Как на плате проверить диод: Проверка диодов | Fluke

Делаем необычный суперконденсатор для контактной сварки своими руками

Добрый день,

Я покажу и расскажу как я:

1. Сделал суперконденсатор из обычных конденсаторов.

2. Подключил его к контактной сварке.

3. Что из этого вышло.

Интересно?

Вам под кат!

История

Я посмотрел видео от Ака Касьян, где он сделал суперконденсатор на 0,235Ф из 500шт обычных конденсаторов на 470мкФ и скрестил это дело с контактной сваркой и решил повторить конструкцию с изменениями. Решил утроить емкость, применить конденсаторы с твердым электролитом и сделать печатные платы технологичнее.

Размышления

Сознание говорило, что это безумие, а подсознательное — вперёд, делай! 🙂

Для себя поставил условие: если стоимость деталей конструкции не превысит $150CAD, то ей быть.

Мотивация

Собрать суперконденсатор для контактной сварки с большой емкостью и очень маленьким внутренним сопротивлением.

Поделиться опытом сборки с читателями Муськи.

Герой обзора

Конденсатор 1000мкФ 16В в количестве 730шт:

Имеет диаметр точно 8мм и длину точно 12мм, ножки 0,6мм посажены 3,6мм друг от друга.

Снизу, в месте завальцовки диаметр на 0,2мм меньше. Весь корпус лакирован очень прочным лаком:

Один конденсатор с ножками оригинальной длины весит 0,977г. Вид сверху:

Вскрыл один конденсатор:

Всё сухо и чёрно:

Вид с торца:

Попытка развернуть:

Отобрал 10 случайных конденсаторов и с помощью UT181, транзистор-тестера и YR1030 их измерил:

Печатная плата

Вооружился Sprint Layout-ом и за 30минут набросал плату 115х60мм:

На плате помещается 90 конденсаторов и есть два пада для токоведущих шин. Примерка:

Заказал 10 плат, и получил их через 5 дней. Шелк очертания корпуса убрал с целью экономии высоты, оставил только отметку минуса:

Отверстия 0,8мм и металлизированы, Пады под шины сделал 2,2х21,6мм — тоже металлизированы. Пустая плата весит 23,83г:

Безусловно сразу проверил, попал ли в размеры. Попал:

Сборка отдельных плат

Первая набивка была «в воздух»:

Однако вторая и все последующие делал в поролон:

Всего набил 8 плат из 10:

Для пайки сделал вот такой станочек с поролоном:

Одна собранная плата весит 105,21г. Откушенные ноги от 90шт конденсаторов весят 8,4г.

Одна плата имеет внутреннее сопротивление по YR1030 — 0,8мОм:

При сборке одной платы:

* 9 минут занимала расстановка конденсаторов

* 9 минут обрезка ножек

* 5,5 минут нанесение флюса

* 6 минут — пайка.

Итого 4 часа времени.

Сборка конструкции

Купил M2x15mm латунные стоечки:

Купил медные шины:

Предварительно собрал этажерку, используя только по две стоечки по бокам, вставил шины:

Пропаял шины только в первой плате, чтобы закрепить их направление:

После этого разобрал этажерку и используя уже по 5 стоек на плату поплатно припаял все платы к шинам. Паял JBC C470.

Купил вот такую плату контактной сварки:

Собрал это дело:

Не укорачивая шин припаял плату сварки:

Вид на конструкцию спереди:

Что дальше?

Укорочу шины, размещу всё в корпусе с платой сварки и будущей системой зарядки:

Поставлю триггер PD на 20В и Step-down до 12В и лимитом тока в 3А для зарядки конденсатора:

Тест

Купил никелевые ленты на 0,1 на 0,15 и 0,2мм толщиной и 8мм шириной.

Подключил батарею конденсаторов к RD6018 с установленными 15В и 3А.

