5.4 二极管的检测方法
5.4.1 整流二极管的检测方法
整流二极管主要利用二极管的单向导电特性实现整流功能,判断整流二极管好坏可利用这一特性进行检测,即用万用表检测整流二极管正、反向阻值的方法,如图5-28所示。
图5-28 整流二极管的检测方法
在正常情况下,整流二极管正向阻值为几千欧姆,反向阻值趋于无穷大。
整流二极管的正、反向阻值相差越大越好,若测得正、反向阻值相近,则说明该整流二极管已经失效损坏。
若使用指针万用表检测整流二极管时,表针一直不断摆动,不能停止在某一阻值上,则多为整流二极管的热稳定性不好。
5.4.2 稳压二极管的检测方法
稳压二极管是利用二极管的反向击穿特性制造的二极管,外加较低反向电压时呈截止状态,当反向电压加到一定值时,反向电流急剧增加,呈反向击穿状态。在此状态下,稳压二极管两端为一固定值,该值为稳压二极管的稳压值。检测稳压二极管主要就是检测稳压性能和稳压值。
检测稳压二极管的稳压值必须在外加偏压(提供反向电流)的条件下进行,即搭建检测电路,将稳压二极管(RD3.6E型)与可调直流电源(3~10V)、限流电阻(220Ω)搭成如图5-29所示的电路,将万用表调至直流电压挡,黑表笔搭在稳压二极管的正极,红表笔搭在稳压二极管的负极,观察万用表显示的电压值。
图5-29 稳压二极管稳压值的检测方法
根据稳压二极管的特性,稳压二极管的反向击穿电流被限制在一定范围内时不会损坏。根据电路需要,厂商制造出了不同电流和不同稳压值的稳压二极管,如图中的RD3.6E。
当直流电源输出电压较小时(<稳压值3.6V),稳压二极管截止,万用表指示值等于电源电压值。
当电源电压超过3.6V时,万用表指示为3.6V。
继续增加直流电源的输出电压,直到10V,稳压二极管两端的电压值仍为3.6V,此值为稳压二极管的稳压值。
RD3.6E稳压二极管的稳压值为3.47~3.83V,也就是说,该范围的稳压二极管均为合格产品,如果电路有严格的电压要求,则应挑选符合要求的器件。
如果要检测较高稳压值的稳压二极管,则应使用大于稳压值的直流电源。
5.4.3 光敏二极管的检测方法
光敏二极管通常作为光电传感器检测环境光线信息。检测光敏二极管一般需要搭建测试电路检测光照与电流的关系或性能。
将光敏二极管置于反向偏置,如图5-30所示。光电流与所照射的光成比例。光电流的大小可在电阻上检测,即检测电阻R上的电压值U,即可计算出电流值。改变光照强度,光电流就会变化,U值也会变化。
图5-30 光敏二极管的检测方法
光敏二极管光电流往往很小,作用于负载的能力较差,因而与三极管组合,将光电流放大后再驱动负载。因此,可利用组合电路检测光敏二极管,这样更接近实用。
图5-31是光敏二极管与三极管组成的集电极输出电路。
图5-31 光敏二极管与三极管组成的集电极输出电路
光敏二极管接在三极管的基极电路中,光电流作为三极管的基极电流,集电极电流等于放大h FE倍的基极电流,通过检测集电极电阻压降即可计算出集电极电流,这样可将光敏二极管与放大三极管的组合电路作为一个光敏传感器的单元电路来使用,三极管有足够的信号强度去驱动负载。
图5-32(a)是光敏二极管与三极管组成的发射极输出电路,采用光敏二极管与电阻器构成分压电路,为三极管的基极提供偏压,可有效抑制暗电流的影响。
图5-32(b)是采用发射极输出的测试电路。
图5-32(c)是采用集电极输出的测试电路。
图5-32 光敏二极管与三极管构成的测试电路
5.4.4 发光二极管的检测方法
发光二极管的型号不同,规格也不同。例如,红色普通发光二极管的规格为 2V/20mA,在应用时,应不超过此范围;高亮度白色LED的规格为3.5V/20mA;高亮度绿色LED的规格为3.6V/30mA。
检测发光二极管应根据参数特点搭建检测电路,如图5-33所示。
图5-33 发光二极管的检测方法
检测发光二极管一般需要搭建测试电路或在路状态下检测发光性能、管压降或工作电流等参数。在图5-32中,将发光二极管(LED)串接到电路中,电位器RP用于调整限流电阻的阻值。在调整过程中,观测LED的发光状态和管压降。达到LED的额定工作状态时,理论上应为图中右侧的关系。
