3 простых способа, как проверить диод и тиристор

Среди домашних мастеров и умельцев периодически возникает необходимость определения работоспособности тиристора или симистора, которые широко используются в бытовых приборах для изменения скорости роторов электродвигателей, в регуляторах мощности осветительных приборов и в других устройствах.

Как работает диод и тиристор

Перед описанием способов проверки вспомним устройство тиристора, который не зря называют управляемым диодом. Это обозначает, что оба полупроводниковых элемента имеют почти одинаковое устройство и работают совершенно аналогично, за исключением того, что у тиристора введено ограничение — управление через дополнительный электрод посредством пропускания электрического тока сквозь него.

Тиристор и диод пропускают ток в одну сторону, которая во многих конструкциях советских диодов обозначена направлением угла треугольника на мнемоническом символе, расположенном прямо на корпусе. У современных диодов в керамическом корпусе катод обычно помечают нанесением кольцевой полоски около катода.

Проверить работоспособность диода и тиристора можно пропусканием тока нагрузки через них. Для этого допускается использовать лампочку накаливания от старых карманных фонариков, нить которой светится от тока порядка 100 mА или меньше. При прохождении тока через полупроводник лампочка будет гореть, а в случае отсутствия — нет.

Как проверить исправность диода

Обычно для оценки исправности диода пользуются омметром или другими приборами, обладающими функцией измерения активных сопротивлений. Прикладывая к электродам диода напряжение в прямом и обратном направлении, судят о величине сопротивления. При открытом p-n переходе омметр покажет значение равное нулю, а при закрытом — бесконечности.

Если омметр отсутствует, то исправность диода можно проверить, используя батарейку и лампочку.

Схема проверки исправности диода

Перед проверкой диода таким способом необходимо учитывать его мощность. Иначе ток нагрузки может разрушить внутреннюю структуру кристалла. Для оценки маломощных полупроводников рекомендуется вместо лампочки использовать светодиод и ток нагрузки снижать до 10-15 mA.

Как проверить исправность тиристора

Оценить работоспособность тиристора можно несколькими методами. Рассмотрим три, самых распространенных и доступных в домашних условиях.

Метод батарейки и лампочки

Схема проверки исправности тиристора

При использовании этого метода тоже следует оценивать токовую нагрузку 100 mA, создаваемую лампочкой на внутренние цепи полупроводника и применять ее кратковременно, особенно для цепей управляющего электрода.

На рисунке не показана проверка отсутствия короткого замыкания между электродами. Эта неисправность практически не встречается, но для полной уверенности в ее отсутствии следует попробовать пропустить ток через каждую пару всех трех электродов тиристора в прямом и обратном направлении. Для этого потребуется всего несколько секунд времени.

При сборке схемы по первому варианту полупроводниковый переход прибора не пропускает ток, и лампочка не горит. Это его основное отличие в работе от обычного диода.

Для открытия тиристора достаточно подать положительный потенциал источника на управляющий электрод. Этот вариант показан на второй схеме. У исправного прибора откроется внутренняя цепь и через него потечет ток. Об этом будет свидетельствовать свечение нити накала лампочки.

В третьей схеме показано отключение питания с управляющего электрода и прохождение тока через анод и катод. Это происходит за счет превышения тока удержания внутреннего перехода.

Эффект удержания используется в схемах регулирования мощности, когда для открытия тиристора, управляющего величиной переменного тока, подается кратковременный импульс тока от фазосдвигающего устройства на управляющий электрод.

Загорание лампочки в первом случае или отсутствие ее свечения во втором свидетельствуют о неисправности тиристора. А вот потеря свечения при снятом напряжении с контакта управляющего электрода может быть вызвана величиной тока, протекающей через цепь анод-катод меньшей, чем предельное значение удержания.

Разрыв цепи через анод или катод приводит тиристор в закрытое состояние.

Метод проверки с помощью самодельного прибора

Снизить риски повреждения внутренних схем полупроводниковых переходов при проверках маломощных тиристоров можно подбором величин токов через каждую цепочку. Для этого достаточно собрать простую электрическую схему.

На рисунке показано устройство, предназначенное для работы от 9-12 вольт. При использовании других напряжений питаний следует сделать перерасчет величин сопротивлений R1-R3.

Рис. 3. Схема прибора для проверки тиристоров

Через светодиод HL1 достаточно прохождения тока около 10 mA. При частом использовании прибора для подключений электродов тиристора VS желательно сделать контактные гнезда. Кнопка SA позволяет быстро коммутировать цепь управляющего электрода.

Загорание светодиода до нажатия кнопки SA или отсутствие его свечения — явный признак повреждения тиристора.

Метод с использованием тестера, мультиметра или омметра

Наличие омметра упрощает процесс проверки тиристора и напоминает предыдущую схему. В ней источником тока служат батареи прибора, а вместо свечения светодиода используется отклонение стрелки у аналоговых моделей или цифровые показания на табло у цифровых устройств. При показаниях большого сопротивления тиристор закрыт, а при малых величинах открыт.

Схема проверки тиристоров омметром

Здесь оценивается все те же три этапа проверки с отключенной кнопкой SA, нажатой на короткое время и снова отключенной. В третьем случае тиристор, скорее всего, изменит свое поведение из-за малой величины проверяемого тока: ее не хватит для удержания.

