Как достоверно проверить диод
При ремонте электронной аппаратуры необходимо уметь проверять все компоненты схемы в отдельности.
Одним из самых распространенных деталей является полупроводниковый диод, практически никакая схема не обходится без него.
Многие любители электронщики как начинающие так и опытные знают как функционирует данный элемент, и в общем то ничего сложного в проверке диода нет.
Проверил тестером прямо в схеме: в одну сторону звонится, в другую нет… диод исправен, если звонится накоротко в обе стороны — диод пробит, если совсем не звонится — в обрыве, вот и вся наука! Проверяем дальше другие детали. И в 80-90% случаев это так и есть.
Но бывают случаи намного реже встречающиеся, когда обычная проверка диода мультиметром не выявляет никакого криминала. Вроде все полупроводники и резисторы исправны включаешь — Баххх! схема не работает, вылетает входной предохранитель (если он есть))). Снова проверяешь все поголовно вроде все испрано…
Предлагаю 100% достоверный способ проверки диодов.
Для такой полноценной проверки компонент необходимо выпаять из схемы.
Всем удачи!
Как проверить диод?
Чтобы определить исправность диода можно воспользоваться приведённой далее методикой его проверки цифровым мультиметром.
Но для начала вспомним, что представляет собой полупроводниковый диод.
Полупроводниковый диод – это электронный прибор, который обладает свойством однонаправленной проводимости.
У диода имеется два вывода. Один называется катодом, он является отрицательным. Другой вывод – анод. Он является положительным.
На физическом уровне диод представляет собой один p-n переход.
Напомню, что у полупроводниковых приборов p-n переходов может быть несколько. Например, у динистора их три! А полупроводниковый диод, по сути является самым простым электронным прибором на основе всего лишь одного p-n перехода.
Запомним, что рабочие свойства диода проявляются только при прямом включении. Что значит прямое включение? А это означает, что к выводу анода приложено положительное напряжение (+), а к катоду – отрицательное, т.е. (—). В таком случае диод открывается и через его p-n переход начинает течь ток.
При обратном включении, когда к аноду приложено отрицательное напряжение (—), а к катоду положительное (+), то диод закрыт и не пропускает ток.
Так будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на обратно включённом диоде не достигнет критического, после которого происходит повреждение полупроводникового кристалла. В этом и заключается основное свойство диода – односторонняя проводимость.
У подавляющего большинства современных цифровых мультиметров (тестеров) в функционале присутствует возможность проверки диода. Эту функцию также можно использовать для проверки биполярных транзисторов. Обозначается она в виде условного обозначения диода рядом с разметкой переключателя режимов мультиметра.
Небольшое примечание! Стоит понимать, что при проверке диодов в прямом включении на дисплее показывается не сопротивление перехода, как многие думают, а его пороговое напряжение! Его ещё называют падением напряжения на p-n переходе. Это напряжение, при превышении которого p-n переход полностью открывается и начинает пропускать ток. Если проводить аналогию, то это величина усилия, направленного на то, чтобы открыть «дверь» для электронов. Это напряжение лежит в пределах 100 – 1000 милливольт (mV). Его то и показывает дисплей прибора.
В обратном включении, когда к аноду подключен минусовой (—) вывод тестера, а к катоду плюсовой (+), то на дисплее не должно показываться никаких значений. Это свидетельствует о том, что переход исправен и в обратном направлении ток не пропускает.
В документации (даташитах) на импортные диоды пороговое напряжение именуется как Forward Voltage Drop (сокращённо Vf), что дословно переводится как «падение напряжения в прямом включении«.
Само по себе падение напряжения на p-n переходе нежелательно. Если помножить протекающий через диод ток (прямой ток) на величину падения напряжения, то мы получим ни что иное, как мощность рассеивания – ту мощность, которая бесполезно расходуется на нагрев элемента.
Узнать подробнее о параметрах диода можно здесь.
Проверка диода.
Чтобы было более наглядно, проведём проверку выпрямительного диода 1N5819. Это диод Шоттки. В этом мы скоро убедимся.
Производить проверку будем мультитестером Victor VC9805+. Также для удобства применена беспаечная макетная плата.
