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 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.

Подробнее от том, как работают диоды и тиристоры читайте здесь: ,

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.

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

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.

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.

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.

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.

Печально, но начинать нужно с теории. Придётся изучить виды диодов, область и цели применения. Не углубляясь в физические основы электроники, пробежимся по поисковым запросам. Важно понимать, что все диоды объединяет способность пропускать ток в одном направлении, блокируя движение частиц противоположном, образуя своеобразные вентили. Затем обсудим, как проверить мультиметром диод.

Разновидности диодов

Итак, диоды пропускают ток в прямом направлении и блокируют в обратном. На электрических схемах диоды обозначают черными стрелками, ограниченными поперечной чертой. Символ показывает направление тока в физическом смысле – направленное движение положительных частиц. Чтобы создать прямой ток, к концу стрелки прикладывают минусовой потенциал, к началу – плюсовой. В противном случае диод окажется в «запертом» состоянии.

При движении электронов за счёт неидеальности молекулярной решётки теряется тепло, что влечёт падение напряжения и в прямом направлении. У кремниевых диодов прямой потенциал выше, на германиевых ниже. Диоды Шоттки характеризует меньшее падение потенциала за счет замены одного полупроводникового слоя металлическим, т.е. в нем нет p-n перехода. Ток потерь увеличивается, а падение напряжения на открытом ключе в прямом направлении рекордно низкое.

Эффект характерен не в любых диапазонах напряжения. Максимально эффективны диоды Шоттки при напряжениях, равных десяткам вольт. Их применяют в выходных фильтрах импульсных блоков питания. Вспомните: номиналы напряжения системника составляют 5, 12, 3 В. Методика построения схем на диоде Шоттки типичная.

Популярная разновидность диодов – стабилитрон. Его рабочая зона – область пробоя. Там, где обычный диод выходит из строя, стабилитрон защищает оборудование. Процесс характеризуется ростом напряжения до номинала и резкой стабилизацией. Через стабилитроны запитывают от высоковольтных линий чувствительные и слабые микросхемы контроллеров импульсных блоков питания, чтобы они нарезали напряжение импульсами большой амплитуды. Без стабилитронов запитывание микросхем решается архисложными методами.

Оценивая диод-стабилитрон при помощи мультиметра, учитывают, что рабочая зона – обратная ветвь. Технически напряжение пробоя для проверки получают от батареек, включенных последовательно, затем проверяют наличие стабилизация. Прямое включение стабилитрона используется крайне редко, прозвон традиционным способом – плохая идея. К стабилитронам относят и лавинный диод, где для стабилизации тока применён эффект ударной ионизации.

Случается, что специфика устройства непонятна. Печатные платы маркированы – каждому элементу соответствует строго определённое обозначение, и мощные диоды выпрямительного моста не спутать с крошечным стеклянным стабилитроном. Худший вариант – клубок проводников с непонятными элементами: то ли диод, то ли резистор необычного вида, либо экзотический конденсатор.

Столкнувшись с подобной ситуацией, аккуратно делают увеличенное фото, потом ищут в интернете по изображению. Хотя маркировка стабилитронов неразборчива, отыскать информацию в сети возможно. Данный шаг намного ускоряет процесс идентификации и оценки работоспособности прибора.

Инфракрасный диод мультиметром проверяется аналогично: снимаем прямое напряжение, потом убеждаемся, что обратно ток не идёт. Для проверки свечения используют видоискатель ночной видеокамеры. Он регистрирует непосредственно инфракрасное излучение объектов. Исправный ИК диод заметен на видоискателе – словно звездочка. Проверяют свечение с тепловизорами, приборами ночного видения, соблюдая осторожность: мощность излучения свето- и ИК-диодов велика, сопоставима с мощностью лазерного излучения.

Надпись внутри принтера о наличии лазера нельзя считать шуткой. И ею пренебрегать. Держите сетчатку глаз подальше от инфракрасного диода.

Как проверить диод при помощи тестера

Для проверки диодов мультиметры снабжены специальной шкалой, маркированной соответствующим значком – схематическим обозначение диода. При включении режима низкие сопротивления включают зуммер, высокие характеризуются номиналом либо падающим на нем напряжении. По показаниям судят о характеристиках диода, к примеру, о сопротивлении прямого включения.

Для правильной интерпретации показаний, важно учитывать характеристики тестера: напряжение постоянного рода и низкого номинала, служащего для оценки. Пример: при измерении сопротивления тестер пропускает по нему ток, прикладывая к щупам некое напряжение. Любая модель мультиметра характеризуется уникальными параметрами. Напряжение узнают по заряду конденсатор: включает мультиметр в режим прозвона или тестирования диодов, через короткое время на обкладках конденсатора сформируется разность потенциалов. Измеряют штатной шкалой тестера. Значение колеблется от сотен милливольт (долей вольта) до единиц вольта.

