Как проверить диод Шоттки

Диод Шоттки

Обозначение, применение и параметры диодов Шоттки

К многочисленному семейству полупроводниковых диодов названных по фамилиям учёных, которые открыли необычный эффект, можно добавить ещё один. Это диод Шоттки.

Немецкий физик Вальтер Шоттка открыл и изучил так называемый барьерный эффект возникающий при определённой технологии создания перехода металл-полупроводник.

Основной “фишкой” диода Шоттки является то, что в отличие от обычных диодов на основе p-n перехода, здесь используется переход металл-полупроводник, который ещё называют барьером Шоттки. Этот барьер, так же, как и полупроводниковый p-n переход, обладает свойством односторонней электропроводимости и рядом отличительных свойств.

В качестве материала для изготовления диодов с барьером Шоттки преимущественно используется кремний (Si) и арсенид галлия (GaAs), а также такие металлы как золото, серебро, платина, палладий и вольфрам.

На принципиальных схемах диод Шоттки изображается вот так.

Как видим, его изображение несколько отличается от обозначения обычного полупроводникового диода.

Кроме такого обозначения на схемах можно встретить и изображение сдвоенного диода Шоттки (сборки).

Сдвоенный диод – это два диода смонтированных в одном общем корпусе. Выводы катодов или анодов у них объединены. Поэтому такая сборка, как правило, имеет три вывода. В импульсных блоках питания обычно применяются сборки с общим катодом.

Так как два диода размещены в одном корпусе и выполнены в едином технологическом процессе, то их параметры очень близки. Поскольку они размещены в едином корпусе, то и температурный режим их одинаков. Это увеличивает надёжность и срок службы элемента.

У диодов Шоттки есть два положительных качества: весьма малое прямое падение напряжения (0,2-0,4 вольта) на переходе и очень высокое быстродействие.

К сожалению, такое малое падение напряжения проявляется при приложенном напряжении не более 50-60 вольт. При дальнейшем его повышении диод Шоттки ведёт себя как обычный кремниевый выпрямительный диод. Максимальное обратное напряжение для Шоттки обычно не превышает 250 вольт, хотя в продаже можно встретить образцы, рассчитанные и на 1,2 киловольта (VS-10ETS12-M3).

Так, сдвоенный диод Шоттки (Schottky rectifier) 60CPQ150 рассчитан на максимальное обратное напряжение 150V, а каждый из диодов сборки способен пропустить в прямом включении 30 ампер!

Также можно встретить образцы, выпрямленный за полупериод ток которых может достигать 400А максимум! Примером может служит модель VS-400CNQ045.

Очень часто в принципиальных схемах сложное графическое изображение катода попросту опускают и изображают диод Шоттки как обычный диод. А тип применяемого элемента указывают в спецификации.

К недостаткам диодов с барьером Шоттки можно отнести то, что даже при кратковременном превышении обратного напряжения они мгновенно выходят из строя и главное необратимо. В то время как кремниевые силовые вентили после прекращения действия превышенного напряжения прекрасно самовосстанавливаются и продолжают работать. Кроме того обратный ток диодов очень сильно зависит от температуры перехода. На большом обратном токе возникает тепловой пробой.

К положительным качествам диодов Шоттки кроме высокого быстродействия, а, следовательно, малого времени восстановления можно отнести малую ёмкость перехода (барьера), что позволяет повысить рабочую частоту. Это позволяет использовать их в импульсных выпрямителях на частотах в сотни килогерц. Очень много диодов Шоттки находят своё применение в интегральной микроэлектронике. Выполненные по нано технологии диоды Шоттки входят в состав интегральных схем, где они шунтируют переходы транзисторов для повышения быстродействия.

В радиолюбительской практике прижились диоды Шоттки серии 1N581x (1N5817, 1N5818, 1N5819). Все они рассчитаны на максимальный прямой ток (IF(AV)) – 1 ампер и обратное напряжение (VRRM) от 20 до 40 вольт. Падение напряжения (VF) на переходе составляет от 0,45 до 0,55 вольт. Как уже говорилось, прямое падение напряжения (Forward voltage drop) у диодов с барьером Шоттки очень мало.

Также достаточно известным элементом является 1N5822. Он рассчитан на прямой ток в 3 ампера и выполнен в корпусе DO-201AD.

Также на печатных платах можно встретить диоды серии SK12 – SK16 для поверхностного монтажа. Они имеют довольно небольшие размеры. Несмотря на это SK12-SK16 выдерживают прямой ток до 1 ампера при обратном напряжении 20 – 60 вольт. Прямое падение напряжения составляет 0,55 вольт (для SK12, SK13, SK14) и 0,7 вольт (для SK15, SK16). Также на практике можно встретить диоды серии SK32 – SK310, например, SK36, который рассчитан на прямой ток 3 ампера.

Применение диодов Шоттки в источниках питания.

