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如何用指针式万用表检测二极管?

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:通过用万用表检测其正、反向电阻值,可以判别出二极管的电极,还可估测出二极管是否损坏。单向导电二极管,一个正极一负极——二极管的核心器件是PN结,它具有单向导电性,这是指针式万用表测量二极管的理论依据。对标志不清楚的稳压二极管,可用万用表判别其极性,测量的方法与普通二极管相同。即用万用表R×1k挡,将两表笔分别接稳压二极管的两个电极,测出一个结果后,再对调两表笔进行测量。

如何用指针式万用表检测二极管?

1.如何用万用表检测普通二极管

普通二极管(包括检波二极管、整流二极管、阻尼二极管、开关二极管、续流二极管)是由一个PN结构成的半导体器件,具有单向导电特性。通过用万用表检测其正、反向电阻值,可以判别出二极管的电极,还可估测出二极管是否损坏。

(1)极性的判别

将万用表置于R×100挡或R×1k挡,两表笔分别接二极管的两个电极,测出一个结果后,对调两表笔,再测出一个结果。两次测量的结果中,有一次测量出的阻值较大(为反向电阻),一次测量出的阻值较小(为正向电阻)。在阻值较小的一次测量中,黑表笔接的是二极管的正极,红表笔接的是二极管的负极,如图4-8所示。

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图4-8 二极管极性的判别

(2)二极管单向导电性能的检测及质量好坏的判断

通常,锗材料二极管的正向电阻值为1kΩ左右,反向电阻值为300kΩ左右。硅材料二极管的电阻值为5kΩ左右,反向电阻值为∞(无穷大)。正向电阻越小越好,反向电阻越大越好。正、反向电阻值相差越悬殊,说明二极管的单向导电特性越好。

若测得二极管的正、反向电阻值均接近0或阻值较小,则说明该二极管内部已击穿短路或漏电损坏。若测得二极管的正、反向电阻值均为无穷大,则说明该二极管已开路损坏。

上述检测过程可归纳见表4-4。

表4-4 二极管的极性判定

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说明:硅二极管正向电阻为几百至几千欧姆,锗二极管约为100Ω~1kΩ。

表4-4规定的只是大致范围。实际上正、反向电阻不仅与被测管有关,还与万用表的型号有关。各种型号的万用表R×1k挡的欧姆中心值不同,向二极管提供的电流不同,反映在电阻值上就有一定差异。若选择R×100挡,或R×10挡、R×1挡,则电阻挡越低,向被测管提供的电流越大,测出的电阻值就越小。

普通二极管的测量操作可总结为以下口诀。

操作口诀

单向导电二极管,一个正极一负极。

正反测量比阻值,一大一小记清楚。

阻值小者看表笔,黑正红负定电极。

反向测量针不动,在路测量有特殊。

正反都通结击穿,正向无穷结开路。

单向导电二极管,一个正极一负极——二极管的核心器件是PN结,它具有单向导电性,这是指针式万用表测量二极管的理论依据。二极管有两个电极,与P端连接的是正极,与N端连接的是负极。

正反测量比阻值,一大一小记清楚——正向测量时电阻值小(因为PN结正向导通),反向测量时电阻值大(因为PN结反向截止),记清楚两次测量的电阻值,然后进行比较。

阻值小者看表笔,黑正红负定电极——阻值小时的那一次测量时,与黑表笔相连接的是正极,与红表笔相连接的是负极。

反向测量针不动,在路测量有特殊——二极管的反向电阻为几千欧,甚至接近无穷大,所以测量时表针基本不动。如果是在路测量二极管的反向电阻,则表针要动,会有一定的阻值。

正反都通结击穿,正向无穷结开路——如果正向、反向测量时二极管都导通(均有一定的电阻值),说明二极管内部的PN结已经击穿损坏;如果正向测量时电阻值为无穷大,则PN结开路。

(3)如何用指针式万用表区分硅、锗二极管

硅二极管和锗二极管通常在管壳上有标记。如无标记,可用万用表电阻挡测量其正反向电阻来区分硅二极管和锗二极管(一般用R×100或R×1k挡),如图4-9所示。

2.如何检测稳压二极管

稳压二极管是利用反向击穿电流在较大范围内变化时,二极管两端电压变化很小的原理制成。稳压二极管稳压时工作在反向电击穿状态,这就是稳压二极管的特性。

(1)稳压二极管极性的检测

从外形上看,金属封装稳压二极管管体的正极一端为平面形,负极一端为半圆面形。塑封稳压二极管管体上印有彩色标记的一端为负极,另一端为正极。对标志不清楚的稳压二极管,可用万用表判别其极性,测量的方法与普通二极管相同。即用万用表R×1k挡,将两表笔分别接稳压二极管的两个电极,测出一个结果后,再对调两表笔进行测量。在两次测量结果中,阻值较小那一次,黑表笔接的是稳压二极管的正极,红表笔接的是稳压二极管的负极。若测得稳压二极管的正、反向电阻均很小或均为无穷大,则说明该二极管已击穿或开路损坏。