Зная напряжение, приложенное к диоду, по его вольт-амперной характеристике сверяют достоверность показания. Вводят поисковый запрос на Яндексе, знакомятся с полной технической документацией на исследуемый элемент. Потом прикладывают в нужном месте шкалы абсцисс линейку, чтобы найти выходной ток. По формуле Ома вычисляют сопротивление открытого состояния: R = U/I, где U – вспомогательное напряжение, формируемое тестером. Сравнивают найденную по графику величину с указанной на табло.

Это одна из многочисленных методик. Важно знать, как находить правильные пути, анализировать и сопоставлять данные. Первый шаг — поиск обобщенной информации: что такое диоды, их характеристики (прежде всего, вольт-амперные), тонкости работы конкретного прибора. Зная теоретические основы, легко оперировать информацией, делать правильные выводы из результатов исследований.

Перейдём к жизненному примеру: исследуем диодный мост из генератора автомобиля!

Как определить работоспособность диодного моста

Автомобилю нужна электроэнергия — для систем кондиционирования (наряду с энергией двигателя), дворников, освещения наружного и внутреннего. Нагружать постоянно аккумулятор, что делается во время стоянки, не экономично. Задача решается подключением синхронного генератора переменного тока к валу двигателя. Ранее пользовались коллекторной схемой. Но щётки не переносят тряски, возникала необходимость частого обслуживания.

Ныне устанавливают трёхфазные генераторы. Т.к. обороты постоянно скачут, постоянство выходных характеристик поддерживают изменением тока подпитки ротора. В результате напряжённость переменного магнитного поля статора отслеживает каждое изменение работы мотора. Расплата – нестабильность выходного напряжения. Его выпрямляют и фильтруют, используя схему диодного моста Ларионова.

Глубокие технические подробности избыточны, ограничимся лёгкими знаниями:

1. При любом способе соединения обмоток генератора, выходных точек три. Каждая посредством диода замыкается на массу в отрицательный полупериод, а на потребителей сети авто – в положительный.
2. Итого, диодов получается шесть.
3. Мост представляет собой две изолированных друг от друга серповидных плоскости, выполненные из прочного сплава. На каждой лежат три диода, электрические соединения проводятся согласно схеме (см. рисунок).

Из схемы видно:

1. Три диода прозваниваются попарно с нулевым сопротивлением между катодом (отрицательная полярность) и анодом (положительная полярность). Сюда выходят клеммы генератора.
2. Две тройки диодов (лежащие в одной серповидной плоскости) звонятся между собой катодами или анодами. В зависимости от того, какой электрод выдаёт короткое замыкание, определяют ветвь — нагрузочная или уходящая на массу.

Создав правильную схему раскладки электрических соединений, начинают проверку каждого диода по отдельности. Ветвь, идущую на массу, тестируют со стороны генератора, другую – со стороны нагрузки. Направление известно из схемы Ларионова. Проверяем диодный мост мультиметром, касаясь красным щупом основания чёрной стрелки (см. рисунок) каждого элемента, черным – острия того же элемента. Одновременно проверяют изоляцию контактов с серповидным плоскостями, в т.ч. соседней. По полученным данным оценивают необходимость продолжения поиска неисправности.

Вывод: диод, не выпаивая, проверяют мультиметром на грубой конструкции вроде моста генератора автомобиля. Прозвон электронной платы сложнее. Любую проверку проводят щупами специальной формы. Для грубых конструкций берут захваты-крокодилы, материнскую плату проверяют тонкими игловидными пробниками. В последнем случае появляется шанс прозвонить диод мультиметром на плате под напряжением с риском спалить тестер.

Надеемся, что теперь читатель понял, как проверить диод мультиметром.

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

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

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

Одна из проблем использования омметра для проверки диода заключается в том, что мы имеем только качественное значение, а не количественное. Другими словами, омметр говорит вам, только в каком направлении диод проводит ток; полученное при измерении низкое значение сопротивления бесполезно. Если омметр показывает значение «1,73 ома» при прямом смещении диода, то число 1,7 Ом не представляет для нас, как для техников или разработчиков схем, никакой реально полезной количественной оценки. Оно не представляет собой ни прямое падение напряжения, ни величину сопротивления материала полупроводника самого диода; это число скорее зависит от обеих величин и будет изменяться в зависимости от конкретного омметра, используемого для измерения.

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

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

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

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

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

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

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

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

Подведем итоги

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

В процессе ремонта бытовой техники или других электронных устройств: монитора, принтера, микроволновки, блока питания компьютера или автомобильного генератора (например, Valeo, БОШ или БПВ) и т.д. возникает необходимость проверить целостность элементов. Расскажем подробно про тестирование диодов.