Диоды Шоттки активно применяются в блоках питания компьютеров и импульсных стабилизаторах напряжения. Среди низковольтных питающих напряжений самыми сильноточными (десятки ампер) являются напряжения +3,3 вольта и +5,0 вольт. Именно в этих вторичных источниках питания и используются диоды с барьером Шоттки. Чаще всего используются трёхвыводные сборки с общим катодом. Именно применение сборок может считаться признаком высококачественного и технологичного блока питания.

Выход из строя диодов Шоттки одна из наиболее часто встречающихся неисправностей в импульсных блоках питания. У него может быть два “дохлых” состояния: чистый электрический пробой и утечка. При наличии одного из этих состояний блок питания компьютера блокируется, так как срабатывает защита. Но это может происходить по-разному.

В первом случае все вторичные напряжения отсутствуют. Защита заблокировала блок питания. Во втором случае вентилятор “подёргивается” и на выходе источников питания периодически то появляются пульсации напряжения, то пропадают.

То есть схема защиты периодически срабатывает, но полной блокировки источника питания при этом не происходит. Диоды Шоттки гарантированно вышли из строя, если радиатор, на котором они установлены, разогрет очень сильно до появления неприятного запаха. И последний вариант диагностики связанный с утечкой: при увеличении нагрузки на центральный процессор в мультипрограммном режиме блок питания самопроизвольно отключается.

Следует иметь в виду, что при профессиональном ремонте блока питания после замены вторичных диодов, особенно с подозрением на утечку, следует проверить все силовые транзисторы выполняющие функцию ключей и наоборот: после замены ключевых транзисторов проверка вторичных диодов является обязательной процедурой. Всегда необходимо руководствоваться принципом: беда одна не приходит.

Проверка диодов Шоттки мультиметром.

Проверить диод Шоттки можно с помощью рядового мультиметра. Методика такая же, как и при проверке обычного полупроводникового диода с p-n переходом. Но и тут есть подводные камни. Особенно трудно проверить диод с утечкой. Прежде всего, элемент необходимо выпаять из схемы для более точной проверки. Достаточно легко определить полностью пробитый диод. На всех пределах измерения сопротивления неисправный элемент будет иметь бесконечно малое сопротивление, как в прямом, так и в обратном включении. Это равносильно короткому замыканию.

Сложнее проверить диод с подозрением на “утечку”. Если проводить проверку мультиметром DT-830 в режиме “диод”, то мы увидим совершенно исправный элемент. Можно попробовать измерить в режиме омметра его обратное сопротивление. На пределе “20кОм” обратное сопротивление определяется как бесконечно большое. Если же прибор показывает хоть какое-то сопротивление, допустим 3 кОм, то этот диод следует рассматривать как подозрительный и менять на заведомо исправный. Стопроцентную гарантию может дать полная замена диодов Шоттки по шинам питания +3,3V и +5,0V.

Где ещё в электронике используются диоды Шоттки? Их можно обнаружить в довольно экзотических приборах, таких как приёмники альфа и бета излучения, детекторах нейтронного излучения, а в последнее время на барьерных переходах Шоттки собирают панели солнечных батарей. Так, что они питают электроэнергией и космические аппараты.

Как проверить диод Шоттки любым мультиметром

Современная электроника давно взяла курс на развитие технологий и уменьшение размера приборов. Для того чтобы сделать прибор меньше, производятся миниатюрные радиодетали, собранные в максимально маленькие, но эффективные электрические схемы.

В сегодняшней статье будет подробно раскрыта тема — диод Шоттки. Пользователь получит информацию о том, как проверить диод Шоттки мультиметром, назначении этих элементов, принципу действия и основных разновидностях.

Назначение

Основное назначение диода Шоттки заключается в создании барьера для падения напряжения, подаваемого в общую цепь. Данный элемент также является полупроводником, как и все диоды. Особенность конструкции является используемый металл в качестве барьера. Основное отличие от обычного диода заключается в величине снижаемого на выходе напряжения. Оно составляет всего 0.2–0.4 вольта, против 0.6–0.8 у обычного полупроводника.

Принцип действия

Принцип работы диода Шоттки почти не отличается от полупроводниковых диодов. Особенностью является наличие металла. В обычном полупроводнике используется 2 вещества, которые формируют внутри себя электроны с положительным и отрицательным зарядом. При прохождении электрического тока, часть заряда теряется на образование этих электронов.

В диоде Шоттки используется металл и полупроводник. В качестве металлического барьера при производстве используют золото, кремний, германий. Диод также состоит из анода и катода. При подаче напряжения на анод, металл создает магнитный барьер для прямого прохождения напряжения. На его поверхности создаются электроны с отрицательным зарядом. При образовании значительного магнитного поля элемент импульсно разряжается. Такой разряд способен повторятся бесконечное количество раз, при условии соблюдения рабочего напряжения и температуры.

Наиболее комфортным напряжением для этого типа диодов является параметр 40–60 вольт. Именно это напряжение позволяет осуществлять переход без потери доли напряжения и без увеличения температуры.

Температура также играет значительную роль для быстрого перехода зарядов. При малом напряжении на входе создается повышение температуры. За счет этого увеличивается количество заряженных электронов, которые быстрее преодолевают металлический барьер.

