Как проверить на работоспособность диод: как проверить диод мультиметром (прозвонить тестером) — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Как проверить светодиод мультиметром — все возможные способы

В современной осветительной технике достаточно часто применяются светодиоды (led). Как известно, они гораздо надежнее обычных лампочек, но все же иногда могут выходить из строя. Для того, чтобы проверить светодиод на работоспособность применяется несколько методов. Рассмотрим подробнее каждый из них.

Способы проверки

Светодиод, имеет свои электрические параметры, это максимальный рабочий ток, а так же прямое падение напряжения. Значение первого параметра производители указывают для каждого изделия индивидуально, а второго составляет 1.8 – 2.2 вольта для оранжевых, желтых и красных диодов. Для белых, зеленых и синих 3 – 3.6 вольта. Проверить эти значения параметров при наличии мультиметра, не составит труда.

Еще один способ проверить led диод на работоспособность, это подать на него питание от нескольких параллельно подключенных пальчиковых батареек или одной батарейки крона. На основе этого способа можно самостоятельно изготовить универсальный тестер для светодиодов, при помощи подручных элементов. Подробный процесс определения работоспособности показан в видео.

Определить неисправный светодиод, можно используя в качестве источника тока для проверки, старые зарядные устройства от мобильных телефонов. Для этого необходимо отрезать штекер подключения к телефону, и зачистить провода. Красный провод, это плюс, его нужно прижать к аноду, черный — минус, его подключают на катод. Если напряжения источника питания достаточно, то он должен загореться.

Для проверки некоторых диодов, напряжения от зарядки телефона может быть недостаточно, тогда можно попробовать проверить с помощью более мощного устройства, например зарядки от фонарика. Таким способом вполне можно проверить на работоспособность диоды в led лампе. Как это сделать, смотрите видео.

Проверка мультиметром

Мультиметр — это универсальный измерительный прибор. С его помощью можно измерить основные параметры практически любого электронного изделия и не только. Для проверки светодиода, потребуется мультиметр в котором есть режим «прозвонки», или его еще называют режимом проверки диодов. Обозначение режима проверки диодов на мультиметре показано на изображении ниже.

Для того чтобы проверить светодиод при помощи мультиметра, нужно установить переключатель прибора в положение соответствующее режиму «прозвонки» и подключить его контакты к щупам тестера.

В процессе подключения необходимо учитывать полярность диода. Анод, следует подключить к красному щупу, а катод к черному. В случаях, когда нет информации какой электрод анод, а какой катод, можно перепутать полярность – это ничего страшного, со светодиодом ничего не произойдет. При неправильном подключении, мультиметр не изменит своих изначальных показаний. При правильном подключении, светодиод должен загореться.

Есть один нюанс, ток «прозвонки» достаточно низкий для нормальной работы светодиода, и стоит приглушить освещение, для того чтобы увидеть как он светится. Если нет возможности этого сделать, можно ориентироваться на показания измерительного прибора. Как правило, если светодиод рабочий, то мультиметр покажет значение отличное от единицы.

Второй вариант — проверить светодиод тестером, это воспользоваться блоком PNP. Данный разъем предназначенный для проверки диодов, позволяет включить светодиод на мощность, достаточную для визуального определения его работоспособности. Анод подключается в разъем, обозначенный буквой Е (эмиттер), а катод диода в разъем колодки, обозначенный буквой С (коллектор).

Светодиод должен гореть при включении мультиметра в не зависимости от режима выбранного регулятором.

Данный способ позволяет проверить даже достаточно мощные светодиоды. Его неудобство в том, что, диоды обязательно нужно выпаивать. Для проверки мультиметром не выпаивая, необходимо изготовить переходники для щупов.

Существует вариант проверки светодиода методом измерения сопротивления, но для этого необходимо знать его характеристики, что достаточно не практично.

Если у вас нет мультиметра, то обязательно обзаведитесь им, многофункциональный, надежный и по хорошей цене лучше всего купить на Алиэкспресс. Для проверки светодиодов, его будет больше, чем достаточно. В нашей редакции мы пользуемся именно таким, правда у нас есть еще один, по дороже, он работает быстрее и функционал у него расширенный, и комплектация богатая. Купить мультиметр с Алиэкспресс для продвинутых.

Как проверить не выпаивая

Для того чтобы подключить щупы мультиметра к разъемам в колодке PNP, нужно припаять на них небольшие фрагменты, обычной канцелярской скрепки. Между проводами, на которые припаяны скрепки, для изоляции можно установить небольшую текстолитовую прокладку и замотать изолентой. Таким образом, получим простой по конструкции и надежный переходник, для подключения щупов.

Далее необходимо подключить щупы к ножкам светодиода, не выпаивая его из схемы изделия. Вместо тестера, для проверки led диода можно использовать одну батарейку крона, или несколько пальчиковых батареек. Подключение проводится аналогично, просто вместо переходника, для подключения к выходам батарейки щупов, можно использовать небольшие зажимы «крокодильчики».

Рассмотрим на конкретном примере, как проверить led, не выпаивая из схемы.

Как проверить светодиоды в фонарике

Для проверки необходимо разобрать фонарик и вынуть плату, на которой они установлены. Проверка происходит с помощью тестера со щупами, подключенными на PNP разъем. Светодиоды можно не выпаивать, а подключать контакты щупа на них прямо на плате, при этом необходимо помнить о соблюдении полярности.

Определить пробитый светодиод, можно и при помощи измерения сопротивления в схеме подключения. Например, если светодиоды в фонарике подключены параллельно, измерив сопротивление и получив результат близкий к нулю на любом из них, можно быть уверенным, что, по крайней мере, один из них точно неисправен. После этого можно приступать к проверке каждого из светодиодов методами описанными выше.

Проверка светодиодов не сложный процесс, и любой, кто имеет несколько рабочих батареек и пару проводов, может проверить и определить его неисправность в том или ином приборе.

Как проверить диод без мультиметра

Проверка диода цифровым мультиметром

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 V_f), 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 (I_обр). 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 (V_f)) можно ориентировочно судить о типе диода и материале из которого он изготовлен.

Вот небольшая подборка, составленная из конкретных диодов и соответствующих им величин V_f, которые были получены при их тестировании мультиметром. Все диоды были предварительно проверены на исправность.

Чтобы проверить светодиод и узнать его параметры, нужно иметь в своем арсенале мультиметр, «Цэшку» или универсальный тестер. Давайте научимся ими пользоваться.

Прозвонка отдельных светодиодов

Начнем с простого, как прозвонить светодиод мультиметром. Переведите тестер в режим проверки транзисторов – Hfe и вставьте светодиод в разъём, как на картинке ниже.

Как проверить светодиод на работоспособность? Вставьте анод светодиода в разъём C зоны обозначенной PNP, а катод в E. В PNP разъёмах C – это плюс, а E в NPN – минусовой вывод. Вы видите свечение? Значит проверка светодиода выполнена, если нет – ошибись полярностью или диод не исправен.

Разъём для проверки транзисторов выглядит по-разному, часто это синий круг с отверстиями, так будет если проверить светодиод мультиметром DT830, как на фото ниже.

Теперь о том, как проверить светодиод мультиметром в режиме проверки диодов. Для начала взгляните на схему проверки.

Режим проверки диода так и обозначен – графическим изображением диода, подробнее об обозначениях в статье. Этот способ подойдёт не только для светодиодов с ножками, но и для проверки smd светодиода.

Проверка светодиодов тестером в режиме прозвонки – показана на рисунке ниже, а еще можете увидеть один из видов разъёма для проверки транзисторов, описанного в предыдущем способе. Пишите в комментариях о том какой у вас тестер и задавайте вопросы!

Этот способ хуже, от тестера возникает яркое свечение диода, а в данном случае — едва заметно красное свечение.

Теперь обратите внимание как проверить светодиод тестером с функцией определения анода. Принцип тот же, при правильной полярности светодиод загорится.

Проверка инфракрасного диода

Действительно, почти в каждом доме есть такой LED. В пультах дистанционного управления они нашли широчайшее применение. Представим ситуацию, что пульт перестал переключать каналы, вы уже почистили все контакты клавиатуры и заменили батареи, но он все равно не работает. Значит нужно смотреть диод. Как проверить ИК-светодиод?

Человеческий глаз не видит инфракрасного излучения, в котором пульт передаёт информацию телевизору, но его видит камера вашего телефона. Такие светодиоды используются в ночной подсветке камер видео наблюдения. Включите камеру телефона и нажмите на любую кнопку пульта – если он исправен вы должны увидеть мерцания.

Методы проверки мультиметром ИК светодиода и обычного — одинаковы. Еще один способ как проверить инфракрасный светодиод на исправность – подпаять параллельно ему LED красного свечения. Он будет служить наглядным показателем работы ИК диода. Если он мерцает, значит сигналы на диод поступают и нужно менять ИК диод. Если красный не мерцает, значит сигнал не поступает и дело в самом пульте, а не в диоде.

В схеме управления с пульта есть еще один важный элемент, принимающий излучение — фотоэлемент. Как проверить фотоэлемент мультиметром? Включите режим измерения сопротивления. Когда на фотоэлемент попадает свет – состояние его проводимости изменяется, тогда изменяется и его сопротивление в меньшую сторону. Понаблюдайте этот эффект и убедитесь в исправности или поломке.

Проверка диода на плате

Как проверить светодиод мультиметром не выпаивая? В принципах его проверки всё остаётся также, а способы изменяются. Удобно проверять светодиоды, не выпаивая с помощью щупов.

Стандартные щупы не влезут в разъём для транзисторов, режима Hfe. Но в него влезут швейные иглы, кусочек кабеля (витая пара) или отдельные жилки из многожильного кабеля. В общем любой тонкий проводник. Если его припаять к щупу или фольгированному текстолиту и присоединить щупы без штекеров, то получится такой переходник.

Теперь вы можете прозвонить светодиоды мультиметром на плате.

Как проверить светодиоды в фонарике? Открутите блок линз или переднее стекло на фонаре, аккуратно отпаяйте плату от батарейного блока, если длина проводников не позволяет её свободно рассмотреть и изучить.

В таком положении вы легко проверите исправность каждого светодиода на плате описанным выше методом. Подробнее о светодиодах в фонариках.

Как прозвонить светодиодную лампу?

Любой электрик много раз «звонил» лампу накаливания, но как проверить ЛЕД-лампу тестером?

Для этого нужно снять рассеиватель, обычно он приклеен. Чтобы отделить его от корпуса вам нужен медиатор, или пластиковая карта, её нужно засунуть между корпусом и рассеивателем.

Если не удаётся этого сделать попробуйте немного погреть феном место склейки.