(2)稳压二极管稳压值的检测

稳压值在15V以下的稳压二极管,可用MF47型万用表直接测量其稳压值。方法如下。

1)选择“R×10k”挡,然后调零。

2)用万用表的红表笔接二极管的正极、黑表笔接二极管的负极,从万用表直流电压挡10V刻度线上读取数值,如图4-10所示。

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图4-9 硅管和锗管的判断方法

a)正向电阻 b)反向电阻

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图4-10 测量稳压二极管稳压值

3)用公式UZ=(10-读数值)×US/10(V)计算出稳压值,US为万用表内两种电池电压之和。计算时要注意,MF47型万用表的“R×10k”挡有9V和15V电池两种型号,10表示电压的满刻度值。

例如,若测得某一稳压二极管万用表的指针读数刚好是4,而该表内电池电压为9+1.5=10.5(V),则该稳压二极管的稳压值为UZ=(10-4)×10.5/10=6.3(V)。

对于稳压值大于等于15V的稳压二极管,用一个输出电压大于稳压值的直流电源(例如0~30V连续可调直流稳压电源),通过限流电阻R(例如1.5kΩ)给稳压二极管加上反向电压,用万用表直流电压挡即可测量出稳压二极管的稳压值,如图4-11所示。测量时,适当选取限流电阻R的阻值,使稳压二极管反向工作电流约为5~10mA。

(3)稳压管与普通二极管的鉴别

当一些稳压值较小的稳压二极管的标志不清或脱落时,可用下面方法鉴别出来:首先将二极管的正负极性判断出来,再用万用表的R×10k挡,黑表笔接二极管的负极,红表笔接二极管的正极。如果此时反向电阻值变得很小(与R×1k挡测量时相比较),则说明该管为稳压管。若测得反向电阻值很大,则说明该管为普通二极管。

3.如何检测双向触发二极管

(1)正、反向电阻值的测量

用万用表R×1k或R×10k挡,测量双向触发二极管正、反向电阻值。正常时其正、反向电阻值均应为无穷大。若测得正、反向电阻值均很小或为0,则说明该二极管已击穿损坏。

(2)测量转折电压

测量双向触发二极管的转折电压可选择图4-12所示三种方法的其中一种方法。

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图4-11 测量稳压值15V以上的稳压二极管

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图4-12 测量双向触发二极管的转折电压

a)方法1 b)方法2 c)方法3

1)如图4-12a所示,将绝缘电阻表的正极(E)和负极(L)分别接双向触发二极管的两端,用兆欧表提供击穿电压,同时用万用表的直流电压挡测量出电压值,将双向触发二极管的两极对调后再测量一次。比较一下两次测量的电压值的偏差(一般为3~6V)。此偏差值越小,说明此二极管的性能越好。

2)如图4-12b所示,先用万用表测出市电电压U,然后将被测双向触发二极管串入万用表的交流电压测量回路后,接入市电电压,读出电压值U1,再将双向触发二极管的两极对调连接后并读出电压值U2。若U1U2的电压值相同,但与U的电压值不同,则说明该双向触发二极管的导通性能对称性良好。若U1U2的电压值相差较大时,则说明该双向触发二极管的导通性不对称。若U1U2电压值均与市电U相同时,则说明该双向触发二极管内部已短路损坏。若U1U2的电压值均为0V,则说明该双向触发二极管内部已开路损坏。

3)如图4-12c所示,用0~50V连续可调直流电源,将电源的正极串接1只20kΩ电阻器后与双向触发二极管的一端相接,将电源的负极串接万用表电流挡(将其置于1mA档)后与双向触发二极管的另一端相接。逐渐增加电源电压,当电流表指针有较明显摆动时(几十微安以上),则说明此双向触发二极管已导通,此时电源的电压值即是双向触发二极管的转折电压。

4.如何检测红外发光二极管

(1)正、负极性的判别

红外发光二极管多采用透明树脂封装,管心下部有一个浅盘,管内电极宽大的为负极,而电极窄小的为正极。也可从管身形状和引脚的长短来判断。通常,靠近管身侧向小平面的电极为负极,另一端引脚为正极。长引脚为正极,短引脚为负极,如图4-13所示。(www.xing528.com)

(2)性能好坏的测量

用万用表R×10k挡测量红外发光管的正、反向电阻。正常时,正向电阻值约为15~40kΩ(此值越小越好);反向电阻大于500kΩ(用R×10k档测量,反向电阻大于200kΩ)。若测得正、反向电阻值均接近零,则说明该红外发光二极管内部已击穿损坏。若测得正、反向电阻值均为无穷大,则说明该二极管已开路损坏。若测得的反向电阻值远远小于500kΩ,则说明该二极管已漏电损坏。

5.如何检测普通发光二极管

(1)正、负极的判别

将发光二极管放在一个光源下,观察两个金属片的大小,通常金属片大的一端为负极,金属片小的一端为正极。

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图4-13 发光二极管极性的判别

(2)性能好坏的判断

用万用表R×10k挡检测发光二极管。正常时,正向电阻值约为10~20kΩ,反向电阻值为250kΩ~∞。较高灵敏度的发光二极管,在测量正向电阻值时,管内会发微光。

若用万用表R×1k挡测量发光二极管的正、反向电阻值,则会发现其正、反向电阻值均接近∞(无穷大),因为发光二极管的正向压降大于1.6V(高于万用表R×1k档内电池的电压值1.5V)。

6.如何检测光敏二极管

(1)电阻测量法

1)先用黑纸或黑布遮住光敏二极管的光信号接收窗口,然后用万用表R×1k挡测量光敏二极管的正、反向电阻值,如图4-14所示。正常时,正向电阻值在10~20kΩ之间,反向电阻值为∞(无穷大)。若测得正、反向电阻值均很小或均为无穷大,则是该光敏二极管漏电或开路损坏。

2)去掉黑纸或黑布,使光敏二极管的光信号接收窗口对准光源,然后观察其正、反向电阻值的变化。正常时,正、反向电阻值均应变小,阻值变化越大,说明该光敏二极管的灵敏度越高。

(2)电压测量法

将万用表置于1V直流电压挡,黑表笔接光敏二极管的负极,红表笔接光敏二极管的正极,将光敏二极管的光信号接收窗口对准光源。正常时应有0.2~0.4V电压(其电压与光照强度成正比)。

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图4-14 检测光敏二极管

(3)电流测量法

将万用表置于50μA或500μA电流挡,红表笔接正极,黑表笔接负极,正常的光敏二极管在白炽灯光下,随着光照强度的增加,其电流从几微安增大至几百微安。

7.如何检测激光二极管

(1)电阻测量法

激光二极管由两部分构成,一部分是激光发射部分LD,另一部分为激光接收部分PD。LD和PD两部分的公共端点为b,公共端一般同管子的金属外壳相连,所以激光二极管实际上只有三个脚a、b、c,如图4-15所示。检测和判断激光二极管可按如下三个步骤进行。

1)区分LD和PD:用万用表的R×1k挡分别测出激光二极管三个引脚两两之间的阻值,总有一次两脚间的阻值大约在几千欧姆左右,这时黑表笔所接的一端是PD阳极端,红表笔所接的引脚为公共端,剩下的一个引脚为LD阴极端。

2)检测PD部分:激光二极管的PD部分实质上是一个光敏二极管,用R×1k挡测其阻值,若正向电阻为几千欧,反向电阻为无穷大,初步表明PD部分是好的;若正向电阻为0或为无穷大,则表明PD部分已坏。若反向电阻不是无穷大,而有几百千欧或上千千欧的电阻,说明PD部分已反向漏电,管子质量变差。

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图4-15 激光二极管实物图和符号

3)检测LD部分:用万用表的R×1k挡测LD部分的正向阻值,即黑表笔接公共端b,红表笔接a脚,正向阻值应在10kΩ~30kΩ之间,反向阻值应为无穷大。若测得的正向阻值大于55kΩ,反向阻值在100kΩ以下,表明LD部分已严重老化,使用效果会变差。

(2)电流测量法

用万用表测量激光二极管驱动电路中负载电阻两端的电压降,再根据欧姆定律估算出流过该管的电流值,当电流超过100mA时,若调节激光功率电位器,而电流无明显的变化,则可判断激光二极管严重老化。若电流剧增而失控,则说明激光二极管的光学谐振腔已损坏。