Разновидности

Диоды Шоттки используются с современной электронике в качестве выпрямителей напряжения. Они способствуют простому, быстрому переходу частиц без существенных потерь на выходе. Основное использование — в диодных схемах импульсных блоков питания. Также они используются для создания импульсного напряжения. Существует 2 основных разновидности этих элементов:

  1. Обычный диод Шоттки в корпусе с анодом и катодом.
  2. Сдвоенные диоды.

Сдвоенные элементы бывают 3 типов:

  1. 2 анода и один катод.
  2. 2 катода и один анод.
  3. Удвоенная сборка с несколькими анодами и катодами.

Такие элементы используются для: выпрямления напряжения солнечных батарей; высоковольтных выпрямителей тока с мощностью до 10 ампер. Сдвоенные элементы используются для максимальной миниатюризации печатной платы приборов. По своей сути это 2 или 3 одинаковых элемента в одном корпусе.

Проверка

Далее будут подробно описаны способы проверки диода Шоттки с помощью цифрового мультиметра. Эти радиодетали можно тестировать описанными ниже способами и аналоговыми измерительными приборами.

Перед тестированием описываемой радиодетали необходимо знать следующие нюансы:

  1. Каждый одиночный диод маркируется белым или серым кольцом. Таким образом указывается катод устройства. Через эту ножку протекает отрицательный заряд или она является запорным входом.
  2. При прозвонке стоит знать, что диоды показывают свою работоспособность только со стороны открытого входа.
  3. Проверяемые элементы и измерительные щупы нельзя держать в руках. Тестер покажет сопротивление человека, что может привести к ошибкам в замерах.
  4. Также стоит знать, какое напряжение поступает от тестера при замерах в режиме прозвонки и сопротивления. Это необходимо, чтобы сопоставлять результат с характеристикой проверяемой детали. Например, тестер выдает 9 вольт для прозвонки, падение напряжения диода составляет 5 вольт. Значит при замере элемент должен выдать данные в пределах 4–4.5 вольт.
  5. Нельзя выполнять проверку подключенного через фазу переменного тока устройства.

Итак, теперь можно приступить к проверке.

Один диод

Тестирование одиночного элемента начинается с включения мультиметра в режим замера сопротивления. Далее необходимо:

  1. Черный измерительный щуп соединить со стороной промаркированной кольцом, то есть с катодом.
  2. Красный измерительный щуп соединяется с анодом.
  3. Тестер должен показать сопротивление перехода. Если в этом положении высвечивается «0» или «1», то элемент можно считать неисправным.
  4. Далее проверяется обратная проводимость. Для этого нужно сменить положение измерительных щупов. При смене полярности сопротивления быть не должно. Если есть хоть незначительные показания, то устройство неисправно.

Точно таким же способом проверяется устройство и в режиме прозвонки. При правильной полярности, тестер должен выдать результат с разницей 300 мВ. При смене полярности результата быть не должно.

Проверка в гнезде «PNP/NPN»

Современные мультиметры оснащаются специальным разъемом для проверки целостности транзисторов. Этот разъем можно использовать для теста диода Шоттки. Для этого необходимо:

  1. Мультиметр перевести в режим «hFE».
  2. Анод вставить в отверстие «P».
  3. Катод в отверстие «N».
  4. Тестер покажет проводимость элемента. Далее потребуется сменить полярность. Просто перевернуть диод и вставить обратно. Отсутствие проводимости укажет на целостность устройства.

Эти проверки точно укажут на коэффициент потери тока на выходе, а также на общую работоспособность детали.

Проверка сдвоенных элементов

Такие детали выполнены в одном корпусе схожим с транзистором. Имеют один анод и 2 катода или наоборот. Перед проверкой необходимо убедиться, какая деталь перед вами. Например, необходимо провести тест элемента с одним анодом в центре и двумя катодами по краям. Далее необходимо:

  1. Тестер переводится на режим прозвонки.
  2. Измерительный щуп красного цвета соединяется с центральной ножкой детали.
  3. Черный измерительный щуп соединяется с «1» катодом.
  4. Тестер должен выдать звуковой сигнал и результат замера с вычетом потери до 300 мВ.
  5. Таким же способом тестируется ножка «2». Результат должен быть аналогичным.
  6. Если при этом положении измерительных щупов элемент прошел проверку, то необходимо сменить полярность и повторить тест.

Такая же проверка покажет целостность элементов у сдвоенной сборки, состоящих из 4 диодов.

Диодный мост

Диоды Шоттки активно используются в качестве составных деталей диодных мостов для разного рода блоков питания, выпрямителей. Диодный мост состоит из 4 деталей, которые соединены последовательно друг с другом. На такой схеме есть 2 контакта для входящего переменного напряжения и 2 контакта для выхода постоянного тока. При помощи цифрового тестера можно легко проверить целостность этого устройства.

