Jaký odpor by měla mít dioda?

Dnes se elektronika stala součástí života a je součástí každého zařízení nebo gadgetu. Ale bohužel to byla také zařízení a gadgety, které se porouchají a stanou se nepoužitelnými. Nejčastějším důvodem, proč se mnoho zařízení porouchá, je porucha jednoho z prvků elektrické sítě, například diody.

Je možné sami zkontrolovat poruchu nebo nefunkčnost tohoto prvku. V článku podrobně analyzujeme, jak zkontrolovat diodu pomocí multimetru, a také co je toto zařízení a jak jej používat.

Diody jsou různé

Jednoduchá dioda je prvkem elektrické sítě a hraje roli polovodiče, tedy p-n přechodu. Je navržen tak, aby mohl snadno procházet obvodem, ale pouze v jednom směru. A to se provádí od anody ke katodě. Chcete-li to provést, nezapomeňte připojit „plus“ k anodě a „mínus“ ke katodě.

Rozhodně to stojí za zvážení a zapamatování! Proud v diodě se nemůže pohybovat opačným směrem. Kvůli tomuto rozlišovacímu bodu může být výrobek zkontrolován na závadu pomocí testeru nebo multimetru. Podívejme se, jaké typy diod existují a jak se od sebe liší.

Typy diod:

1. Jednoduchá dioda.
2. Zenerova dioda, jak název napovídá, zabraňuje zvýšení napětí, to znamená, že jej stabilizuje.
3. Varikap, dioda s kapacitou, se často nachází ve VHF přijímačích.
4. Tyristor, dioda s řídicí elektrodou, když je signál přiveden na řídicí elektrodu, můžete ovládat stav tyristoru, to znamená otevřít nebo zavřít. Tento prvek se často vyskytuje ve výkonové elektronice.
5. Triak je přibližně stejný jako tyristor pouze pro střídavé napětí. Diagnostika této diody bude probrána v jiném článku.
6. LED, dioda, která vydává světlo, když jí prochází proud.
7. Schottkyho dioda, dioda se zvýšenou rychlostí a nízkým úbytkem napětí.

Existují také fotodiody, infračervené diody atd.

Navzdory skutečnosti, že se diody liší účelem a přechodem, jejich testování se provádí stejným způsobem. Princip činnosti diod je podobný.

Co je multimetr?

Multimetr je zařízení, které má řadu funkcí:

• Měření napětí, proudu;
• Měření odporu;
• Test spojitosti, v tomto režimu multimetr ukazuje úbytek napětí v mV.
• Mohou zde být také funkce pro měření kapacity, teploty, frekvence atd.

Jak zkontrolovat diodu multimetrem?

Jakmile se rozhodnete pro typ diod, jejich rozdíly a vlastnosti a také účel tohoto zařízení, můžete zvážit postup práce s ním. Test spočívá v kontrole proudu, který jimi protéká. Pokud je toto pravidlo dodrženo, pak můžeme bezpečně říci, že obvodový prvek funguje správně a nemá žádné chyby.

Běžné diody lze tímto zařízením kontrolovat bez větší námahy. Chcete-li diagnostikovat tyto prvky, jednoduše proveďte následující kroky:

Kontrola výkonu diody, LED, zenerovy diody.

• Nastavíme zařízení do režimu vytáčení, pokud takový režim neexistuje, pak do režimu měření odporu 1 kOhm;
• Dbáme na to, aby byly sondy přístroje připojeny k požadovaným zásuvkám multimetru;
• Červený vodič je připojen k anodě a černý vodič je připojen ke katodě;

• Provádíme měření. V režimu spojitosti, když je připojena dioda, přístroj vykazuje úbytek napětí od 200 do 400 mV u germaniových diod, od 500 do 700 mV u křemíkových. Při měření odporu zařízení ukáže odpor diody. Například u germaniových prvků se odpor pohybuje od 100 kiloohmů do 1 megaohmů, u prvků vyrobených z křemíku je toto číslo 1000 megaohmů. Pokud je testován polovodič usměrňovače, pak je hodnota ještě vyšší. To je třeba vzít v úvahu, aby se předešlo chybám při určování výsledků;
• Vyměňte červenou a černou sondu zařízení;
• Provádíme měření. Pokud je dioda zapojena v opačném směru, zařízení zobrazí „1“, to znamená, že hodnota odporu nebo svodového napětí je nekonečně velká;

• Musíte si uvědomit, že nemusí vůbec dojít k poruše, ale k úniku. Tato možnost je možná ve dvou případech, pokud se zařízení používá delší dobu nebo jeho montáž nebyla provedena dobře. Pokud dojde ke zkratu nebo úniku, bude měřič vykazovat nízký odpor. Navíc při určování výsledku musíte vzít v úvahu typ polovodiče.

• Vyvozujeme závěry o výkonu prvku.

Pokud jsou splněny všechny indikátory, pak můžeme s jistotou říci, že funguje správně a v dobrém stavu. Pokud je však alespoň jeden parametr nesprávný, znamená to, že je třeba prvek vyměnit.

Známky vadné diody

• Pokud je dioda vadná, pak v režimu spojitosti zařízení pípne a v režimu měření odporu ukáže hodnotu blízkou 0, což znamená, že dioda je zkratovaná, to znamená rozbitá.
• Pokud při obou měřeních přístroj ukazuje 1, tedy nekonečně velkou hodnotu, znamená to, že dioda je otevřená.

Diodový most

Stává se, že je potřeba diagnostikovat diodový můstek. Jedná se o sestavu, která se skládá ze 4 polovodičů. Navíc jsou zapojeny tak, že se střídavé napětí mění na stejnosměrné. Princip ověřování je téměř stejný. Důležitým rozlišovacím znakem je, že musíte určit, jak jsou diody v diodovém můstku zapojeny, a zkontrolovat každou diodu v dopředném a zpětném směru.

Závěr

Není těžké diagnostikovat výkon polovodičů v zařízení sami. Je důležité dodržovat postup použití multimetru a přísně dodržovat pokyny. Zároveň však při zahájení testu musíte věnovat pozornost typu prvku, mít představu o tom, jaký by měl být provozní odpor a napětí pro pracovní diodu tohoto typu, a teprve poté provést diagnostiku a vyvození závěrů.

Při používání zařízení ke kontrole stavu diody nebo k jiným účelům musíte při jeho používání dodržovat bezpečnostní opatření. Všechny sondy musí být v dobrém stavu, izolace vodičů musí být neporušená. Pokud se vyskytnou nějaké závady, je vhodné je ihned odstranit, abyste se při měření nezranili. Je také důležité si uvědomit, že každé zařízení má svou vlastní chybu, u levných modelů je velmi velká. A to je důležité vzít v úvahu při provádění kontroly. Výsledek testu a jeho přesnost bude záviset na tom, jak správně jsou provedeny všechny diagnostické kroky. Proto je třeba tomu věnovat náležitou pozornost.

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.