Как проверить качество диода Шоттки мультиметром
(1) Определите с помощью стрелочного мультиметра. Поместите мультиметр в блок «R × 1» для обнаружения, черный щуп подключается к положительному электроду, а красный щуп подключается к отрицательному электроду. В нормальном состоянии значение прямого сопротивления составляет 2,5–3,5 Ом, а значение обратного сопротивления бесконечно. Если измеренные значения прямого и обратного сопротивлений равны бесконечности или близки к 0, это означает, что диод Шоттки был открыт или поврежден пробоем.
(2) Обнаружение с помощью цифрового мультиметра
Поместите мультиметр в блок диодов и измерьте значения прямого и обратного сопротивления двухконтактного диода Шоттки. В нормальном состоянии его значение прямого сопротивления (красный измерительный провод подключен к положительному полюсу) составляет 2,5-3,5 Ом, а значение обратного сопротивления бесконечно. Если измеренные значения прямого и обратного сопротивления равны бесконечности или близки к 0, это означает, что диод Шоттки был открыт или поврежден пробоем, как показано на рисунке 5-44.
2. Обнаружение трехвыводных диодов Шоттки
Диод Шоттки с тремя выводами должен сначала измерить его общий вывод, чтобы определить, является ли он общим катодом и лампой или общим анодом и лампой, а затем измерить значения прямого и обратного сопротивления двух диодов соответственно. Теперь возьмем испытание двух диодов Шоттки с общим катодом и общим анодом в качестве примера, чтобы проиллюстрировать конкретный метод обнаружения. Штыри помечены цифрами 1, 2 и 3 соответственно, а мультиметр находится в положении «R×1». Выполните следующий трехэтапный тест:
(1) Измерьте значения прямого и обратного сопротивления контактов 1 и 3. Если оно бесконечно, это означает, что эти два электрода не имеют однонаправленной проводимости.
(2) Подсоедините черный щуп к контакту 1, а красный щуп к контакту 2. Если измеренное значение сопротивления особенно низкое, поменяйте местами красный и черный щупы для измерения. Если измеренное значение сопротивления составляет 2,5~3,5 Ом, то обратите внимание на 2. Первый контакт имеет однонаправленную характеристику проводимости, второй контакт положительный, а первый отрицательный.
(3) Подсоедините черный щуп к контакту 3, а красный щуп к контакту 2. Если измеренное значение сопротивления бесконечно, замените красный и черный щупы для измерения. Если измеренное значение сопротивления составляет 2,5 ~ 3,5 Ом, это означает, что 2, 3 контакта имеют однонаправленные характеристики проводимости, 2 контакта положительные, а 3 контакта отрицательные.
По приведенным выше результатам трехступенчатого измерения можно сделать вывод, что тестируемый диод Шоттки представляет собой лампу с общей анодной парой, в которой вывод 2 является общим анодом, а выводы 1 и 3 — двумя катодами. Наоборот, это обычная катодная пара.
Что такое диод Шоттки, его характеристики и способ проверки мультиметром
Развитие электроники требует все более высоких стандартов от радиодеталей. Для работы на высоких частотах используют диод Шоттки, который по своим параметрам превосходит кремниевые аналоги. Иногда можно встретить название диод с барьером Шоттки, что в принципе означает то же самое.
Содержание скрыть
Конструкция
Отличается диод Шоттки от обыкновенных диодов своей конструкцией, в которой используется металл-полупроводник, а не p-n переход. Понятно, что свойства здесь разные, а значит, и характеристики тоже должны отличаться.
Действительно, металл-полупроводник обладает такими параметрами:
- Имеет большое значение тока утечки,
- Невысокое падение напряжения на переходе при прямом включении,
- Восстанавливает заряд очень быстро, так как имеет низкое его значение.
Диод Шоттки изготавливается из таких материалов, как арсенид галлия, кремний, намного реже, но также может использоваться – германий. Выбор материала зависит от свойств, которые нужно получить, однако в любом случае максимальное обратное напряжение, на которое могут изготавливаться данные полупроводники, не выше 1200 вольт – это самые высоковольтные выпрямители. На практике же намного чаще их используют при более низком напряжении – 3, 5, 10 вольт.