检测发光二极管的性能还可以借助万用表电阻挡粗略测量,如图5-34所示。
图5-34 借助万用表电阻挡粗略检测发光二极管的性能
在检测发光二极管的正向阻值时,选择不同的欧姆挡量程,发光二极管所发出的光线亮度也会不同。通常,所选量程的输出电流越大,发光二极管越亮,如图5-35所示。
图5-35 发光二极管的发光状态
5.4.5 检波二极管的检测方法
检波二极管的检测方法比较简单,一般可直接用万用表检测检波二极管的正、反向阻值,如图5-36所示。
图5-36 检波二极管的检测方法
通常,检测检波二极管可测出正向阻值,万用表发出蜂鸣声;反向阻值一般为无穷大,不能听到蜂鸣声。若检测结果与上述情况不符,则说明检波二极管已损坏。
5.4.6 双向触发二极管的检测方法
双向触发二极管属于三层构造的两端交流器件,等效于基极开路、发射极与集电极对称的NPN型三极管,正、反向的伏安特性完全对称,当两端电压小于正向转折电压UBO时,呈高阻态;当两端电压大于转折电压时,被击穿(导通)进入负阻区;同样,当两端电压超过反向转折电压时,进入负阻区。
不同型号双向触发二极管的转折电压是不同的,如DB3的转折电压约为30V,DB4、DB5的转折电压要高一些。
检测双向触发二极管主要是检测转折电压,可搭建如图5-37所示的检测电路。
图5-37 双向触发二极管转折电压的检测
图5-37检测中,当电源电压较低时,双向触发二极管呈高阻状态而截止,万用表指针指示0mA。
当电源输出电压为30V时,双向触发二极管被击穿,万用表的指针突然摆动,此时即为击穿电压(转折电压),将该结果与技术规格中的值对照。若对照结果符合技术要求,则说明双向触发二极管正常。
将双向触发二极管接入电路中,通过检测电路的电压值可判断双向触发二极管有无开路情况,如图5-38所示。
图5-38 双向触发二极管开路状态的检测判别方法
检测双向触发二极管一般不采用直接检测正、反向阻值的方法,因为在没有足够(大于转折电压)的供电电压时,双向触发二极管本身呈高阻状态,用万用表检测阻值的结果也只能是无穷大,在这种情况下,无法判断双向触发二极管是正常还是开路,因此这种检测没有实质性的意义。
综上所述,普通二极管,如整流二极管、开关二极管、检波二极管等可通过检测正、反向阻值的方法判断好坏;稳压二极管、发光二极管、光敏二极管和双向触发二极管需要搭建测试电路检测相应的特性参数;变容二极管实质是电压控制的电容器,在调谐电路中相当于小电容,检测正、反向阻值无实际意义。
5.4.7 判别二极管引脚极性的检测方法
二极管有正、负极之分,检测前,准确区分引脚极性是检测二极管的关键环节。
二极管的引脚极性可以根据二极管上的标识信息识别,对于一些没有明显标识信息的二极管,可以使用万用表的欧姆挡进行简单的检测判别,如图5-39所示。
图5-39 二极管引脚极性的检测判别方法
5.4.8 判别二极管制作材料的检测方法
二极管的制作材料有锗半导体材料和硅半导体材料,在对二极管进行选配、代换时,准确区分二极管的制作材料是十分关键的步骤。
判别二极管制作材料时,主要依据不同材料二极管的导通电压有明显区别这一特点进行判别,通常使用数字万用表的二极管挡进行检测,如图5-40所示。
图5-40 二极管制作材料的检测操作
将万用表的挡位设置在“二极管”挡,红、黑表笔任意搭在二极管的两引脚上,观察万用表的读数。若实测二极管的正向导通电压在0.2~0.3V范围内,则说明所测二极管为锗二极管;若实测数据在0.6~0.7V范围内,则说明所测二极管为硅二极管。
检测安装在电路板上的二极管属于在路检测,检测方法与上面训练的方法相同,但由于在路原因,二极管处于某种电路关系中,因此很容易受外围元器件的影响,导致测量结果有所不同。
因此,一般若怀疑电路板上的二极管异常时,可首先在路检测一下,当发现测试结果明显异常时,再将其从电路板上取下后开路再次测量,进一步确定是否正常。
另外,使用数字万用表的二极管挡在路检测二极管时基本不受外围元器件的影响,在正常情况下,正向导通电压为一个固定值,反向为无穷大,否则说明二极管损坏,如图5-41所示。该方法不失为目前最简单、最易操作的测试方法。
图5-41 在路检测二极管的正、反向导通特性