Начал с самого сложного:

0,2мм прямо в ленту — не взяло:

0,2мм — три удара одним электродом в ленту, а второй неподвижно вне ленты:

0,2мм — отрываю:

0,15мм одна сварка двумя электродами на ленте, другая сварка один на ленте а другой на батарее:

0,15мм — отрываю:

0,1мм одна сварка двумя электродами на ленте, другая сварка один на ленте а другой на батарее:

0,1мм — отрываю:

0,2мм к 0,2мм с одним электродом вне верхней ленты:

0,2мм к 0,2мм — отрываю:

И напоследок — издеваюсь над 2032 и 0,1мм. 12В:

Отрываю 0,1мм от 2032:

Выводы

+Получилось собрать суперконденсатор. Технологично и красиво.

+Мечта аудиофила, особенно автомобильного. Такого низкого внутреннего сопротивления заводские суперкапы не обеспечивают.

+Все сварки абсолютно не перегреты, ввиду очень малой длительности импульса.

+0,1мм и 0,15мм можно варить без всяких опасений, повторяемость 100%.

±0,2мм можно варить, если есть просечки, либо если разносить электроды на разные поверхности.

+Сжечь плату сварки мне не удалось, никак!

-Видимо у других эта плата сгорает в момент когда просаживается напряжение питания и транзисторы падают в линейный режим.

+При сварке 0,1мм и 0,15мм напряжение на конденсаторе не падает ниже 8В и это хорошо, так как запас энергии есть, а варит отлично.

-При сварке 0,2мм напряжение на конденсаторе не падает ниже 7В и это плохо, так как не используется вся энергия конденсаторной батареи, и я изучу что можно сделать, чтобы это исправить. Может запитать логику платы от отдельного источника, который не будет падать?

Всем добра!

Принципы работы диода — Производство печатных плат и сборка печатных плат

Проектирование печатных плат — сложная задача, которую невозможно решить без соответствующих инструментов. Две основные причины — неспособность. Один из них заключается в том, чтобы точно просмотреть конструкцию печатной платы и точно удалить детали. В результате большая часть проектирования печатных плат застревает в процессе проб и ошибок без четкого решения.

Все эти проблемы из-за того, что схемы обнаружения диодов аналоговые от одного прибора. Таким образом, понимание того, как они работают, и применение их в работе является сегодня наиболее важным элементом эффективного проектирования печатных плат.

Это означает, что у проектировщиков нет абсолютного способа найти правильный тип диодной схемы. Поэтому мы должны создать метод, поняв некоторые основные принципы применения диодов.

Первое, что необходимо в нашем процессе, это базовое понимание того, что делает диод.

Что такое диод?

Флеминг открыл диод. История гласит, что он пытался построить радиоприемник. У него были проблемы с работой усилителя. Кроме того, воспроизводимая частота звучала неправильно. Он играл с частями, пока не нашел решение. Дело в том, что изменение направления тока производило звук. Звук был таким сладким и отличался от всего, что он слышал раньше. Это должно быть что-то особенное.

Итак, Флеминг открыл то, что мы теперь знаем как диод (или выпрямитель). Он обнаружил, что определенный вид заряда может течь в одном направлении, говоря простыми словами. Диод был гальванического действия.

Не поймите неправильно — некоторые пытались использовать слово «выпрямитель» неправильно, чтобы обозначить что-то другое. Но это случай «дьявола, знаете ли». Только много лет спустя мы поняли физику диода.

А пока давайте представим себе диод как особый вид резистора. Это резистор, который пропускает ток в одном направлении, но блокирует его в другом. Неважно, какой это диод. Все они работают одинаково, поэтому они по-прежнему идут с символом.

Итак, сказав это, вам может быть интересно, что хорошего может сделать диод. В конце концов, резисторов уже более чем достаточно, и все они довольно дешевы.

Разница в том, как мы их производим. Резистор состоит из металлической проволоки, намотанной на керамическую форму. Мы спаиваем провод с другим проводом, чтобы образовать цепь (т. е. петлю). Когда ток течет по этой цепи, он встречает большее сопротивление. Сопротивление меньше, если оно течет в противоположном направлении, как обнаружил Флеминг.

