Kiểm tra Diode, Chức năng của phân cực Diode

Chức năng của phân cực Diode

Có thể xác định cực (cực âm so với cực dương) và chức năng cơ bản của một diode là một kỹ năng rất quan trọng đối với người yêu thích điện tử hoặc kỹ thuật viên. Vì chúng ta biết rằng một diode về cơ bản không khác gì van một chiều cho dòng điện, nên chúng ta có thể xác minh tính chất một chiều của nó bằng cách sử dụng ohmmeter DC (chạy bằng pin) như trong hình bên dưới.

Được kết nối một chiều qua diode, đồng hồ sẽ hiển thị điện trở rất thấp ở (a). Được kết nối theo cách khác qua diode, nó sẽ hiển thị điện trở rất cao ở (b) (“OL” trên một số kiểu máy đo kỹ thuật số).

Xác định cực tính của diode: (a) Điện trở thấp biểu thị phân cực thuận, dây dẫn màu đen là cực âm và cực dương là dây dẫn màu đỏ (đối với hầu hết các đồng hồ đo) (b) Dây dẫn đảo chiều cho thấy điện trở cao cho thấy phân cực ngược.

Xác định cực của Diode?

Sử dụng đồng hồ vạn năng

Tất nhiên, để xác định đầu nào của điốt là cực âm và đầu nào là cực dương, bạn phải biết chắc chắn dây đo nào của đồng hồ vạn năng là dương (+) và đầu nào là âm (-) khi được đặt thành “điện trở” hoặc Hàm “Ω”. Với hầu hết các đồng hồ vạn năng kỹ thuật số mà tôi đã thấy, dây màu đỏ trở là dương và dây màu đen là âm khi được đặt để đo điện trở, theo quy ước mã màu điện tử tiêu chuẩn.

Tuy nhiên, điều này không được đảm bảo cho tất cả các đồng hồ. Ví dụ, nhiều đồng hồ vạn năng chỉ kim có dây đen là dương (+) và dây đỏ là âm (-) khi được chuyển sang chức năng “đo điện trở” vì nó được sản xuất theo cách đó!

Các vấn đề khi kiểm tra điốt bằng máy đo điện trở

Một vấn đề với việc sử dụng ohmmeter để kiểm tra diode là các số đọc thu được chỉ có giá trị định tính chứ không phải định lượng. Nói cách khác, một ohmmeter chỉ cho bạn biết cách diode dẫn điện; chỉ báo điện trở giá trị thấp thu được trong khi tiến hành là vô ích.

Nếu một ohmmeter hiển thị giá trị “1,73 ohms” trong khi diode phân cực thuận, thì con số 1,73 Ω đó không đại diện cho bất kỳ đại lượng thực tế nào hữu ích cho chúng ta với tư cách là kỹ thuật viên hoặc nhà thiết kế mạch.

Nó không đại diện cho điện áp giảm cũng như bất kỳ điện trở “lớn” nào trong vật liệu bán dẫn của chính diode, mà là một con số phụ thuộc vào cả hai đại lượng và sẽ thay đổi đáng kể khi đo với các đồng hồ đo điện trở khác nhau

Kiểm tra diode bằng đồng hồ vạn năng

Vì lý do này, một số nhà sản xuất đồng hồ vạn năng kỹ thuật số trang bị cho đồng hồ của họ một chức năng “kiểm tra diode” đặc biệt, chức năng này hiển thị điện áp giảm của diode bằng vôn, thay vì con số “điện trở” tính bằng ôm. Các đồng hồ này hoạt động bằng cách cho một dòng điện nhỏ đi qua diode và đo điện áp rơi giữa hai dây đo. (Hình bên dưới)

Đồng hồ có chức năng “Kiểm tra đi-ốt” màn hình hiển thị điện áp giảm là 0,548 vôn thay vì hiển thị điện trở thấp.

Điện áp chuyển tiếp của Diode

Việc đọc điện áp chuyển tiếp thu được với đồng hồ như vậy thường sẽ nhỏ hơn mức giảm “bình thường” là 0,7 vôn đối với silicon và 0,3 vôn đối với gecmani vì dòng điện do đồng hồ cung cấp có tỷ lệ nhỏ.

Các lựa chọn thay thế cho chức năng kiểm tra đi-ốt

Nếu đồng hồ vạn năng có chức năng kiểm tra đi-ốt không khả dụng hoặc bạn muốn đo điện áp giảm của đi-ốt ở một số dòng điện không nhỏ, mạch điện trong hình bên dưới có thể được cấu tạo bằng pin điện trở và vôn kế.

Đo điện áp thuận của một diode không có chức năng đồng hồ “kiểm tra diode”: (a) Sơ đồ. (b) Sơ đồ hình ảnh.

