщательно прозвонить все другие компоненты (конденсаторы, резисторы, транзисторы)
- Визуально проверить печатные проводники и паяные соединения на отсутствие обрывов и "холодных" пайек
- Сравнить реальную схему соединений с принципиальной схемой по документации
Постепенно "зажимая" цепи тестовыми перемычками, можно локализовать блок или каскад схемы, вызывающий проблему в работе устройства. И целенаправленно искать в нем дефект.
Безопасность при работе с диодами
Помимо соблюдения общих правил электробезопасности, существуют риски специфичные для работы с полупроводниковыми приборами. К примеру:
- Возможность электростатических разрядов, разрушающих хрупкий диод
- Перегрев диодов при неправильной эксплуатации
- Ультрафиолетовое, инфракрасное или лазерное излучение мощных светодиодов
Поэтому требуется соблюдение мер электростатической защиты, тепловых и других режимов безопасности. Особенно если вы прозваниваете или тестируете мощные или специализированные диоды.
Полезные навыки для радиолюбителя
Умение быстро и грамотно проверить диод - это очень ценный навык для любого радиолюбителя или специалиста по ремонту электроники. Помимо этого, рекомендуется овладеть следующими полезными умениями:
- Читать маркировку и расшифровывать обозначения диодов в схемах и на платах
- Правильно паять и депаять SMD диоды без повреждения
- Иметь набор наиболее часто используемых типов диодов для замены
Эти и другие практические навыки позволят вам быстро разбираться с любыми задачами по ремонту и модификации электронной техники.