Низкое сопротивление в первом случае и высокое во втором свидетельствуют о нарушениях полупроводникового перехода.

Метод омметра позволяет проверять исправность полупроводниковых переходов без выпаивания тиристора из большинства монтажных плат.

Конструкцию симистора можно условно представить состоящей из двух тиристоров, включенных встречно по отношению друг к другу. У него анод и катод не имеют строгой полярности как у тиристора. Они работают с переменным электрическим током.

Качество состояния симистора можно оценить описанными выше методами проверки.

Схема проверки тиристоров омметром

Здесь оценивается все те же три этапа проверки с отключенной кнопкой SA, нажатой на короткое время и снова отключенной. В третьем случае тиристор, скорее всего, изменит свое поведение из-за малой величины проверяемого тока: ее не хватит для удержания.

Низкое сопротивление в первом случае и высокое во втором свидетельствуют о нарушениях полупроводникового перехода.

Метод омметра позволяет проверять исправность полупроводниковых переходов без выпаивания тиристора из большинства монтажных плат.

Конструкцию симистора можно условно представить состоящей из двух тиристоров, включенных встречно по отношению друг к другу. У него анод и катод не имеют строгой полярности как у тиристора. Они работают с переменным электрическим током.

Качество состояния симистора можно оценить описанными выше методами проверки.

Ранее ЭлектроВести писали, что Кабинет министров Украины, вероятнее всего, примет новую редакцию Порядка о возложении спецобязанностей (ПСО), которая будет предусматривать повышение тарифа на электроэнергию для отдельных категорий населения: сроки принятия документа, разделение населения на категории и другие детали пока обсуждаются в Минэнерго и НКРЭКУ.

По материалам: electrik.info.

Проверка диодов — Студопедия

Поделись с друзьями: 

Проверку диодов производят, определяя падение напряжения на зажимах диода при прохождении тока в прямом направлении и силу обратного тока при обратном подключении диода.

Для определения падения напряжения на зажимах диода его подключают по схеме рис. 17, а. Вводят полное сопротивление реостата, включают цепь, устанавливают в цепи реостатом силу тока, на которую рассчитан диод (ВА20 — 20 А). Падение на­пряжения не должно превышать заданное (ВА20 —0,6 В).

Для определения силы обратного тока подключают диод по схеме рис. 17, б, включают цепь и плавно увеличивают напряже­ние источника питания до величины допустимого обратного на­пряжения для данного типа диодов. Сила обратного тока не долж­на превышать допустимую для. этого диода величину. Диоды, не отвечающие требованиям технических условий, заменяются.

Однако следует заметить, что такие проверки диодов, приме­няемых в автомобильном электрооборудовании, в практике не ис­пользуются. Более чем достаточно проверить диод на пробой и обрыв цепи. Практика показывает, что у диодов встречаются только два этих типа неисправностей. Как правило, это происхо­дит при замыкании клеммы «-}-

» генератора с корпусом, отключе­нии аккумуляторной батареи при работающем двигателе и при перегреве диодов.

При пробое одного или нескольких диодов одной шины вы­прямительного блока снижается мощность генератора. Пробой диодов разноименных шин приводит к замыканию

Рис. 17. Проверка диодов:

а — по падению напряжения; б — по величине обратного тока; в, г — на пробой и обрыв цепи

аккумулятор­ной батареи на обмотку статора, в результате чего может про­изойти повреждение обмотки или «выгорание» диодов. Обрыв в цепи одного диода приводит к снижению мощности генератора, а обрыв двух диодов в цепи одной фазы равносилен обрыву фазы.

Для проверки диода лампой его подключают последователь­но с лампой к аккумуляторной батарее (см. рис. 17, в, г) вначале в одном, а затем в другом направлении. При исправном диоде лампа будет гореть только в одном из случаев подключения. Если лампа горит при любом подключении — диод пробит, а если не горит вообще — в цепи диода обрыв.

Аналогично проверяются диоды выпрямительных блоков гене­ратора. Для этого необходимо проверить каждый из шести дио­дов в отдельности. Выпрямительный блок подключают по схемам (рис. 18) и последовательно проверяют диоды одной шины (см. рис. 18, а, б и д, е), меняя местами провода на аккумуляторной батарее, а затем другой шины (см. рис. 18, в, г и ж, з).

Рис. 18. Проверка диодов:

а, б, в, г — выпрямительного блока типа ВБГ, д, е, ж, з — выпрямительного блока типа

БПВ на пробой и обрыв цепи

Исправность диодов можно проверить и с помощью омметра измерением сопротивления в прямом и обратном направлениях.

У исправного диода сопротивление при прямом подключении омметра будет не более 200 Ом, а при обратном — несколько сот килоом. В пробитом диоде сопротивление равно нулю, а при обры­ве — бесконечности. Диоды выпрямительных блоков типа ВБГ заменяют парами вместе с секцией радиатора, а у блоков типа БПВ заменяется шина в сборе. Неисправные диоды обратной по­лярности блоков типа БПВ можно выпрессовать из шины и заме­нить диодами с ремонтным размером. Для этого посадочное отверстие в шине необходимо развернуть до диаметра 13,12^{+004 мм.} При замене диодов необходимо обращать внимание на марки­ровку их проводимости.