Делается это следующим образом:

  1. Перед тестированием блок питания нужно обесточить.
  2. Дать разредиться конденсаторам.
  3. Перевести мультиметр на режим прозвонки.
  4. Измерительный щуп красного цвета соединяется с контактом «1» входа.
  5. Измерительный щуп черного цвета соединяется с контактом «2» входа.
  6. Отсутствие зуммера указывает на работоспособность диодов на входе.

Далее проверяется отдельно каждая пара.

  1. Измерительный щуп красного цвета соединяется с контактом «-».
  2. Черный измерительный щуп с любым контактом входа «

» переменного напряжения.

  • Тестер должен выдать значение в пределах 500 мВ. Эта пара является рабочей.
  • Таким же образом проверяется второй контакт входа. Данные также должны быть в пределах 500 мВ.
  • Далее нужно повторить проверку, но сменить положение щупов. Измерительный щуп черного цвета соединить с «-», а красным проверить контакты входа. Тестер не должен выдать никаких значений или только «1». Это указывает на то, что переход внутри диодов с этой стороны закрыт. Если данные есть, мост не пригоден к включению в сеть.

    Далее проводится проверка выхода постоянного напряжения. Для этого нужно:

    1. Измерительный щуп черного цвета соединить с контактом «+».
    2. Измерительным щупом красного цвета сделать замеры на контактах входа переменного тока.
    3. Результат должен быть в пределах 500 мВ.
    4. При смене полярности и повторной проверке, результата быть не должно или он будет равен «1».

    Данная проверка укажет на целостность устройства. Если в диодном мосту обнаружилась неисправность диодов, то их необходимо заменить на точные аналоги. После того как был выполнен их монтаж, необходимо провести повторную проверку на целостность моста, а только после этого проверять с подключением переменного напряжения.

    Проверка на плате

    Выполнять проверку диода Шоттки на плате можно. Но для этого лучше провести выпаивание катода элемента. Таким образом полностью снимается проблема ошибочного замера с измерением сопротивлений вмонтированных рядом радиодеталей.

    Заключение

    Статья подробно раскрыла основную информацию о диодах Шоттки, методах проверки этого элемента. Начинающим радиолюбителям необходимо серьезно отнестись к разновидностям этой детали. Перед тем как сменить элемент, необходимо проверить по таблице максимальный ток вхождения, номинал утечки и проводимости. Любые несоответствия могут стать причиной выхода из строя всей цепи прибора.

    Видео по теме

    Как проверить диод мультиметром?

    Диод – одна из самых распространенных радиодеталей в современной электротехнике. Без нее невозможно собрать ни один электрический прибор. Он используется в производстве и электрических чайников и сложнейших аппаратов МРТ. Встает вопрос, как проверить диод? Это можно сделать самым обычным цифровым мультиметром, которые есть у любого радиолюбителя. Проверка для разных типов диодов отличается друг от друга и имеет некоторые характерные особенности, которые зависят от строения, назначения, типа, параметров работы и других свойств конкретного диода.

    Для этого был разработан специальный режим, на котором осуществляется проверка диода. Именно таким образом проверяется его работоспособность, состояние, соответствие техническим характеристикам. При появлении на экране измерительного прибора появится напряжение в промежутке между 0,6-0,7 В, значит радиодеталь исправна. В статье подробно описан весь процесс проверки диода, порядок действия, все особенности и разных типов. В данном материале содержатся несколько видеороликов и подробный практический материал в заключении.

    Тестирование обычного диода, используя аналоговый мультиметр.

    Чтобы проверить обычный Кремниевый диод, используя аналоговый мультиметр, поместите селектор мультиметра в позицию низкого сопротивления (1K). Соедините положительный вывод мультиметра к аноду диода и отрицательный вывод мультиметра к катоду диода. Если мультиметр показывает чтение низкого сопротивления, мы можем предположить, что диод исправен. Этот — тест для того, чтобы проверить прямосмещенный режим диода.

    Теперь поместите селектор мультиметра в позицию высокого сопротивления (100K). Соедините положительный вывод мультиметра к катоду диода и отрицательный вывод к аноду диода. Если мультиметр показывает бесконечное чтение, мы можем предположить, что диод исправен. Этот — тест для того, чтобы проверить обратный режим блокирования диода. Мультиметр показывает бесконечное или очень высокое сопротивление, потому что у обратно-смещенного диода есть очень высокое сопротивление (обычно в диапазоне сотен Омов K).

    Тестирование Диода Зенера

    Прямые характеристики Диода Зенера подобны обычному диоду. Так методы, используемые для того, чтобы протестировать вперед проводящий режим любого обычного диода, также применимо к Диоду Зенера . Но в обратном режиме, у напряжения обратного пробоя есть большое значение, и это должно быть в частности протестировано. Например, 5.3-вольтовый Диод Зенера должен начать проводить только, когда примененное обратное напряжение просто превышает 5.3V. Режим обратного смещения Диода Зенера может быть легко протестирован при помощи схемы, данной ниже. Сопротивление R1 может обычно быть 100 Омов.