На принципиальной схеме диод Шоттки обозначается таким образом:
Но иногда можно увидеть и такое обозначение:
Это означает сдвоенный элемент: два диода в одном корпусе с общим анодом или катодом, поэтому элемент имеет три вывода. В блоках питания используют такие конструкции с общим катодом, их удобно использовать в схемах выпрямителей. Часто на схемах рисуется маркировка обычного диода, но в описании указывается, что это Шоттки, поэтому нужно быть внимательными.
Диодные сборки с барьером Шоттки выпускаются трех типов:
1 тип – с общим катодом,
2 тип – с общим анодом,
3 тип – по схеме удвоения.
Такое соединение помогает увеличить надежность элемента: ведь находясь в одном корпусе, они имеют одинаковый температурный режим, что важно, если нужны мощные выпрямители, например, на 10 ампер.
Но есть и минусы. Все дело в том, что малое падение напряжения (0,2–0,4 в) у таких диодов проявляется на небольших напряжениях, как правило – 50–60 вольт. При более высоком значении они ведут себя как обычные диоды. Зато по току эта схема показывает очень хорошие результаты, ведь часто бывает необходимо – особенно в силовых цепях, модулях питания – чтобы рабочий ток полупроводников был не ниже 10а.
Еще один главный недостаток: для этих приборов нельзя превышать обратный ток даже на мгновение. Они тут же выходят из строя, в то время как кремниевые диоды, если не была превышена их температура, восстанавливают свои свойства.
Но положительного все-таки больше. Кроме низкого падения напряжения, диод Шоттки имеет низкое значение емкости перехода. Как известно: ниже емкость – выше частота. Такой диод нашел применение в импульсных блоках питания, выпрямителях и других схемах, с частотами в несколько сотен килогерц.
Вольтамперная характеристика светодиода (ВАХ)
ВАХ такого диода имеет несимметричный вид. Когда приложено прямое напряжение, видно, что ток растет по экспоненте, а при обратном – ток от напряжения не зависит.
Все это объясняется, если знать, что принцип работы этого полупроводника основан на движении основных носителей – электронов. По этой же самой причине эти приборы и являются такими быстродействующими: у них отсутствуют рекомбинационные процессы, свойственные приборам с p-n переходами. Для всех приборов, имеющих барьерную структуру, свойственна несимметричность ВАХ, ведь именно количеством носителей электрического заряда обусловлена зависимость тока от напряжения.
Миниатюризация
С развитием микроэлектроники стали широко применяться специальные микросхемы, однокристальные микропроцессоры. Все это не исключает использования навесных элементов. Однако если для этой цели использовать радиоэлементы обычных размеров, то это сведет на нет всю идею миниатюризации в целом. Поэтому были разработаны бескорпусные элементы – smd компоненты, которые в 10 и более раз меньше обычных деталей. ВАХ таких компонентов ничем не отличается от ВАХ обычных приборов, а их уменьшенные размеры позволяют использовать такие запчасти в различных микросборках.
Компоненты smd имеют несколько типоразмеров. Для ручной пайки подходят smd размера 1206. Они имеют размер 3,2 на 1,6 мм, что позволяет их впаивать самостоятельно. Другие элементы smd более миниатюрные, собираются на заводе специальным оборудованием, и самому, в домашних условиях, их паять невозможно.
Принцип работы smd компонента также не отличается от его большого аналога, и если, к примеру, рассматривать ВАХ диода, то она в одинаковой степени будет подходить для полупроводников любого размера. По току изготавливаются от 1 до 10 ампер. Маркировка на корпусе часто состоит из цифрового кода, расшифровка которого приводится в специальных таблицах. Протестировать на пригодность их можно тестером, как и большие аналоги.
Использование на практике
Выпрямители Шоттки используется в импульсных блоках питания, стабилизаторах напряжения, импульсных выпрямителях. Самыми требовательными по току – 10а и более – это напряжения 3,3 и 5 вольт. Именно в таких цепях вторичного питания приборы Шоттки используют чаще всего. Для усиления значений по току их включают вместе по схеме с общим анодом или катодом. Если каждый из сдвоенных диодов будет на 10 ампер, то получится значительный запас прочности.
Одна из самых частых неисправностей импульсных модулей питания – выход из строя этих самых диодов. Как правило, они либо полностью пробиваются, либо дают утечку. В обоих случаях неисправный диод нужно заменить, после чего проверить мультиметром силовые транзисторы, а также замерить напряжения питания.