Ламповые диоды

Вместо проволоки и керамической формы у нас есть двухпроволочные или металлические петли из фольги. Итак, если взять одну петлю, свернуть ее и пропустить через нее ток, можно будет сфокусировать заряд в одной точке. Затем, если вы поместите эту точку рядом с проводом или петлей, ток будет двигаться от металлической проволоки к металлической петле. Это было захватывающее открытие. Это означало, что вы могли собрать ток на металлической петле и провести по многим проводам одновременно.

Итак, вы видите, что диод имеет две петли из металлической фольги. Вы катите или кладете один в другой определенным образом. Есть несколько способов сделать это, и мы объясним их по ходу дела.

Как только вы поместите поток электронов на металлическую петлю, он начнет двигаться от одного конца к другому. Это означало, что вы могли без проблем пропускать ток с одного конца диода на другой. Это похоже на то, что позволяет обычный провод.

Твердотельные диоды

Когда появился диод, все детали были сделаны из проводов, петель и трубок. Когда в игру вступили твердотельные материалы, похоже, произошло то же самое. Напряжение могло проходить в одну сторону, но не в другую.

На самом деле твердотельный диод работает совершенно иначе, чем его предшественник. Они представляют собой два полупроводниковых диода, соединенных между собой металлом. Мы делаем один из материала P-типа, а другой из N-типа. Название не имеет ничего общего с типом металла. Это сокращение от «p» и «n» соответственно, которые являются элементами, из которых состоят эти диоды.

Мы называем их так, потому что они представляют собой p-n переход или полупроводниковый диод.

Суть в том, что мы можем сделать диод из различных материалов. Но определенные формы и формы придают им уникальные свойства.

Этимология

Слово «диод» происходит от греческого слова «два». Конечно, это немного преувеличение, поскольку диод имеет не более одного контура. Двух петель нет. Но в то время это имело смысл, и до сих пор используется для описания основных частей диода.

Сегодня у нас есть много видов диодов. Но, к сожалению, у них много разных названий.

Это потому, что каждое имя описывает конкретную вещь, в зависимости от того, как мы ее делаем. Итак, сначала рассмотрим самые распространенные из них. Затем мы смотрим на похожие, но все же сильно отличающиеся друг от друга.

H как работает диод

Диоды являются одним из основных компонентов электронной схемы. Мы находим их почти в каждом электронном устройстве. Они контролируют ток через определенные цепи. Диоды также могут преобразовывать постоянный ток в переменный. Они также контролируют поток электроэнергии в электродвигателях и динамо-машинах.

Части схемы

Диод представляет собой электрический компонент, состоящий из полупроводникового материала с p-n переходом. Они имеют относительно высокое сопротивление потоку электричества. Отмечаем диод стрелкой, указывающей на протекание тока.

Действие диода влияет на нагрузку или цепь. Нагрузка, в нашем случае, состоит из лампочки. Диод позволяет электричеству течь от положительной стороны к отрицательной. Это происходит, когда вы подключаете его последовательно с нагрузкой, которая может справиться с этой электрической нагрузкой.

Диод — двухэлементный полупроводниковый прибор, состоящий из анода и катода. Диод проводит электричество в направлении стрелки. Однако он не позволит току проходить в направлении изгиба стрелки.

Анод — это положительно заряженная клемма, создающая путь с низким сопротивлением между ним и катодом. Отрицательный заряд катода равномерно распределяется вокруг него. Это позволяет электричеству легко проходить через эту область. Затем он создает путь с низким сопротивлением между ним и анодом.

В U-образной части символа находится отрицательный заряд. Когда ток протекает через эту область, он сталкивается с протяженной областью. Сопротивление ниже, чем если бы оно текло в направлении стрелки. Это создает путь с низким сопротивлением между этими двумя областями. С анодом и катодом с обеих сторон электричество может течь в обоих направлениях.

