Kontrola diod pomocí multimetru

Pro fandy i odborníky na elektroniku je velmi důležitou dovedností schopnost určit polaritu (kde je katoda a kde anoda) a výkon diody. Protože víme, že dioda není v podstatě nic jiného než jednosměrný ventil pro elektřinu, můžeme pravděpodobně otestovat její jednosměrnou povahu pomocí stejnosměrného ohmmetru (napájeného z baterie), jak je znázorněno na obrázku níže. Při připojení diody jedním způsobem by měl multimetr vykazovat velmi nízký odpor na obrázku (a). Pokud připojíte diodu jiným způsobem, měl by multimetr vykazovat velmi vysoký odpor na obrázku (b) (některé modely digitálních multimetrů v tomto případě zobrazují „OL“).

Samozřejmě, abyste určili, která svorka diody je katoda a která anoda, musíte přesně vědět, která svorka multimetru je kladná (+) a která záporná (-), když je nastavena na „odpor“ nebo „Ω“. . Většina DMM, které jsem viděl, používá červený vodič jako pozitivní a černý vodič jako negativní, v souladu s konvencemi barevného kódování elektroniky.

Jedním z problémů s použitím ohmmetru k testování diody je, že máme pouze kvalitativní čtení, nikoli kvantitativní. Jinými slovy, ohmmetr vám pouze řekne, kterým směrem dioda vede proud; Nízká hodnota odporu získaná z měření je k ničemu. Pokud ohmmetr ukazuje „1,73 ohmů“, když je dioda vychýlena dopředu, pak číslo 1,7 ohmů nám jako technikům nebo návrhářům obvodů neposkytuje žádnou skutečně užitečnou kvantifikaci. Nepředstavuje ani úbytek napětí v propustném směru, ani hodnotu odporu polovodičového materiálu samotné diody; toto číslo spíše závisí na obou veličinách a bude se lišit v závislosti na konkrétním ohmmetru použitém pro měření.

Z tohoto důvodu někteří výrobci DMM vybavují své měřiče speciální funkcí „test diod“, která ukazuje skutečný pokles napětí na diodě ve voltech spíše než hodnotu „odporu“ v ohmech. Tyto měřiče fungují tak, že prochází malý proud diodou a měří pokles napětí mezi dvěma testovacími vodiči (obrázek níže).

Dopředné napětí získané tímto způsobem pomocí multimetru je obvykle menší než „normální“ pokles 0,7 voltu pro křemíkové diody a 0,3 voltu pro germaniové diody, protože proud poskytovaný měřidlem je poměrně malý. Pokud nemáte multimetr s funkcí testu diod nebo byste chtěli změřit propustný úbytek napětí na diodě při jiném proudu, můžete sestavit obvod z baterie, rezistoru a voltmetru.

Opačné připojení diody v tomto testovacím obvodu jednoduše způsobí, že voltmetr načte plné napětí baterie.

Pokud byl tento obvod navržen tak, aby umožňoval konstantní (nebo téměř) proud protékající diodou navzdory změnám v dopředném poklesu napětí, pak by mohl být použit jako základ pro přístroj, který měří teplotu: napětí měřené na diodě bude nepřímo úměrná teplotě přechodu diody. Proud diodou musí být samozřejmě minimální, aby se zabránilo samozahřívání (značné množství energie rozptýlené diodou), které by mohlo rušit měření teploty.

Uvědomte si, že některé DMM vybavené funkcí „test diod“ mohou při provozu v normálním režimu „odpor“ (Ω) produkovat velmi nízké testovací napětí (méně než 0,3 voltu), příliš nízké na to, aby zcela zhroutilo (stlačilo) PN. přechod oblasti vyčerpání. Základem je, že při testování polovodičových součástek by zde měla být použita funkce „test diod“ a na vše ostatní funkce „odpor“. Použití velmi nízkého zkušebního napětí k měření odporu usnadňuje měření odporu nepolovodičových součástek připojených k polovodičovým součástkám, protože přechody polovodičové součástky nebudou takto nízkým napětím dopředně zkresleny.

Uvažujme příklad rezistoru a diody zapojených paralelně a připájených k desce s plošnými spoji. Před měřením odporu rezistoru by bylo obvykle nutné jej odpájet z obvodu (odpojit rezistor od zbývajících součástí), jinak by jakékoli paralelně zapojené součástky ovlivnily získané hodnoty. Při použití multimetru, který vysílá velmi nízké testovací napětí na sondy v „odporovém“ režimu, nebude na PN přechod diody přiváděno dostatečné napětí, aby bylo předpětí, a proto bude dioda procházet zanedbatelným proudem. V důsledku toho měřicí zařízení „vidí“ diodu jako otevřený obvod a ukazuje odpor pouze rezistoru (obrázek níže).

Pokud takový ohmmetr použijete k testování diody, bude vykazovat velmi vysoký odpor (mnoho megaohmů), i když diodu připojíte ve „správném“ (předpětí) směru (obrázek níže).

Zpětné napětí diody není tak snadné změřit, protože překročení zpětného napětí na konvenční diodě vede k její destrukci. Ačkoli existují speciální typy diod navržených tak, aby se „rozbily“ v režimu zpětného předpětí bez poškození diody (nazývané zenerovy diody), které se testují ve stejném obvodu zdroj/rezistor/voltmetr za předpokladu, že zdroj napětí poskytuje určité množství napětí dostatečné k tomu, aby se dioda dostala do oblasti poruchy. Přečtěte si o tom více v jednom z následujících článků této kapitoly.

Shrnout

• Pro kvalitativní posouzení výkonu diody lze použít ohmmetr. Připojení diody v jednom směru by mělo vést k nízkému odporu a připojení v druhém směru by mělo vést k velmi vysokému odporu. Při použití ohmmetru k tomuto účelu se ujistěte, že víte, které testovací vodiče jsou pozitivní a které negativní!
• Některé multimetry mají funkci „test diody“, která zobrazuje skutečné propustné napětí diody, když je vodivá. Takové měřiče obvykle vykazují o něco nižší odečet napětí v propustném směru, než je „nominální“ hodnota kvůli velmi malému množství proudu použitého pro testování.