Обращаю внимание на то, что во время измерения нельзя держать выводы проверяемого элемента и металлические щупы двумя руками. Это грубая ошибка. В таком случае мы измеряем не только параметры диода, но и сопротивление своего тела. Это может существенно повлиять на результат проверки.
Держать щупы и выводы элемента можно только одной рукой! В таком случае в измерительную цепь включен только сам измерительный прибор и проверяемый элемент.
Данная рекомендация справедлива и при измерении сопротивления резисторов, а также при проверке конденсаторов. Не забывайте об этом важном правиле!
Итак, проверим диод в прямом включении. При этом плюсовой щуп (красный) мультиметра подключаем к аноду диода. Минусовой щуп (чёрный) подключаем к катоду. На фотографии, показанной ранее, видно, что на цилиндрическом корпусе диода нанесено белое кольцо с одного края. Именно с этой стороны у него вывод катода. Таким образом маркируется вывод катода у большинства диодов импортного производства.
Как видим, на дисплее цифрового мультиметра показалось значение порогового напряжения для 1N5819. Так как это диод Шоттки, то его значение невелико – всего 207 милливольт (mV).
Теперь проверим диод в обратном включении. Напоминаем, что в обратном включении диод ток не пропускает. Забегая вперёд, отметим, что и в обратном включении через p-n переход всё-таки протекает небольшой ток. Это так называемый обратный ток (Iобр). Но он настолько мал, что его обычно не учитывают.
Поменяем подключение диода к измерительным щупам мультиметра. Красный щуп подключаем к катоду, а чёрный к аноду.
На дисплее покажется «1» в старшем разряде дисплея. Это свидетельствует о том, что диод не пропускает ток и его сопротивление велико. Таким образом, мы проверили диод 1N5819 и он оказался полностью исправным.
Многие задаются вопросом: «Можно ли проверить диод не выпаивая его из платы?» Да, можно. Но в таком случае необходимо выпаять из платы хотя бы один его вывод. Это нужно сделать для того, чтобы исключить влияние других деталей, которые соединены с проверяемым диодом.
Если этого не сделать, то измерительный ток потечёт через все, в том числе, и через связанные с ним элементы. В результате тестирования показания мультиметра будут неверными!
В некоторых случаях данным правилом можно пренебречь, например, когда чётко видно, что на печатной плате нет таких деталей, которые могут повлиять на результат проверки.
Неисправности диода.
У диода есть две основные неисправности. Это пробой перехода и его обрыв.
- Пробой. При пробое диод превращается в обычный проводник и свободно пропускает ток хоть в прямом направлении, хоть в обратном. При этом, как правило, пищит буззер мультиметра, а на дисплее показывается величина сопротивления перехода. Это сопротивление очень мало и составляет несколько ом, а то и вообще равно нулю.
- Обрыв. При обрыве диод не пропускает ток ни в прямом, ни в обратном включении. В любом случае на дисплее прибора – «1». При таком дефекте диод представляет собой изолятор. «Диагноз» – обрыв можно случайно поставить и исправному диоду. Особенно легко это сделать, когда щупы тестера порядком изношены и повреждены. Следите за исправностью измерительных щупов, провода у них ох какие «жиденькие» и при частом использовании легко рвутся.
А теперь пару слов о том, как по значению порогового напряжения (падению напряжения на переходе – Forward Voltage Drop (Vf)) можно ориентировочно судить о типе диода и материале из которого он изготовлен.
Вот небольшая подборка, составленная из конкретных диодов и соответствующих им величин Vf, которые были получены при их тестировании мультиметром. Все диоды были предварительно проверены на исправность.
Как проверить работоспособность диода?
Диод полупроводникового типа относится к тем электронным приборам, которым свойственна проводимость только в одну сторону.
Другие исполнители на Юду
Рейтинг: 4,9
Что такое полупроводниковый диод
Пользователи часто сталкиваются с вопросом, как проверить диод. Для того чтобы проверить, нормально ли диод функционирует, лучше всего воспользоваться методом контроля его состояния при помощи цифрового мультиметра. У всех диодов есть два выхода. Один из них – анод – со знаком плюс, а другой – катод – со знаком минус.