Диоды плохо пропускают электричество. Вместо этого электричество должно проходить через полупроводниковый материал. Материал формирует диод до тех пор, пока он не переместится на другую сторону. В результате электричество будет переходить от низкого сопротивления к высокому сопротивлению, пока не уравновесится. Мы называем это падением напряжения.

Кремний N-типа

Диод N-типа более доступен, так как его проще и дешевле производить. Кремниевые диоды N-типа также очень распространены в большинстве электронных устройств.

Диод N-типа имеет положительную пластину (анод) и отрицательный катод. В транзисторе NPN мы соединяем базу транзистора с анодом диода. Тогда ток может течь от положительной пластины к отрицательной стороне, но не в другом направлении.

Диод N-типа также известен как анодный диод. Это полупроводниковый прибор, который проводит электричество только в одном направлении. Как и в любом полупроводниковом устройстве, электроны будут течь с достаточным напряжением, чтобы протолкнуть их через материал. В данном случае это кремний.

Мы делаем диод N-типа из кремния, добавляя примеси в газ или металл. Положительная сторона диода (анод) создает путь с низким сопротивлением для протекания тока.

Транзисторы NPN встречаются чаще. Транзисторы PNP необходимы в приложениях, которые нуждаются в выпрямлении.

Кремний P-типа

Более распространены трехвалентные примеси, такие как фосфор, алюминий и титан. Добавляем их в кремний. Эти примеси увеличат количество заряженных носителей в полупроводниковом материале. В результате ток будет течь от отрицательной стороны к положительной, а не наоборот.

Полупроводник P-типа представляет собой катодный диод. Мы также называем его электронным вентилем или выпрямительным диодом. Эти диоды имеют положительную пластину (анод) и отрицательный катод.

Мы изготавливаем диод P-типа из кремния, содержащего примеси газа или металла.

При добавлении бора в Si примеси легче проходят через кремний. Это создает положительный заряд на кусочке кремния. Это побуждает электроны течь в этом направлении. Он также создает путь с низким сопротивлением между пластиной кремния, анодом и катодом.

Электроны могут легко проходить через эту область, когда мы прикладываем напряжение к срезу кремний-бор-кремний. Однако напряжение падает, когда электроны достигают катода. В результате ток недостаточен для протекания в любом направлении. Вместо этого он создает путь с низким сопротивлением между ним и анодом.

Диод P-типа более доступен, так как его проще и дешевле производить.

Мы производим оба типа кремниевых диодов с символами «N» или «P» для целей идентификации.

Типовая характеристика диода

1. Небольшое падение напряжения на диоде: обычно от 0,5 В до 1,5 В на переходе кремний-кремний диода

2. Большой ток: обычно от 100 мкА до 2 мА на кремнии — кремниевый переход диода

3. Низкое сопротивление: обычно менее 10 Ом

4. Избирательно высокое сопротивление в цепи PNPN, где Γ очень велико (обычно 100 МОм), когда температура высокая и низкая, Γ может быть от 0,5 Ом

5. Особая характеристика: низкие омические потери в обратном источнике питания.

Диод может выпрямлять напряжение так же, как выпрямительный вентиль. Но у него есть перевернутая стрелка, чтобы показать, что он подает выход в направлении стрелки. Он также может изолировать цепи отрицательной обратной связи от положительной обратной связи. Они есть в усилителях. Например, положительное напряжение, прикладываемое к одной пластине PNPN-диода, приводит к тому, что другая пластина становится отрицательной. Это полезно в схемах, где присутствует положительная обратная связь. Хорошим примером являются схемы усилителей.

Символ диода показывает катод или символ «К». Линия соединяет его с анодом или символом «А», но не так, чтобы стрелка изгибалась.