Тестирование и взаимозаменяемость
Проверить выпрямители Шоттки можно так же, как и обычные полупроводники, так как они имеют похожие характеристики. Мультиметром необходимо прозвонить его в обе стороны – он должен показать себя так же, как и обычный диод: анод-катод, при этом утечек быть не должно. Если он показывает даже незначительное сопротивление – 2–10 килоом, это уже повод для подозрений.
Проверка диода Шоттки мультиметром
Диод с общим анодом или катодом можно проверить как два обычных полупроводника, соединенных вместе. Например, если анод общий, то это будет одна ножка из трех. На анод ставим один щуп тестера, другие ножки – это разные диоды, на них ставится другой щуп.
Можно ли его заменить на другой тип? В некоторых случаях диоды Шоттки меняют на обычные германиевые. К примеру, Д305 при токе 10 ампер давал падение всего 0,3 вольта, а при токах 2–3 ампера их вообще можно ставить без радиаторов. Но главная цель установки Шоттки – это не малое падение, а низкая емкость, поэтому заменить получится не всегда.
Как видим, электроника не стоит на месте, и дальнейшие варианты применения быстродействующих приборов будет только увеличиваться, давая возможность разрабатывать новые, более сложные системы.
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 Vf), 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 (Iобр). 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 (Vf)) можно ориентировочно судить о типе диода и материале из которого он изготовлен.
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.
Как проверить диод Шоттки мультиметром
Приветствую. Диоды Шоттки благодаря своему быстродействию зачастую используются в импульсных стабилизаторах, а также в выпрямителях блоках питания ПК. Проверка на исправность диода Шоттки ничем особо не отличается от проверки самого обычного диода, она проводиться по единому принципу.
Единственным моментом будет, который нужно учесть, что диоды Шоттки, используемые в хороших и качественных блоках питания зачастую встречаются сдвоенными в общий корпус и имеют общий катод. И так, сегодня мы расскажем вам, как проверить диод Шоттки мультиметром и выявить все его дефекты?
Как проверить диод Шоттки мультиметром?
Для наглядности мы, проведем небольшую проверку диода Шоттки SBL3045PT. Этот диод от блока питания ПК, рассчитан производителем до 45 В, 30 А. (т.е. по 15 А на каждый диод).
При использовании сдвоенных подобных диодов в выпрямителях необходимо учитывать этот момент, что производитель часто указывает ток на сборку целиком, а не на каждый диод в сборке.
Схематическая проверка сдвоенного диода Шоттки с общим катодом изображена ниже.
Мы видим, что поочередно необходимо проверить каждый из двух диодов.
Наглядно продемонстрируем как проверить диод Шоттки мультиметром?
Важно! При проверке диода можно и важно найти дефекты не только обрыв или пробой. Необходимо пытаться учитывать такой неприятный дефект, как небольшая «утечка».
Если мы производили проверку мультиметром с режимом «диод», и выявили вполне рабочий элемент, но у нас есть подозрение подобную на утечку, тогда необходимо попробовать измерять обратное сопротивление диода, предварительно включив на мультиметре режим омметра. На диапазоне «20 кОм» мультиметр должен показывать обратное сопротивление диода как бесконечно большое. Но если тестер показывает даже небольшое сопротивление, например, около 2—3 кОм, тогда к такому диоду необходимо относиться с большим подозрением и лучше сразу заменить новым.
Одним из самых больших недостатков у диодов Шоттки является то, что они моментально выходят из строя при превышении допустимого напряжения. Учитывая все моменты при самостоятельном ремонте импульсных блоков питания, в случае обнаружения дефектных диодов и после их замены, сразу же необходимо проверять на исправность все силовые транзисторы.
Если вам нравиться изложенный материал, предлагаю подписаться на уведомления в Вконтакте и Одноклассниках, что бы не пропустить новые материалы. Так же можете подписаться на обновления по электронной почте в колонке справа.
С ув. Эдуард
Источник http://diodnik.com/
- Виды и спецификации мультиметров. Приборы Ц43
- Интерьер в стиле ретро: практические советы по созданию атмосферы прошлого
- О размерах и формах конвекторов
- Муфта кабельная концевая: ключевой элемент в кабельных системах
- Озеленение территории: создание зеленых пространств для устойчивого развития