Диод сопротивление: Проверка диодов

Содержание

Проверка диодов мультиметром

Добавлено 3 февраля 2017 в 21:10

И для любителей, и для профессионалов электроники очень важным умением является способность определить полярность (где катод, а где анод) и работоспособность диода. Так как мы знаем, что диод, по сути, является не более, чем односторонним клапаном для электричества, то вероятно, мы можем проверить его однонаправленный характер с помощью омметра, измеряющего сопротивление по постоянному току (питающегося от батареи), как показано на рисунке ниже. При подключении диода одним способом мультиметр должен показать очень низкое сопротивление на рисунке (a). При подключении диода другим способом мультиметр должен показать очень большое сопротивление на рисунке (b) (некоторые модели цифровых мультиметров в этом случае показывают «OL»).

Определение полярности диода: (a) Низкое сопротивление указывает на прямое смещение, черный щуп подключен к катоду, а красный – к аноду. (b) Перемена щупов местами показывает высокое сопротивление, указывающее на обратное смещение.

Конечно, чтобы определить, какое вывод диода является катодом, а какой – анодом, вы должны точно знать, какой вывод мультиметра является положительным (+), а какой – отрицательным (-), когда на нем выбран режим «сопротивление» или «Ω». В большинстве цифровых мультиметров, которые я видел, красный вывод используется, как положительный, а черный, как отрицательный, в соответствии с соглашением о цветовой маркировке электроники.

Одна из проблем использования омметра для проверки диода заключается в том, что мы имеем только качественное значение, а не количественное. Другими словами, омметр говорит вам, только в каком направлении диод проводит ток; полученное при измерении низкое значение сопротивления бесполезно. Если омметр показывает значение «1,73 ома» при прямом смещении диода, то число 1,7 Ом не представляет для нас, как для техников или разработчиков схем, никакой реально полезной количественной оценки. Оно не представляет собой ни прямое падение напряжения, ни величину сопротивления материала полупроводника самого диода; это число скорее зависит от обеих величин и будет изменяться в зависимости от конкретного омметра, используемого для измерения.

По этой причини, некоторые производители цифровых мультиметров оснащают свои измерительные приборы специальной функцией «проверка диода», которая показывает реальное прямое падение напряжения на диоде в вольтах, а не значение «сопротивления» в омах. Эти измерительные приборы работают, пропуская через диод небольшой ток и измеряя падение напряжения между двумя измерительными щупами (рисунок ниже).

Мультиметр с функцией «Проверка диода», вместо низкого сопротивления, показывает прямое падение напряжения 0,548 вольт.

Показание прямого напряжения, полученное таким образом с помощью мультиметра обычно меньше, чем «нормальное» падение в 0,7 вольта для кремниевых диодов и 0,3 вольта для германиевых диодов, так как ток, обеспечиваемый измерительным прибором, довольно мал. Если у вас нет мультиметра с функцией проверки диодов, или вы хотели бы измерить прямое падение напряжения на диоде при другом токе, то можно собрать схему из батареи, резистора и вольтметра.

Измерение прямого напряжения диода с помощью мультиметра без функции «проверка диода»: (a) Принципиальная схема. (b) Схема соединений

Подключение диода в этой тестовой схеме в обратном направлении просто приведет к тому, что вольтметр покажет полное напряжение батареи.

Если эта схема была разработана для обеспечения протекания через диод тока постоянной (или почти) величины, несмотря на изменения прямого падения напряжения, то она может быть использована в качестве основы для инструмента, измеряющего температуру: измеренное на диоде напряжение будет обратно пропорционально температуре перехода диода. Конечно, ток через диод должен быть минимален, чтобы самонагревания (значительного количества рассеиваемой диодом мощности), которое могло бы помешать измерению температуры.

Помните, что некоторые цифровые мультиметры, оснащенные функцией «проверка диода», при работе в обычном режиме «сопротивление» (Ω) могут выдавать очень низкое тестовое напряжение (менее 0,3 вольт), слишком низкое для полного схлопывания (сжатия) обедненной области PN перехода. Суть в том, что тестирования полупроводниковых приборов здесь должна использоваться функция «проверка диода», а функция «сопротивления» – для всего остального. Использование очень низкого тестового напряжения для измерения сопротивления облегчает процесс измерения сопротивления неполупроводниковых компонентов, подключенных к полупроводниковым компонентам, так как переходы полупроводникового компонента не будут смещены такими низкими напряжениями в прямом направлении.