Учитывая разнообразие этих радиоэлементов, единой методики проверки их работоспособности не существует. Соответственно, для каждого класса есть свой способ тестирования. Рассмотрим, как проверить диод шоттки, фотодиод, высокочастотный, двунаправленный и т.д.

Что касается приборов для тестирования, мы не станем рассматривать экзотические способы проверки (например, батарейку и лампочку), а будем пользоваться мультиметром (подойдет даже такая простая модель, как DT-830b) или тестером. Эти приборы практически всегда есть дома у радиолюбителя. В некоторых случаях потребуется собрать несложную схему для тестирования. Начнем с классификации.

Классификация

Диоды относятся к простым полупроводниковым радиоэлементам на основе p-n перехода. На рисунке представлено графическое обозначение наиболее распространенных типов этих устройств. Анод отмечен «+», катод – «-» (приведено для наглядности, в схемах для определения полярности достаточно графического обозначения).

Типы диодов, указанные на рисунке:

• А – выпрямительный;
• B – стабилитрон;
• С – варикап;
• D – СВЧ-диод (высоковольтный);
• E – обращенный диод;
• F – туннельный;
• G – светодиод;
• H – фотодиод.

Теперь рассмотрим способы проверки для каждого из перечисленных видов.

Проверяем выпрямительный диод и стабилитрон

Защитный диод, а также выпрямительный (включая силовой)или шоттки можно проверить при помощи мультиметра (или воспользоваться омметром), для этого переводим прибор в режим прозвонки так, как это показано на фотографии.

Щупы измерительного прибора присоединяем к выводам радиоэлемента. При присоединении красного провода («+») к аноду, а черного («-») к катоду дисплей мультиметра (или омметра) отобразит значение порогового напряжения тестируемого диода. После того, как меняем полярность, прибор должен показать бесконечно большое сопротивление. В этом случае можно констатировать исправность элемента.

Если при обратном подключении мультиметр регистрирует утечку, значит, радиоэлемент «сгорел» и нуждается в замене.

Заметим, данную методику проверки можно использовать для тестирования диодов на генераторе автомобиля.

Тестирование стабилитрона осуществляется по сходному принципу, правда, такая проверка не позволяет определить, осуществляется ли стабилизация напряжения на заданном уровне. Поэтому нам потребуется собрать простую схему.

Обозначения:

• БП – регулируемый блок питания (отображающий ток нагрузки и напряжение);
• R – токоограничительное сопротивление;
• VT – тестируемый стабилитрон или лавинный диод.

Принцип проверки следующий:

• производим сборку схемы;
• устанавливаем режим мультиметра, позволяющий измерить постоянное напряжение до 200 В;

• включаем блок питания и начинаем постепенно увеличивать величину напряжения, пока амперметр на блоке питания не покажет, что через цепь протекает ток;
• подключаем мультиметр, как указано на рисунке и измеряем величину напряжения стабилизации.

Тестирование варикапов

В отличие от обычных диодов, у варикапов p-n переход обладает непостоянной емкостью, величина которой пропорциональна обратному напряжению. Проверка на обрыв или замыкание для этих элементов осуществляется также, как у обычных диодов. Для проверки емкости потребуется мультиметр, у которого есть подобная функция.

Для тестирования потребуется установить соответствующий режим мультиметра, как показано на фото (А) и вставить деталь в разъем для конденсаторов.

Как правильно заметил один из комментаторов данной статьи, действительно, определить емкость варикапа, не оперируя номинальным напряжением невозможно. Поэтому, если возникла проблема с идентификацией по внешнему виду, потребуется собрать простую приставку для мультиметра (повторюсь для критиков, именно цифрового мульти метра с функцией измерения емкости верки конденсаторов, например UT151B).

Обозначения:

Устройство требует настройки. Она довольно проста, собранное устройство, подключается к измерительному прибору (мультиметр с функцией измерения емкости). Питание должно подаваться со стабилизированного источника питания (важно) с напряжением 9 вольт (например, батарея Крона). Меняя емкость подстрочного конденсатора (С2) добиваемся показания на индикаторе 100 пФ. Это значение мы будем вычитать от показания прибора.

Данный вариант неидеален, необходимость его практического применения вызывает сомнения, но схема наглядно демонстрирует зависимости емкости варикапа от номинального напряжения.

Проверка супрессора (TVS-диода)

Защитный диод, он же ограничительный стабилитрон, супрессор и TVS-диод. Данные элементы бывают двух типов: симметричные и несимметричные. Первые используются в цепях переменного тока, вторые – постоянного. Если кратко объяснить принцип действия такого диода, то он следующий:

Увеличение входного напряжения вызывает уменьшение внутреннего сопротивления. В результате увеличивается сила тока в цепи, что вызывает срабатывание предохранителя. Преимущество устройства заключается в быстроте реакции, что позволяет принять на себя переизбыток напряжения и защитить устройство. Скорость срабатывания – главное достоинство защитного (TVS) диода.