С физической точки зрения любой диод – это переходное устройство типа p-n. Следует знать, что приборы с полупроводниковой системой могут иметь несколько таких переходов (динистор имеет 3 перехода). Тем временем, обычный диод с полупроводниковой системой представляет собой самый элементарный электронный прибор из всех существующих, в основе которого лежит один такой переход. Следует также помнить, что диод с полупроводниковой системой может полностью проявить свои физические свойства исключительно после того, как он будет включен на полную силу.
Включение на полную силу подразумевает тот факт, что анод конкретного диода был подключен к напряжению со знаком плюс, а катод – к напряжению со знаком минус. Только тогда происходит полное открытие диода и его переход начинает проводить электрический док. Если сделать все наоборот и подключить к аноду диода минусовое напряжение, а к катоду – плюсовое, то данный диод будет считаться закрытым и не будет пропускать через себя электрический ток. Этот процесс будет длиться до тех пор, пока напряжение в приборе не достигнет предельной отметки, что повлечет за собой разрушение кристаллической основы полупроводника. Таким образом, принцип работы диода – проводимость в одну сторону – подтверждается.
Ответ на вопрос: «Как проверить диод мультиметром?» – очень прост. В большинстве случаев любой современный цифровой тестер (мультиметр), который можно сейчас найти в продаже, обеспечен функцией проверки физической исправности диодов. Этим свойством можно воспользоваться в ситуации, когда требуется проверка работоспособности транзистора.
Во время проверки работоспособности прибора на экране появляется не значение сопротивления перехода, а так называемое «пробивное» напряжение в диоде. Это означает: если превысить данный порог, переход откроется, и диод начнет работать. Как правило, значение этого показателя находится в диапазоне от ста до восьмидесяти милливольт. Они и будут отображены на мониторе устройства. Если же поменять местами выводы мультиметра (с отрицательного на положительный и наоборот), то монитор не должен ничего показывать. Это будет свидетельством того, что диод не пропускает ток в другую сторону, следовательно, функционирует нормально.
Как проверить диод
Для того чтоб облегчить процесс проверки, желательно иметь при себе макетную плату. Прежде всего, следует убедиться, что вы не касаетесь выходов диода и щупов тестера обеими руками. Так поступать нельзя, ведь тогда на результаты измерений повлияет и ваше тело – добавится его сопротивление. Поэтому все необходимо держать только одной рукой – тогда в цепь измерения войдут только необходимые для этого элементы.
Об этой особенности не стоит забывать и при измерении прочих приборов, к примеру, конденсаторов или резисторов. Начать стоит с проверки во время прямого подсоединения. Для этого положительный щуп мультиметра (он красного цвета) нужно подсоединить к аноду диода, а отрицательный щуп (он черного цвета) подсоединить к катоду. Выход катода находится с той стороны устройства, на которую нанесено кольцо белой краской.
Так и отмечается выход катода у большинства диодов современного образца. Если все прошло удачно, и монитор отобразил нормальное значение напряжения, то можно проверять диод, поменяв контакты местами. Стоит отметить, что диоды таки осуществляют пропуск электрического тока в обратном направлении, но в таких малых количествах, что этот показатель никогда не учитывается в расчетах. Так что если подсоединить к аноду щуп черного цвета, а к катоду – красного, то дисплей должен показать значение «один». Это будет говорить о том, что диод функционирует абсолютно нормально.
Возможные неисправности
Полупроводниковым диодам, как правило, свойственны два типа неисправностей: пробивание перехода и обрыв перехода. О них стоит знать следующее:
- Пробивание перехода. В этом случае диод станет самым обычным проводником и получит свойство пропускать электрический ток как в одном направлении, так и в другом. Об этом пользователю может рассказать визжащий буззер его тестера, а монитор покажет величину сопротивления, которая не свойственна данному диоду. Она будет необычно маленькой
- Обрыв перехода. Если случился обрыв перехода, исследуемый диод не будет пропускать электрический ток ни в одном, ни в другом направлении. В такой ситуации монитор мультиметра всегда будет демонстрировать цифру «один». Если это произойдет, исследуемый диод станет изолятором. Однако случаются ситуации, когда абсолютно нормально функционирующему диоду ставят диагноз «обрыв». Это случается, в основном, тогда, когда используется тестер с испорченными или просто поношенными щупами. Этот момент нужно контролировать, ведь их провода часто подвергаются механическим воздействиям, что приводит к обрыву
Что стоит знать про пробивное напряжение
Значение пробивного напряжения у большинства германиевых диодов находится в диапазоне от трехсот до четырехсот милливольт. К примеру, часто используемый диод модели Д9, который также применяется как детектор в устройствах радиоприемников, характеризуется этим показателем в размере четырехсот милливольт.