    Мультиметр должен быть в режиме напряжения. Теперь медленно увеличивайте производство переменного источника питания и одновременно наблюдайте напряжение, показанное в мультиметре. Дисплей мультиметра увеличивается вместе с увеличением напряжения источника питания до напряжения пробоя. Кроме того показания мультиметра остается неизменным несмотря на напряжение источника питания. Это вызвано тем, что Диод Зенера находится теперь в области пробоя, и напряжение через него останется постоянным независимо от увеличения напряжения питания, и это постоянное напряжение будет равно напряжению пробоя.

    Особенности диодов

    Стандартный диод представляет собой компонент электросети и выступает в роли полупроводника с p-n переходом. Его строение позволяет пропускать ток по цепи только в одном направлении — от анода к катоду (разные концы детали). Для этого нужно подать на анод «+», а на катод – «-». Из-за такой особенности изделия, при подозрении на предмет поломки, его можно проверить тестером или мультиметром.

    На сегодняшний день в радиоэлектронике существует несколько видов диодов: Виды диодов:

    • светодиод. При прохождении электрического тока через такой элемент он начинает светиться в результате трансформации энергии в видимое свечение;
    • защитный или обычный диод. Такие элементы в электросети выполняют роль супрессора или ограничителя напряжения. Одной из разновидностей данного элемента является диод Шоттки. Его еще называют как диод с барьером Шоттки. Такой элемент при прямом включении дает малое падение напряжения. В Шоттки вместо p-n перехода применяется переход металл-полупроводник.

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

    Если обычные детали и светодиоды используются в превалирующем большинстве электроприборов, то Шоттки – преимущественно в качественных блоках питания (например, для таких приборов, как компьютеры). Стоит отметить, что проверка обычного диода и Шоттки практически ни чем особым не отличается, так как проводится по одному и тому же принципу. Поэтому не стоит беспокоиться по данному вопросу, ведь принцип работы и Шоттки, и обычных диодов идентичен.

    Обратите внимание! Здесь только стоит отметить, что Шоттки в большинстве случаев встречаются сдвоенными, размещаясь в общем корпусе. При этом они имеют общий катод. В такой ситуации можно эти детали не выпаивать, а проверить «на месте».

    Диод Шоттки

    Являясь компонентом электронной схемы, такие полупроводниковые элементы довольно часто выходят из строя. Самыми распространенными причинами выхода их из строя бывают:

    • превышение максимально допустимого уровня прямого тока;
    • превышение обратного напряжения;
    • некачественная деталь;
    • нарушение правил эксплуатации прибора, установленных производителем.

    При этом вне зависимости от причины потери работоспособности выход из строя может быть непосредственно обусловлен либо «пробоем», либо коротким замыканием. В любом случае, если имеется предположение о выходе электросети из строя в зоне полупроводника, необходимо провести его диагностику с помощью специального прибора – мультиметра. Только для проведения таких манипуляций необходимо знать, как проверить диод с его помощью правильно.

    Что такое мультиметр

    Мультиметр является универсальным прибором, который выполняет ряд функций:

    • измеряет напряжение;
    • определяет сопротивление;
    • проверяет провода на предмет наличия обрывов.

    С помощью этого прибора даже можно определить пригодность батарейки.

    Как проверить диод

    После того, как мы разобрались с полупроводниками электрической схемы и предназначением прибора, можно ответить на вопрос «как проверить диод на исправность?».
    Вся суть проверки диодов мультиметром заключается в их односторонней пропускной способности электрического тока. При соблюдении этого правила элемент электрической схемы считается функционирующим правильно и без сбоев. Обычные диоды и Шоттки можно спокойно проверить с помощью данного прибора. Чтобы проверить этот полупроводниковый элемент мультиметром, необходимо проделать следующие манипуляции:

    • необходимо удостовериться, что на вашем мультиметре имеется функция проверки диодов;
    • при наличии такой функции подключаем щупы прибора к той стороне полупроводника, с которой будет осуществляться «прозвон». Если данная функция отсутствует, тогда переводим прибор с помощью переключателя на значение 1кОМ. Также следует выбрать режим для измерения сопротивления;
    • красный провод измерительного устройства необходимо подключить к анодному концу, а черный – к катодному;
    • после этого нужно наблюдать за изменениями прямого сопротивления полупроводника;
    • делаем выводы о имеющемся или отсутствующем напряжении

    После этого прибор можно переключить, чтобы проверить на предмет утечки или высокого замыкания. Для этого необходимо поменять места вывода диода. В таком состоянии также необходимо провести оценку полученных значений прибора.

    Как проверить диодный мост

    Иногда имеется ситуация, когда нужно проверить на работоспособность диодный мост. Он имеет вид сборки, состоящей из четырех полупроводников. Они соединяются таким образом, чтобы переменное напряжение, подаваемое к двум из четырех спаянных элементов, переходило в постоянное. Последнее снимается с двух других выводов. В результате происходит выпрямление переменного напряжения и перевод его в постоянное.

