Jak pochopit, že dioda je vadná?

Chcete-li zjistit stav diody, můžete použít následující metodu kontroly pomocí digitálního multimetru.

Nejprve si ale připomeňme, co je to polovodičová dioda.

Polovodičová dioda je elektronické zařízení, které má vlastnost jednosměrné vodivosti.

Dioda má dva vývody. Jedna se nazývá katoda, která je záporná. Druhým výstupem je anoda. Je to pozitivní.

Na fyzické úrovni je dioda jediným pn přechodem.

Dovolte mi připomenout, že polovodičová zařízení mohou mít několik pn přechodů. Například dinistor je má tři! Polovodičová dioda je v podstatě nejjednodušší elektronické zařízení založené pouze na jednom pn přechodu.

Připomeňme, že provozní vlastnosti diody se projeví pouze při přímém zapojení. Co znamená přímé spojení? To znamená, že na svorku anody je přivedeno kladné napětí (+), a ke katodě – negativní, tzn. (–). V tomto případě se dioda otevře a přes její pn přechod začne téct proud.

Při opětovném zapnutí, když je na anodu přivedeno záporné napětí (–), a ke katodě je kladný (+), pak se dioda uzavře a neprochází proud.

Toto bude pokračovat, dokud napětí na opačně připojené diodě nedosáhne kritické hodnoty, po které dojde k poškození polovodičového krystalu. To je hlavní vlastnost diody – jednosměrná vodivost.

Naprostá většina moderních digitálních multimetrů (testerů) má schopnost testovat diodu ve své funkčnosti. Tuto funkci lze také použít k testování bipolárních tranzistorů. Je indikován ve formě symbolu diody vedle označení přepínače režimu multimetru.

Malá poznámka! Stojí za to pochopit, že při kontrole diod v přímém zapojení displej neukazuje přechodový odpor, jak si mnoho lidí myslí, ale jeho hraniční napětí! Říká se tomu také pokles napětí na pn přechodu. Toto je napětí, nad kterým se pn přechod zcela otevře a začne procházet proud. Pokud nakreslíme analogii, je to množství úsilí zaměřeného na otevření „dveře“ pro elektrony. Toto napětí se pohybuje od 100 do 1000 milivoltů (mV). To ukazuje displej zařízení.

V opačném zapojení, když je k anodě připojen záporný (–) výstup z testeru a na katodu pozitivní (+), pak by se na displeji neměly zobrazovat žádné hodnoty. To znamená, že přechod funguje správně a neumožňuje proudění v opačném směru.

V dokumentaci (datasheetech) k importovaným diodám je prahové napětí označováno jako Dopředný pokles napětí (zkráceně V_f), což se doslova překládá jako „pokles napětí v přímém zapojení“.

Pokles napětí na samotném pn přechodu je nežádoucí. Pokud vynásobíme proud protékající diodou (stejnosměrný proud) velikostí úbytku napětí, pak nedostaneme nic jiného než ztrátový výkon – výkon, který je zbytečně vynaložen na ohřev prvku.

Více o parametrech diod se dozvíte zde.

Kontrola diod.

Aby to bylo jasnější, podívejme se na usměrňovací diodu 1N5819. Toto je Schottkyho dioda. Toho se brzy dočkáme.

Test provedeme pomocí multitesteru Victor VC9805+. Pro pohodlí je také použito nepájivé prkénko.

Upozorňuji na skutečnost, že při měření nemůžete oběma rukama držet vývody zkoušeného prvku a kovové sondy. To je velká chyba. V tomto případě měříme nejen parametry diody, ale i odpor našeho těla. To může výrazně ovlivnit výsledek testu.

Sondy a svorky prvku můžete držet pouze jednou rukou! V tomto případě je do měřicího obvodu zařazeno pouze samotné měřicí zařízení a zkoušený prvek.

Toto doporučení platí i při měření odporu rezistorů, stejně jako při kontrole kondenzátorů. Nezapomeňte na toto důležité pravidlo!

Pojďme tedy zkontrolovat diodu v přímém zapojení. V tomto případě kladná sonda (červená) připojte multimetr k anodě diody. Negativní sonda (černá) připojte ke katodě. Na výše uvedené fotografii můžete vidět, že válcové tělo diody má na jednom okraji bílý prstenec. Právě na této straně má katodový terminál. Takto je označen katodový vývod většiny dovážených diod.

Jak vidíte, na displeji digitálního multimetru se objevila prahová hodnota napětí pro 1N5819. Vzhledem k tomu, že se jedná o Schottkyho diodu, je její hodnota malá – pouze 207 milivoltů (mV).

Nyní zkontrolujeme diodu v opačném zapojení. Připomínáme, že při obráceném přepnutí dioda nepropustí proud. Při pohledu dopředu si všimneme, že v opačném zapojení stále protéká přes pn přechod malý proud. Jedná se o tzv. zpětný proud (I_arr). Je ale tak malý, že se s ním většinou nepočítá.

Změňme zapojení diody k testovacím vodičům multimetru. Červený připojte sondu ke katodě a černá k anodě.

Na displeji se zobrazí „1“ jako nejvýznamnější číslice displeje. To znamená, že diodou neprochází proud a její odpor je vysoký. Zkontrolovali jsme tedy diodu 1N5819 a ukázalo se, že je plně funkční.

Mnoho lidí si klade otázku: „Je možné testovat diodu, aniž bychom ji odpájeli z desky? Ano můžeš. Ale v tomto případě je nutné odstranit alespoň jeden jeho pin z desky. To musí být provedeno, aby se vyloučil vliv jiných částí, které jsou připojeny k testované diodě.

Pokud se tak nestane, bude měřicí proud protékat vším, včetně prvků, které jsou k němu připojeny. V důsledku testování budou hodnoty multimetru nesprávné!

V některých případech lze toto pravidlo zanedbat, například když je jasně vidět, že na desce plošných spojů nejsou žádné části, které by mohly ovlivnit výsledek testu.

Poruchy diod.

Dioda má dvě hlavní chyby. Tento zhroutit se přechod a jeho útes.

• Zhroutit se. Při průrazu se dioda změní v obyčejný vodič a volně prochází proud, buď v propustném směru, nebo ve zpětném směru. V tomto případě zpravidla bzučák multimetru pípne a na displeji se zobrazí hodnota odporu přechodu. Tento odpor je velmi malý a dosahuje několika ohmů nebo dokonce nuly.
• útes. Když je dioda rozbitá, neprochází proud ani v dopředném, ani ve zpětném zapojení. V každém případě se na displeji zařízení zobrazí „1“. Při takovéto závadě je dioda izolantem. “Diagnostika” – může být náhodně způsobeno přerušení funkční diody. To je obzvláště snadné, když jsou sondy testeru opotřebované a poškozené. Ujistěte se, že měřicí sondy jsou v dobrém stavu, jejich dráty jsou tak „tenké“ a při častém používání se snadno zlomí.

A teď pár slov o tom, jak se mění hodnota prahového napětí (úbytek napětí na křižovatce – Forward Voltage Drop (V_f)) lze zhruba posoudit typ diody a materiál, ze kterého je vyrobena.

Zde je malý výběr tvořený konkrétními diodami a jejich odpovídajícími hodnotami V_f, které byly získány při jejich testování multimetrem. Všechny diody byly předem zkontrolovány z hlediska provozuschopnosti.