Как теперь проверить светодиодную лампочку мультиметром? Перед вами окажется плата со светодиодами, нужно прикоснуться щупами тестера к их выводам. Такие SMD в режиме проверки диодов загораются тусклым светом (но не всегда). Еще один способ проверки исправности — прозвонка от батареи типа «крона».

Крона выдает напряжение 9-12В, потому проверяйте диоды кратковременными скользящими прикосновениями к их полюсам. Если LED не загорается при правильно подобранной полярности — требуется его замена.

Проверка LED прожектора

Для начала взгляните какой светодиод установлен в прожекторе, если вы видите один желтый квадрат, как на фотографии ниже, то тестером его проверить не получится, напряжение таких источников света велико – 10-30 Вольт и более.

Проверить работоспособность светодиода такого типа можно, используя заведомо исправный драйвер на соответствующий ток и напряжение.

Если установлено много мелких SMD – проверка такого прожектора мультиметром возможна. Для начала его нужно разобрать. В корпусе вы обнаружите драйвер, влагозащитные прокладки и плату с LED. Конструкция и процесс проверки аналогичен LED лампе, который описан выше.

Как проверить светодиодную ленту на работоспособность

На нашем сайте есть целая статья о том, как проверить светодиодную ленту, тут рассмотрим экспресс-методы проверки.

Сразу скажу, что засветить ее целиком мультиметром не удастся, в некоторых ситуациях возможно лишь лёгкое свечение в режиме Hfe. Во-первых можно проверять каждый диод по отдельности, в режиме проверки диодов.

Во-вторых иногда происходит перегорание не диодов, а токоведущих частей. Для проверки этого нужно перевести тестер в режим прозвонки и прикоснуться к каждому выводу питания на разных концах проверяемого участка. Так вы определите целую часть ленты и поврежденную.

Красной и синей линией выделены полосы, которые должны звонится от самого начала до конца светодиодной ленты.

Как проверить светодиодную ленту батарейкой? Питание ленты – 12 Вольт. Можно использовать автомобильный аккумулятор, однако он большой и не всегда есть под рукой. Поэтому на помощь придет батарейка на 12В. Используется в дверных радиозвонках и пультах управления. Ее можно использовать как источник питания при прозвонке проблемных участков LED ленты.

Другие способы проверки

Разберем как проверить светодиод батарейкой. Нам понадобится батарейка от материнской платы — типоразмера CR2032. Напряжение на ней порядка 3-х вольт, достаточное для проверки большинства светодиодов.

Другой вариант — это использовать 4,5 или 9В батарейку, тогда нужно использовать сопротивление 75Ом в первом случае и 150-200Ом во втором. Хотя от 4,5 вольт проверка светодиода возможна без резистора кратковременным касанием. Запас прочности LED вам это простит.

Определяем характеристики диодов

Соберите простейшую схему для снятия характеристик светодиода. Она на столько проста, что можно это сделать, не используя паяльник.

Давайте сначала рассмотрим, как узнать мультиметром на сколько вольт наш светодиод, с помощью такого пробника. Для этого внимательно следуйте инструкции:

Соберите схему. В разрыв цепи (на схеме «mA») установите мультиметр в режиме измерения тока.
Переведите потенциометр в положение максимального сопротивления. Плавно убавляйте его, следите за свечением диода и ростом тока.
Узнаём номинальный ток: как только увеличение яркости прекратится, обратите внимание на показания амперметра. Обычно это порядка 20мА для 3-х, 5-ти и 10-ти мм светодиодов. После выхода диода на номинальный ток яркость свечения почти не изменяется.
Узнаём напряжение светодиода: подключите вольтметр к выводам LED. Если у вас один измерительный прибор, тогда исключите из неё амперметр и в цепь подключите тестер в режиме измерения напряжения параллельно диоду.
Подключите питание, снимите показания напряжения (см. подключение «V» на схеме). Теперь вы знаете на сколько вольт ваш светодиод.
Как узнать мощность светодиода мультиметром с помощью этой схемы? Вы уже сняли все показания для определения мощности, нужно всего лишь умножить миллиамперы на Вольты, и вы получите мощность, выраженную в милливаттах.

Однако на глаз определить изменение яркости и вывести светодиод на номинальный режим крайне сложно, нужно иметь большой опыт. Упростим процесс.

Таблицы в помощь

Чтобы уменьшить вероятность сжигания диода определите по внешнему виду на какой из типов светодиодов он похож. Для этого есть справочники и сравнительные таблицы, ориентируйтесь на справочный номинальный ток, когда проводите процесс снятия характеристик.

Если вы видите, что на номинальном значении он явно не выдает полного светового потока, попробуйте кратковременно превысить ток и посмотрите продолжает ли также быстро как ток нарастать и яркость. Следите за нагревом LED’а. Если вы подали слишком большую мощность – диод начнет усиленно греться. Условно нормальной будет температура при которой держать руку на диоде нельзя, но при касании ожога он не оставляет (70-75°C).

Чтобы понять причины и следствия проделывания данной процедуры ознакомьтесь со статьёй о ВАХ диода.

После всей проделанной работы проверьте себя еще раз – сравните показания приборов с табличными значениями светодиодов, подберите ближайшие подходящие по параметрам и откорректируйте сопротивление цепи. Так вы гарантированно определите напряжение, ток и мощность LED.

В качестве питания схемы подойдет батарейка крона 9В или аккумулятор 12В, кроме этого вы определите общее сопротивление для подключения светодиода к такому источнику питания – измерьте сопротивления резистора и потенциометра в этом положении.

Проверить диод очень просто, однако на практике бывают разные ситуации, поэтому возникает много вопросов, особенно у новичков. Опытный электронщик по внешнему виду определит параметры большинства светодиодов, а в ряде случае и их исправность.

Как проверить диод и светодиод мультиметром? Оказывается, все очень просто. Как раз об этом мы и поговорим в нашей статье.

Как проверить диод мультиметром

На фото ниже у нас простой диод и светодиод.

Берем наш мультиметр и ставим крутилку на значок проверки диодов. Подробнее об этом и других значках я говорил в статье как измерить ток и напряжение мультиметром

Хотелось бы добавить пару слов о диоде. Диод, как и резистор, имеет два конца. И называются они катод и анод. Если на анод подать плюс, а на катод минус, то через диод спокойно потечет электрический ток, а если на катод подать плюс, а на анод минус – ток НЕ потечет. Это принцип работы PN-перехода, на котором работают все диоды.

Проверяем первый диод. Один щуп мультиметра ставим на один конец диода, другой щуп на другой конец диода.

Как мы видим, мультиметр показал напряжение в 436 милливольт. Значит, конец диода, который касается красный щуп – это анод, а другой конец – катод. 436 милливольт – это падение напряжения на прямом переходе диода. По моим наблюдениям, это напряжение может быть от 400 и до 700 милливольт для кремниевых диодов, а для германиевых от 200 и до 400 милливольт.

Далее меняем выводы диода местами

Единичка на мультиметре означает, что сейчас электрический ток не течет через диод. Следовательно, наш диод вполне рабочий.

Как проверить светодиод мультиметром

А как же проверить светодиод? Да точно также, как и диод! Вся соль в том, что если мы встанем красным щупом на анод, а черным на катод светодиода, то он будет светиться!

Смотрите, он чуть-чуть светится! Значит, вывод светодиода, на котором красный щуп – это анод, а вывод на котором черный щуп – это катод. Мультиметр показал падение напряжения 1130 милливольт. Для светодиодов это считается нормально. Оно также может изменяться, в зависимости от “модели” светодиода.

Меняем щупы местами. Светодиод не загорелся.

Выносим вердикт – вполне работоспособный светодиод!

А как же проверить диодные сборки и диодные мосты? Диодные сборки и диодные мосты – это соединение нескольких диодов, в основном 4 или 6. Находим схему диодной сборки или моста и проверяем каждый диод по отдельности. Как проверить стабилитрон, читайте в этой статье.

Как проверить светодиод мультиметром

Светоизлучающие диоды нашли широкое применение в современных осветительных приборах. Это обусловлено их экономичностью и высокой надежностью по сравнению с обычными электролампами. Тем не менее, LED-элементы не застрахованы от неисправностей. Проверить их работоспособность можно различными способами, но наиболее точным и простым методом является проверка с помощью тестера. В этой статье мы поговорим о том, как проверить светодиод мультиметром, и каковы особенности этой процедуры.

Тестирование светодиодов в режиме прозвонки

Мультиметр представляет собой универсальный измеритель, который позволяет проверить исправность практически любого электрического устройства или элемента. Чтобы проверить с помощью тестера светоизлучающий диод, необходимо, чтобы прибор мог переключаться в режим проверки диодов, который чаще всего называют прозвонкой.

Проверка исправности светодиода мультиметром производится в следующем порядке:

Установить переключатель тестера в режим проверки диодов.
Подключить щупы мультиметра к контактам проверяемого элемента.

При подключении LED следует учитывать полярность его выводов (черный щуп измерительного прибора подключается к катоду, а красный – к аноду). Впрочем, если точное расположение полюсов неизвестно, то ничего страшного в неправильном подсоединении нет, и светодиод в этом случае из строя не выйдет.

Если щупы подключены к контактам неправильно, то начальные показания на табло тестера не изменятся. Если полярность не перепутана, рабочий диод начнет светиться.

Ток прозвонки имеет небольшое значение, и его недостаточно для того, чтобы светодиод работал в полную силу. Поэтому увидеть свечение элемента можно, слегка затемнив помещение.

Если возможности приглушить освещение нет, нужно посмотреть на показания мультиметра. При проверке рабочего диода значения на табло прибора будут отличаться от единицы.

Наглядно проверка светодиодов на видео:

С помощью этого метода можно проверить на работоспособность даже мощный диод. Минус такого способа заключается в том, что провести диагностику элементов, не выпаивая их из схемы, не получится. Чтобы протестировать LED в схеме, к щупам необходимо подсоединить переходники.

Иногда исправность детали проверяется путем измерения сопротивления, но этот способ не получил широкого распространения, поскольку чтобы воспользоваться им, нужно знать технические параметры диода.

Проверка светодиодов без выпаивания

Для подсоединения щупов измерительного прибора к колодке PNP к ним следует припаять маленькие металлические наконечники, для чего можно использовать простые канцелярские скрепки.

Чтобы надежнее изолировать кабели с припаянными наконечниками, следует вставить между ними прокладку из текстолита и обмотать конструкцию изолентой.

Путем этих несложных манипуляций мы получим надежный и одновременно простой переходник, с помощью которого сможем подсоединить щупы мультиметра к контактам светоизлучающего диода.