    По сути, принцип проверки в этой ситуации остается таким же, как было описано выше. Единственной особенностью тут является определение, к какому выводу будет подключен измерительный прибор. Здесь имеется четыре варианта подключения, которые следует «прозвонить»:

    • выводы 1 – 2;
    • выводы 2 – 3;
    • выводы 1 – 4;
    • выводы 4 – 3;

    При проверке диодов (обычного и Шоттки) с помощью мультиметра, вы получите определенный результат. Теперь нужно понять, что он может означать. К признакам, которые свидетельствуют в пользу исправности полупроводника, относятся следующие моменты:

    1. При подключении детали электросхемы к прибору последний будет выдавать величину имеющегося прямого напряжения в этом элементе;
    2. Разные типы диодов обладают различным уровнем напряжения, по которому они и отличаются. Например, для германиевых изделий этот параметр составит 0,3-0,7 вольт
    3. При подключении обратным способом (щуп прибора к аноду изделия) будет регистрироваться ноль.

    Проверив каждый выход, вы получите четыре результата. Полученные показатели следует оценивать по тому же принципу, что и для отдельного полупроводника.

    Обратная проверка

    Если эти два показателя соблюдаются, то полупроводник работает адекватно и причина поломки не в нем. А вот если хотя бы одни из параметров не соответствует, то элемент признается негодным и подлежит замене. Кроме этого следует учитывать, что возможна не поломка, а «утечка». Этот неприятный дефект может проявиться при длительной эксплуатации прибора или некачественной сборке.

    Как видим, своими силами не так уж и сложно провести оценку работоспособности полупроводников в любом электроприборе. Вышеописанный принцип подходит для проверки диодных элементов различных типов и видов. Главное в этой ситуации правильно подключить измерительный прибор к полупроводнику и проанализировать полученные результаты.

    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.

    Проявление неисправностей диодов Шоттки

    Как уже отмечалось, неисправность диодов Шоттки является одной из основных проблем современных блоков питания. Так по каким же предварительным признакам можно предположительно определить их неисправность? Таких признаков несколько.

    Во-первых, при пробоях и утечках вторичных выпрямительных диодов, как правило, срабатывает защита, и блок питания не запускается. Это может проявляться по-разному:

    · При включении блока питания вентилятор «дергается», т.е. совершает несколько оборотов и останавливается; после этого выходные напряжения полностью отсутствуют, т.е. источник питания блокируется.

    · После включения блока питания вентилятор «дергается» постоянно, на выходах блока питания можно наблюдать пульсации напряжения, т.е. защита срабатывает периодически, но блок питания при этом полностью не блокируется.

    · Признаком неисправности диодов Шоттки является чрезвычайно сильный разогрев вторичного радиатора, на котором они установлены.

    · Признаком утечки диодов Шоттки может являться самопроизвольное выключение блока питания, а значит и компьютера, при увеличении нагрузки (например, при запуске программ, обеспечивающих 100% загрузку процессора), а также невозможность запустить компьютер после «апгрейда», хотя мощность блока питания является достаточной.

    Кроме того, необходимо осознавать, что в блоках питания с плохой и непродуманной схемотехникой, утечки выпрямительных диодов приводят к перегрузкам первичной цепи и к всплескам тока через силовые транзисторы, что может стать причиной их отказа. Таким образом, профессиональный подход к ремонту блоков питания, диктует обязательную проверку вторичных выпрямительных диодов при каждой замене силовых транзисторов-ключей первичной части блока питания.

    Диагностика диодов Шоттки

    Проверка и точная диагностика диодов Шоттки, на практике, является достаточно непростым делом, т.к. многое здесь определяется типом используемого измерительного прибора и опытом подобных измерений, хотя определить обычный пробой одного или двух диодов диодной сборки Шоттки не составляет особого труда. Для этого необходимо выпаять диодную сборку и проверить тестером так, как это делается для обычных диодов. При подобной диагностике тестер необходимо установить в режим проверки диодов. Неисправный диод в обоих направлениях покажет одинаковое сопротивление (как правило, очень малое, т.е. покажет короткое замыкание), что и указывает на его непригодность для дальнейшего использования. Однако явные пробои диодных сборок в практике встречаются очень и очень редко.

    В основном же, приходится иметь дело с утечками (причем зачастую с тепловыми утечками) диодов Шоттки. А вот утечки, выявить таким способом невозможно. «Утекающий» диод при проверках тестером в режиме «диод» является в подавляющем большинстве случаев полностью исправным. Гарантированную точность диагностики, на наш взгляд, позволяет дать только такой метод, как замена диода на заведомо исправный аналогичный прибор.

    Но все-таки, выявить «подозрительный» диод можно попытаться с помощью методики, заключающейся в измерении сопротивления его обратного перехода. Для этого будем пользоваться не режимом проверки диодов, а обычным омметром. Внимание! При использовании этой методики следует помнить, что разные тестеры могут давать отличающиеся показания, что объясняется различием самих тестеров.