Kết nối ngược diode với mạch thử nghiệm này sẽ chỉ dẫn đến vôn kế cho biết điện áp đầy của pin.

Nếu mạch này được thiết kế để cung cấp dòng điện không đổi hoặc gần như không đổi qua điốt bất chấp sự thay đổi của điện áp chuyển tiếp, nó có thể được sử dụng làm cơ sở của dụng cụ đo nhiệt độ, điện áp đo qua điốt tỷ lệ nghịch với nhiệt độ điểm giao nhau điốt . Tất nhiên, dòng điện của diode nên được giữ ở mức tối thiểu để tránh hiện tượng tự phát nhiệt (diode tiêu tán lượng nhiệt đáng kể), điều này sẽ gây trở ngại cho việc đo nhiệt độ.

Cân nhắc trong Multimet ers

Hãy lưu ý rằng một số đồng hồ vạn năng kỹ thuật số được trang bị chức năng “kiểm tra diode” có thể tạo ra điện áp thử nghiệm rất thấp (dưới 0,3 vôn) khi được đặt ở chức năng “điện trở” (Ω) thông thường: quá thấp để hoạt động ở vùng tiếp giáp PN.

Triết lý ở đây là chức năng “kiểm tra diode” được sử dụng để kiểm tra các thiết bị bán dẫn và chức năng “điện trở” cho bất kỳ thứ gì khác. Bằng cách sử dụng điện áp thử nghiệm rất thấp để đo điện trở, kỹ thuật viên sẽ dễ dàng hơn trong việc đo điện trở của linh kiện không bán dẫn được kết nối với linh kiện bán dẫn vì các điểm nối linh kiện bán dẫn sẽ không bị phân cực thuận với điện áp thấp như vậy.

Ví dụ kiểm tra

Hãy xem xét ví dụ về điện trở và diode được kết nối song song, được hàn tại chỗ trên bảng mạch in (PCB). Thông thường, người ta sẽ phải tháo điện trở khỏi mạch (ngắt kết nối nó khỏi tất cả các linh kiện khác) trước khi đo điện trở của nó, nếu không, bất kỳ thành phần nào được kết nối song song sẽ ảnh hưởng đến kết quả đọc được.

Khi sử dụng đồng hồ vạn năng tạo ra điện áp thử nghiệm rất thấp cho các đầu dò ở chế độ chức năng “điện trở”, điểm nối PN của diode sẽ không có đủ điện áp ấn tượng qua nó để trở thành phân cực thuận và sẽ chỉ cho dòng điện không đáng kể. Do đó, đồng hồ “coi” diode như van mở (không liên tục) và chỉ ghi lại điện trở của điện trở. (Hình bên dưới)

Ôm kế được trang bị điện áp thử nghiệm thấp (<0,7 V) không thấy điốt cho phép nó đo điện trở song song.

Nếu một ohm kế như vậy được sử dụng để kiểm tra một diode, nó sẽ chỉ ra một điện trở rất cao (nhiều mega-ohms) ngay cả khi được kết nối với diode theo hướng “đúng” (phân cực thuận). (Hình bên dưới)

Ôm kế được trang bị điện áp thử nghiệm thấp, quá thấp để điốt phân cực thuận, không nhìn thấy điốt.

Cường độ điện áp ngược của một diode không được kiểm tra dễ dàng vì vượt quá PIV của diode bình thường thường dẫn đến phá hủy diode. Tuy nhiên, các loại điốt đặc biệt được thiết kế để “phá vỡ” ở chế độ phân cực ngược mà không bị hư hỏng (được gọi là điốt zener ), được thử nghiệm với cùng một nguồn điện áp / điện trở / mạch vôn kế, với điều kiện là nguồn điện áp cao đủ giá trị để buộc diode vào vùng đánh thủng của nó. Tìm hiểu thêm về chủ đề này trong phần sau của chương này.

ÔN TẬP:

• Một ohmmeter có thể được sử dụng để kiểm tra định tính chức năng của diode. Phải đo điện trở thấp theo một cách và điện trở rất cao được đo theo cách khác. Khi sử dụng ohm kế cho mục đích này, hãy chắc chắn rằng bạn biết dây dẫn thử nghiệm nào là dương tính và dây dẫn âm tính! Cực tính thực tế có thể không tuân theo màu sắc của dây dẫn như bạn mong đợi, tùy thuộc vào thiết kế cụ thể của đồng hồ đo.
• Một số đồng hồ vạn năng cung cấp chức năng “kiểm tra diode” hiển thị điện áp chuyển tiếp thực tế của diode khi dòng điện dẫn của nó. Các đồng hồ đo như vậy thường chỉ ra điện áp chuyển tiếp thấp hơn một chút so với “danh nghĩa” đối với điốt, do lượng dòng điện sử dụng trong quá trình kiểm tra rất nhỏ.