Затем щупы подключаются к контактам LED-элемента, при этом выпаивать последний из общей схемы не требуется. Дальнейшая проверка производится в том же порядке, который описан выше.

Приведем наглядный пример проверки исправности светодиода без выпаивания его из схемы.

Проверка светоизлучающих диодов в фонариках

При тестировании элементов светодиодных фонариков прибор нужно разобрать и достать из него плату со смонтированными LED. Затем наконечники, припаянные к щупам мультиметра, подключаются с соблюдением полярности к ножкам светодиода прямо на плате.

Переключатель тестера устанавливается в режим прозвонки, после чего можно определить, исправен ли элемент, по отразившимся показаниям на табло и по наличию (или отсутствию) свечения.

Проверка светодиодов без выпаивания удобна и тем, что позволяет определить неисправность путем замера величины сопротивления в схеме. Так, при параллельном подключении LED приближающееся к нулю сопротивление говорит о неисправности как минимум одного из элементов. Получив такие результаты, нужно проверить каждый светодиод по отдельности вышеизложенными способами.

На видео проверка светодиодов лампочки без выпаивания:

Заключение

Из этого материала вы узнали, как проверить светодиод на исправность мультиметром. Процедура эта совсем несложна, и, имея под рукой обычный тестер, каждый сможет проверить работоспособность светодиодов в бытовых приборах.

Тонкости проверки диода мультиметром на исправность

Проверить работоспособность светодиода возможно с помощью такого прибора, как мультиметр. Цифровой мультиметр или тестер – это многофункциональное измирительное устройство. Работоспособность светодиода проверяется с помощью функционала любого мультиметра. Поломка светодиода довольно распространённая причина выхода из строя целого ряда электроприборов.

Проверку исправности этого компонента можно провести и самостоятельно, но при этом необходимо иметь в наличии мультиметр.

Процесс не сложный, но, как показывает практика, ситуации бывают разные, особенно если речь идёт о новичках в таких вопросах. Электронщик с опытом уже по внешнему виду может определить параметры большинства светодиодов, а в некоторых случаях и их состояние – исправность или поломку.

Где встречаются диоды и зачем их проверять

Диод – это компонент электрической сети, который выступает в роли проводника с р-n переходом. Его конструкция позволяет пропускать электричество по цепи в одном направлении – от анода к катоду. При поломке, произвести проверку возможно с помощью тестера или мультиметра.

В радиоэлектронике различают следующие виды диодов:

Светодиод – при прохождении через него электротока он начинает излучать свет в следствии трансформации энергии в видимое свечение.
Обычный или защитный диод – это ограничитель напряжения или супрессор. Разновидностью такого диода есть диод Шоттки, который при прямом включении дает небольшое уменьшение напряжения, в нём применяется переход металл-полупроводник.

Применение обычных деталей и светодиодов применяется в большинстве устройств, а Шоттки – в основном для качественных блоков питания, таких как компьюеры. Проверка и тех и тех диодов по принципу ничем не отличается, разница только в том, что Шоттки встречаются сдвоенными, так как размещаются в общем корпусе, а также имеют общий катод. Что позволяет проверять эти детали без выпаивания, на месте.

Диоды Шоттки являются составляющими электронных схем, и довольно часто ломаются. Основными причинами чего являются:

Некачественные детали;
Нарушение правил эксплуатации устройства;
Превышение максимального разрешённого производителем уровня прямого тока;
Превышение обратного электронапряжения.

Проверять их работоспособность необходимо с помощью мультиметра, который позволит измерять напряжение, определить уровень сопротивления, а также проверить проводку на предмет наличия обрывов. Этот способ считается самым простым и удобным для всех типов светоизлучающих диодов, независимо от их исполнения и количества выводов. Проверка осуществляется с помощью «прозвона» диода, замыкая красный щуп на анод, а чёрный на катод. В следствии чего исправный светодиод должен засветиться, при смене полярности щупов на дисплее тестера должна отображаться единица.

Как проверить выпрямительный диод

Защитный, выпрямительный или диод Шоттки возможно проверить с помощью мультиметра или применить омметр. Для этого необходимо переключить измерительное устройство в режим «прозвонки», после чего щупы тестера прикрепляются к выводам радиоэлемента. Для получения значения порогового напряжения проверяемого диода необходимо красный провод присоединить к аноду, а чёрный к катоду, после чего дисплей мультиметра или омметра должен загореться. После смены полярности измирительный прибор должен показать очень большое сопротивление, что говорит об исправности диода. Если же мультиметр показывает утечку, значит, радиоэлемент неисправен.

Как проверить светодиод мультиметром

Для осуществления проверки светодиода мультиметром необходимо перевести измерительный прибор в режим Hfe для проверки транзисторов, затем вставить светодиод в разъем С зоны PNP (плюс), а катод в свою очередь в разъем Е зоны NPN (минус). Если появилось свечение, тогда проверка осуществлена, если же нет, тогда допущена ошибка в полярности или же диод не работает.

Для проверки светодиода тестером необходимо переключить прибор на соответствующий режим «прозвонки» и подключить контакты к щупам мультиметра. При подключении не стоит забывать о полярности диода. Анода подключается к красному щупу, а катод – к черному. При отсутствии информации об электродах, где какой, возможно перепутать полярность, но это не страшно, и мультиметр не покажет никаких результатов. После правильного подключения светодиод загорается.

Проверка инфракрасного диода

Без сомнения, в каждом доме есть LED, в пульте для телевизора они нашли особое применение. Инфракрасный диод, который не виден человеческому глазу, легко можно увидеть через камеру телефона. Такие же диоды применяются для камер видео наблюдения.

Проверить инфракрасный диод мультиметром можно точно так же, как и обычный. Но можно воспользоваться и другим способом, подпаяв параллельно ему LED красного свечения, который будет наглядным показателем работы ИК диода. При его мерцании сигналы поступают на диод, и значит, нужно заменить ИК диод. Если мерцание отсутствует, следовательно, сигнал не поступает, тогда проблема в пульте, а не в диоде.

В схеме управления техники с дистанционного пульта есть еще один нюанс, а именно наличие фотоэлемента, для проверки которого мультиметром необходимо включить режим сопротивления. Если на фотоэлемент попадает свет, меняется состояние его проводимости, а значит, изменяется и его сопротивление в меньшую сторону.

Для проверки LED-лампы мультиметром необходимо снять рассеиватель, который зачастую приклеен. После того как откроется доступ к плате со светодиодами, нужно щупами тестера прикоснуться к их выводам, которые в следствии должны загореться тусклым светом. Также можно проверить исправность с помощью «прозвонки» от батареи «крона». Такую проверку нужно осуществлять кратковременными прикосновениями к полюсам диодов. Если полярность определена правильно и свет не загорается, значит, LED требуется замена.

Как можно проверить диод при помощи тестера не выпаивая

Принцип проверки остаётся прежним, но изменяется способ реализации данной проверки. Удобным и практичным способом является проверка светодиодов без выпаивания, с помощью щупов. Щупы стандартного размера не подойдут для разъема транзистора, режима Hfe. Но для него подойдут любые тонкие проводники, по типу швейных иголок, кусочка проводки (витая пара) или же отдельные жилы из многожильного кабеля. Припаяв такой проводник к щупу, и присоединив к щупам без штекеров, получится своего рода переходник. И тогда можно будет произвести прозвон светодиодов тестером не выпаивая.

Как проверить светодиод тестером — прозвонить мультиметром?

Светодиод – полупроводниковый прибор, по своей структуре напоминающий обычный диод. Поэтому проверить его можно как обычный диод — включением в прямом направлении, т.е. между анодом и катодом приложить положительное напряжение. Проверка не составит труда, если есть на руках обычный тестер. В отличие от обычных кремниевых диодов, прямое напряжение на которых составляет 0,6…0,7 В, светодиод имеет гораздо большее значение этого параметра. В зависимости от цвета и материала, красные имеют напряжение – 1,5…2 В, зеленые – 1,9…4 В, белые – около 3…3,5 В. Эта информация указана в документации производителя.

Еще одной особенностью светоизлучающего диода от обычного – низкое обратное напряжение, которое превышает прямое всего на несколько вольт. Это повышает риск выхода прибора из строя при неправильном включении или вследствие электростатического разряда. Как убедиться в исправности светодиода, прежде чем смонтировать его на плату?

Практически любой цифровой тестер (или мультиметр, кому как больше нравится) позволяет быстро проверить светодиод на работоспособность.

В простейшем случае, чтобы прозвонить светодиод, нужно включить мультиметр в режим проверки диодов, как показано на рисунке ниже.

Далее определим полярность включения. У выводных светодиодов катод обычно короче анода. Если выводы одинаковой длины (кто-то «заботливо» обкусил), то смотрим на просвет. На рисунке видно, что внутри самого корпуса располагаются два электрода, обычно тот который большего размера – катод, но это не всегда так, поэтому не стоит брать это за правило.

Остается только подключить тестер к выводам светодиода. Красный щуп к аноду, черный – к катоду (если, конечно, у вас стандартные цвета щупов). Исправность определяется по свечению.

Этим же способом можно проверить и мощный светодиод. Такие обычно смонтированы на плату с металлической подложкой (MCPCB). Полярность обычно подписана рядом с контактными площадками. Если нет, тогда наугад. Вероятность повредить светодиод тестером очень мала – не та мощность.

Еще проще и удобнее прозвонить выводные светодиоды, если в мультиметре есть функция проверки транзисторов. В этом случае нужно всего лишь вставить в соответствующий разъем выводы. Для секции NPN: анод в отверстие С (коллектор), катод в E (эмиттер). Для секции PNP – с точностью до наоборот. Наглядно проверка показана на рисунке ниже.

Когда дело касается мощных осветительных светодиодов, работающих на токах порядка сотен и тысяч мА, то встречается такой дефект: при «прозвонке» светодиод подсвечивается и признается годным, а когда включается на рабочий ток, то светит словно «в полнакала». Это связано с дефектом кристалла и если замена бракованных светодиодов в готовом изделии (например, прожекторе) затруднена, то необходимо проверить их заранее.

Более тщательная проверка, помимо мультиметра, потребует еще и источника тока. Идеальный вариант – наличие лабораторного источника, но подойдет и адаптер для зарядки мобильных телефонов или других устройств. Главное, чтобы он имел стабилизацию по току.