Роль диодов

Диоды полезны почти в каждом электронном проекте. Диоды позволяют электричеству течь со стороны P на сторону N, но не со стороны N на сторону P. Когда мы подключаем диод последовательно с нагрузкой при питании цепи, диод пропускает ток. Он протекает, предотвращая обратный поток тока. Это позволяет одному источнику питания питать цепь. Тем не менее, он останавливает обратный поток электроэнергии, если происходит перебой в подаче электроэнергии.

1. Выпрямление

Диоды используются в преобразователях переменного тока в постоянный, источниках питания и выпрямителях. Они преобразуют переменный ток в постоянный. Направление тока всегда меняется, когда электричество представляет собой переменный ток. Диоды Soo могут поддерживать постоянный ток при изменении напряжения. Кроме того, диоды обладают свойством пропускать ток только в одном направлении. Таким образом, если переменный ток проходит через нагрузку в одном направлении, диод предотвращает протекание электричества в другом направлении. Это то, что мы называем исправлением.

2. Обнаружение радиоволн

Диоды могут обнаруживать радиосигналы. Плата Rayming и сборка  поместите диод последовательно со схемой приемника и настройте его на частоту, которую мы хотели бы получать. Когда антенна принимает радиоволну, она проходит через диод. Это позволяет току течь только в одном направлении. Затем этот ток создает напряжение во всей цепи приемника. Приемник может изменить это напряжение при наличии звуковых волн. Это то, что мы называем обнаружением.

3. Контроль напряжения

Диоды часто используются для контроля напряжения в цепях. Например, мы подключаем высоковольтную батарею к цепи. Если вы несколько раз включите или выключите переключатель схемы, он будет заряжать и разряжать аккумулятор. Мы называем это пульсацией, обусловливающей напряжение в цепи. Диоды, используемые в этом процессе, являются бистабильными диодами. Питаем этот диод от аккумулятора через резистор и диодный мост. Диод, пропускающий ток только в одном направлении, представляет собой NPN или PNPN (для положительного-отрицательного). В качестве усилителя используем PNPN или NPN. Это потому, что мы можем сделать его усиление высоким, используя транзистор. Усиливаем напряжение на его переходе коллектор-эмиттер.

4. Преобразование тока

Диоды могут преобразовывать ток из одной формы в другую. Например, мы последовательно подключаем диоды к входу и выходу преобразователя постоянного тока. Они преобразуют больший ток в малый ток. Диоды преобразуют переменный ток в постоянный с помощью схемы выпрямителя. Когда мы не подаем напряжение извне, оно заряжает конденсатор переменным током, протекающим от источника переменного тока к конденсатору и земле. Когда напряжение на конденсаторе достигает критического значения, включается диод. Ток не может проходить между ними, потому что диод в это время смещен в обратном направлении. Это генерирует отрицательный импульс в момент начала проводимости.

Типы диодов

Мы классифицируем диоды в зависимости от их функции в цепи:

1. Стабилитрон

Стабилитроны могут управлять напряжением в цепи. Мы помещаем его последовательно с нагрузкой и подключаем его анод к отрицательной клемме цепи. Зенеровский диод имеет две клеммы, называемые катодом и анодом. Он действует как короткое замыкание, когда приложенное напряжение превышает его прямое падение напряжения. Диод, используемый для подачи напряжения на цепь, подобную светодиоду, является диодом-стабилизатором.

2. Светодиод

Светодиод (LED) преобразует ток в оптический сигнал. Он имеет две функции в одном корпусе:

а. Светодиод может излучать свет, когда через него протекает прямой ток b. Его обратное сопротивление очень велико.

Типичное применение этого феномена светодиодов — цифровые часы. Светодиоды полезны в качестве цифровых дисплеев из-за их низкого энергопотребления и длительного срока службы. Мы называем диод, в котором переход излучает свет, лазерным диодом или светоизлучающим диодом.