---

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  

---



Как проверить диод выпрямителя

Диоды являются одним из наиболее часто используемых компонентов электронных устройств. Таким образом, чтобы убедиться, что диод подходит для конкретного (в соответствии с требованиями) использования, важно проверить диод. Мы можем проверить обычные диоды и стабилитроны с помощью цифрового или аналогового мультиметра.

Так как диоды используются в цепях для защиты, выпрямления и т. д., то именно они первыми повреждаются в случае любого сбоя в системе. Несколько примеров схем могут быть двухполупериодным выпрямителем, двухполупериодным выпрямителем, схемой драйвера светодиода. Эта причина дает еще более сильную причину всегда проверять диод перед его использованием. Кроме того, у нас есть два режима диода, а именно: режим прямой проводимости и режим обратной блокировки. Таким образом, оба из них должны быть проверены отдельно.

Как проверить диод

Его можно проверить с помощью мультиметра. В практическом диоде у нас есть сопротивление как в прямом, так и в обратном направлении. Всегда лучше проверить схему перед ее сборкой. Но если мы этого не сделаем и результаты также не будут соответствовать нашим ожиданиям, мы можем запутаться в том, есть ли проблема в цепи или компоненты (диод, другие электронные устройства) не работают должным образом.

Лучше всего тестировать диод, когда он смещен в прямом направлении. Рассчитывается падение напряжения из-за его прямого сопротивления. В режиме прямого смещения диод действует как переключатель (если сопротивление не учитывать). Давайте теперь узнаем, как проверить диоды.

Проверка диодов

С помощью цифровых мультиметров

В настоящее время большинство цифровых мультиметров снабжены специальным диапазоном «тестирования диодов». Это делается для обеспечения идеального измерения, поскольку другие напряжения могут не превысить потенциал прямого перехода диода (и, следовательно, отсутствие проводимости в прямом направлении).

Но здесь возникает один вопрос: что, если у нас нет диапазона проверки диодов в цифровом мультиметре!

Что ж, у нас есть еще один метод, который может помочь проверить исправность диода. Мы могли бы установить мультиметр в режим сопротивления (метод омметра) и затем продолжить.

Разберемся с процедурой проведения проверки работоспособности диодов обоими способами.

С диапазоном для проверки диода в мультиметре 

Для проверки диода используется следующая процедура:

• Сначала определите две клеммы диода, а именно катод и анод. Кроме того, имейте в виду, что если анодное напряжение больше, чем катодное, то диод проводит в прямом направлении, а если меньше, то в обратном.
• Пожалуйста, убедитесь, что питание цепи отключено. Кроме того, если диод подключен к цепи переменного тока, он может накапливать заряды в конденсаторе или катушке индуктивности. Поэтому их необходимо разрядить перед проверкой диода.
• Установите ручку цифрового мультиметра в соответствии с требованиями, т. е. напряжением переменного или постоянного тока.
• Держите ручку в режиме проверки диодов (если доступно).
• Возьмите выводы цифрового измерителя и держите на двух выводах диода, чтобы измерить напряжение на них. Запишите наблюдение.
• Теперь, чтобы рассчитать обратное напряжение (реверсивный режим блокировки), поменяйте местами выводы измерителя и запишите наблюдение.

Следующий шаг — проанализировать данные и решить, готов ли диод стать частью схемы или нет. Мы проверяем, хорошо это или плохо!

Проверка диодов

Анализ проведенных испытаний диодов

• Из указанного значения просто проверьте падение напряжения при прямом смещении. Если он находится в пределах 0,7-0,1 для кремния, то диод исправен, иначе не подойдет. Для германия диапазон падения для того, чтобы он был хорошим диодом, составляет 0,3 0,05.
• При реверсировании диода, если он показывает OL, то диод исправен (исправен). OL указывает на разомкнутую цепь/цепь. Это связано с тем, что исправный диод не проводит ток при обратном смещении. Так что это может быть еще одной проверкой того, является ли диод хорошим или плохим для здоровья
• Если цифровой мультиметр показывает OL как при прямом, так и при обратном смещении, диод неисправен.
• С другой стороны, может быть случай, когда цифровой мультиметр показывает отклонение из-за падения напряжения в обоих условиях смещения. Такой диод является короткозамкнутым диодом.

Проверка диода в режиме сопротивления

Давайте посмотрим, как определить, является ли диод исправным, открытым (OL) или коротким. Выполните следующие шаги для проведения теста.

• То же, что и выше, идентифицируйте катодную и анодную клеммы диода. Если

В _Анод > В _Катод – прямое смещение

В _Анод < В _Катод – обратное смещение

• Сначала проверьте диод для прямого смещения состояние. Помните, что в этом случае требования к сопротивлению высоки. Это связано с тем, что ток течет в прямом направлении и, следовательно, требует высокого сопротивления (от 1 кОм до 10 МОм).
• Кроме того, для обратного смещения требуется меньшее сопротивление, так как в идеале оно должно быть разомкнуто (нет тока) при обратном направлении.
• Теперь перед началом проверки диода убедитесь, что все источники питания выключены. Следовательно, диод должен быть свободен от любого напряжения, а также любой подключенный конденсатор или катушка индуктивности должны быть проверены на накопленное напряжение. Если он заряжен, разрядите его перед запуском.
• В соответствии с требованиями схемы установите ручку мультиметра на переменный или постоянный ток.
• Держите другую ручку в режиме сопротивления().
• Теперь проверьте диод, подключив провода счетчика. Наблюдайте и записывайте показания.
• Поменяйте местами провода, чтобы получить показания с обратным смещением. Наблюдайте и записывайте.
• Исправный диод: если

в прямом режиме сопротивление колеблется от 1K до 10M

и в обратном режиме цифровой индикатор показывает OL

• Неисправный диод: если

оба имеют одинаковые или близкие значения. Если показания противоречат вышеуказанным условиям, то это тоже плохо.

