Выявление неполадок диодов и стабилитронов

Исправные полупроводниковые диоды и стабилитроны обладают одно­сторонней проводимостью, а большинство неисправных — двухсторонней проводимостью. Из других дефектов следует назвать утечку тока и обрыв цепи.

Для выявления неполадок диода один из его выводов отпаивают печатной схемы и откусывают бокорезом по возможности ближе к дорожке из фольги, после чего, пользуясь омметром, проверяют наличие односторонней проводимости диода. Если при прямом подключении ом­метра к диоду стрелка в течение нескольких секунд будет медленно перемещаться в сторону уменьшающегося сопро­тивления диода, то он неисправен, так как имеется утечка. При прямом включении омметра положительный полюс внутренней батареи омметра подключают к входу диода. Измерение прямого сопротивления разными омметрами или одним и тем же омметром, но на разных пределах изме­рений может дать различные результаты. Нормальное пря­мое сопротивление для германиевых точечных диодов серий Д1, Д9, Д10...Д14 может составлять 50...150 Ом, диодов Д2 и кремниевых точечных диодов Д101...Д103 — 150...500 Ом, плоскостных диодов разных типов — 20...50 Ом.

При этой проверке учитывают, что у некоторых типов ампервольтметров отрицательный полюс внутренней бата­реи в режиме омметра соединен с плюсовым зажимом на корпусе прибора, а положительный — с минусовым зажимом.

При обратном подключении омметра положительный полюс внутренней батареи омметра подключают к выходу диода.

Прямое сопротивление диода измеряют по шкале ом­метра с пределом х 10 Ом, а обратное - по шкале с пре­делом х 1000 Ом.

У германиевых точечных диодов обратное сопротивление должно превышать 100...200 кОм, у кремниевых точечных и плоскостных диодов — составлять не менее 1...2 МОм, у гер­маниевых плоскостных диодов — от 100 кОм до 2 МОм.

Во избежание прогрева диода теплотой пальцев рук при измерениях избегают держать его за корпус.

При пробое диода прямое сопротивление будет почти такое же, как обратное. При обрыве цепи в диоде как прямое, так и обратное сопротивление будет бесконечно боль­шим.

Выявление неполадок стабилитронов выполняют, либо не отделяя стабилитрон от платы, либо отсоединив его. В первом случае включают ток питания платы и измеряют рабочее напряжение на стабилитроне: если оно окажется в пределах нормального значения для данного типа стаби­литрона, то он исправен. Во втором случае, как и при проверке диодов, измеряют сопротивление при прямом и обратном приложении напряжения. При проверке некоторых кремниевых стабилитронов имеют в виду, что если прило­женное обратное напряжение не превышает напряжения стабилизации, то свойства стабилитрона ничем не отлича­ются от свойств любого низкочастотного диода. Прямое сопротивление этих стабилитронов составляет 180...200 Ом. Обратное сопротивление стабилитрона столь велико (поряд­ка нескольких десятков мегом), что не может быть изме­рено обычным омметром.

Выявление неполадок стабилитронов, определение прямо­го и обратного токов производят также с помощью испытателя Л2-54.

Выявление неполадок биполярных транзисторов. Перехо­ды биполярного транзистора являются аналогами перехо­дов обычных диодов. В транзисторе типа р—п—р имеются как бы два последовательно соединенных диода, у кото­рых катоды, т. е. n -области переходов, соединены вместе и подключены к выводу базы, а аноды подключены к выводам эмиттера и коллектора. В транзисторах типа п—р—п с базой соединены аноды диодов.

Если в исправном транзисторе типа р—п—р к базе под­ключают положительный полюс внутренней батареи ом­метра, то переходы запираются и омметр показывает боль­шое сопротивление между базой и коллектором или эмит­тером. Если же к базе подключают отрицательный полюс внутренней батареи омметра, то он показывает малое со­противление относительно эмиттера или коллектора. Для транзисторов типа п—р—п создают обратные вышеуказан­ным полярности подключаемого напряжения.

Измеряя сопротивление, не допускают перегрузки пере­ходов р—п током, так как она приводит к возрастанию температуры и выходу из строя транзистора. Наиболее безопасно применять омметры с внутренним источником напряжения 1,5 В или меньше, а в многопредельных ом­метрах использовать шкалы с пределами 1 х 100 или 1 х 1000 Ом.

Сопротивление между коллектором и эмиттером в прямом и обратном направлениях должно быть не менее 10 кОм. При меньшем сопротивлении транзистор будет иметь боль­шие токи утечки и должен быть заменен. Сопротивление между выводами базы и эмиттера и выводами базы и кол­лектора должно составлять в одном направлении меньше 150 Ом, в другом — более нескольких тысяч Ом.

Выявление неполадок транзисторов может быть осуще­ствлено также измерением напряжения на их выводах, что требует особой осторожности, так как даже кратковремен­ные замыкания между коллектором и базой выводят тран­зистор из строя. При обрыве вывода базы на ней сохра­няется нормальное напряжение, в то время как транзистор находится в режиме отсечки, на что указывает отсутствие тока в цепях коллектора и эмиттера. Если вольтметр по­казывает одинаковые напряжения на коллекторе и эмиттере, то наиболее вероятной причиной неисправности является пробой в коллекторном или эмиттерном переходах. Вместе с тем это явление может возникнуть из-за изменения напря­жения смещения, вследствие которого транзистор оказыва­ется чрезмерно открытым. В этом случае напряжение на эмиттере будет примерно равным напряжению на коллек­торе. Для проверки исправности такого каскада подключа­ют вольтметр параллельно резистору в эмиттерной цепи, после чего замыкают выводы эмиттера и базы. Если тран­зистор исправен, то показания вольтметра должны умень­шиться, поскольку прямое напряжение смещения при этом упадет до нуля.