Вот основные типы диодов и напряжения, которые им соответствуют:
- Диоды из кремния. Им свойственно самое большое напряжение пробоя – от четырехсот до восьмисот милливольт
- Диоды из германия. Имеют среднее напряжение пробоя в размере от трехсот до четырехсот милливольт
- Диоды Шоттки. Их напряжение пробоя составляет от ста до двухсот пятидесяти милливольт
Руководствуясь данной методикой, можно не только проверить, насколько хорошо диод функционирует, но и приблизительно выяснить, какой материал служил сырьем для его изготовления. Определить это можно, узнав величину напряжения на пробой.
Замена маленького сгоревшего диода в ДХО (дневные ходовые огни)
Случилось то, чего я боялся. Перестали светиться несколько диодов в моих ДХО с повторителями.
Но позже как выяснилось, сгорел всего один. А как обычно происходит со многими диодными лентами или ДХО, что если перегорает хотя бы один, то в след за ним по его цепи ещё пара диодов то же прекращают светиться и в итоге мы с вами наблюдаем такую картину как на моём фото ниже.
Выглядит так, будто выбили пару передних зубов но улыбкой блистать всё равно не перестаёт =)
Скажу сразу, к сожалению прям кучу подобных фото или видео о том как проходил весь процесс перепайки диодов я показать не смогу. Но, я всё же покажу и расскажу как проверить и выявить рабочий — не рабочий диод с помощью мультиметра (цэшки) и как узнать, где у них плюс и где минус. Так что готовьтесь много читать.
И забегая вперёд скажу заранее, что если у вас будут точно такие же плоские маленькие диоды которые вы увидите на фотографиях ниже, то вам обязательно понадобится либо специальная паяльная станция с феном, которая позволит выставлять как по температуре так и по силе воздушного потока горячий воздух, либо просто вам надо иметь под рукой спец фен, который и не только может давать вам температуру в диапазоне от 300 до 350 градусов по цельсию, но и что бы вам можно было по минимуму выставить поток воздуха который не сдует ваши диоды, а так же небольшая насадка, которая будет по максимуму обдувать только необходимый вам диод а не всю площадку и остальные ближайшие диоды. Потому что когда всё близко друг к друг, то по мимо нагрева необходимого для вас диода нагреваются и другие, и если дуть сильным потоком, то сдует и все остальные, а это значит, что у вас ничего не получится. А так же, для простоты и быстроты всего процесса вам понадобится либо жидкий либо гелевый флюс. Лично я использую гелевый, так как он позволяет на много быстрее, легче и лучше перепаивать многие детали. А так же вам понадобится пинцет с помощью которого вы сможете аккуратно не обжигая пальцы делать замену диодов. И ещё рекомендую для удобства третью руку, которая будет держать вам ДХО или какого-нибудь донора для выпаивания и замены диодов.
И ещё раз.
1) Паяльная станция со спец феном или просто спец фен
2) Пинцет подходящего размера
3) Флюс. Желательно гелевый.
4) Третья рука или что-то подобное для фиксирования ДХО и т.п. Либо придумывайте что-то сами.
Это всё что вам наобходимо.
Ну а если у вас всего этого нету, то тут вам тогда придётся искать хоть какой-то сервис который имеет всё необходимое и отличную красноречивость на то, что бы ещё и уговорить кого-нибудь на такое действие.
К счастью у меня на работе имеется вот такая паяльная станция с феном, цена которой если меня не подводит память, около 1500 тыс руб.
А вот так выглядит третья рука которая мне помогала с перепайкой.
Но прежде чем приступать к процессу замены, у меня возник вопрос! А где же мне найти такой же маленький и яркий светодиод? И тут мне пришла идея! Заранее прицепив доп провода к фишке моего ДХО, я поехал по разным магазинам в которых продают разные ништяки для автомобилей и в том числе всякие лампочки.