Этот метод проверки сопротивления можно сделать более эффективным, если сравнить показания с уже проверенным исправным диодом.

Давайте теперь узнаем о тестировании некоторых конкретных диодов.

Тест стабилитрона

Стабилитрон — это тот, который проводит ток и при обратном смещении (если обратное напряжение больше, чем напряжение пробоя стабилитрона). Это требует некоторых модификаций предыдущей схемы тестирования. Ниже приведена процедура проверки стабилитрона:

Проверка стабилитрона

Процедура проверки диода

• Как и в случае с диодом с p-n переходом, сначала проверьте катодную и анодную клеммы диода.
• Цепь должна соответствовать показанной схеме.
• Установите ручку цифрового мультиметра в режим напряжения и поместите выводы мультиметра на анод и катод для проверки диода.
• Теперь медленно измените напряжение (в положительном направлении) и наблюдайте за индикатором. Наблюдаемое значение на измерителе также должно увеличиваться при увеличении входа. И при определенном значении (напряжении пробоя) показания счетчика должны выйти на насыщение (стать постоянным). Это означает, что после напряжения пробоя, несмотря на любое изменение на входе, значение на измерителе (выходе) остается постоянным.
• Если это произойдет, то стабилитрон исправен, иначе нет.

Например, если напряжение пробоя составляет 3 В, а вы подаете питание 10 В, то измеритель также покажет значение только около 3 В.

Светодиод (светоизлучающий диод) Тест

Этот светодиод несколько отличается от того, который мы изучали до сих пор (с точки зрения внешнего вида). Следовательно, чтобы определить его анодный и катодный выводы, нам нужно увидеть его длину. Более длинная ножка (вывод) является анодом, а более короткая называется катодом. Еще один способ проверить клеммы — посмотреть на поверхность светодиода. Сторона с более плоской поверхностью является катодом, а другая сторона — всего лишь анодом.

Проверка светодиода

Процедура проверки диода

• Если в цепи присутствует диод, убедитесь, что питание отключено, а конденсаторы разряжены.
• Вышеописанным способом проверьте клеммы анода и катода.
• Поместите щупы мультиметра таким образом, чтобы диод находился в прямом смещении (красный щуп к аноду, а черный к катоду).
• Теперь вам не нужно ничего делать, просто посмотрите, горит ли светодиод. Если он светится, то он здоров, иначе не здоров.

А теперь скажите можно ли проверить светодиод в обратном смещении? Думать!!

Конечно нет. Просто потому, что светодиод не работает при обратном смещении.

Проверка диода Шоттки

Подобно другим обычным диодам, он также ограничивает ток в одном направлении. Но у него более быстрое время отклика по сравнению с другими диодами того же семейства.

Проверка диода Шоттки

Процедура проверки диода Шоттки

• Проверка катода и анода диода Шоттки. Та часть, которая ближе к закрашенной линии, является катодом, а другая сторона — анодом.
• Подсоедините щупы мультиметра к клеммам диода. Красный щуп к аноду и черный к катоду, чтобы сделать его в прямом смещении.
• Теперь мультиметр должен издать «жужжание» или «бип». Если да, то диод исправен, иначе неисправен.
• Аналогичным образом измените подключение пробника, чтобы он работал в условиях обратного смещения. Снова внимательно попытайтесь прислушаться, если появится какой-либо звук. Если да, то диод неисправен и его необходимо заменить, а если нет, то он исправен.

Тестирование диодов слабого сигнала

Диода слабого сигнала

Сигнальные диоды работают с меньшей мощностью и более высокой частотой. Это делает их более полезными для целей переключения. Проверка этих малосигнальных диодов очень похожа на описанные выше методы. Единственная разница заключается в меньшем значении цифрового мультиметра всякий раз, когда подается вход. Кроме того, диапазон входного сигнала, который можно подать на эти диоды, меньше по сравнению с диодами с большим сигналом.

Испытание диодов с большим сигналом

Диоды с большим сигналом имеют сравнительно большую мощность и несколько меньшую частоту по сравнению с диодами с малым сигналом. Следовательно, при тестировании диода диапазон напряжения выше, а также вход, который может быть подан на входные клеммы, имеет более широкий диапазон.

Процедура проверки малого/большого диода

• Проверьте катод и анод диода.
• Для прямого смещения держите красный щуп на аноде, а черный — на катоде.
• Должно выдавать значение напряжения (в зависимости от номинала). Это показывает, что диод ведет себя как короткое замыкание, что и должно происходить. Запиши это.
• Измените соединение и снова проверьте значение. Если он выдает «OL», то диод исправен, в противном случае его необходимо заменить, т. е. он неисправен.

Теперь научимся тестировать диод с помощью аналогового измерителя.