3. Диод Шоттки

Этот специальный диод предотвращает коррозию при помещении в раствор электролита. Хорошим примером является диэлектрический материал электролитического конденсатора. Шоттки обычно используется для поддержания постоянной диэлектрической емкости. Хорошим примером являются радиосхемы, в которых емкостная нагрузка меняется из-за изменения напряжения и частоты источника питания. Это диод, изготовленный путем соединения металла с полупроводником. Металл собирает носители заряда, когда они пытаются течь обратно через диодный переход. В результате металл обедняется носителями заряда. Это потому, что в нем нет примесей. Таким образом, через него не могут протекать электроны, как через обычную диодную структуру.

4. Диод Эсаки

Диод Эсаки — это туннельный диод, изобретенный в 1960-х годах Лео Эсаки. Это позволяет току течь вперед и назад между двумя точками. Например, от катода к аноду и от анода к катоду. Диод Эсаки пропускает ток благодаря эффекту квантового туннелирования. Он также известен как диод с расщепленным переходом. Функция диода Эсаки аналогична диоду Зенера. Они позволяют зарядам течь только в одном направлении и обычно используются для регулирования напряжения.

5. Переключающий диод

Если диод не выдерживает высоких напряжений и токов, переключающий диод может переключать ток между двумя точками. Переключающий диод — это диод особого типа, используемый для прерывания тока без повреждения защищаемых им устройств. Эти диоды полезны в схемах, управляющих электродвигателями и преобразователями переменного тока в постоянный.

6. Германиевые диоды

Германиевые диоды используются в высоковольтных устройствах и выпрямителях. В приложениях с очень высоким напряжением германиевые диоды необходимы в качестве выпрямителей. Германиевые диоды излучают свет, когда через них протекает прямой ток. Поэтому их часто используют для обозначения слишком высокого напряжения. Мы часто используем их для обнаружения волновых форм, таких как радиосигналы и напряжение генератора.

7. Кремниевые диоды

Кремниевые диоды могут преобразовывать переменный ток в постоянный. Они являются источником тока, который не проводится мгновенно из одной точки в другую. Однако в течение короткого времени он течет с реальной текущей скоростью. Кремниевые диоды полезны для выпрямления высоковольтных токов переменного тока и измерения переменного напряжения. Они также выполняют преобразование частоты в радиосхемах.

8. Туннельный диод

Туннельный диод пропускает ток от анода к катоду даже при небольшом прямом падении напряжения. Прямой ток туннельного диода линейно увеличивается с ростом напряжения.

Как проверить диод

Существует множество способов проверки диода. Одним из самых простых тестов является измерение его пропускной способности по току. По шкале сопротивления измеряем мультиметром. Настраиваем его на измерение сопротивления в омах по шкале «сопротивление». Обязательно поместите черный грифель на анод, а красный грифель на катод для этого теста.

Если у вас есть принципиальная схема, сверьтесь с ней, чтобы подключить два провода для правильной проводки.

Процесс

Запустите измеритель, нажав кнопку «Ом» и настроив его на измерение сопротивления в омах. Затем измерьте обе стороны диода, используя один провод при 160 В переменного тока и 1000 мкА. Это чуть более 10 вольт и 10 миллиампер. Также мы можем проверить диод лампочкой. Мы называем это «быстрым тестом». Лампочка должна ярко мигать при последовательном подключении диода. Затем вы должны подключить анод к положительной клемме вашего мультиметра. Затем подключите катод (отрицательная сторона) к отрицательной клемме мультиметра.

Еще одним тестом диода является измерение падения напряжения. Опять же, мы должны использовать шкалу вольт мультиметра для расчета падения напряжения между анодом и катодом диода. Теперь присоедините измерительные провода к разным точкам на двух клеммах, или вы можете использовать отдельные провода. Затем измерьте шкалу вольт мультиметра в различных точках между двумя клеммами. Он находится в диапазоне от 0 В переменного тока до +25 В переменного тока и от -25 В переменного тока до +25 В переменного тока с шагом 10 вольт.