Теперь о проверке. Она ничем не отличается от обычного диода. Правда есть исключение – диоды Зенера, которые также можно отнести к TVS семейству, но по сути это быстрый стабилитрон, работающий по «механизму» лавинного пробоя (эффект Зинера). Но, проверка работоспособности скатывается к обычной прозвонке. Создание условий срабатывания приводит к выходу элемента из строя. Другими словами, способа проверки защитных функций TVS-диода нет, это как проверить спичку (годная она или нет) пытаясь поджечь.

Тестирование высоковольтных диодов

Проверить высоковольтный диод СВЧ печи тем же способом, что и обычный, не получится, в виду его особенностей. Для тестирования этого элемента, понадобится собрать схему (показанную на рисунке ниже), подключенную к блоку питания 40-45 вольт.

Напряжения 40-45 вольт будет достаточно для поверки большинства элементов данного типа, методика тестирования – как у обычных диодов. Величина сопротивления R должна быть в пределах от 2кОм до 3,6кОм.

Диоды туннельного и обращенного типа

Учитывая, что ток, протекающий через диод, зависит от напряжения, приложенного к нему, тестирование заключается в анализе этой зависимости. Для этого потребуется собрать схему, например, такую, как показана на рисунке.

Перечень элементов:

• VD – тестируемый диод туннельного типа;
• Uп – любой гальванический источник питания, у которого ток разряда около 50 мА;
• Сопротивления: R1 – 12Ω, R2 – 22Ω, R3 – 600Ω.

Диапазон измерений, выставленный на мультиметре,не должен быть меньше тока максимума диода, этот параметр указан в даташит (datasheet) радиоэлемента.

Видео: Пример проверки диода мультиметром

Алгоритм тестирования:

• устанавливается максимальное значение на переменном резисторе R3;
• подключается тестируемый элемент, с соблюдением указанной на схеме полярности;
• уменьшая величину R3, наблюдаем за показаниями измерительного прибора.

Если элемент исправен, в процессе измерения прибор покажет увеличение тока до I max диода, после чего последует резкое уменьшение этой величины. При дальнейшем повышении напряжения ток уменьшится до I min , после чего снова начнет расти.

Тестирование светодиодов

Проверка светодиодов практически ничем не отличается от тестирования выпрямительных диодов. Как это делать, было описано выше. Светодиодную ленту (точнее ее smd элементы), инфракрасный светодиод, а также лазерный, проверяем по той же методике.

К сожалению, мощный радиоэлемент данной группы, у которого повышенное рабочее напряжение, проверить указанным способом не получится. В этом случае дополнительно понадобится стабилизированный источник питания. Алгоритм тестирования следующий:

• собираем схему, как показано на рисунке. На блоки питания выставляется рабочее напряжение светодиода (указано в даташит). Диапазон измерения на мультиметре должен быть до 10 А. Заметим, что можно использовать зарядное устройство в качестве БП, но тогда необходимо добавить токоограничивающие сопротивление;

• измеряем номинальный ток и выключаем блок питания;
• устанавливаем режим мультиметра, позволяющий измерить постоянное напряжение до 20 В, и подключаем прибор параллельно тестируемому элементу;
• включаем блок питания и снимаем параметры рабочего напряжения;
• сравниваем полученные данные с указанными в даташит, и на основании этого анализа определяем работоспособность светодиода.

Проверяем фотодиод

При простой проверке измеряется обратное и прямое сопротивление помещенного под источник света радиоэлемента, после чего его затемняют и повторяют процедуру. Для более точного тестирования потребуется снять вольтамперную характеристику, сделать это можно при помощи несложной схемы.

Для засветки фотодиода в процессе тестирования можно использовать в качестве источника освещения лампу накаливания мощностью от 60Вт или поднести радиодеталь к люстре.

У фотодиодов иногда встречается характерный дефект, который проявляется в виде хаотического изменения тока. Для обнаружения такой неисправности необходимо подключить тестируемый элемент так, как это показано на рисунке, и измерять величину обратного тока в течение пары минут.

Если в процессе тестирования уровень тока будет оставаться неизменным, значит, фотодиод можно считать рабочим.

Тестирование без выпайки.

Как показывает практика, протестировать диод не выпаивая, когда он находится на плате, как и другие радиодетали (например, транзистор, конденсатор, тиристор и т.д.), не всегда удается. Это связано с тем, что элементы в цепи могут давать погрешность. Поэтому перед тем, как проверить диод, его необходимо выпаять.