Последовательность такова:

мультиметр переключаем на предел «10 А» (не забываем переставить щуп в соответствующее гнездо) и включаем в цепь последовательно между светодиодом и источником питания;
включаем питание, измеряем силу тока, выключаем питание;
мультиметр включаем параллельно светодиоду, установив предел измерения «20 В» (опять же не забывая переставить щуп, а то устроим КЗ), источник соединяем напрямую со светодиодом, соблюдая полярность;
включаем питание, измеряем падение напряжения на светодиоде, выключаем питание;
проверяем исправность по соответствию тока и напряжения по кривой вольтамперной характеристики, приведенной производителем в data sheet.

Как проверить диод не выпаивая из схемы

Как проверить диод мультиметром

Обычно выходят из строя силовые, выпрямительные диоды, т. к. через них проходит значительный прямой ток. Причиной неисправностей диодов может быть их перегрев, нарушение теплового контакта с радиатором или увеличение температуры окружающей среды, выход из строя других элементов схемы которые вызвали увеличение допустимого напряжение на диоде, низкое качество их исполнения.

Неисправность выпрямительных диодов может быть причиной повышения напряжения питания на компонентах схемы и возникновения дополнительных неисправностей. Отказ диода может выражаться в коротком замыкании между разными полупроводниками p-n слоя, отсутствию контакта между ними (обрыв) и появлению тока утечки.

Диод является полупроводником, работа которого основана на свойствах p-n перехода. Работа элемента заключается в том, что при прямом направлении анод (+) — катод (-) ток проходит через полупроводниковый переход, так как его сопротивление составляет всего несколько десятков Ом, а в противоположном направлении катод — анод (перевернутый диод) ток отсутствует, т. к. сопротивление перехода достаточно велико.

Используя это свойство p-n полупроводников не трудно проверить работоспособность диода мультиметром. На некоторых мультиметрах есть режим проверки диодов, отмечается он символом диода. При касании красным щупом прибора анода полупроводника, а отрицательного катода другим щупом, то на экране измерительного прибора, при исправном элементе, отобразится напряжение на переходе, в случае германиевых диодов от 0,3 до 0,7 В, и от 0,7 до 1 В для кремниевых полупроводников.

Режим проверки диодов на мультиметре

Различие величины прямого падения напряжения этих полупроводников зависят от различных сопротивлений переходов. Если перевернуть щупы, к положительному аноду прикоснуться чёрным щупом, а к отрицательному катоду красным, то дисплей отобразит падение напряжения близкое к нулю, (в случае рабочего элемента). Если у мультиметра отсутствует такой режим проверки, тогда работоспособность элемента проверяется в режиме сопротивления.

Ставят переключатель мультиметра в положении измерения сопротивлений 1 Ком, и далее красный щуп прикладывают к аноду элемента, а чёрный к катоду. Экран прибора должен отобразить значение сопротивления прямого перехода для исправного диода от десятков до сотен Ом, что зависит от типа полупроводника. Если материал полупроводника германий, то сопротивление прямого перехода меньше, чем у кремниевых элементов.

Если щупы перевернуть, то сопротивление p-n перехода будет велико (при исправном полупроводнике) от нескольких сотен Ком до Мом. Когда сопротивление обратного перехода заметно ниже, тогда можно говорить о недопустимом токе утечки и неисправном элементе.

Как проверить светодиод, стабилитрон, диод Шоттки мультиметром

Светодиоды проверяются таким же образом, как и силовые диоды — на сопротивление. При прямом подключении щупов прибора к светодиоду дисплей покажет небольшое сопротивление. При этом светодиод может иметь тусклое свечение. Если поменять щупы, то сопротивление перехода будет велико.

Диод Шоттки проверяется способом проверки обычного диода. Стабилитрон тоже проверяется в разных положениях электродов. Но этого для проверки стабилитронов недостаточно. Мультиметр может показать допустимые значения сопротивлений в обоих направлениях перехода, а напряжение стабилизации будет отличаться от необходимого значения.

Простая схема проверки стабилитрона

Для проверки напряжения стабилизации нужно собрать простейшую схему с токогасящим сопротивлением. Напряжение источника питания обычно берется на 2 — 3 В выше напряжения стабилизации стабилитрона. В качестве примера возьмем стабилитрон Д814Б с напряжением стабилизации 9 В и током стабилизации 5 ма. Ограничительный резистор можно приблизительно рассчитать по формуле:

R = U1-U2/I = 12 -9/0,005 = 600 Ом.

U1 – напряжение источника питания,

U2 – напряжение стабилизации стабилитрона,

I – номинальный ток стабилитрона.

Поставив такое сопротивление в схему проверки стабилитрона, меряют напряжение стабилизации на стабилитроне, оно должно быть 9 В с учетом отклонения + 0,5 — 1 В, то есть напряжение стабилизации должно иметь значение 8 — 9,5 Вольт.

Как проверить диодный мост мультиметром

Простой диодный мост состоит из четырех диодов, собранных по мостовой схеме и предназначен для первичного выпрямления переменного напряжения. В случае грубой проверке диодного моста можно измерить сопротивление переходов отдельных диодов как обычно. Но тогда ток утечки нельзя будет проверить.

Для проверки этого важного параметра нужно отсоединить любой электрод полупроводника от электрической схемы. Проверить наличие тока утечки отдельных силовых диодов, не отключая их от схемы, возможно по разнице температуры корпусов полупроводников. У неисправного полупроводника температура корпуса будет выше, чем у исправных элементов.

Для такого метода проверки диодов на ток утечки важно чтобы они были отдельно стоящими и без радиаторов. Руками (при выключенном источнике питания) проверить разницу температуры не всегда получается. Поэтому температуру лучше измерять датчиком мультиметра, который имеет такой режим. Грубо проверить диод мультиметром, не выпаивая из платы можно обычным способом, и в большинстве случаев этого вполне достаточно.

Как проверить диод мультиметром

Режим проверки диодов на мультиметре

Как проверить светодиод, стабилитрон, диод Шоттки мультиметром

Простая схема проверки стабилитрона

R = U1-U2/I = 12 -9/0,005 = 600 Ом.

U1 – напряжение источника питания,

U2 – напряжение стабилизации стабилитрона,

I – номинальный ток стабилитрона.

Как проверить диодный мост мультиметром

Диодная сборка – линия электрода, которая широко используется во всех электронных приборах. Что он собой представляет, как его проверять и распаять по инструкции, как осуществляется сборка, прозвонка диода и проверка диода, об этом и другом далее.

Что такое диод

Диодом называется электронный вид элемента на плате, который состоит из нескольких полупроводниковых слоев и имеет разную проходимость и мощность, в зависимости от того, какое имеет направление электротока. Электрод делится на анод с катодом. В большинстве случаев он нужен для того, чтобы проводить защитные модуляции с выпрямлениями и преобразованиями поступающих электрических сигналов на супрессоре.

Инструкция по проверке

В ответ на вопрос, как проверить диод мультиметром, не выпаивая, необходимо уточнить, чтобы успешно его проверить, как и стабилитрон, необходимо взять его и мультиметр, сделать прозвонок. Как правило, многие из устройств оснащены функцией диодной проверки. По инструкции она выглядит таким образом:

Все, что нужно, это перевести регулятор на функцию проверки, взять концы мультиметра и присоединить их к диодной сборке. К знаку минус нужно поднести анод, а к знаку плюс – катод. Нередко это просто белые и красные полосы соответственно.
Затем появятся значения порогового напряжения и значение с показаний проверки.

Обратите внимание! В ходе проверки выпрямительного светодиода шотка или schottky прикасаться руками к одному из зарядов нельзя, поскольку корректными показания в таком случае не будут. В ходе первого определения нужно повторить процедуру в противоположном порядке. Так, анод нужно поместить к знаку плюс, а катод – минус. При таком подключении на мультиметр поступит цифра 1. Это значит, что ток не течет. Все под защитой.

Стоит отметить, что более подробная инструкция со схемами, ответами на популярные вопросы о светодиодных узких супрессорах и предупреждениях дана в инструкции к каждому мультиметру.

Проверка на исправность полупроводниковых элементов

Чтобы проверить полупроводниковые элементы на исправность, необходимо воспользоваться цифровым измерительным мультиметром с крышкой и большим функционалом. Большинство из них оснащены подобной функцией прозвона моста и генератора, поэтому сделать процедуру проверки может каждый желающий. Все что нужно, это прозвонить с помощью многофункционального мультиметра свободный диод, установить регуляторную ручку на измерительном приборе и нажать кнопку с данным обозначением на управленческой приборной панели. Далее необходимо подключить соответствующий красный щуп к аноду, а черный к катоду. Только так прибор измерит все правильно.

Обратите внимание! Понять, где анод, а где катод, несложно, прочитав описание к модели мультиметра, или воспользоваться помощью электронщика. Как правило, на каждом проводке имеется своя маркировка, благодаря которой понять, где что находится, очень просто в конкретной ситуации. В результате должно получиться пороговое прямое напряжение. Если есть повреждение какого-то элемента, то на панели появится ноль напротив того электрода, который будет подключен, или цифра выше или ниже допустимой.

В ответ на то, как проверить диодную сборку мультиметром, если специального режима в мультиметре нет, можно указать, что необходимо собрать схему: соединить источник питания с резистором и проверяемым полупроводником. Затем подключить элемент анода к резистору, а катод к источнику питания. Далее следует нажать пуск и посмотреть, в каком состоянии находится полупроводниковый элемент. Как и в прошлом случае, исправный элемент измерителем будет выдавать прямое напряжение.

Проверка мультиметром без выпаивания

Без выпаивания мультиметром можно проверить электроды. Все что нужно, это выбрать на устройстве сопротивляющий измерительный режим с диапазоном в 2 кОм. Затем стандартно нужно присоединить красный проводок к части анода, а черный к части катода. Так будет показана цифра напряжения в омах. Как правило, при разрыве цепи измерение получается с цифрой выше допустимого или со значением 0.

Обратите внимание! Важно понимать, что для проверки оборудования и полупроводниковых элементов необходимо полностью действовать в соответствии с представленной к мультиметру инструкцией. Также необходимо понимать важные физические моменты и немного понимать в электронике для составления правильной электрической схемы. В противном случае отсутствие знаний может затруднить работу с мультиметром.

Тестирование высоковольтных диодов

Для проверки высоковольтного электрода необходимо собрать представленную на рисунке схему. Напряжения в 45 вольт будет достаточно, чтобы проверить любые элементы. Методика проверки не отличается от тестирования простых анодов с катодами. Величина сопротивления при этом не может достигать 3,6 кОм.

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.

Анализ результатов

Сделав проверку, можно судить о том, исправен полупроводник или нет. Признаком того, работоспособен ли электрод или нет, будут совпадающие величины, которые высвечиваются на панели прибора в том порядке, когда анод подключен к электроду со значением минус, а катод – к тому, что имеет значение плюса.