8.如何检测变容二极管

变容二极管是利用PN结之间电容可变的原理制成的半导体器件,在高频调谐、通信等电路中作可变电容器使用,如图4-16所示。变容二极管属于反偏压二极管,改变其PN结上的反向偏压,即可改变PN结电容量。反向偏压越高,结电容则越少,反向偏压与结电容之间的关系是非线性的。

用指针式万用表的R×10k挡测量变容二极管的正、反向电阻值。正常的变容二极管,其正、反向电阻值均为∞。若被测变容二极管的正、反向电阻值均有一定阻值或均为0,则是该二极管漏电或击穿损坏。

9.如何检测双基极二极管

双基极二极管又称单结晶体管,它有两个基极和一个发射极。两个基极分别由B1和B2表示,发射极用E表示。双基极二极管的结构及符号如图4-17所示。

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图4-16 变容二极管的实物图和符号

(1)电极的判别

判断发射极E的方法是:把万用表置于R×100挡或R×1k挡,黑表笔接假设的发射极,红表笔接另外两极,当出现两次低电阻时,黑表笔接的就是双基极二极管的发射极。

B1和B2的判断方法是:把万用表置于R×100挡或R×1k挡,用黑表笔接发射极,红表笔分别接另外两极,两次测量中,电阻大的一次,红表笔接的就是B1极;在阻值较小的一次测量中,红表笔接的是基极B2,另一个电极即是基极B1。

注意,上述判别B1、B2的方法,不一定对所有的单结晶体管都适用,有个别管子的E—B1间的正向电阻值较小。不过准确地判断哪极是B1,哪极是B2,在实际使用中并不特别重要。即使B1、B2用颠倒了,也不会使管子损坏,只影响输出脉冲的幅度(双基极二极管多作脉冲发生器使用),当发现输出的脉冲幅度偏小时,只要将原来假定的B1、B2对调即可。

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图4-17 双基极二极管的结构及符号

a)结构 b)符号

(2)性能好坏的判断

用万用表R×1k挡,将黑表笔接发射极E,红表笔依次接两个基极(B1和B2),正常时均应有几千欧至十几千欧的电阻值。再将红表笔接发射极E,黑表笔依次接两个基极,正常时阻值为无穷大。双基极二极管两个基极(B1和B2)之间的正、反向电阻值均为2~10kΩ范围内,若测得某两极之间的电阻值与上述正常值相差较大时,则说明该二极管已损坏。

10.如何检测桥堆

(1)全桥堆的检测

在大多数的整流全桥上,均标注有“+”、“-”、“~”(或“AC”)符号,其中“+”为整流后输出电压的正极,“-”为输出电压的负极,“~”(或“AC”)为交流电压输入端,很容易确定出各电极,如图4-18所示。

检测时,可通过分别测量“+”极与两个“~”极(或“AC”)、“-”极与两个“~”(或“AC”)之间各整流二极管的正、反向电阻值(与普通二极管的测量方法相同)是否正常,即可判断该全桥是否已损坏。若测得全桥内某只二极管的正、反向电阻值均为0或均为无穷大,则可判断该二极管已击穿或开路损坏。

(2)半桥堆的检测

半桥是由两只整流二极管组成,通过用万用表分别测量半桥内部的两只二极管的正、反电阻值是否正常,即可判断出该半桥是否正常。

11.如何检测肖特基二极管

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图4-18 全桥堆

肖特基二极管不是利用P型半导体与N型半导体接触形成PN结原理制作的,而是利用金属与半导体接触形成的金属-半导体结原理制作的。因此,肖特基二极管也称为金属-半导体(接触)二极管或表面势垒二极管,它是一种热载流子二极管。

肖特基二极管分为有引线和表面安装(贴片式)两种封装形式。采用有引线式封装的肖特基二极管通常作为高频大电流整流二极管、续流二极管或保护二极管使用。它有单管式和对管(双二极管)式两种封装形式,如图4-19所示。肖特基对管又有共阴(两管的负极相连)、共阳(两管的正极相连)和串联(一只二极管的正极接另一只二极管的负极)三种引脚引出方式。

二端型肖特基二极管可以用万用表R×1挡测量。正常时,其正向电阻值(黑表笔接正极)为2.5~3.5Ω,反向电阻值为无穷大。若测得正、反电阻值均为无穷大或均接近0,则说明该二极管已开路或击穿损坏。

三端型肖特基二极管应先测出其公共端,判别出共阴对管,还是共阳对管,然后再分别测量两个二极管的正、反向电阻值。

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图4-19 肖特基二极管

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