    Итак, устанавливаем предел измерений на значение (20К) и измеряем обратное сопротивление диода. Как показывает практика, исправные диоды на этом пределе измерений должны показывать бесконечно большое сопротивление. Если же при измерении выявляется некоторое, как правило, небольшое сопротивление (2-10 КОм), то такой диод можно считать «очень подозрительным» и его лучше заменить, или хотя бы проверить методом замены. Если же проводить проверку на пределе измерений (200К), то даже исправные диоды могут показывать в обратном направлении очень небольшое сопротивление (единицы и десятки кОм), поэтому и рекомендуется использовать предел (20К). Естественно, что на больших пределах измерений (2 Мом, 20 Мом и т.д.) даже абсолютно исправный диод оказывается полностью открытым, т.к. его p-n переходу прикладывается слишком высокое (для диодов Шоттки) обратное напряжение. На пределе (200К) можно проводить проверку сравнительным методом, т.е. брать гарантированно-исправный диод, измерять его обратное сопротивление и сравнивать с сопротивлением проверяемого диода. Значительные отличия в этих измерениях будут указывать на необходимость замены диодной сборки.

    Иногда встречаются ситуации, когда выходит из строя только один из диодов сборки. В этом случае неисправность также легко выявляется методом сравнения обратного сопротивления двух диодов одной сборки. Диоды одной сборки должны иметь одинаковое сопротивление.

    Предложенную методику можно дополнить еще и проверкой на термическую устойчивость. Суть этой проверки заключается в следующем. В тот момент времени, когда проверяется сопротивление обратного перехода на пределе измерений (20K), необходимо коснуться разогретым паяльником контактов диодной сборки, обеспечивая тем самым прогрев ее кристалла. Неисправная диодная сборка практически мгновенно начинает «плыть», то есть ее обратное сопротивление начинает очень быстро уменьшаться, в то время как исправная диодная сборка достаточно долго удерживает обратное сопротивление на бесконечно большом значении. Эта проверка очень важна, т.к. при работе диодная сборка сильно нагревается (не зря же ее размещают на радиаторе) и вследствие нагрева изменяет свои характеристики. Рассмотренная методика обеспечивает проверку устойчивости характеристик диодов Шоттки к температурным колебаниям, ведь увеличение температуры корпуса до 100 или 125 °C увеличивает значение обратного тока утечки в сто раз.

    Вот так можно попытаться проверить диод Шоттки, однако предложенными методиками не стоит злоупотреблять, т.е. не следует проводить проверки на слишком большом пределе измерений сопротивления и слишком сильно разогревать диод, т.к. теоретически, все это может привести к повреждению диода.

    Кроме того, из-за возможности отказа диодов Шоттки под действием температуры, необходимо строго соблюдать все рекомендуемые условия пайки (температурный режим и время пайки). Хотя надо отдать должное производителям диодов, так как многие из них добились того, что монтаж сборок можно в течение 10 секунд осуществлять при высокой температуре.

    Проверка диодов различных видов мультиметром

    Определение пригодности радиодеталей – основная процедура, проводимая при ремонте или обслуживании радиоэлектронной аппаратуры. И если с пассивными элементами все более или менее понятно, то активные требуют специальных подходов. Проверить сопротивление резистора или целостность катушки индуктивности не составляет труда.

    С активными компонентами дело обстоит немного сложнее. Необходимо отдельно разобраться в том, как проверить диод мультиметром своими руками, учитывая, что это простейший и наиболее часто встречающийся полупроводниковый элемент электронных схем.

    Виды диодов и их предназначение

    Вкратце можно сказать, что диод представляет собой полупроводниковый компонент электронной схемы, предназначенный для однонаправленного пропускания тока. Другими словами, прибор пропускает ток в одном направлении, запирая его течение в обратном, образуя своеобразный электрический вентиль.

    На принципиальных схемах диод обозначается в виде стрелки-указателя, на конце которой изображена черта, означающая запирание. Стрелка указывает направление течения тока.

    Нужно помнить, что в теоретической физике ток образуют позитивно заряженные частицы. Поэтому для открытия p-n перехода положительный потенциал прикладывают к началу стрелки, а отрицательный к ее концу. При таких условиях через прибор потечет прямой ток.

    Рассмотрим наиболее распространенные типы диодов, учитывая, что интерес в плане проверки представляют лишь некоторые, а именно:

    • обычные диоды, созданные на основе p-n перехода;
    • с барьером Шоттки, чаще называемые просто диоды Шоттки;
    • стабилитрон, служащий для стабилизации потенциала и другие виды.

    Существует еще множество типов диодов – варикапы, светодиоды или фотодиоды, например. Но ввиду сходности проверки работоспособности или малой распространенности эти устройства здесь не рассматриваются.

    Определение типа элемента

    Хорошо если размер корпуса позволяет нанести на нем хоть сколько-нибудь понятную маркировку. Но чаще всего диоды настолько малы, что их трудно маркировать даже цветом. В этом случае отличить диод от стабилитрона, например, не представляется возможным, ведь они как близнецы-братья.

    В подобных ситуациях поможет лишь принципиальная схема аппарата, из которого извлечен элемент. В соответствии с ней можно определить тип компонента и его марку.