Как проверить диод с помощью аналогового мультиметра

Здесь важно отметить, что ноль на шкалах напряжения и сопротивления в аналоговом мультиметре меняет местами. Поэтому нам нужно поменять местами щупы счетчика. Как и для проверки диода в прямом смещении нам нужно подключить красный щуп к катоду, а черный к аноду. Точно так же мы можем поменять местами датчики, чтобы получить обратное смещение. Это главное отличие при тестировании диода цифровым и аналоговым измерителем.

Тестирование с помощью аналоговых счетчиков

Производитель указывает аналоговый диапазон счетчика, чтобы его можно было использовать, или можно взять за эталон уже проверенные хорошие значения диодов. Еще один важный момент, который следует отметить, заключается в том, что некоторые измерители используют сопротивление, а некоторые используют напряжение перехода. Так что вы должны иметь в виду это, прежде чем начать свой тест.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Производственные испытания диодов

Линда Рэй, бизнес-менеджер, группа тестирования компонентов, Keithley Instruments, Inc.

Содержимое

Испытательное оборудование
Производственное испытание диода
Конфигурация и сценарии системы тестирования
Полярность диода известна
Полярность/ориентация диода неизвестна — обработчик компонентов может поворачивать устройство
Полярность/ориентация диода неизвестна — обработчик компонентов не поворачивает устройство
IEEE -488 Bus Operation
Обработчик с возможностью поворота диода
Обработчик без возможности поворота диода
Переключение нескольких диодов
Типичные источники ошибок
Список оборудования

Высококачественные одноточечные производственные испытания упакованных диодов по принципу «годен/не годен» имеют решающее значение для обеспечения соответствия спецификациям производителей и устранения дефектных устройств до их отгрузки. Большинство типов диодов проходят как минимум один тест на полярность и три параметрических теста в процессе окончательной проверки. Хотя надежность этих тестов важна для обеспечения качества продукции, не менее важно, чтобы они проводились быстро для поддержания высокой производительности.

Контрольно-измерительные приборы

Как правило, для выполнения этих тестов требуется несколько инструментов, таких как цифровой мультиметр (DMM), источник напряжения и источник тока. Однако по мере увеличения количества приборов в тестовой системе общий процесс измерения замедляется, что снижает производительность тестирования. Координация работы отдельных приборов продлевает цикл измерений за счет увеличения требуемого объема трафика шины. Система, сконфигурированная с отдельным цифровым мультиметром и источниками, также требует значительно больше места в стойке, чем система, построенная со всеми этими функциями в одном устройстве.

В дополнение к более высокой стоимости оборудования, три отдельных прибора также означают, что необходимо изучить три набора команд, что усложняет программирование и обслуживание системы. Использование нескольких инструментов и источников также усложняет синхронизацию запуска и увеличивает неопределенность запуска.

Однако, благодаря современным цифровым приборам, доступным сегодня, системы производственных испытаний диодов могут быть сконфигурированы с использованием одного прибора, который может генерировать и измерять как ток, так и напряжение. Такие приборы доказали свою высокую эффективность для точного и эффективного проведения производственных испытаний диодов.

Содержание

Производственные испытания диодов

По сути, существует четыре производственных теста диодов: полярность, прямое напряжение (V _F ), обратное напряжение пробоя (V _R ) и ток утечки (I _R ). На рис. 1 показаны типичная вольт-амперная характеристика диода и контрольные точки для параметрических тестов.

Проверка полярности часто требуется для многих новых корпусов диодов для поверхностного монтажа, таких как корпус малых диодов (SOD). Такие диоды не ориентируются автоматически в одном и том же направлении в манипуляторе компонентов, поэтому иногда необходимо определять полярность устройства перед началом полной последовательности функционального тестирования.

Проверка полярности предназначена для безопасного и быстрого определения ориентации диода перед выполнением функциональных тестов устройства. Характеристики пробоя диода используются для индикации полярности диода одним из двух способов. Через диод можно подать положительный ток и измерить напряжение. Напряжение менее 1 В (обычно) указывает на прямую полярность диода, а высокое напряжение указывает на пробой и обратную полярность.

В качестве альтернативы может быть подан отрицательный ток, и в этом случае измерение напряжения менее 1 В указывает на обратную полярность, а высокое напряжение указывает на пробой и прямую полярность. Выбор между этими двумя методами проверки полярности зависит прежде всего от общей структуры программы проверки.

Параметрический тест прямого напряжения (V _F ) включает подачу заданного прямого тока смещения в пределах нормального рабочего диапазона диода, а затем измерение результирующего падения напряжения. Чтобы пройти тест, напряжение должно быть в пределах указанных минимальных и максимальных значений.

Для параметрического теста обратного напряжения пробоя (V _R ) подается указанное обратное смещение тока и измеряется результирующее падение напряжения на диоде. Чтобы определить, проходят диоды или нет, измерения сравниваются с заданным минимальным пределом.

Параметрический тест тока утечки (I _R ) проверяет низкий уровень тока, который протекает через диод в условиях обратного напряжения. Этот тест выполняется путем подачи заданного обратного напряжения с последующим измерением результирующего тока утечки. Хорошие диоды будут производить ток утечки, который меньше или равен указанному максимальному значению.

Содержание

Конфигурация тестовой системы и сценарии

На рис. 2 показана блок-схема системы, основанной на источнике-измерителе, для тестирования производства диодов.

Как показано на рис. 2 , диод или корпус диода помещают в испытательное приспособление и подключают к входу источника-измерителя (SMU), производственного испытательного прибора с одним диодом. Чтобы предотвратить генерацию нежелательных токов, используется текстовое приспособление для защиты диода от света. Используя шину IEEE-488 для управления, SMU питает и измеряет диод. Полученные результаты затем сравниваются с предварительно заданными в приборе пределами, и выполняется определение «годен/не годен».

Выходные сигналы цифрового порта ввода-вывода SMU используются для взаимодействия с обработчиком для инициирования ориентации диода и/или группирования. В этом конкретном примере прибор оснащен четырьмя цифровыми выходными линиями, которые можно настроить с помощью стандартных команд для программируемых приборов (SCPI). В зависимости от того, как запрограммирован SMU, каждый цифровой выходной код передает сообщение, например, «деталь в порядке», «деталь плохая», «переверните деталь» и т. д.

Способность SMU напрямую взаимодействовать с обработчиком компонента освобождает ПК во время операций управления обработчиком. Это позволяет компьютеру загружать и сохранять тестовые данные, пока новый диод или корпус диода помещается в тестовое приспособление.

Ниже приведены три алгоритма, которые описывают тестирование диодов в трех различных сценариях, в зависимости от возможностей обработчика и корпуса диода.

Содержание

Полярность диода известна

Следующий алгоритм описывает работу системы производственных испытаний диодов на основе SMU для выполнения описанных измерений, когда полярность диода известна до функционального тестирования.

1. Оператор указывает компьютеру, что партия диодов находится на месте и готова к испытаниям.
2. ПК инициирует работу SMU по шине IEEE.
3. SMU ожидает триггера Start of Test от обработчика.
4. Когда первый диод находится в нужном положении, обработчик отправляет триггерный сигнал «Начало тестирования» на SMU, указывая, что первый диод готов к тестированию.
5. SMU запускает функциональные тесты диодов в том порядке, в котором они хранятся в памяти источника, определяет годен/не годен и сохраняет данные для каждого теста: прямое напряжение, напряжение пробоя и ток утечки.
6. SMU отправляет общий код прохождения/непрохождения теста и сигнал окончания тестирования обработчику и отправляет тестовые данные на ПК (операции выполняются параллельно). ( Примечание: Некоторые SMU могут не иметь этой возможности.)
7. Повторите шаги 3–6 для остальных диодов в партии.
8. SMU возвращается в состояние ожидания. Оператор устанавливает новую партию диодов в манипулятор.
9. При необходимости повторите шаги 1–8.

Содержание

Полярность/ориентация диода неизвестна — обработчик компонентов может повернуть устройство

Следующий алгоритм описывает работу системы производственных испытаний диодов на основе SMU для выполнения описанных измерений, когда полярность диода неизвестна до функционального тестирования, и манипулятор может поворачивать диод один за другим.

См. шаги 1–4 последовательности Известная полярность диода .
1. SMU выполняет проверку полярности. Если диод проверен в прямой полярности, SMU приступает к функциональным испытаниям. Если диод проверен на обратной полярности, обработчику посылается сигнал, чтобы повернуть устройство и вернуться к шагу 4 (см. 9).0211 Полярность диода. Известная последовательность ).
2. Когда диод находится в прямой полярности, SMU запускает функциональные тесты диода в порядке, хранящемся в памяти источника, определяет годен/не годен и сохраняет данные для каждого теста: прямое напряжение, напряжение пробоя и ток утечки.
3. SMU отправляет общий код прохождения/непрохождения теста и сигнал окончания тестирования обработчику и отправляет тестовые данные на ПК (операции выполняются параллельно). ( Примечание: Некоторые SMU могут не иметь этой возможности.)
4. Повторить последовательность действий для остальных диодов в партии.
5. SMU возвращается в состояние ожидания. Оператор устанавливает новую партию диодов в манипулятор.
6. При необходимости повторите все шаги.

Содержание

Содержание

Полярность/ориентация диода неизвестна — обработчик компонентов не поворачивает устройство

Этот алгоритм описывает работу системы тестирования производства диодов для выполнения описанных измерений, когда полярность диода неизвестна до функционального тестирования, и оператор не может повернуть тестируемое устройство.

1. См. шаги 1–4 последовательности Известная полярность диода .
2. SMU выполняет проверку полярности. Если диод проверен при прямой полярности, SMU приступает к функциональным испытаниям с использованием параметров прямой полярности (см. Шаг 3). Если диод проверен на обратной полярности, SMU запускает тесты с использованием параметров обратной полярности (см. шаг 4).
3. SMU выполняет функциональные тесты диодов прямой полярности в порядке, хранящемся в памяти источника, определяет годен/не годен и сохраняет данные для каждого теста: прямое напряжение, напряжение пробоя и ток утечки.
4. SMU выполняет функциональные тесты диодов с обратной полярностью в порядке, хранящемся в памяти источника, определяет годен/не годен и сохраняет данные для каждого теста: прямое напряжение, напряжение пробоя и ток утечки.
5. SMU отправляет обработчику общий код прохождения/непрохождения, индикатор полярности диодов и сигнал окончания тестирования, а также отправляет тестовые данные на ПК (операции выполняются параллельно). ( Примечание: Некоторые SMU могут не иметь этой возможности.)
6. Повторить последовательность для остальных диодов в партии.
7. SMU возвращается в режим ожидания. Оператор устанавливает новую партию диодов в манипулятор.
8. При необходимости повторите все шаги.

Содержание

Работа шины IEEE-488

Ниже приведены общие рекомендации по написанию программы для настройки и выполнения функциональных тестов диодов. Как показывает эта процедура, каждая тестовая установка сохраняется в исходной ячейке памяти (SML). Для целей данного обсуждения предполагается, что SMU с разделенным SML. Этот прибор имеет емкость хранения до 100 тестовых наборов (49когда необходимо определить полярность) в отдельных SML. Следует отметить, что некоторые SMU могут не иметь такой возможности.

Функциональные тесты диодов могут выполняться в различных последовательностях от одного триггера по шине IEEE. Прибор проходит через SML без вмешательства компьютера, тем самым экономя время шины IEEE и увеличивая пропускную способность системы. В следующих рекомендациях предполагается, что проверка полярности не требуется.

1. Инициализация инструментальной шины общего назначения (GPIB) и SMU.
2. Установите параметры SMU, которые будут общими для всех тестов (например, автообнуление, формат данных и т. д.).
3. Определение теста прямого напряжения.
   • Команда SMU на источник тока: установите диапазон источника, значение и задержку.
   • Команда SMU для определения напряжения: установите диапазон измерения и значение соответствия.
   • Установка предельных значений и битовых комбинаций цифрового выхода для каждого результата «годен/не годен».
   • Сохраните конфигурацию проверки прямого напряжения в SML #1.
4. Определение напряжения пробоя.
   • Команда SMU на источник тока: установите диапазон источника, значение и задержку.
   • Команда SMU для определения напряжения: установите диапазон измерения и значение соответствия.
   • Установка предельных значений и битовых комбинаций цифрового выхода для каждого результата «годен/не годен».
   • Сохранить тест напряжения пробоя в SML #2.
5. Определение проверки тока утечки.
   • Команда SMU на напряжение источника: установите диапазон источника, значение и задержку.
   • Команда SMU для измерения тока: установите диапазон измерения и значение соответствия.
   • Установка предельных значений и битовых комбинаций цифрового выхода для каждого результата «годен/не годен».
   • Сохранить тест тока утечки в SML #3.
6. Установить режим триггера для интерфейса обработчика.
7. Начать тестирование.
8. Сохранить данные.

Завершение проверки полярности перед функциональным тестированием требует внесения некоторых изменений в программу и дополнений к ранее перечисленным основным рекомендациям. Конкретные изменения зависят от типа используемого обработчика, как описано ранее. Однако для любого сценария интеграция теста полярности с последующими функциональными тестами выполняется с использованием возможности ветвления исходной ячейки памяти SMU. Эта возможность позволяет пользователю запрограммировать прибор на выполнение различных последовательностей тестов, хранящихся в исходной памяти, в зависимости от результатов предыдущего теста. В этом примере выполнение функциональных тестов происходит по-разному, в зависимости от результатов первоначального теста полярности.

Еще одна функция SMU, используемая в этих тестовых сценариях, — это тест на соответствие требованиям. Для проверки полярности значение соответствия прибора устанавливается на уровень, который указывает на пробой диода, и активируется Предел 1 для установки условия ПРОШЕЛ/НЕ ПРОШЕЛ в зависимости от того, достигает ли входное напряжение этого значения соответствия. Этот метод позволяет определять полярность диода без затрат времени на измерение фактического напряжения, тем самым увеличивая производительность теста.

В следующих рекомендациях предполагается, что требуется проверка полярности.

Содержание

Манипулятор с возможностью поворота диода

Работа шины IEEE для этой конфигурации аналогична работе для тестирования диодов известной полярности, за исключением использования дополнительных SML и ответвления.

• SML #1 содержит проверку полярности, которая является проверкой обратного напряжения, которая считается пройденной, если диод выходит из строя (т. е. достигается настройка соответствия), указывающая прямую полярность. Ограничение 1 устанавливается для отказа, когда SMU не соответствует требованиям.
• Одна из четырех цифровых выходных линий SMU используется для указания обработчику, когда необходимо повернуть диод для исправления полярности.
• SML № 2, № 3 и № 4 назначаются в качестве фиктивных тестовых местоположений, необходимых просто для увеличения исходной памяти и счетчиков запуска. Эти SML выполняются только в том случае, если встречается диод обратной полярности, т. е. тест SML #1 (полярность) приводит к состоянию FAIL.
• SML № 20, № 21 и № 22 (или любые другие три последовательных местоположения SML) проводят функциональные тесты прямого напряжения, напряжения пробоя и тока утечки, которые выполняются, когда тест SML № 1 дает результат «ПРОШЕЛ».

Содержание

Манипулятор без возможности поворота диода

Работа шины IEEE для этой конфигурации аналогична работе для тестирования диодов известной полярности, за исключением использования дополнительных SML и ответвления. Однако она немного отличается от предыдущей по своей структуре и использованию цифровых входов/выходов.

• SML #1 содержит тест на полярность, то есть тест на прямое напряжение, который считается пройденным, если не происходит пробоя (прибор не достигает соответствия), с указанием прямой полярности. Ограничение 1 устанавливается для отказа, когда SMU соответствует требованиям.
• SML #2, #3 и #4 используются для хранения настроек функционального теста для диода с обратной полярностью и выполняются, когда тест SML #1 приводит к состоянию FAIL.
• SML № 20, № 21 и № 22 (или любые другие три последовательных расположения SML) используются для сохранения настроек функционального теста для диода в прямой полярности и выполняются, когда тест SML № 1 приводит к состоянию PASS.

Содержание

Переключение нескольких диодов

Для диодных матриц или корпусов с несколькими кристаллами требуется переключение для подключения одного SMU к каждому из отдельных элементов. На рис. 3 показан пример тестовой конфигурации системы переключения диодов. Реальные системы могут быть сконфигурированы для любого количества диодных элементов и для различных электрических характеристик.

Обратите внимание, что для подключения каждого диода к SMU используются два 2-полюсных реле. Это сделано для исключения ошибки от падения напряжения в ключе и сопротивления выводов. Это особенно важно при измерении прямого напряжения, поскольку измеряемые напряжения относительно малы (милливольты), а ток источника относительно велик (миллиамперы).

Чтобы измерить прямое напряжение диода №1, замкните каналы 1 и 5, подайте указанный ток и измерьте результирующее падение напряжения. Затем выполните тесты на пробой и утечку на диоде №1, а затем откройте каналы 1 и 5. Закройте каналы 2 и 6, чтобы начать тестирование диода №2. Повторите эту процедуру для всех диодов.

Типичные источники ошибок

При проведении испытаний производственных диодов обычно возникают три источника ошибок: сопротивление выводов, ток утечки и электростатические помехи.

Сопротивление свинца

Распространенным источником ошибки измерения напряжения является последовательное сопротивление измерительных проводов, идущих от прибора к диоду. Это последовательное сопротивление добавляется к измерению при двухпроводном соединении (см. , рис. 4, ).

Влияние сопротивления выводов особенно вредно при использовании длинных соединительных кабелей и больших токов, поскольку падение напряжения на сопротивлении выводов становится значительным по сравнению с измеренным напряжением.

Чтобы устранить эту проблему, используйте четырехпроводной метод дистанционного зондирования, а не двухпроводной метод. Как показано на рис. 5 , ток пропускается через диод с помощью одной пары проводов, а напряжение на диоде измеряется с помощью второго набора проводов. В результате измеряется только падение напряжения на диоде.

Содержание

Проверка контактов

Другим источником ошибки измерения напряжения являются поврежденные, корродированные или иным образом неисправные контакты в испытательном приспособлении. Некоторые SMU имеют встроенную функцию проверки контактов, которая позволяет быстро проверить правильность подключения к тестируемому устройству перед тем, как приступить к функциональному тестированию.

Ток утечки

Блуждающие утечки в кабелях и арматуре могут быть источником ошибок при измерениях очень малых токов, например токов утечки. Чтобы свести к минимуму эту проблему, сконструируйте тестовое крепление из материалов с высоким сопротивлением.

Еще одним способом уменьшения токов утечки является использование встроенной защиты SMU. Защита представляет собой точку с низким импедансом в цепи, которая имеет почти такой же потенциал, как и охраняемая точка с высоким импедансом. Рисунок 6 иллюстрирует этот метод.

В этом примере измеряемый диод установлен на двух изолированных стойках (R _L ). Защита используется в этой схеме, чтобы гарантировать, что весь ток протекает через диод, а не через стойки. Как правило, при подаче или измерении токов ниже 1 мкА следует использовать защиту кабеля. Эта цепь защищена подключением клеммы V-Guard прибора к металлической пластине. Это помещает нижнюю часть изолятора RL1 почти к тому же потенциалу, что и верхнюю часть. Поскольку оба конца изолятора имеют почти одинаковый потенциал, через него не может протекать значительный ток. Тогда весь ток будет течь через диод по желанию.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ! Guard имеет тот же потенциал, что и выход HI. Следовательно, если на выходе HI присутствуют опасные напряжения, они также присутствуют на клемме Guard.

Электростатические помехи

На измерения высокого сопротивления могут влиять электростатические помехи, возникающие, когда электрически заряженный объект приближается к незаряженному объекту. Чтобы уменьшить влияние электростатических полей, можно построить экран, закрывающий измеряемую цепь. Как показано на Рисунок 6 , металлический экран, соединенный с землей, окружает тестируемый диод. Вход/выход гетеродина SMU должен быть подключен к металлическому экрану, чтобы избежать помех из-за синфазного сигнала и других помех. Это также действует как защитный экран, потому что металлическая пластина находится под защитным потенциалом.

Содержание

Список оборудования

В следующем списке представлена ​​возможная конфигурация оборудования для проведения заводских испытаний диодов:

1. Прибор Keithley SourceMeter модели 2400, 2410 или 2420, с опцией проверки контактов или без нее.
2. ПК с интерфейсной платой KPC-488.2.
3. Обработчик компонентов с тестовым приспособлением.
4. Интерфейсный кабель Keithley 7007 IEEE-488.
5. Специальный интерфейсный кабель обработчика цифровых входов/выходов DB-9 (для подключения прибора к обработчику).
6. Измерительные провода для подключения прибора к испытательному приспособлению.

Важно отметить, что не все SMU могут иметь те же возможности, что и представленные в этой статье, и что производительность и функциональность оборудования имеют важное значение для точного тестирования диодов.