Полупроводниковые диоды – элементы с односторонней проводимостью – подобно любым электронным компонентам могут выйти из строя. По внешнему виду определить неисправный вентиль удается далеко не всегда, поэтому совершенно необходимо уметь диагностировать диоды инструментальным способом.
Как проверить цифровым мультиметром
Самый распространенный прибор в хозяйстве домашнего мастера – цифровой мультиметр. С его помощью можно проверять диоды на исправность – для этого имеется специальный режим.
Если селектор вида работ на тестере поставить в это положение, «прозвонка» будет производиться несколько повышенным напряжением, потому что для проверки диода его надо попробовать открыть. Кремниевому прибору для надежного открывания потребуется хотя бы 0,8 вольт.
Сама диагностика несложна, и основана на односторонней проводимости p-n перехода. В одну сторону он проводит ток, в другую – нет.
Выпрямительный диод
Для проверки самого распространенного типа вентиля надо сначала подключить плюсовой вывод к аноду элемента, а минусовой – к катоду (определение полярности диода). Если предварительно на мультиметре установлен режим прозвонки диодов, то на дисплее тестера можно увидеть значение падения напряжения в прямом направлении (для кремниевых – 500..800 мВ, для германиевых и диодов Шоттки – 100..400 мВ).
Если теперь поменять выводы тестера местами, напряжение окажется приложенным к полупроводниковому вентилю в обратной полярности. В таком режиме он ток не проводит. Тестер покажет бесконечное сопротивление.
Если элемент прошел диагностику, он считается исправным. Если результаты проверки в прямом и обратном направлении отличаются от приведенных, диод считается неработоспособным (говорят, что он «пробитый»). На самом деле есть возможность встретить, большей частью, две неисправности:
- Короткое замыкание элемента (говорят, что он «спекся») – при прозвонке в обе стороны тестер показывает нулевое сопротивление;
- Обрыв – бесконечное сопротивление в обе стороны.
Также встречается так называемая утечка — повышенный обратный ток вентиля. Его выявить проверкой сопротивления сложнее, но и вероятность такой проблемы гораздо ниже.
Данная методика является базовой для тестирования диодов всех типов, с учетом некоторых возможных отличий.
SMD диод
Проверка на исправность элемента в SMD-исполнении принципиальных отличий не имеет, но подключение стандартными щупами тестера к выводам полупроводникового прибора может вызвать затруднение. При определенной сноровке можно использовать и обычные выводы, но лучше приобрести специальный переходник в виде пинцета.
Такой переходник можно сделать самостоятельно из подручных материалов.
Силовой диод
В некоторых случаях диод представляет собой не единичный p-n переход, а несколько элементов, включенных последовательно и помещенных в один корпус. Это делается для того, чтобы повысить рабочее напряжение сборки. В этом случае проверочного напряжения мультиметра может не хватить для открывания всей цепочки. Например, для уверенного открытия цепочки из трех кремниевых диодов достаточно 2,4 вольта, что вполне под силам цифровому мультиметру. А если цепочка состоит из 5 диодов, то потребуется уже 4 вольта, и тестер будет бессилен.
С такой ситуацией реально столкнуться, например, при тестировании диода от микроволновой печи. Поэтому для диагностики такого элемента надо собрать простую схему из источника питания 5..9 вольт и лампочки на напряжение 2,5..2,5 вольт. При подаче напряжения в одной полярности лампочка должна загореться, при подаче в другой полярности – не гореть.
Диод Шоттки
Несмотря на то, что диод Шоттки имеет несколько иную конструкцию, его проверка на обрыв и на «спекание» ничем не отличается от проверки обычного полупроводникового вентиля. Разве что превышать обратное напряжение категорически не рекомендуется, но мультиметром это сделать невозможно.
Проблема в том, что для данного класса приборов характерна еще одна потенциальная неисправность – утечка. Она проявляется в виде повышенного обратного тока. Обнаружить ее в режиме прозвонки диодов не получится.
Диод Зенера
Проверка диодов Зенера (стабилитронов) тоже особенностей не имеет. Но при тестировании элементов с малым напряжением стабилизации (менее 3 вольт) надо иметь в виду, что испытательное напряжение на выводах тестера при обратном приложении может достичь напряжения открывания стабилитрона. При этом мультиметр может не показать бесконечное сопротивление.