Между точками отметьте количество вольт, падающих на диод. Выбрав на мультиметре режим «диод» или «вольт», также измерьте между одним из измерительных проводов и каждой клеммой в отдельности. Напряжение, измеренное здесь, должно быть равно нулю, если ваш измеритель имеет правильную проводку. Если это не ноль, вы либо получили ложный нуль от своего измерителя, либо не применили правильную полярность к своему измерителю. Предположим , что вы применили неправильную полярность, что маловероятно, отсоедините отведения и переустановите их, соблюдая правильную полярность. Если вы можете прочитать ноль в некоторых точках между 0 и +25 В переменного тока, но не в других, вы допустили ошибку при подключении проводов или применении измерительных проводов.

Заключение

В заключение, диоды — это электрические компоненты, единственной функцией которых является обеспечение протекания тока в одном направлении. Мы используем их во многих электронных схемах, от блокировки скачков напряжения до включения и выключения света. Таким образом, диоды полезны в микропроцессорах и других компьютерных чипах, таких как те, что управляют нашими телевизорами. Зная, как они работают и какие типы диодов используются, мы можем более эффективно использовать их в наших электронных конструкциях.

Как проверить диод

Диод представляет собой полупроводниковый прибор с двумя выводами, образованный двумя легированными областями кремния, разделенными PN-переходом. В этом посте вы узнаете о тестировании диода с помощью мультиметра.

Содержание

• 1 Как определить положительный и отрицательный выводы диода с помощью функции омметра
• 2 Функция проверки диода
• 3 Проверка диода с помощью вольтметра, батареи и резистора
• 4 Резюме

Как определить положительную и отрицательную клеммы диода с помощью функции омметра

Способность определять полярность (катод или анод) и основные функции диода является очень важным навыком для любителя электроники или технического специалиста. Поскольку мы знаем, что диод, по сути, представляет собой не что иное, как односторонний клапан для электричества, имеет смысл проверить его односторонний характер с помощью омметра постоянного тока (работающего от батареи), как показано на рисунке ниже. При одностороннем подключении к диоду измеритель должен показывать очень низкое сопротивление в точке (а). При обратном подключении к диоду он должен показывать очень высокое сопротивление в точке (b) («OL» на некоторых моделях цифровых счетчиков).

Определение полярности диода: (a) Низкое сопротивление указывает на прямое смещение, черный провод является катодом, а красный анодом (для большинства счетчиков) (b) Обратные выводы показывают высокое сопротивление, указывающее на обратное смещение

диод является катодом, а какой анодом, вы должны точно знать, какой щуп измерителя положительный (+), а какой отрицательный (-) при установке на функцию «сопротивление» или «Ом». В большинстве цифровых мультиметров, которые я видел, красный щуп становится положительным, а черный — отрицательным, когда он настроен на измерение сопротивления, в соответствии со стандартным соглашением о цветовом кодировании электроники. Однако это не гарантируется для всех счетчиков. Многие аналоговые мультиметры, например, на самом деле делают свои черные выводы положительными (+), а красные отрицательными (-) при переключении на функцию «сопротивление», потому что таким образом его проще изготовить!

Проблема с использованием омметра для проверки диода заключается в том, что полученные показания имеют только качественное, а не количественное значение. Другими словами, омметр только говорит вам, как проходит диод; индикация низкого значения сопротивления, полученная при проведении, бесполезна. Если омметр показывает значение «1,73 Ом» при прямом смещении диода, эта цифра 1,73 Ом не представляет никакой реальной величины, полезной для нас как техников или проектировщиков схем. Он не представляет ни прямое падение напряжения, ни какое-либо «объемное» сопротивление в полупроводниковом материале самого диода, а скорее является показателем, зависящим от обеих величин, и будет существенно различаться в зависимости от конкретного омметра, используемого для снятия показаний.

Функция проверки диода

Некоторые производители цифровых мультиметров оснащают свои измерители специальной функцией «проверки диода», которая отображает фактическое прямое падение напряжения на диоде в вольтах, а не значение «сопротивления» в омах. Эти измерители работают, пропуская небольшой ток через диод и измеряя падение напряжения между двумя измерительными проводами.