    Если же отсутствует эта информация, можно попробовать поискать принципиальную схему ремонтируемого аппарата в интернете или сделать фотоснимок элемента и также обратиться в Сеть и провести поиск по изображению.

    Проверка диодов мультиметром или другим тестером должна проводиться только после определения их типа и марки, потому что разные виды тестируются по-разному.

    Применение тестера

    Простейшим, но от этого ничуть не менее эффективным, прибором для тестирования элементов электронных схем, полупроводниковых диодов, в том числе, является тестер радиодеталей.

    Более того, этот инструмент наиболее распространен в среде радиомастеров по причине неприхотливости, малых массогабаритных параметров и возможности измерения практически любых характеристик радиоэлементов и цепей, важных при ремонте.

    Считается, что цифровые мультиметры, благодаря своей точности и удобству в эксплуатации, постепенно вытесняют аналоговые. Однако не стоит грешить на точность старенькой «цешки».

    В ее состав уже входят микросхемы, а мостовые резисторы имеют погрешность 1-2% (это очень высокая точность даже для интегральных микросхем). Поэтому, чтобы проверить исправность диода или транзистора нет необходимости покупать новый мультиметр, при наличии аналогового.

    Цифровая индикация прижилась из-за отсутствия механических узлов в мультиметре. Это повысило его удароустойчивость и срок эксплуатации.

    Проверка диодов упростилась и с появлением звукового сигнала, позволяющего даже не обращать внимания на дисплей. В большинстве мультиметров существует специальный режим, позволяющий в прямом и переносном смысле прозвонить диод. Он отмечен на корпусе соответствующим знаком.

    Достаточно вставить черный штекер в разъем COM, а красный в разъем измерения сопротивления (Ω), установить переключатель на режиме прозвонки диодов, и можно начинать проверку.

    Методика проверки

    Проверка диодов мультиметром заключается в выяснении работоспособности их p-n перехода. Вообще, в радиоэлектронике бывают лишь две неисправности. Первая представляет собой разрыв цепи (перегорание), когда ток не течет ни в одном из направлений. Вторая же вызвана коротким замыканием (пробой) электродов, что превращает компонент в кусок обычного провода.

    Методика тестирования предельно проста. При соединении анода с плюсовым щупом мультиметра, а катода с минусовым, p-n переход должен быть открыт, следовательно, его сопротивление близко к нулю.

    Цифровые измерители должны подать характерный сигнал. При обратном подключении p-n переход обязан быть заперт, о чем должно свидетельствовать бесконечное (в теории) его сопротивление.

    На дисплее цифрового тестера индицируется цифра 1. Так звонится рабочий диод. Если же ток проходит, вне зависимости от полярности подключения, налицо короткое замыкание. В случае когда прибор не звонится ни в ту ни в другую сторону имеет место разрыв.

    Нередко можно услышать вопрос о том, как проверить диод Шоттки. Действительно, эти компоненты принципиально отличаются от прочих.

    Дело в том, что p-n переход даже в открытом состоянии имеет сопротивление, хотя и небольшое. Это, в свою очередь, вызывает потери энергии, рассеиваемые в виде тепла.

    Для сокращения последних один из полупроводниковых электродов диода был заменен металлом. И хотя ток потерь в этом случае немного увеличивается, но в открытом состоянии сопротивление перехода очень низко, что обуславливает экономичность прибора.

    В остальном проверка диода Шоттки с использованием мультиметра ничем не отличается от тестирования обычного p-n перехода.

    Стабилитроны

    Особняком стоит вопрос о проверке стабилитронов. Проверять их по описанной выше методике нет смысла, разве что можно убедиться в целостности p-n перехода. В отличие от обычного выпрямительного диода, стабилитрон использует обратную ветвь вольтамперной характеристики (ВАХ). Поэтому для исследования стабилизирующих свойств рабочую точку нужно сместить именно на этот участок графика.

    Для этого используется простенькая схема из источника питания и токоограничительного резистора. В этом случае мультиметром измеряется не сопротивление перехода, а напряжение, при плавном повышении питающего потенциала.

    Стабилитрон считается рабочим, если при повышении напряжения питания разница потенциалов на его электродах остается постоянной и равной заявленной в документации на прибор.

    Без выпаивания

    Отдельно нужно рассмотреть вопрос о том, можно ли проводить тестирование мультиметром непосредственно на плате, не выпаивая из нее элемент.

    Здесь все зависит от сложности схемы и квалификации мастера. Смонтированное на плате изделие может звониться через обмотки трансформатора, резистивные элементы, сгоревший конденсатор или что-то еще. Поэтому получить более или менее адекватные показатели чаще всего не удается.

    Разумеется, если мастер читает принципиальную схему как открытую книгу или «набил руку» на подобных аппаратах, он может оценить работоспособность прибора. Существуют даже методики проверок без демонтажа для автомобильного питания, например.

    Но лучше все же выпаивать элемент из схемы. К тому же достаточно «повесить в воздух» только одну ножку изделия, что занимает 2-3 секунды. А после тестирования мультиметром за тот же промежуток времени диод возвращается в первоначальное положение на плате.

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий