Как проверить силовые диоды

Как проверить диод?

Чтобы определить исправность диода можно воспользоваться приведённой далее методикой его проверки цифровым мультиметром.

Но для начала вспомним, что представляет собой полупроводниковый диод.

Полупроводниковый диод – это электронный прибор, который обладает свойством однонаправленной проводимости.

У диода имеется два вывода. Один называется катодом, он является отрицательным. Другой вывод – анод. Он является положительным.

На физическом уровне диод представляет собой один p-n переход.

Напомню, что у полупроводниковых приборов p-n переходов может быть несколько. Например, у динистора их три! А полупроводниковый диод, по сути является самым простым электронным прибором на основе всего лишь одного p-n перехода.

Запомним, что рабочие свойства диода проявляются только при прямом включении. Что значит прямое включение? А это означает, что к выводу анода приложено положительное напряжение ( +), а к катоду – отрицательное, т.е. (—). В таком случае диод открывается и через его p-n переход начинает течь ток.

При обратном включении, когда к аноду приложено отрицательное напряжение (—), а к катоду положительное ( +), то диод закрыт и не пропускает ток.

Так будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на обратно включённом диоде не достигнет критического, после которого происходит повреждение полупроводникового кристалла. В этом и заключается основное свойство диода – односторонняя проводимость.

У подавляющего большинства современных цифровых мультиметров (тестеров) в функционале присутствует возможность проверки диода. Эту функцию также можно использовать для проверки биполярных транзисторов. Обозначается она в виде условного обозначения диода рядом с разметкой переключателя режимов мультиметра.

Небольшое примечание! Стоит понимать, что при проверке диодов в прямом включении на дисплее показывается не сопротивление перехода, как многие думают, а его пороговое напряжение! Его ещё называют падением напряжения на p-n переходе. Это напряжение, при превышении которого p-n переход полностью открывается и начинает пропускать ток. Если проводить аналогию, то это величина усилия, направленного на то, чтобы открыть «дверь» для электронов. Это напряжение лежит в пределах 100 – 1000 милливольт (mV). Его то и показывает дисплей прибора.

В обратном включении, когда к аноду подключен минусовой (—) вывод тестера, а к катоду плюсовой ( +), то на дисплее не должно показываться никаких значений. Это свидетельствует о том, что переход исправен и в обратном направлении ток не пропускает.

В документации (даташитах) на импортные диоды пороговое напряжение именуется как Forward Voltage Drop (сокращённо V_f), что дословно переводится как «падение напряжения в прямом включении«.

Само по себе падение напряжения на p-n переходе нежелательно. Если помножить протекающий через диод ток (прямой ток) на величину падения напряжения, то мы получим ни что иное, как мощность рассеивания – ту мощность, которая бесполезно расходуется на нагрев элемента.

Узнать подробнее о параметрах диода можно здесь.

Проверка диода.

Чтобы было более наглядно, проведём проверку выпрямительного диода 1N5819. Это диод Шоттки. В этом мы скоро убедимся.

Производить проверку будем мультитестером Victor VC9805+. Также для удобства применена беспаечная макетная плата.

Обращаю внимание на то, что во время измерения нельзя держать выводы проверяемого элемента и металлические щупы двумя руками. Это грубая ошибка. В таком случае мы измеряем не только параметры диода, но и сопротивление своего тела. Это может существенно повлиять на результат проверки.

Держать щупы и выводы элемента можно только одной рукой! В таком случае в измерительную цепь включен только сам измерительный прибор и проверяемый элемент. Данная рекомендация справедлива и при измерении сопротивления резисторов, а также при проверке конденсаторов. Не забывайте об этом важном правиле!

Итак, проверим диод в прямом включении. При этом плюсовой щуп ( красный) мультиметра подключаем к аноду диода. Минусовой щуп (чёрный) подключаем к катоду. На фотографии, показанной ранее, видно, что на цилиндрическом корпусе диода нанесено белое кольцо с одного края. Именно с этой стороны у него вывод катода. Таким образом маркируется вывод катода у большинства диодов импортного производства.

Как видим, на дисплее цифрового мультиметра показалось значение порогового напряжения для 1N5819. Так как это диод Шоттки, то его значение невелико – всего 207 милливольт (mV).

Теперь проверим диод в обратном включении. Напоминаем, что в обратном включении диод ток не пропускает. Забегая вперёд, отметим, что и в обратном включении через p-n переход всё-таки протекает небольшой ток. Это так называемый обратный ток (I_обр). Но он настолько мал, что его обычно не учитывают.

Поменяем подключение диода к измерительным щупам мультиметра. Красный щуп подключаем к катоду, а чёрный к аноду.

На дисплее покажется «1» в старшем разряде дисплея. Это свидетельствует о том, что диод не пропускает ток и его сопротивление велико. Таким образом, мы проверили диод 1N5819 и он оказался полностью исправным.

Многие задаются вопросом: «Можно ли проверить диод не выпаивая его из платы?» Да, можно. Но в таком случае необходимо выпаять из платы хотя бы один его вывод. Это нужно сделать для того, чтобы исключить влияние других деталей, которые соединены с проверяемым диодом.

Если этого не сделать, то измерительный ток потечёт через все, в том числе, и через связанные с ним элементы. В результате тестирования показания мультиметра будут неверными!

В некоторых случаях данным правилом можно пренебречь, например, когда чётко видно, что на печатной плате нет таких деталей, которые могут повлиять на результат проверки.

Неисправности диода.

У диода есть две основные неисправности. Это пробой перехода и его обрыв.

Пробой. При пробое диод превращается в обычный проводник и свободно пропускает ток хоть в прямом направлении, хоть в обратном. При этом, как правило, пищит буззер мультиметра, а на дисплее показывается величина сопротивления перехода. Это сопротивление очень мало и составляет несколько ом, а то и вообще равно нулю.

Обрыв. При обрыве диод не пропускает ток ни в прямом, ни в обратном включении. В любом случае на дисплее прибора – «1«. При таком дефекте диод представляет собой изолятор. «Диагноз» — обрыв можно случайно поставить и исправному диоду. Особенно легко это сделать, когда щупы тестера порядком изношены и повреждены. Следите за исправностью измерительных щупов, провода у них ох какие «жиденькие» и при частом использовании легко рвутся.

А теперь пару слов о том, как по значению порогового напряжения (падению напряжения на переходе — Forward Voltage Drop (V_f)) можно ориентировочно судить о типе диода и материале из которого он изготовлен.

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

Как проверить диод мультиметром

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

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

Диоды бывают разные

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

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

Типы диодов:

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

Также есть фотодиоды, инфракрасные диоды и др.

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

Что называется мультиметром?

Мультиметр — это прибор, который имеет ряд функций:

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

Как проверить диод мультиметром?

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

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

Проверка работоспособности диода, светодиода, стабилитрона.

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

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

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

• Делаем выводы о работоспособности элемента.

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

Признаки неисправного диода

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

Диодный мост

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

Заключение

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

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

Альтернативный способ проверки исправности диода

В том случае, если у вас мультиметр не снабжен режимом проверки диодов, то проверить диод можно по простой схеме, которая приведена ниже.

При данной проверке, мультимет необходимо перевести в режим измерения постоянного напряжения. При том подключении исправного диода, как указано на схеме, вольтметр покажет прямое напряжение на диоде. Если теперь выводы диода поменять местами, то он не будет проводить ток, а вольтметр укажет напряжение питания (в данном случае 5 вольт).

Так же можно прозвонить диод и определить его общее состояние путем измерения сопротивления, как в прямом, так и в обратном направлении.

Для этого необходимо перевести мультиметр в режим измерения сопротивления, диапазон до 2 кОм. При подключении диода в прямом направлении (красный к аноду, черный к катоду) измерительный прибор покажет сопротивление несколько сотен Ом, в обратном направлении прибор покажет символ разрыва цепи, что говорит об очень большом сопротивлении.

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!

Анализируем результаты

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:

• при подключении детали электросхемы к прибору последний будет выдавать величину имеющегося прямого напряжения в этом элементе;

Обратите внимание! Разные типы диодов обладают различным уровнем напряжения, по которому они и отличаются. Например, для германиевых изделий этот параметр составит 0,3-0,7 вольт

• при подключении обратным способом (щуп прибора к аноду изделия) будет регистрироваться ноль.

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.
При наличии короткого замыкания или утечки, полученное сопротивление будет довольно низким. Причем вывод необходимо делать, основываясь на виде полупроводника. Для германиевых элементов этот показатель в данной ситуации будет иметь диапазон от 100 килоом до 1 мегаом, для кремниевых — тысячи мегаом. Для выпрямительных полупроводников данный показатель будет в разы больше.
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.

Как проверить светодиод, стабилитрон, диод Шоттки мультиметром

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

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

Простая схема проверки стабилитрона

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

R = U1-U2/I = 12 -9/0,005 = 600 Ом.

U1 – напряжение источника питания,

U2 – напряжение стабилизации стабилитрона,

I – номинальный ток стабилитрона.

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

Диод диоду рознь

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 – «-».

Обратите внимание! Течь в обратном направлении, от катода к аноду, электрический ток в диодах не может.

Из-за такой особенности изделия, при подозрении на предмет поломки, его можно проверить тестером или мультметром.
На сегодняшний день в радиоэлектронике существует несколько видов 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.

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».

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.

Разновидности

Светодиоды используются в различной технике. На данный момент существует 2 основных типа этих деталей:

1. Индикаторные или DIP. Относятся к маломощным светодиодам. Работают при переменном напряжении до 3.5 вольт, с мощностью до 0.06 Вт. Используются в качестве световых индикаторов для различной электронной техники. Эти элементы используют для поверхностного монтажа для осветительных лент.
2. Осветительные или мощные, работают при напряжении до 12 вольт, с мощностью в 2.6–3 Ватт. Используются для ламп и прожекторов освещения.

Технологии не стоят на месте. К лампам обычной конструкции, прибавились различные разновидности, отличающиеся только химическим составом кристалла.

1. Филоментные. Лампы, позволяющие получить белое свечения, за счет покрытия люминофорным составом. Мощность этого типа светодиодов увеличена за счет использования 28 параллельно соединенных кристаллов.
2. COB. Разработано за счет соединения кристаллов на алюминиевой подставке. Яркость свечения увеличивается за счет фокусировки покрытием из люминофора.
3. OLED. Схожи с более ранними типами светодиодов. Яркость и угол свечения увеличены за счет использования полимерных материалов для изготовления светового излучателя.
4. Волоконные. Полностью синтетическая конструкция с добавлением люминофора и полимеров.

Принцип действия этих световых элементов остался прежним. Изменилось только потребляемое напряжение, повысилась мощность и надежность.

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.