Для наглядности видео.
Можно ли прозвонить диод на плате
В некоторых случаях выпаивать диод из платы для проверки неудобно – например, в случае плотного монтажа, если плата покрыта лаком, SMD-исполнение и т.п. В этом случае возникает вопрос о возможность проверки диода мультиметром без выпайки из схемы. В каждом конкретном случае придется проводить анализ – будет ли проверка достоверной, и ответ на этот вопрос зависит от того, какие элементы окажутся подключены параллельно диоду и повлияют ли они на сопротивление в измеряемой цепи.
Явный пример случая, когда проверка на месте невозможна – встречно-параллельные диоды (такое применяется в схемах смесителей, защиты светодиодов и т.п.).
Менее явно видна параллельная цепь, например, в детекторном приемнике. При внимательном анализе видно, что параллельно полупроводниковому прибору подключена смешанная цепь:
- C2;
- BF1;
- L1;
- C1.
Конденсаторы в данном случае не мешают – для постоянного тока они представляют собой разрыв. А вот наушник и катушка индуктивности создают путь для протекания тока, поэтому они будут влиять на сопротивление цепи и мешать диагностике.
А вот при проверке мультиметром диода однополупериодного выпрямителя вполне можно обойтись без выпайки элемента, если отключить нагрузку. При диагностике надо учесть наличие конденсатора (показан пунктиром). Если он есть и его емкость достаточна, может потребоваться бросок тока на заряд. Показания мультиметра будут стабилизироваться в течение нескольких секунд.
Для закрепления информации видео.
Проверка диодного моста
Выпрямительные схемы часто строятся по двухполупериодной схеме, основой которой служит диодный мост. При ремонте электронных устройств необходимость проверки моста без демонтажа диодов возникает достаточно часто. Такая диагностика обычно возможна, потому что при проверке любого элемента как минимум один диод будет включен навстречу, но здесь надо иметь в виду, что параллельно каждому вентилю подключается не только цепочка диодов, но и обмотка трансформатора, а также нагрузка, а еще входные и выходные конденсаторы.
Конденсаторы в общем случае проверке мешать не должны, если они исправны. Однако если они имеют повышенный ток утечки, они могут корректировать показания омметра и диагностика также будет недостоверной.
Может получиться ситуация, когда при приложении напряжения в обратном направлении к диоду, например, VD1, а сопротивление нагрузки будет малым (или в ней будет короткое замыкание), цепочка VD2-нагрузка (подключенная параллельно VD1) создадут путь для протекания тока (указано зеленой штриховой линией) и диагностика окажется неверной.
Если параллельные цепочки имеют параметры, которые не могут повлиять на результат проверки, надо иметь в виду еще одну ситуацию. Неисправным может оказаться другой диод. Например, если проверяется элемент VD1, а остальные (VD2, VD3, VD4) имеют короткое замыкание, то тестирование указанного элемента также будет невозможным без выпайки из платы.
Такая ситуация, конечно, маловероятна. А КЗ в одном элементе моста вполне может случиться. В этом случае параллельно проверяемому вентилю окажется включенной цепочка из двух диодов VD3, VD4.
Принципиально они на проверку исправности влияния не окажут, но показания при прямой прозвонке могут исказиться, если у тестера хватит напряжения, чтобы открыть два диода. Другое дело, если проверяется мост без выпайки из схемы. КЗ в диоде может привести к тому, что параллельно исправному вентилю будет подключена, например, обмотка трансформатора. Тогда исправный диод будет ошибочно диагностирован, как проблемный. Поэтому если мультиметр показывает неисправность, все же не надо лениться, а лучше выпаять компоненты из платы.
Полупроводниковый диод – устройство несложное. Проверка на работоспособность не должна вызвать трудностей, но необходимо учесть некоторые нюансы, перечисленные в обзоре. А это возможно, если имеется четкое представление об устройстве этого прибора и о работе различных типов диодов.
Видеоролик: проверка и замена диодного моста Генератор Toyota.