Что касается противоположного порядка подсоединения, то здесь будет хорошим результат 0. При оценке результатов важно учитывать уровень напряжения. Он может зависеть иногда и от того типа, который имеет электрод.

Если соблюдать данные параметры, можно понять, в каком состоянии находится диод. Есть ли поломка или нет. Если же какой-то показатель неудовлетворительный, то полупроводник необходимо в срочном порядке заменить.

Интересно, что проверить диоды может каждый желающий. Сегодня на рынке представлено большое количество бюджетных мультиметров, которые в точности смогут показать правдивые результаты проверки работоспособности диода на любом бытовом электроприборе.

Диод это электронный элемент, который обладает определенной проводимостью тока. Проверять его можно при помощи тестера или мультиметра. Делать это необходимо по инструкции, идущей к любому проверяющему аппарату.

как проверить диод. диагностика различных типов диодов.

На сегодняшний день электроника прочно вошла в жизнь и имеется в составе любого прибора или гаджета. Но, как не прискорбно, это было и приборы, и гаджеты ломаются и приходят в негодность. Самой часто встречающейся причиной, по которой многие приборы ломаются — это поломка одного из элемента электрической сети, к примеру диод.

Выполнить проверку поломки или неисправности этого элемента возможно самостоятельно. В статье разберем подробно как проверить диод мультиметром, а также что представляет из себя этот прибор и как им пользоваться.

Диоды бывают разные

Простой диод является элементом электрической сети и несет в себе роль полупроводника, то есть р-n переход. Он устроен так, что вполне может осуществить пропуск тока по цепи, но только в одну сторону. И осуществляется это от анода к катоду. Для этого обязательно к аноду присоединяется «плюс», а к катоду — «минус».

Обязательно стоит учесть и запомнить! Двигаться в обратном направлении ток в диоде не может. Из-за такого отличительного момента изделие возможно проверить на неисправность с помощью тестера или мультметра. Рассмотрим какие же бывают диоды и чем отличаются друг от друга.

Типы диодов:

Простой диод.
Стабилитрон, как понятно из названия он препятствует повышению напряжения, то есть стабилизирует его.
Варикап, диод обладающий емкостью, часто встречается в УКВ приемниках.
Тиристор, диод с управляющим электродом, при подачи сигнала на управляющий электрод можно управлять состоянием тиристора, то есть открывать его или закрывать. Такой элемент часто встречается в силовой электронике.
Симистор, примерно тоже самое, что и тиристор только для переменного напряжения. Диагностика данного диода будет рассмотрена в другой статье.
Светодиод, диод излучающий свет при прохождении через него тока.
Диод Шотки, диод обладающий повышенным быстродействием и малым падением напряжения.

Также есть фотодиоды, инфракрасные диоды и др.

Несмотря на то, что диоды отличаются по назначению и переходу, их проверка выполняется аналогично. Принцип работы диодов аналогичен.

Что называется мультиметром?

Мультиметр — это прибор, который имеет ряд функций:

Измерение напряжения, тока;
Измерение сопротивления;
Прозвонка, в этом режиме мультиметр показывает напряжение падения в мВ.
Также могут буть функции измерения емкости, температуры, частоты и др.

Как проверить диод мультиметром?

После того как определились с типом диодов, их различиями и особенностями, а также с назначением этого прибора, можно рассмотреть порядок работы с ним. Проверка заключается в том, что проверяют пропускную способность тока через них. Если это правило соблюдается, то смело можно заявить, что элемент схемы работает исправно и не имеет недостатков.

Обычные диоды проверяются этим прибором без особых усилий. Чтобы выполнить диагностику этих элементов достаточно выполнить следующие действия:

Проверка работоспособности диода, светодиода, стабилитрона.

Устанавливаем прибор в режим прозвонки, если такого режима нет, то в режим измерения сопротивления 1кОм;
Убеждаемся, что щупы прибора подключены в нужные нам гнезда мультиметра;
Провод красного цвета подсоединяется к аноду, а провод черного цвета — к катоду;

Производим измерение. В режиме прозвонки, при подключении диода прибор показывает падение напряжения от 200 до 400 мВ для германиевых диодов, от 500 до 700 мВ для кремниевых. При измерении сопротивления прибор будет показывать сопротивление диода. К примеру, для германиевых элементов сопротивление составляет от 100 килоом до 1 магаома, для элементов выполненных из кремния этот показатель равен 1000 мегаом. Если проверяется выпрямительный полупроводник, то значение еще более высокое. Это обязательно нужно учитывать, чтобы не допустить ошибку при определении результатов;
Меняем местами красный и черный щуп прибора;
Производим измерение. Если диод подключить в обратном направлении, то прибор будет показывать единицу «1», то есть величина сопротивления или напряжения утечки бесконечно большая;

Нужно помнить, что может быть вовсе не поломка, а утечка. Этот вариант возможен в двух случаях, если прибор долго находился в эксплуатации или же сборка его была выполнена не качественно. Если имеется короткое замыкание или утечка, то прибор покажет низкое сопротивление. Причем при определении результата нужно учитывать вид полупроводника.

Делаем выводы о работоспособности элемента.

Если все показатели соблюдены, то можно смело сказать, что он работает правильно и исправен. А вот если хотя бы один параметр не верный, то это свидетельствует о том, что элемент нужно заменить.

Признаки неисправного диода

Если диод неисправен, то в режиме прозвонки прибор запищит, а в режиме измерения сопротивления покажет значение близкое к 0, что говорит о том что диод коротко замкнут, то есть пробит.
Если при обоих измерениях прибор показывает 1, тоесть бесконечно большую величину, это означает, что диод в обрывае.

Диодный мост

Бывает, что возникает необходимость в диагностике диодного моста. Он представляет собой сборку, которая состоит из 4 полупроводников. Причем они соединены так, что переменное напряжение преобразуется в постоянное. Принцип проверки практически такой же. Важной отличительной особенностью является то, что нужно определить как подключены диоды в диодном мосту и проверить каждый диод в прямом и обратном направлении.

Заключение

Провести диагностику работоспособности полупроводников в приборе самостоятельно не сложно. Важно соблюдать порядок действий с мультиметром и четко выполнять все по инструкции. Но при этом обязательно начиная проверку нужно обратить внимание на тип элемента, иметь понятие о том, какое должно быть рабочее сопротивление и напряжение у исправного диода этой разновидности и только потом проводить диагностику и делать выводы.

Используя прибор для проверки исправности диода или любых других целей нужно придерживаться техники безопасности при пользовании им. Все щупы должны быть в исправном состоянии, изоляция проводов должна быть целостной. Если имеются какие — ни будь дефекты, то их желательно сразу устранить, чтобы не нанести себе травмы при измерении. Также важно помнить, что у каждого прибора есть своя погрешность, в дешевых моделях она очень большая. И это важно учитывать при проведении проверки. От того насколько правильно будут выполнены все действия по диагностике, будет зависеть и результат проверки, и ее точность. Поэтому нужно уделить этому должное внимание.

Как мне проверить диоды с помощью мультиметра?

Тестовые диоды с настройкой теста диодов мультиметра. Если в мультиметре отсутствует настройка проверки диодов, используйте функцию омметра или функцию проверки целостности цепи. Подготовьте диод перед тестированием для получения наиболее точного результата.

Советы

Полупроводниковые компоненты, такие как диоды, могут выйти из строя по разным причинам, включая отказ от теплового пробоя или отказ на определенных частотах. Простые процедуры тестирования не могут найти эти типы дефектов.Если вы сомневаетесь в диоде, замените его заведомо исправным компонентом.

Предупреждения

Эти процедуры тестирования не работают с стабилитронами.

Подготовка диода к тестированию

Убедитесь, что оба вывода диода чистые и не имеют следов коррозии или загрязнений. Если диод является частью электрической цепи, удалите его из цепи. Если вы не можете удалить диод из его цепи, отключите один вывод диода от цепи, чтобы электрически изолировать компонент для тестирования.

Диоды пропускают ток в одном направлении, от анода к катоду. Производители идентифицируют катодный вывод диода по контрастной цветной полосе. Анод — противоположный вывод. Ток, движущийся вперед от анода к катоду, встречает небольшое прямое сопротивление. Ток, протекающий в обратном направлении, встречает большое сопротивление. Процедуры испытаний зависят от измерения или сравнения значений прямого и обратного сопротивления.

Мультиметр с опцией проверки диодов

Настройте мультиметр для проверки диодов.Определите полярность измерительных щупов или проводов. Красный провод является положительным для большинства мультиметров, но некоторые отличаются. См. Инструкции производителя мультиметра.

Наконечники

Некоторые выводы мультиметра заканчиваются острым концом или зондом, а другие — зажимом из крокодиловой кожи. Оба вывода одинаково хорошо подходят для тестирования диодов.

Подсоедините положительный провод к клемме анода или прикоснитесь к нему.
Подсоедините отрицательный провод к клемме катода или коснитесь его.
Считайте показания мультиметра.На дисплее отображается падение напряжения между датчиками. Хороший диод создает падение напряжения от 0,5 до 0,6 вольт. Хороший германиевый диод создает падение напряжения от 0,25 до 0,3 вольт. Отсутствие падения напряжения или чрезмерное падение напряжения указывает на то, что диод неисправен.
Поменяйте местами измерительные провода.
Считайте показания мультиметра. Хороший диод показывает обрыв цепи. Измерение, отличное от обрыва цепи, может указывать на неисправность диода.

Если тест показывает хорошие результаты в обоих направлениях, диод исправен.Другие результаты могут указывать на неисправность диода.

Омметр или настройка целостности цепи

Сконфигурируйте мультиметр для проверки резистора или целостности цепи.

Предупреждения

Используйте следующий метод, только если мультиметр не имеет настройки проверки диодов.

Наконечники

Полярность измерительного щупа или проводов не имеет значения при проверке диода следующим образом.

Подсоедините один измерительный провод к одной из клемм диода или прикоснитесь к нему.
Подсоедините другой измерительный провод к противоположной клемме диода или прикоснитесь к нему.
Считайте значение сопротивления на мультиметре или отметьте результат проверки целостности.
Поменяйте местами измерительные провода.
Считайте значение сопротивления или отметьте результат проверки целостности.
Сравните измерения.

Омметр измеряет очень высокое сопротивление или разрыв цепи в одном направлении и очень низкое сопротивление в противоположном направлении. Типичным измерением для исправного диода, например, является отношение 10: 1, при этом обратное сопротивление в 10 или более раз превышает прямое сопротивление.Точное измерение зависит от типа проверяемого диода, его номинального напряжения и производителя.