К счастью у меня в городе есть такой рынок, где много подобного добра, что позволяет меньше времени тратить на поиски необходимого.
Высматривая лампочки с приблизительно одинаковыми размерами диодов, я просил продавцов сначала посмотреть лампочку по ближе, примерив её с моим ДХО, и увидев практически одинаковый размер диодов, просил, что бы сначала через мои заранее прицепленные провода подключили моё ДХО а потом ту лампочку, что и позволило мне определить то, на сколько сильно близко или вовсе одинаково будут светить диоды в ДХО и той лампочке которую присматриваю с прилавка магазина. Перебрав с продавцом часть тех лампочек которые имелись у него в наличии, и почти ослепнув после многократных просмотр практически в упор всех этих ярких как встречный китайский ксенон с пацанских девяточек лампочек, мы всё же выбрали то что мне надо (так мне уже казалось почти полностью засвеченными и ослепшими моими глазами). Скажу заранее, что отличие от той лампочки и моих ДХО всё же есть, так что в будущем мне ещё предстоит поиск именно таких диодов, как мне надо.
В итоге была куплена вот такая доноровская лампочка за 150 руб.
Далее покажу вам как выявить неисправный диод с помощью мультиметра (цэшки). Для этого вам понадобится включить режим прозвонки и дальше с помощью щупов прикладывать их по краям каждого диода.
Если диод исправный, то он у вас начнёт светиться как на фото ниже.
И как вы догадались, если такого эффекта не будет, то значит что диод не рабочий. Но, если он вдруг не засветился, то не торопитесь его менять, так как если поменять щупы местами, то да же исправный диод светиться не будет, так как у них есть свой плюс и минус. И если вы посмотрите на фото ниже а потом ещё раз на фото выше, где светится диод, то вы можете увидеть, что на одном и том же диоде я просто поменял щупы местами и он не светился.
Но если вы с первого раза выявили где плюс а где минус (просто не везде это подписывают), то у остальных диодов менять местами щупы уже не надо а просто идёте по всей этой линии и проверяете. Так же, старайтесь тщательно но аккуратно прижимать щупы, так как у многих диодов заводская пайка так себе и бывает так, что можно просто приложить правильно но диод не засветится, а если чутка (как говорится) колупнуть или царапнуть, то всё может заработать. Так что старайтесь не торопясь и тщательно делать проверку.
После того как я выявил какой не рабочий из всех трёх, для начала я маркером на против каждого диода нарисовал чёрточки, что бы не путаться и не потерять из виду. Хотя можно было и на против не рабочего сделать пометку, но тут уж каждый как хочет тот так и делает.
Процесс на самом деле не сложный. Сначала по краям диода (где вы делали проверку щупами) намазываете флюс, далее, в моём случае после проверки и немного неудачных экспериментов я выставил уже необходимую температуру фена 350 градусов (хотя изначально пробовал при 300 градусах), и не сильный поток воздуха, который и не сдует но и быстро нагреет припой. На всё про всё ушло примерно около минуты-две. При нагреве аккуратно без фанатизма пинцетом старайтесь двигать диод по бокам а не в том месте, где у вас виден припой, что бы знать, в какой момент вам предстоит его снять, главное насильно не вырывайте. Далее советую вам (если вы конечно делаете один) после выпаивания диода дать остыть той площадке где вы делаете все эти действия, что бы от перегрева не повредить контактное пятно да и в целом всё остальное на которое припаивается сам диод. И пока всё остывает, заранее подготовьте новый диод так, что бы вы могли его быстро поставить на новое место.
И не забывайте соблюдать плюс и минус, но об этом будет на фото ниже. И когда будете соблюдать полярность, старайтесь делать ровно, что бы не выдавить лишнего припоя и не замкнуть всю эту систему или не сместить диод так, что бы он не залез плюсом на минус а минусом на плюс
Как только у вас всё остыло, для начала на чистое место нанесите немного флюса, это позволит так же быстро нагреть припой и выровнять его, и как только он начнёт плавиться, вы увидите как он становится более блестящим и начинает менять свою форму и вот в этот момент прикладываете уже заранее подготовленный диод пинцетом и немного прижимаете его. После того как прижали и заметили что под диодом припой начал немного выглядывать, убираете фен, но пинцет держите по бокам до тех пор, пока припой не остынет. Это вы должны будите заметить по тому, как он по темнеет. Просто иногда на остывание может потребоваться несколько секунд, так что не торопитесь сразу убирать пинцет или любое другое удерживающее устройство. Как только всё припаяли, сначала проверяйте мультиметром и если всё хорошо, то после того как всё достаточно остыло, уже подавайте питание и проверяйте как светится.