Рассмотрим пример резистора и диода, соединенных параллельно и припаянных к печатной плате. Как правило, перед измерением сопротивления резистора необходимо было бы выпаять его из схемы (отсоединить резистор от остальных компонентов), в противном случае любые параллельно подключенные компоненты будут влиять на полученные показания. При использовании мультиметра, который выдает на щупы очень низкое тестовое напряжение в режиме «сопротивление», на PN переход диода не будет подано напряжение, достаточное для того, чтобы он был смещен в прямом направлении, и, следовательно, диод будет пропускать незначительный ток. Следовательно, измерительный прибор «видит» диод, как разрыв, и показывает сопротивление только резистора (рисунок ниже).

Омметр, оснащенный очень низким тестовым напряжением (< 0,7 В), не видит диодов, что позволяет ему измерять параллельно подключенные к диоду резисторы.

Если использовать такой омметр для проверки диода, он покажет очень высокое сопротивление (много мегаом), даже если подключить диод в «правильном» (для прямого смещения) направлении (рисунок ниже).

Омметр, оснащенный очень низким тестовым напряжением, слишком низким для прямого смещения диодов, не видит диодов.

Величина обратного напряжения диода измеряется не так легко, так как превышение обратного напряжения на обычном диоде приводит к его разрушению. Хотя существуют специальные типы диодов, разработанные для «пробоя» в режиме обратного смещения без повреждения диода (так называемые стабилитроны), которые тестируются в той же схеме источник/резистор/вольтметр при условии, что источник напряжения обеспечивает величину напряжения, достаточную для перехода диода в область пробоя. Более подробную информацию об этом читайте в одной из следующих статей этой главы.

Подведем итоги

Омметр может быть использован для качественной оценки работоспособности диода. При подключении диода в одном направлении должно получено низкое сопротивление, а подключении в другом направлении – очень высокое сопротивление. При использовании для этой цели омметра, убедитесь, что знаете, какой из тестовых щупов положительный, а какой отрицательный!
Некоторые мультиметры имеют функцию «проверка диода», которая отображает фактическое прямое напряжение диода, когда он проводит ток. Такие измерительные приборы обычно показывают слегка заниженное значение прямого напряжения, по сравнению с «номинальным» значением, из-за очень маленькой величины тока, используемой для проверки.

Оригинал статьи:

Meter Check of a Diode

Как проверить диод? Всё, что необходимо об этом знать.

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 V_f), 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 (I_обр). 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 (V_f)) можно ориентировочно судить о типе диода и материале из которого он изготовлен.

Вот небольшая подборка, составленная из конкретных диодов и соответствующих им величин V_f, которые были получены при их тестировании мультиметром. Все диоды были предварительно проверены на исправность.

Марка диода	Измеренное пороговое напряжение, мВ (mV)	Тип диода, материал полупроводника
1N5822	167	выпрямительный диод Шоттки
1N5819	200	выпрямительный диод Шоттки
RU4	419	быстрый выпрямительный диод
Д20	358	точечный германиевый диод
Д9	400	точечный германиевый диод
2Д106А	559	диффузионный кремниевый диод
Д104	717	точечный кремниевый диод

Как видим, наименьшее падение напряжения на переходе (V_f) у диодов Шоттки 1N5822 и 1N5819. Это отличительная черта всех диодов на основе перехода металл-полупроводник (барьера Шоттки).

При прямом протекании тока через их переход (барьер Шоттки), на нём падает очень малое напряжение. Сказать проще – диод практически не оказывает никакого сопротивления протекающему току и не расходует драгоценные ватты. Противоположенная ситуация у кремниевых диодов. Прямое падение напряжения у них, как правило, не меньше 0,5 вольт, а то и больше. Кремниевые диоды и диоды с барьером Шоттки очень активно используются для выпрямления переменного тока. Например, в составе диодного моста.

