Jak zkontrolovat diodu? Vše, co o tom potřebujete vědět

Chcete-li zjistit stav diody, můžete použít následující metodu kontroly pomocí digitálního multimetru.

Nejprve si ale připomeňme, co je to polovodičová dioda.

Polovodičová dioda je elektronické zařízení, které má vlastnost jednosměrné vodivosti.

Dioda má dva vývody. Jedna se nazývá katoda, která je záporná. Druhým výstupem je anoda. Je to pozitivní.

Na fyzické úrovni je dioda jediným pn přechodem.

Dovolte mi připomenout, že polovodičová zařízení mohou mít několik pn přechodů. Například dinistor je má tři! Polovodičová dioda je v podstatě nejjednodušší elektronické zařízení založené pouze na jednom pn přechodu.

Připomeňme si, že pracovní vlastnosti diody se projevují pouze při přímém připojení. Co znamená přímé připojení? To znamená, že na anodový vývod je přivedeno kladné napětí (+) a na katodu záporné napětí, tj. (—). V tomto případě se dioda otevírá a přes svůj p-n přechod začne téct proud.

Při reverzním přepínání, kdy je na anodu přivedeno záporné napětí (-) a na katodu kladné napětí (+), dioda se sepne a neprochází proud.

Toto bude pokračovat, dokud napětí na opačně připojené diodě nedosáhne kritické hodnoty, po které dojde k poškození polovodičového krystalu. To je hlavní vlastnost diody – jednosměrná vodivost.

Naprostá většina moderních digitálních multimetrů (testerů) má schopnost testovat diodu ve své funkčnosti. Tuto funkci lze také použít k testování bipolárních tranzistorů. Je indikován ve formě symbolu diody vedle označení přepínače režimu multimetru.

Malá poznámka! Stojí za to pochopit, že při kontrole diod v přímém zapojení displej neukazuje přechodový odpor, jak si mnoho lidí myslí, ale jeho hraniční napětí! Říká se tomu také pokles napětí na pn přechodu. Toto je napětí, nad kterým se pn přechod zcela otevře a začne procházet proud. Pokud nakreslíme analogii, je to množství úsilí zaměřeného na otevření „dveře“ pro elektrony. Toto napětí se pohybuje od 100 do 1000 milivoltů (mV). To ukazuje displej zařízení.

V opačném zapojení, když je mínusový (-) pól testeru připojen k anodě a kladný (+) pól ke katodě, by displej neměl zobrazovat žádné hodnoty. To znamená, že přechod je v pořádku a proud neprochází opačným směrem.

V dokumentaci (datových listech) k importovaným diodám se prahové napětí označuje jako úbytek napětí vpřed (zkráceně V_f ), což se doslovně překládá jako „pokles napětí v přímém připojení“.

Pokles napětí na samotném pn přechodu je nežádoucí. Pokud vynásobíme proud protékající diodou (stejnosměrný proud) velikostí úbytku napětí, pak nedostaneme nic jiného než ztrátový výkon – výkon, který je zbytečně vynaložen na ohřev prvku.

Více o parametrech diod se dozvíte zde.

Zkontrolujte diodu

Aby to bylo jasnější, podívejme se na usměrňovací diodu 1N5819. Toto je Schottkyho dioda. Toho se brzy dočkáme.

Test provedeme pomocí multitesteru Victor VC9805+. Pro pohodlí je také použito nepájivé prkénko.

Upozorňuji na skutečnost, že při měření nemůžete oběma rukama držet vývody zkoušeného prvku a kovové sondy. To je velká chyba. V tomto případě měříme nejen parametry diody, ale i odpor našeho těla. To může výrazně ovlivnit výsledek testu.

Sondy a svorky prvku můžete držet pouze jednou rukou! V tomto případě je do měřicího obvodu zařazeno pouze samotné měřicí zařízení a zkoušený prvek.

Toto doporučení platí i při měření odporu rezistorů, stejně jako při kontrole kondenzátorů. Nezapomeňte na toto důležité pravidlo!

Zkontrolujme tedy diodu v přímém zapojení. V tomto případě připojíme kladný pól multimetru (červený) k anodě diody. Záporný pól (černý) připojíme ke katodě. Na dříve uvedené fotografii vidíte, že válcové těleso diody má na jednom okraji bílý kroužek. Právě na této straně má katodový vývod. Takto je katodový vývod označen na většině dovážených diod.

Jak vidíte, na displeji digitálního multimetru se objevila prahová hodnota napětí pro 1N5819. Vzhledem k tomu, že se jedná o Schottkyho diodu, je její hodnota malá – pouze 207 milivoltů (mV).

Nyní zkontrolujme diodu v obráceném zapojení. Připomínáme, že v obráceném zapojení dioda nepropouští proud. Dopředu si všimneme, že i v obráceném zapojení stále protéká pn přechodem malý proud. Jedná se o tzv. obrácený proud (I_arr ). Je ale tak malý, že se s ním většinou nepočítá.

Změníme zapojení diody k měřicím sondám multimetru. Červenou sondu připojíme ke katodě a černou k anodě.

Na displeji se zobrazí „1“ jako nejvýznamnější číslice displeje. To znamená, že diodou neprochází proud a její odpor je vysoký. Zkontrolovali jsme tedy diodu 1N5819 a ukázalo se, že je plně funkční.

Mnoho lidí si klade otázku: „Je možné testovat diodu, aniž bychom ji odpájeli z desky? Ano můžeš. Ale v tomto případě je nutné odstranit alespoň jeden jeho pin z desky. To musí být provedeno, aby se vyloučil vliv jiných částí, které jsou připojeny k testované diodě.

Pokud se tak nestane, bude měřicí proud protékat vším, včetně prvků, které jsou k němu připojeny. V důsledku testování budou hodnoty multimetru nesprávné!

V některých případech lze toto pravidlo zanedbat, například když je jasně vidět, že na desce plošných spojů nejsou žádné části, které by mohly ovlivnit výsledek testu.

Poruchy diod

Dioda má dvě hlavní závady. Jsou to průraz přechodu a jeho přerušení.

• Průraz. Během průrazu se dioda změní na normální vodič a volně propouští proud v přímém i zpětném směru. V tomto případě zpravidla bzučák multimetru pípne a na displeji se zobrazí hodnota přechodového odporu. Tento odpor je velmi malý a dosahuje několika ohmů nebo dokonce nuly.
• Přerušení. Při přerušení dioda nepropouští proud ani v přímém, ani v zpětném zapojení. V každém případě se na displeji zařízení zobrazí „1“. Při takové závadě je dioda izolant. „Diagnóza“ – přerušení lze omylem způsobit i na provozuschopné diodě. To je obzvláště snadné, když jsou sondy testeru značně opotřebované a poškozené. Sledujte provozuschopnost měřicích sond, jejich vodiče jsou tak „ochablé“ a při častém používání se snadno zlomí.

Nyní pár slov o tom, jak se prahové napětí (úbytek napětí na přechodu – úbytek napětí vpřed (V)_f )) lze zhruba posoudit typ diody a materiál, ze kterého je vyrobena.

Zde je malý výběr konkrétních diod a jejich odpovídajících hodnot V_f , které byly získány při jejich testování multimetrem. Všechny diody byly předem zkontrolovány z hlediska provozuschopnosti.