В принципе вот по такому не слишком сложному принципу происходит данное действие.
И честно признаюсь, пока проверял при каких температурах и всему прочему надо всё это дело менять, почему-то случилось так, что из этой же линии два диода то же перестали работать. Возможно сильно перегрел или что-то ещё, так что и их пришлось то же менять, поэтому на готовом фото вы увидите отличие. Но к счастью на других двух у меня рука касаемо именно таких диодов уже была набита и всё происходило достаточно быстро. Но вам советую сначала на купленной лампочке про экспериментировать с потоком воздуха и температурами, что бы уже на основном месте делать всё с набитой рукой и ничего не повредить.
Так же одна из причин почему я мог остальные две повредить, так это потому, что изначально я купил просто один диод за 35 руб без проверки и сравнения о чём писал выше и сразу принялся за замену. Но когда поменял, разница в диодах была колоссальная (фото я вам покажу), и уже только после этого я поехал в магазины с ДХО в руках сверять лампочки. Так что учитесь на моей ошибке и если вы решитесь делать такие же манипуляции, то уже будите знать, как поступать.
Ну а дальше для начала я покажу вам фото выпаянного диода с той лампочки которую вы видели выше.
Сначала она будет лежать рядом с ДХО а потом рядом с самой лампочкой непосредственно на самом ДХО.
Далее: фото этого же выпаянного диода с обратной стороны, а так же уже пустой площадки на ДХО где я выпаял старый неисправный диод. Вместе с этим я указал где плюс а где минус.
На следующем фото уже припаян и немного по трёпан новый диод. Новый находится по середине, и если присмотреться, то можно увидеть совсем небольшие изменения в размерах по сравнению с родными.
На следующих двух фотках я хочу показать вам, что да же в выпаянном состоянии диод можно проверить мультиметром на его работоспособность. На первом фото я прижал щуп а на втором убрал, что бы вам было видно и понятно что это действительно тот диод.
За качество фото извините, делал всё только своими руками без помощников и прочих приблуд упрощающих фото съёмку.
Ну а дальше на первом фото вы увидите готовый результат перепаянного одного диода который я купил без всяких проверок, а на втором и третьем фото уже где я повредил ещё два и мне пришлось перепаивать все три с доноровской лампочки.
Теперь вы знаете, что если ваши дорогие или редкие ДХО перестали частично светиться, то не стоит преждевременно расстраиваться и что можно попытать счастье в плане их восстановления. К тому же, не все ДХО имеют именно такие диоды, у некоторых бываю два контакта которые можно перепаять простым паяльником.
А основная суть данного борт журнала в том, что бы в основном показать и рассказать вам процесс выявления и замены неисправных диодов но и то, что бы вы не повторяли моей ошибки покупая лампочки на абум по 10500 раз перегревая и повреждая всё феном а сразу понимали как лучше правильней поступать.
Надеюсь, такой мой опыт и мои ошибки помогут кому-то в будущем.
Но а я, так как немного закосячил и пришлось менять не один а три диода, пока что не тороплюсь собирать свою ДХО а попытаю счастье в поиске другой лампочки, так как ещё объехал не все магазины своего города =)))
И ещё скажу, что когда будете заниматься всем этим, ещё советую обзавестись ацетоном и зубной щёткой средней жёсткости, что бы всю желтизну оставленную от флюса во круг диода можно было спокойно отшоркать сохраняя родную красоту, а так же, если будите делать пометки маркером, что бы и его то же спокойно отмыть.
Но и как всегда, если у вас есть вопросы, пожелания или просто хотите сказать что я лошара который немного запорол свою ДХОшку, смело пишите в комментах =)
Спасибо за ваше внимание и потраченное время за прочтение данной статьи!
Всем удачи на дорогах и с вашими автомобилями!