Германиевые диоды имеют прямое падение напряжения равное 300 – 400 милливольт. Например, проверенный нами точечный германиевый диод Д9, который ранее применялся в качестве детектора в радиоприёмниках, имеет пороговое напряжение около 400 милливольт.

Диоды Шоттки имеют V_f в районе 100 – 250 mV;
У германиевых диодов V_f, как правило, равно 300 – 400 mV;
Кремниевые диоды имеют самое большое падение напряжения на переходе равное 400 – 1000 mV.

Таким образом, с помощью описанной методики можно не только определить исправность диода, но и ориентировочно узнать, из какого материала и по какой технологии он изготовлен. Определить это можно по величине V_f.

Возможно, после прочтения данной методики у вас появится вопрос: «А как же проверить диодный мост?» На самом деле, очень просто. Об этом я уже рассказывал здесь.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Герметичные аккумуляторы.
Как правильно соединять батарейки?
Температурные реле KSD.

Сопротивление диода — Статическое, динамическое и обратное сопротивление

А
р-н
переходной диод пропускает электрический ток через один
направлении и блокирует электрический ток в другом направлении.
Он пропускает электрический ток, когда он смещен в прямом направлении и
блокирует электрический ток при обратном смещении. Однако,
ни один диод полностью не пропускает электрический ток даже в прямом направлении
предвзятое состояние.

истощение
область, присутствующая в диоде, действует как барьер для
электрический ток. Следовательно, он оказывает сопротивление
электрический ток. Кроме того, атомы, присутствующие в диоде
оказывать некоторое сопротивление электрическому току.

Когда
носители заряда (свободные электроны и дырки)
протекая через диод сталкивается с атомами, они теряют энергию
в виде тепла. Таким образом, обедненная область и атомы
оказывать сопротивление электрическому току.

Когда
напряжение прямого смещения
подается на p-n переход диода, ширина обеднения
область уменьшается. Однако область истощения не может
полностью исчезнуть. Существует тонкая область истощения
или слой истощения в переднем
смещенный диод. Поэтому тонкая область обеднения и
атомы в диоде обладают некоторым сопротивлением электрическому
текущий. Это сопротивление называется прямым сопротивлением.

Когда
диод смещен в обратном направлении, ширина области обеднения
увеличивается. В результате большое количество носителей заряда
(свободные электроны и дырки), протекающие через диод, будут
блокируется областью истощения.

В
реверс
смещенный диод, только небольшое количество электрического тока
течет. Неосновные носители, присутствующие в диоде, несут эту
электрический ток. Таким образом, диод с обратным смещением обеспечивает большую
сопротивление электрическому току. Это сопротивление
называется обратным сопротивлением.

два типа сопротивления имеют место в p-n переходе
диод:

Вперед
сопротивление
Реверс
сопротивление

Вперед
сопротивление
представляет собой сопротивление диода с p-n переходом, когда он
смещен в прямом направлении.

В
диод с прямым смещением p-n перехода, два типа сопротивления
происходит в зависимости от приложенного напряжения.

два типа сопротивления имеют место в прямом смещении диода

Статические
сопротивление или сопротивление постоянному току
Динамический
сопротивление или сопротивление переменному току

Статический
сопротивление или сопротивление постоянному току

Когда
прямо смещенное напряжение подается на диод,
подключен к цепи постоянного тока, постоянный или постоянный ток течет
через диод. Постоянный ток или электрический ток
ничего, кроме потока носителей заряда (свободных электронов или
отверстия) через проводник.
В цепи постоянного тока носители заряда текут равномерно по одному
направлении или прямом направлении.

сопротивление, обеспечиваемое диодом с p-n переходом, когда он
подключенное к цепи постоянного тока, называется статическим сопротивлением.

Статическая
сопротивление
также определяется как отношение напряжения постоянного тока, приложенного к
диод к постоянному току или постоянному току, протекающему через
диод.

сопротивление
обеспечиваемый диодом с p-n переходом при прямом смещении
состояние обозначается как R _ф .