Хороший диод показывает непрерывность только в одном направлении. Неисправный диод показывает непрерывность в обоих направлениях или разрыв цепи в обоих направлениях.

Как проверить диод

Вода обычно используется в качестве компаратора, когда вы изучаете основы электричества. Проблема: вы можете видеть воду, но не видите электроны, движущиеся по проволоке. Для подтверждения наличия электричества в цепи требуется измеритель вольт / ом (ВОМ).Как только вы к этому привыкнете, использование VOM может быть таким же интуитивным, как поиск подтеков для поиска утечки в трубе.

Диод часто встречается в зависимости от конструкции и назначения электрической цепи в машине или транспортном средстве. Диод — это не что иное, как односторонний обратный клапан для электричества. Он очень похож по концепции на устройство защиты от обратного потока, используемое для подачи воды в бак опрыскивателя. Диод заставляет ток проходить только в одном направлении. Если диод выходит из строя, электрического тока не будет (клапан закроется в закрытом состоянии) или ток будет протекать в обоих направлениях (клапан останется открытым).Когда диод выходит из строя, оборудование или компонент могут перестать работать, работать неправильно или повредить другие электрические компоненты.

Как только вы осознаете важность диодов, вы удивитесь, сколько из них используется в областях, о которых вы даже не задумывались. Одно из распространенных применений — это электропроводка к электромеханической муфте, используемой для включения компрессора кондиционера (AC) на большинстве двигателей.

Муфта переменного тока имеет такую же базовую конструкцию, что и электрическая муфта ВОМ. Из-за того, как работает система переменного тока, включение компрессора циклически зависит от тепловой нагрузки и рабочего давления в системе.

Спускаясь по полю или по дороге, вы можете не знать об этом рабочем цикле, поскольку температура на выходе из внутреннего воздуховода остается почти постоянной.

Как и любой электромагнит, это катушка (похожая на катушку зажигания на бензиновом двигателе). В этом случае, когда AC получает сигнал о циклическом отключении, земля размыкается для сцепления, и происходит внутреннее сжатие магнитного поля. Это повысит напряжение, как катушка зажигания.

В большинстве — если не во всех — конструкциях диод помещается в провода, идущие к муфте переменного тока на разъеме.Он не дает усиленному напряжению, когда компрессор выключается, не возвращается обратно в провод, что может привести к перегрузке любого электрического компонента в этой цепи.

Во многих приложениях схема может не работать, если диод выходит из строя. Или могут быть неоднократные отказы электронного контроллера на автомобиле. Обычно требуется много воздействий усиленного напряжения, чтобы повредить деталь. В случае муфты переменного тока она может охватывать продолжительный период из-за сезонного использования.

Использование диода

в генераторе переменного тока

В генераторе переменного тока также используются внутренние диоды для преобразования переменного тока в постоянный, на котором работает машина.

В зависимости от конструкции генератора и того, какой диод выходит из строя или становится слабым, система все еще может заряжаться (примерно на 1 вольт ниже спецификации, и индикатор заряда может тускло мерцать), питая цепь некорректированным переменным током. Это приведет к серьезным нарушениям в работе мониторов, контроллеров и приводных двигателей, используемых в электрических дозаторах семян.

В некоторых схемах используется модифицированный диод, называемый стабилитроном. Это можно рассматривать как обратный клапан, который при 1 входе напряжения работает в обоих направлениях.Это значение определяется как лавинное напряжение.

Диод легко проверить с помощью ВОМ. Цепь должна быть обесточена, а VOM должен быть установлен на Ом. Возьмите красный измерительный провод и коснитесь одного конца диода. Возьмите черный провод и прикоснитесь им к другой стороне диода. Прочтите. Он должен быть непрерывным (0 Ом) или бесконечным (разомкнутым). Теперь поменяйте местами провода. Если диод исправен, показание будет противоположным первому.

Испытание выпрямителя — Auto Electric International

CDT-200

CDT-200 — это сверхточный, сверхточный тестер автомобильных выпрямителей и диодов для тяжелых условий эксплуатации, среднего объема.Он разработан, чтобы предоставить восстановителю возможность быстрого, точного и простого в использовании теста всех критических параметров, связанных со стандартными и лавинными выпрямителями. Жесткий промышленный дизайн и пользовательский интерфейс на базе ПК делают использование CDT-200 очень простым. Чрезвычайная точность достигается за счет фильтрации в реальном времени и цифровой обработки. Тестер может измерять утечку до 10 наноампер. Смоделированы реальные условия жизни, чтобы максимизировать диагностические возможности. Кроме того, можно выполнить анализ теплового сопротивления выпрямителя для выявления плохих внутренних соединений диодов и связанных с ними дефектов.Стандартные тесты характеристик диодов могут быть выполнены всего за 3 секунды для полного выпрямителя. Система тестирования также может проверять конденсаторы, встроенные во многие выпрямители.

Машина имеет программируемые тестовые профили, которые включают настройку машины с инструкциями по эксплуатации. Он также может отображать изображения выпрямителя с указанием неисправных местоположений диодов. В тестовой системе также есть режим настройки для настройки условий тестирования, инструментов и ограничений. Результаты тестирования неисправных диодов будут указывать на их расположение относительно изображения выпрямителя для облегчения распознавания оператором.CDT-200 проверяет соединения до начала фактического цикла. Это исключает возможность получения ложных результатов тестирования. Неисправные соединения также отображаются на графическом дисплее для облегчения поиска и устранения неисправностей. По завершении цикла тестирования отчетливо отображается статус «Годен» и «Не годен».

Измеряемые параметры:

Напряжение пробоя, программируемое до 500 В
Испытательный ток пробоя 0–100 мкА
Ток утечки 0–20 мкА, (разрешение 1 наноА)
Ток утечки измерено при программируемом напряжении до 500 В
Падение напряжения на диоде 0–2.5 вольт
Измеряет тепловое и динамическое сопротивление
Программируемый ток нагрузки до 150 А, непрерывный
Анализ шума обратной утечки

Подробные сведения см. В D & V Electronics

Методы обнаружения диодов SMD

В инженерной технике внутренняя структура SMD-диода в основном такая же, как и у диода общего назначения, оба из которых состоят из PN-перехода. Поэтому методы их обнаружения в основном одинаковы.Для обнаружения SMD-диода обычно используется шестерня мультиметра «R × 100 Ом».

Обнаружение SMD диодов

1. Идентификация положительного и отрицательного электродов

Идентификацию положительного и отрицательного полюсов SMD-диода можно наблюдать по корпусу . Когда метка на корпусе сильно изношена, для идентификации можно использовать мультиметр. Схема обнаружения представлена на рисунке 1.

Рисунок 1

Установите мультиметр на шестерню «R × 100 Ом» или «R × 1 кОм».Сначала используйте красный и черный измерительные провода мультиметра для случайного измерения сопротивления между двумя выводами SMD-диода, а затем замените двумя измерительными проводами для другого измерения.

В двух результатах измерения тот, у которого меньшее значение сопротивления , указывает на то, что SMD-диод имеет прямое сопротивление (обычно от нескольких сотен до нескольких тысяч Ом), причем черный измерительный провод подключен к положительному полюсу, а красный измерительный провод. подключен к отрицательному полюсу.В то время как другой результат с увеличенным на сопротивлением показывает, что SMD-диод имеет обратное сопротивление (обычно от нескольких десятков кОм до нескольких сотен кОм), при подключении тестовых проводов к первому, противоположному.

2. Оценка производительности

Определение характеристик SMD-диодов обычно выполняется в разомкнутом состоянии (вдали от печатной платы).

Используйте шестеренку «R × 100Ω» или «R × 1 kΩ» мультиметра для измерения прямого и обратного сопротивления SMD-диода.Согласно однонаправленной проводимости диода, чем больше разница между прямым и обратным сопротивлениями, тем лучше будет однонаправленная проводимость. Если разница между прямым и обратным сопротивлениями небольшая, это означает, что характеристики однонаправленной проводимости SMD-диода ухудшаются; если положительное и отрицательное сопротивления велики, диод SMD имеет разрыв цепи; если положительное и отрицательное сопротивления малы, патч-диод вышел из строя.Когда в диоде SMD возникают три вышеуказанных условия, его необходимо заменить.

Обнаружение специального диода SMD

1. Обнаружение стабилизации напряжения диод SMD

(а) Дискриминация положительных и отрицательных полюсов

Вывод стабилизации напряжения SMD-диода также разделен на положительные и отрицательные полюса как универсальный SMD-диод, который обычно можно идентифицировать по метке на упаковке , такой как символ диода, длина провода , цветные круги, цветные пятна.Если метка на упаковке изношена, ее также можно измерить мультиметром. Метод такой же, как и при обнаружении SMD-диода общего назначения.

(б) Оценка производительности

Метод такой же, как и для универсального диода SMD. Обычно прямое сопротивление составляет около 10 кОм, а обратное сопротивление бесконечно.

(c) Измерение значения стабилизации напряжения

Способ показан на фиг. 2

Рисунок 2

На рисунке 2 мультиметр настроен на передачу «10 кОм», красный и черный измерительные провода подключены к положительному и отрицательному полюсам SMD-диода стабилизации напряжения.После того, как стрелка мультиметра отклонится к стабильному значению, считайте значение, которое указывает стрелка на шкале шестерни «DC10». Затем рассчитайте установившееся значение стабилизации напряжения стабилитрона по следующей эмпирической формуле:

значение регулирования напряжения Uz = (10 — значение чтения) × 15 В

Этот метод измерения может измерять только SMD-диод стабилизации напряжения со значением стабилизации напряжения, которое ниже напряжения ячейки, используемой в высшей передаче мультиметра.

2. Обнаружение светоизлучающего диода SMD

Идентификация положительных и отрицательных электродов

Обычно при идентификации используется визуальный осмотр. Поднесите трубку к яркому свету и внимательно наблюдайте за формой двух исходящих линий в диоде сбоку. Меньший — это положительный полюс, а больший — отрицательный. Когда «визуальный метод» не работает, мы также можем использовать мультиметр для обнаружения и идентификации, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3

На рисунке 3 мультиметр настроен на передачу «10 кОм» (напряжение включения светоизлучающего SMD-диода составляет 2 В, поэтому его можно включить только в положении «10 кОм»). Подключите красный и черный измерительные провода мультиметра соответственно к двум выходным линиям светодиодов SMD и затем выполните несколько измерений. Когда стрелка мультиметра отклоняется вправо более чем на половину, а трубка немного мерцает, черный измерительный провод подключается к положительному полюсу, а красный измерительный провод подключается к отрицательному полюсу светоизлучающего SMD-диода.

Тестирование срока службы лазерного диода

Тестирование срока службы используется для сбора данных о сроке службы лазерного диода в тщательно контролируемых условиях эксплуатации. Эти данные затем используются для разработки статистических моделей, которые могут прогнозировать срок службы лазера в предполагаемых условиях эксплуатации. В телекоммуникационной отрасли стандарты исследований жизненных испытаний разрабатываются и публикуются компанией Telcordia Technologies.

Исследования срока службы лазерных диодов зависят от типа и применения.Они требуют периодического измерения различных параметров устройства, включая рабочий ток, выходную оптическую мощность, пороговый ток и прямое напряжение в условиях ускоренного старения. Ускоренное испытание на срок службы может быть выполнено за счет более высоких настроек температуры, тока впрыска или оптической мощности. Однако чаще всего встречается температурное ускорение.

Режимы испытаний на жизнь

Различные режимы исследования жизненных испытаний перечислены ниже:

Старение по постоянному току или режим ACC (автоматический контроль тока).Ток лазера поддерживается постоянным на протяжении всего теста.
Постоянное старение мощности или режим APC (автоматический контроль мощности). Выходная мощность лазера поддерживается постоянной за счет непрерывной регулировки тока для поддержания постоянной выходной мощности. Выходная мощность измеряется либо с помощью внешнего фотоприемника, либо с помощью внутреннего контрольного фотодиода, если он имеется в корпусе лазера. Старение при постоянной мощности — это наиболее часто используемый режим проверки срока службы, поскольку он очень похож на типичный режим работы лазерного диода.
Периодическое испытание образцов — при испытании на срок службы лазерных диодов при более высокой температуре стандартные процедуры сжигают диод при постоянном токе и высокой температуре, затем снижают температуру лазера для оценки относительных изменений выходной мощности (как правило, лазерные диоды не генерируют генерацию при постоянном токе и высокой температуре). температуры выше 100 ° C). В этом типе испытаний лазеры работают в режиме постоянного тока во время высокотемпературного старения. Интервал выборки может изменяться в течение очень длительного теста, чтобы уменьшить объем собираемых данных.В этих случаях измерения образцов можно проводить каждый час в начале периода тестирования и каждые несколько дней после того, как тест проводился в течение нескольких месяцев.

Системы испытаний на жизнь

Многие современные системы проверки надежности и срока службы предназначены для размещения различных устройств и типов пакетов в одной системе, что способствует более быстрому тестированию, увеличению пропускной способности и внутреннему контролю. Важные соображения при выборе системы проверки срока службы лазерных диодов:

Защита устройства — Системы тестирования надежности предназначены для обеспечения защиты ИУ от повреждающих скачков / переходных процессов, сверхтоков, обратных токов и т. Д.
Контроль тока — Возможно, наиболее важной характеристикой лазерных диодов является их эффективность — степень, в которой они излучают свет при подаче тока в устройство. Следовательно, испытуемое устройство должно быть подвергнуто точно известному и повторяемому току. Это легче всего гарантировать, когда каждое устройство приводится в действие независимым источником тока.
Контроль температуры — Свойства лазерного диода, такие как пороговый ток, очень чувствительны к изменениям температуры.Например, лазерный диод GaAlAs, работающий на длинах волн около 850 нм, испытывает повышение порогового значения на ~ 1% на каждый 1 ° C повышения температуры, в то время как лазер InGaAsP, работающий на длинах волн около 1300 нм, вызывает повышение порогового значения на ~ 2% на каждый 1 °. C повышение температуры. По этой причине испытания на надежность устройств требуют точного и повторяемого контроля температуры, а также хорошей однородности температуры. ТЕС, водяное охлаждение, воздушное охлаждение и встроенные матрицы датчиков температуры — вот некоторые из методов, используемых для контроля температуры в системах тестирования лазерных диодов.
Выходная мощность — Надежность устройства можно оценить, отслеживая его выходную мощность вместе с изменениями выходной мощности во времени и в различных условиях. Надежность и тестовые системы оценивают надежность, контролируя выходную мощность устройства либо с помощью внешних детекторов, либо с помощью внутреннего контрольного фотодиода устройства.

Правильный подход к расследованию подделок диодов

Анализ отказов: Правильный способ расследования подделок диодов

Введение

Заказчик DfR получил диоды через посреднические каналы сбыта, которые показали очень высокую частоту отказов во время производственных испытаний.Тестирование диодов «в исходном состоянии» показало, что значительная часть диодов не соответствовала требованиям по напряжению обратного пробоя и обратному току, указанным в их паспорте. Анализ отказов образцов диодов, не соответствующих их электрическим характеристикам, показал повреждение под действием высокого напряжения.

Собственные диоды электрически экранированы от обратного напряжения пробоя / тока утечки. Образец из 24 диодов, прошедших эту проверку, был подвергнут испытанию на долговечность в устойчивом состоянии в соответствии со стандартом MIL-PRF-19500 / 477G, параграф.4.4.3.1 и Mil Std 750 Method 1026. Образец из 24 диодов был первоначально проверен на электрические характеристики для каждой группы A (обратное напряжение пробоя, обратный ток, прямое падение напряжения при импульсе 4 А и прямое падение напряжения при импульсе 6 А). Все диоды прошли. Через 250 часов после 1000-часового испытания на долговечность в установившемся режиме испытуемые изделия были подвергнуты промежуточному электрическому испытанию группы А. В этот момент было сообщено, что диод D21 вышел из строя.

Методика эксперимента

Неисправный диод подвергся следующим анализам:

Рентгеновские снимки
Электрические характеристики
Декапсуляция, поперечное сечение с помощью оптической микроскопии было выполнено для проверки штампа на наличие повреждений

Рентгеновские снимки

Первоначальное обследование D21 было выполнено с помощью рентгена.Рентгеновские изображения были получены при трех разных увеличениях и при разной энергии рентгеновского излучения, что позволило также рассмотреть формовочную массу, изоляцию и матрицу. Определенных аномалий выявлено не было. Примеры изображений показаны ниже.

Электрические характеристики

На рис. 1 показана вольт-амперная характеристика малого сигнала диода D21. При смещении -3 В обратный ток составляет примерно -20 мА. Диод закорочен, его сопротивление составляет 150 Ом.

Поперечное сечение

Диод D21 был разрезан для дальнейшего исследования кристалла. Ниже показано изображение матрицы, зажатой между выводами. Темная линия внутри матрицы была идентифицирована как металлический слой с определенным изменением толщины. Две последовательные серии изображений показывают область кристалла сверху вниз (следующая страница, левое изображение) и активная область кристалла (следующая страница, правое изображение).

Место отказа

DFR Solutions выполнила последовательное поперечное сечение на D21 с отслеживанием кривой между этапами шлифования / полировки.Поперечное сечение продолжалось до центра диода без каких-либо изменений в сигнатуре кривой. Сразу за центром диода кривая показала, что неисправности больше нет (см. Рисунок 2). Была проведена более тонкая полировка, чтобы увидеть, остались ли какие-либо артефакты неисправности. Видна трещина в массивном кремнии (рис. 3). Потеря сигнатуры отказа из-за протирания диода на небольшом расстоянии предполагает сильно локализованное место отказа короткого замыкания.

Диод — примерно с половиной его площади — все еще показывает высокий обратный ток утечки -370 мкА при -160 В (см. Рисунок 4).Это указывает на наличие распределения участков отказа по кристаллу, одно из которых разрушилось катастрофически.

Электронная микроскопия

Энергодисперсионная спектроскопия (EDS), выполненная во время исследования с помощью электронной микроскопии, определила серебро как первичный элемент в металлическом слое. Также было обнаружено небольшое количество золота.

Как видно на рисунке справа, пики энергетических переходов золота при 2,120 кэВ (Au Mα) и 9,710 кэВ (Au Lα1) очевидны в «Спектре 3» и «Спектре 2».Разрешение изображения «Спектра 1», к сожалению, недостаточно, чтобы однозначно доказать присутствие золота в кремнии, но пик Au Mα, похоже, присутствует.

Золото

, как известно, используется в качестве легирующей примеси в диодах с быстрым восстановлением. Хотя загрязнение серебра не обязательно приводит к сильному ухудшению свойств диода, известно, что загрязнение золотом сильно ухудшает характеристики перехода.

Загрязнение металлов

Загрязнение кремния металлом может происходить на протяжении всего процесса изготовления.Примеси могут быть внесены в результате обращения с загрязненными пластинами, неправильной обработки поверхности или травления, из-за наличия загрязненной газовой атмосферы во время высокотемпературной обработки или из-за неправильной последующей обработки металлизированных устройств. Влияние этих загрязнителей будет зависеть от типа загрязнителя, его концентрации и параметров окружающей среды, времени и температуры, которые силиконовое устройство испытывает после воздействия загрязнителя.

Кремниевые p-n-диоды — самые старые и одни из самых распространенных полупроводниковых устройств.P-n-диод создается путем легирования кремниевых пластин элементами III группы (такими как бор) для создания слоев p-типа и элементами V группы (такими как фосфор) для создания слоев n-типа.

Кремниевые силовые диоды

также более восприимчивы, поскольку для их производства требуются более высокие температуры и более длительное время диффузии по сравнению со стандартной полупроводниковой технологией. Дополнительные этапы после производства пластин, такие как сварка и герметизация стекла, также могут включать достаточно высокие температуры, чтобы вызвать диффузию чрезмерного количества примесей.

Кристаллографические дефекты, присутствующие в кремнии, такие как вакансии, дислокации и дефекты упаковки, могут иметь большое влияние на растворимость и коэффициент диффузии примесей переходных металлов. В результате растворимость и коэффициент диффузии, представленные на рисунках 5 и 6, основаны на кремниевых пластинах исследовательской чистоты и не обязательно подходят для кремниевых пластин с другими дефектными характеристиками. Принимая значения объемного коэффициента диффузии на рисунке 5 и допуская поведение Фика, можно увидеть, что присутствующие на границе раздела металлов серебро и золото будут легко диффундировать к стыку кремниевого кристалла в течение времени и температур, используемых во время процессов соединения и герметизации стекла

Поскольку растворимость сильно зависит от температуры, при охлаждении от высоких температур атомы переходных металлов будут стремиться превысить свой предел насыщения в кремнии.В ответ на изменение состояния равновесия и возрастающую движущую силу зарождения примесные атомы могут проявлять четыре различных поведения:

Примесные атомы диффундируют к поверхности диода (исходящая диффузия) и образуют выделения на поверхности. Этот процесс требует высокой скорости диффузии, такой как в никеле и меди (см. Рисунок 5).