Выявление неполадок полевых транзисторов. Полевые транзисторы по сравнению с биполярными обладают боль­шим входным сопротивлением и наличием термостабиль­ной точки, вследствие чего предпочтительны для примене­ния в усилителях постоянного тока, используемых в раз­личных контрольно-измерительных приборах и регуляторах теплоэнергетических процессов. Полевые транзисторы также обладают лучшими шумовыми свойствами на низких и инфранизких частотах и хорошей стабильностью электри­ческих параметров.

Наиболее часто повреждения полевых транзисторов воз­никают в результате разряда на них статического электри­чества, накопленного на производственном оборудовании или на одежде и обуви обслуживающего, например ремонт­ного, персонала.

Для снятия статического электричества используют за­земленные браслеты.

Повреждения полевых транзисторов в результате воз­действия статического электричества могут вызвать полный отказ (короткое замыкание между затвором и электродами стока и истока, обрыв цепи любого электрода) или частич­ную утрату их работоспособности в виде ухудшения элек­трических параметров (возрастание тока затвора на один-три порядка, уменьшение тока стока и крутизны характеристики, увеличение порогового напряжения). Последняя группа по­вреждений проявляется как результат нарушения структуры прибора: образование локальных областей пробоя, перего­рание дорожек металлизации.

Для пайки используют специальный паяльник мощ­ностью не более 40 Вт и напряжением питания 12 В, с температурой жала не выше 200 °С и диаметром жала 1,5...2,0 мм. Длина подпаиваемого вывода должна состав­лять не менее 10 мм, причем для отвода теплоты вывод следует обжимать пинцетом, круглогубцами или плоско­губцами. Время пайки должно быть минимальным.

Выявление неполадок интегральных микросхем. Наиболее часто интегральные микросхемы отказывают в работе по причине обрыва в соединениях микроэлементов и выводов. Диаметр соединительных проводов микроэлементов состав­ляет всего сотые доли миллиметра, и провода легко раз­рушаются при ничтожном перегреве. Отпаянная микросхе­ма не может быть установлена вновь, даже если прове­денная проверка показала, что она исправна, так как заводы-изготовители микросхем не гарантируют их без­отказной работы в результате повторного нагрева про­водов.

Единственно бесспорным критерием, указывающим на не­обходимость замены интегральной микросхемы, является отсутствие импульсных напряжений хотя бы на одном из ее выводов при полном соответствии номинальным напряже­ний на остальных выводах. Отсюда следует, что выявление неполадок микросхем осуществляют, измеряя осциллогра­фом постоянные и импульсные напряжения на их выводах. Отсчет выводов микросхемы производят со стороны монта­жа в направлении против часовой стрелки от имеющейся точки на корпусе микросхемы. На печатной плате отсчет ведут по часовой стрелке от маркировки, помеченной циф­рой «1».

Исправность аналоговых интегральных микросхем опре­деляют по коэффициенту усиления, входному току и напря­жению смещения нуля при помощи испытателя интеграль­ных микросхем Л2-47.

Для выявления неполадок микросхем нельзя применять ампервольтомметр.

Выявление неполадок электролитических конденсаторов. К отказам электролитических конденсаторов относят про­бой, потерю емкости (уменьшение емкости более чем на 50%), увеличение тока утечки.

Электролитический конденсатор считают исправным, ес­ли при подключении к нему омметра стрелка вначале резко отклонится до конца шкалы, а спустя 2...5 с начнет возвра­щаться обратно и остановится на числовой отметке шкалы, соответствующей значению не менее 100 кОм. Если после начального отклонения стрелка не пойдет в обратную сто­рону, конденсатор неисправен.

Пробой происходит из-за перенапряжения, некачественно­го изготовления, перегрева, получающегося вследствие боль­ших токов утечки при работе в среде с повышенной тем­пературой. При выявлении неполадок с помощью омметра неисправный конденсатор показывает короткое замыкание.

При работе в усилителе электролитический конденсатор должен оставаться холодным. Нагревание конденсатора ука­зывает на наличие большого тока утечки.

Для определения отсутствия большого тока утечки кон­денсатор проверяют «на искру». Для этого его удаляют из усилителя и на 1...2с присоединяют с соблюдением полярности к источнику постоянного тока. Напряжение источника тока не должно при этом превышать рабочее напряжение конденсатора. Через 10...15с обкладки конден­сатора замыкают накоротко отрезком провода. Если конден­сатор не имеет больших токов утечки, то при таком раз­ряде должна получиться искра, сопровождаемая сухим трес­ком. При наличии большого тока утечки искра будет по­лучаться только при малых промежутках времени между зарядкой и разрядкой. Потеря емкости наблюдается у давно работающих в уси­лителе конденсаторах и вызывается в основном высыханием электролита. Проверку такого конденсатора производят также «на искру». Высохший конденсатор при разряде не дает искры даже и в том случае, если разрядку производят сразу же после зарядки.