Динамический
сопротивление или сопротивление переменному току

динамическое сопротивление — это сопротивление, предлагаемое p-n
переходной диод при подаче переменного напряжения.

Когда
прямо смещенное напряжение подается на диод,
подключен к цепи переменного тока, протекает переменный или переменный ток
хоть диод.

В
Цепь переменного тока, носители заряда или электрический ток не
поток в одном направлении. Он течет как вперед, так и
обратное направление.

Динамический
сопротивление
также определяется как отношение изменения напряжения к
изменение тока. Обозначается как r _f.

Реверс
сопротивление

Реверс
сопротивление
это сопротивление диода с p-n переходом, когда он
имеет обратное смещение.

Когда
на диод с p-n переходом подается обратно смещенное напряжение,
ширина обедненной области увеличивается. Это истощение
область действует как барьер для электрического тока. Следовательно,
большое количество электрического тока блокируется истощением
область, край. Таким образом, диод с обратным смещением обладает большим сопротивлением
электрический ток.

сопротивление
предлагаемый диодом с обратным смещением p-n перехода очень
больше по сравнению с диодом, смещенным в прямом направлении. Обратное
сопротивление находится в диапазоне мегаом (МОм).

Сопротивление диода — статическое, динамическое и обратное сопротивление

Свойство материала, которое противодействует потоку электронов или электрическому току, известно как сопротивление. Диод с p-n переходом пропускает ток, когда он смещен в прямом направлении, и блокирует ток, когда он смещен в обратном направлении. Однако диод не пропускает полностью ток при прямом смещении и не блокирует ток при обратном смещении. В идеале диод должен иметь нулевое сопротивление при прямом смещении и бесконечное сопротивление при обратном смещении.

Обедненный слой в диоде с p-n переходом оказывает сопротивление потоку электронов. Сопротивление диода при прямом смещении зависит от ширины обедненного слоя. При прямом смещении ширина обедненного слоя уменьшается. Тем не менее, слой истощения не может быть полностью уничтожен. Тонкий слой обедненного слоя существует всегда. Сопротивление, предлагаемое этим тонким слоем обедненной области в состоянии прямого смещения, называется прямым сопротивлением диода.

Когда диод с p-n переходом смещен в обратном направлении, ширина обедненной области увеличивается, и носители заряда блокируются обедненным слоем. Сопротивление обедненного слоя велико из-за большей ширины обедненного слоя. При обратном смещении диод оказывает очень большое сопротивление электрическому току. Это сопротивление называется обратным сопротивлением.

При обратном смещении через диод протекает только небольшое количество электрического тока из-за неосновных носителей. Таким образом, сопротивление диода должно быть бесконечным при обратном смещении, но практически оно не имеет бесконечного сопротивления из-за тока, протекающего через обедненный слой за счет неосновных носителей заряда.

Существует два типа сопротивления диода с p-n переходом.

1. Прямое сопротивление диода

2. Обратное сопротивление диода

Прямое сопротивление диода
Форвардное сопротивление можно разделить на две категории.

1. Статическое сопротивление или сопротивление постоянному току

2. Динамическое сопротивление или сопротивление переменному току

Статическое сопротивление или прямое сопротивление диода постоянному току

Когда постоянный ток подается на диод, ток течет в одном направлении. Сопротивление диода называется сопротивлением постоянному току.

Формула прямого сопротивления диода по постоянному току

V- I характеристики диода с прямым смещением: нижеприведенный.

Решенный пример прямого сопротивления диода
Рассчитайте сопротивление диода постоянному току на следующей кривой V-I.

a) ID = 2 мА
b) ID = 20 мА
c) VD = -10 В

Прямое сопротивление диода уменьшается с увеличением напряжения прямого смещения.

Динамическое сопротивление или прямое сопротивление диода переменному току

Сопротивление, создаваемое диодом при подаче переменного тока на диод, называется сопротивлением переменному току или динамическим сопротивлением. Ток течет в обоих направлениях, когда приложено переменное напряжение.

Кривая V-I диода с p-n переходом, как показано ниже.

Отношение изменения напряжения к изменению тока представляет собой динамическое сопротивление диода.

Диод сопротивление: Проверка диодов | Fluke