Примесные атомы выпадают в осадок в объеме кремния. Для гомогенного зародышеобразования необходимы высокая скорость диффузии и высокая растворимость.Для гетерогенного зародышеобразования требуется высокая скорость диффузии и наличие кристаллографических дефектов.

Примесный атом остается растворенным в объеме кремния. Этот процесс требует низких скоростей диффузии в сочетании с высокими скоростями охлаждения. Растворенные примеси электрически активны и образуют глубокие энергетические уровни в запрещенной зоне кремния.

Примесные атомы образуют комплексы с другими примесями, присутствующими в кремнии. Эти комплексы нестабильны и приводят к изменениям электрического поведения с вариациями внешних стимулов, т.е.е., температура, сила тока и т. д.

В следующих параграфах будет рассмотрено влияние серебра и золота на электрические свойства p-n диодов.

Серебро

Silver также является быстрым рассеивателем в кремнии (см. Рис. 5). Серебро действует как однократно ионизируемый донор в кремнии pand n-типа. В кремнии p-типа донорный уровень на 0,26 эВ выше валентной зоны; в кремнии n-типа акцепторный уровень находится на 0,29 эВ ниже зоны проводимости. Предыдущая работа показала, что это при комнатной температуре.Поскольку сечение захвата атомов серебра при комнатной температуре невелико [2], их подвижность и время жизни в кремниевых диодах относительно не зависят от введения больших концентраций серебра.

Золото

Поскольку золото действует как сильный центр рекомбинации в кремнии, оно широко используется в качестве легирующей примеси для контроля срока службы неосновных носителей заряда и повышения быстродействия полупроводниковых устройств. Однако непреднамеренное легирование кремния золотом может привести к ухудшению важных электрических свойств.Допустимое содержание примесей золота во время производства пластин часто намного меньше 1012 см-3, что требует использования глубокой нестационарной спектроскопии (DLTS) для обнаружения примесей. Обеспокоенность по поводу примеси золота привела к более строгому контролю качества во время обработки пластин и замене золота в качестве материала для заднего контакта. Эти шаги привели к снижению частоты чрезмерного загрязнения золотом.

Загрязнение кремния золотом легко осуществляется механическим контактом золота с кремнием, поскольку золото быстро переходит в кремний даже при низких температурах (<800 ° C).Например, Мильке3 и Махкамов4 измерили увеличение на три порядка концентрации золота в кремнии, с 1010 см-3 до приблизительно 1013 см-3, после термообработки при 800 ° C в течение одного часа. Такая высокая скорость диффузии частично объясняется образованием эвтектики золото-кремний при 370 ° C. При повышении температуры эта жидкая фаза действует как источник быстрой диффузии.

Диффузия золота в кремнии происходит за счет внедрения замещения. Коэффициент диффузии межузельного золота очень высок, а растворимость низкая.Обратное верно для замещающего золота, которое имеет низкий коэффициент диффузии и высокую растворимость5. Конечный результат состоит в том, что диффузионный поток почти полностью переносится межузельной диффузией. Затем межузельные частицы могут объединяться с вакансиями в решетке кремния с образованием дефектов замещения. Эти замещающие золотые дефекты электрически активны и имеют тенденцию оказывать наибольшее влияние на электрические свойства p-n-диода.

Золото имеет тенденцию иметь большее влияние на поведение перехода, чем другие переходные металлы, потому что положение уровня энергии акцептора для замещающего золота в кремнии n-типа составляет -0.54 эВ ниже края зоны проводимости или в середине запрещенной зоны делает золото очень эффективным центром рекомбинации. Кроме того, поскольку золото вводит в кремний как глубокий донор, так и акцептор, оно снижает чистую концентрацию носителей как в материале p-типа, так и в материале n-типа.

Золото также может объединяться с примесями железа, уже присутствующими в кристалле кремния, с образованием комплексов железа с золотом. Эти комплексы железо-золото образуются при температуре 200–300 ° C и могут привести к сокращению срока службы носителя в пять раз по сравнению с замещающим золотом такой же концентрации.Поэтому важно избегать образования пар железо-золото. Для этого необходимо избегать загрязнения золотом, поскольку железо почти всегда присутствует в кремниевых пластинах, по крайней мере, в низких концентрациях. Краткое изложение предыдущей работы по влиянию золота на электрические свойства кремниевых диодов представлено ниже:

Сопротивление

Gold увеличивает удельное сопротивление кремниевых диодов за счет уменьшения чистой концентрации носителей 6.

Обратный ток утечки

Ток утечки в кремнии, легированном золотом, можно оценить по формуле I = qWANtet p, где q — заряд электрона, W — ширина обеднения, A — площадь диода, Nt — концентрация золота, а et p — тепловая скорость эмиссии дырок от нейтральных акцепторов 7,8 (см. рисунок 7).

Было обнаружено, что обратный ток при 1000 В при 180 ° C увеличивается с 4 мА до 130 мА после диффузии золота в кремний при 865 ° C. Время диффузии и концентрация золота не предоставлены9. Из-за увеличения тока утечки с повышением температуры для уровня примеси золота 2х1014 см-3 кремниевые p + -n-диоды станут нестабильными при 150 ° C 8.

Напряжение пробоя

Добавление золота для p + -n перехода приводит к уменьшению электрического поля.Для возникновения пробоя электрическое поле должно достичь критического значения. Следовательно, напряжение пробоя кремниевых p + -n диодов будет увеличиваться при легировании золотом10 (см. Рисунок 8). Напряжение пробоя кремниевых p + -n-диодов, легированных золотом, изменяется с частотой 11. Наблюдается резкое снижение напряжения пробоя в кремниевых n + -p диодах при температурах диффузии золота выше 800 ° C 12 (см. Рисунок 9). Легирование кремния золотом снижает слаботочное (20 мкА) напряжение пробоя n + -p-диодов. Также может вызывать локальные лавинные пробои, приводящие к появлению кривых I-V с характеристиками двойного обрыва13.

Форвард текущий

Прямой ток также зависит от концентрации золота. Зависимость является линейной или квадратным корнем в зависимости от того, какая плотность тока — низкая или высокая 7.

Емкость перехода

Переходная емкость кремниевых p-n-диодов не зависит от частоты. При добавлении золота емкость перехода p + -n-диодов, легированных золотом, становится частотно-зависимой14 и изменяется в зависимости от концентрации золота10.

Сводка

Поперечное сечение диода показало, что участки отказа распределены по кристаллу, причем катастрофический отказ (150 Ом) происходит очень локально в одном из этих участков.

Обзор данных EDS показывает присутствие серебра и золота вблизи диодной области. Серебро присутствует в соединении штампа между двумя штампами, что вполне ожидаемо, поскольку серебро является обычным проводником в коммерческом материале для крепления штампа. Поскольку золото часто используется в качестве легирующей примеси для диодов с быстрым восстановлением, неясно, присутствует ли золото как часть серебряного присоединения или как легирующая добавка.

Золото, как известно, легко диффундирует в p-n-область диода. Последствиями загрязнения золотом являются, среди прочего, снижение напряжения обратного пробоя и повышенный ток обратной утечки, а также увеличение удельного сопротивления прямого смещения.Учитывая свидетельства множественных участков отказа, присутствие золота является вероятной первопричиной отказа диода, и его присутствие в критических областях кристалла должно быть подтверждено с помощью вторичной ионной масс-спектроскопии (SIMS)

Заявление об ограничении ответственности

DfR означает, что были предприняты разумные усилия для обеспечения точности и надежности информации, содержащейся в этом отчете. Тем не менее, DfR Solutions не дает никаких гарантий, как явных, так и подразумеваемых, в отношении содержания этого отчета, включая, помимо прочего, наличие каких-либо скрытых или патентных дефектов, коммерческой ценности и / или пригодности для конкретного использования.DfR не несет ответственности за потерю использования, выручку, прибыль или любые особые, случайные или косвенные убытки, возникшие в результате, связанные с информацией, представленной в этом отчете, или возникшие в результате ее использования.

Конфиденциальность

Информация, содержащаяся в этом документе, считается собственностью DfR Solutions и соответствующего получателя. Распространение этой информации, полностью или частично, без предварительного письменного разрешения DfR Solutions строго запрещено.

Проверка пульсаций переменного тока / диодов генератора переменного тока

Дополнительные указания

При работающем двигателе генератор вырабатывает электрическую энергию для питания бортовых электрических систем автомобиля и восполнения заряда аккумуляторной батареи, потребляемого во время проворачивания.

Генератор преобразует механическое вращение в электрическую энергию, заставляя магнитное поле вращаться внутри фиксированного набора обмоток. Изменяющееся магнитное поле индуцирует в обмотках переменное напряжение, которое выпрямляется с помощью диодов, чтобы получить на выходе постоянный ток.

Максимальная выходная мощность ограничена регулятором напряжения, который изменяет выходную мощность генератора относительно напряжения системы; когда напряжение в системе низкое, регулятор увеличивает мощность генератора, и наоборот.

Выпрямление генерируемого переменного тока создает непрерывную серию импульсов напряжения, пульсацию на выходе генератора. Периодически пропускаемые импульсы или сбои в пульсации указывают на проблему либо с обмотками, либо с выпрямительными диодами.Острые всплески, обычно направленные вниз, между импульсами указывают на неисправность диода и наличие некорректированного переменного напряжения в схеме.

Выходная мощность генератора будет изменяться в зависимости от частоты вращения двигателя и электрической нагрузки. Однако во всех этих вариациях должна сохраняться постоянная пульсация.

Включение потребителей электроэнергии и увеличение частоты вращения двигателя увеличит нагрузку на генератор, что может спровоцировать неисправности, которые не проявляются при низких нагрузках. Если выходное напряжение от пика до пика превышает 500 мВ, скачки напряжения могут нарушить работу других электрических систем, в частности систем, зависящих от сигнала переменного тока.

Для получения точного и надежного сигнала всегда подключайтесь к клемме B + генератора: удобно измерять пульсации непосредственно на положительной клемме аккумуляторной батареи; тем не менее, аккумулятор может ослабить сигнал, так что проблемы можно будет пропустить.

Типичные признаки неисправности генератора:

Подсветка контрольной лампы аккумулятора.
Свечение контрольной лампы неисправности (MIL).
Диагностические коды неисправностей (DTC).
Неровный холостой ход.
Возможны пропуски зажигания в двигателе.
Потеря заряда или состояния аккумулятора.
Неустойчивая или неисправная приборная панель.

Неисправности генератора или связанные с ним неисправности, которые могут вызвать указанные выше симптомы:

Неисправности диодов, вызванные нагревом и вибрацией или попаданием влаги в схему.
Короткое замыкание, обрыв или высокое сопротивление в обмотках статора.