Показание прямого напряжения, полученное с помощью такого измерителя, обычно будет меньше «нормального» падения 0,7 вольта для кремния и 0,3 вольта для германия, потому что ток, обеспечиваемый измерителем, имеет тривиальные пропорции.

Проверка диода с помощью вольтметра, батареи и резистора

Если мультиметр с функцией проверки диодов недоступен или вы хотите измерить прямое падение напряжения на диоде при каком-то нетривиальном токе, схема на рисунке ниже может быть сконструирован с использованием батареи, резистора и вольтметра

При обратном подключении диода к этой испытательной схеме просто вольтметр будет показывать полное напряжение батареи.

Если бы эта схема была разработана для обеспечения постоянного или почти постоянного тока через диод, несмотря на изменения прямого падения напряжения, ее можно было бы использовать в качестве основы прибора для измерения температуры, при этом напряжение, измеренное на диоде, было бы обратно пропорционально диоду температура соединения. Конечно, ток диода должен быть сведен к минимуму, чтобы избежать самонагрева (диод рассеивает значительное количество тепловой энергии), что может помешать измерению температуры.

Имейте в виду, что некоторые цифровые мультиметры, оснащенные функцией «проверки диодов», могут выдавать очень низкое тестовое напряжение (менее 0,3 В) при настройке на обычную функцию «сопротивления» (Ом): слишком низкое, чтобы полностью разрушить область истощения узел ПН. Философия здесь заключается в том, что функция «проверка диода» должна использоваться для тестирования полупроводниковых устройств, а функция «сопротивление» — для всего остального. Используя очень низкое испытательное напряжение для измерения сопротивления, техническому специалисту легче измерить сопротивление неполупроводниковых компонентов, подключенных к полупроводниковым компонентам, поскольку соединения полупроводниковых компонентов не будут смещены в прямом направлении при таких низких напряжениях.

Рассмотрим пример резистора и диода, соединенных параллельно и припаянных на печатной плате. Обычно перед измерением его сопротивления пришлось бы выпаивать резистор из схемы (отсоединять его от всех остальных компонентов), иначе любые параллельно соединенные компоненты повлияли бы на получаемые показания. При использовании мультиметра, который выдает очень низкое тестовое напряжение на щупы в режиме функции «сопротивление», на PN-переход диода не будет подано достаточное напряжение, чтобы стать смещенным в прямом направлении, и будет пропускать только незначительный ток. Следовательно, измеритель «видит» диод как обрыв (прозвонки нет) и регистрирует только сопротивление резистора. (Рисунок ниже)

Омметр с низким испытательным напряжением (<0,7 В) не видит диоды, что позволяет измерять параллельные резисторы

Если бы такой омметр использовался для проверки диода, он показал бы очень высокое сопротивление (много мегаом) даже если он подключен к диоду в «правильном» (прямом) направлении. (Рисунок ниже)

Сила обратного напряжения диода не так легко проверить, потому что превышение PIV нормального диода обычно приводит к разрушению диода. Однако специальные типы диодов, предназначенные для «пробоя» в режиме обратного смещения без повреждения (называемые стабилитронами), которые тестируются с одной и той же цепью источника напряжения/резистора/вольтметра, при условии, что источник напряжения имеет высокое достаточное значение, чтобы заставить диод перейти в область пробоя. Подробнее на эту тему в одном из следующих разделов этой главы.

Резюме

• Для качественной проверки работы диода можно использовать омметр. Должно быть низкое сопротивление, измеренное в одном направлении, и очень высокое сопротивление, измеренное в другом. При использовании для этой цели омметра убедитесь, что вы знаете, какой щуп положительный, а какой отрицательный! Фактическая полярность может не соответствовать цветам проводов, как можно было бы ожидать, в зависимости от конкретной конструкции измерителя.