Как отличить стабилитрон от диода с помощью мультиметра

Как проверить диод и стабилитрон мультиметром

Часто у мастеров возникает необходимость проверить на исправность такой радиоэлемент, как полупроводниковый диод. Его назначение состоит в том, чтобы пропускать ток при его протекании в одном направлении (от анода к катоду) и не пропускать при протекании его в обратном направлении (от катода к аноду). Это свойство объясняет само название полупроводник. В этом и состоит суть проверки диода: он должен выполнять заданные функции так, как требуется в схеме.

Пороговое значение напряжения

Одна из основных характеристик полупроводниковых элементов — пороговое значение напряжения, то есть значение прикладываемого напряжения к элементу в прямом включении, при котором через него начинает протекать ток. Для разных типов диодов это напряжение имеет разные диапазоны значений. Для германиевых этот диапазон составляет от 0,3 до 0,7 вольта, для кремниевых — от 0,7 до 1,0 вольта. По этому значению судят об исправности полупроводникового диода.

Основные неисправности полупроводников

Диоды могут выходить из строя по разным причинам. Наиболее распространенные из них: протекание повышенного тока через схему, превышение максимального значения обратного напряжения и другие (например, тепловое или механическое воздействие). Основные неисправности этих полупроводников — пробой и обрыв. Обе неисправности можно выявить с помощью мультиметра. При пробое подключенный к элементу мультиметр в режиме измерения сопротивления показывает минимальное сопротивление порядка единиц Ом. При обрыве измерительный прибор в том же режиме покажет бесконечное сопротивление как при прямом, так и при обратном подключении.

Проверка измерителем

Перед началом работы любые типы элементов нуждаются в проверке. Не пренебрегайте этим правилом. Существует несколько способов проверить диод:

• Основной способ проверки — с помощью мультиметра. Встроенная в измеритель проверка. Большинство мультиметров имеют режим прозвонки p-n перехода. Этот режим обычно обозначен значком диода на их передней панели. Чтобы прозвонить мультиметром диод, установите ручку регулятора вашего измерительного прибора на обозначение диода либо нажмите кнопку с этим обозначением на передней панели прибора. Далее подключите красный измерительный щуп к аноду проверяемого элемента, а черный щуп — к катоду. Узнать, какой из выводов анод, а какой катод, можно в интернете, прочитав описание на используемый вами диод. В описаниях обычно указывается маркировка. При подключении описанным способом мультиметр должен показать пороговое прямое напряжение тестируемого диода. Если элемент неисправен, то прибор покажет ноль или сильно отличающееся от порогового показание. При обратном подключении (черный щуп мультиметра к аноду, красный щуп — к катоду) мультиметр должен показать нулевое напряжение.
• Вам нужно прозвонить диод, если ваш мультиметр не поддерживает режим проверки полупроводниковых приборов. Соберите простую схему. Соедините последовательно источник питания постоянного тока номинальным напряжением 5 вольт, резистор сопротивлением 100 Ом и проверяемый полупроводник. Катод соедините с минусом источника питания, а анод — с резистором. Далее переключите мультиметр в режим определения постоянного напряжения. Красный щуп мультиметра соедините с анодом тестируемого диода, а черный щуп — с катодом. При исправности элемента измеритель покажет пороговое прямое напряжение на нем.
• Проверка диода в случае отсутствия у мультиметра режима прозвонки полупроводников. Выберите на мультиметре режим измерения сопротивления, диапазон измеряемого сопротивления до 2 кОм. Подсоедините красный щуп прибора к аноду, черный щуп к катоду элемента. При этом измерительный прибор должен показать сопротивление порядка сотен Ом. Если подсоединить мультиметр к полупроводнику наоборот (черный щуп к аноду, красный — к катоду), то он должен показать бесконечное сопротивление или разрыв цепи. Если выдаются другие показания, значит, элемент неисправен.

Диагностика исправности стабилитрона

Стабилитроном называется полупроводниковый элемент, стабилизирующий напряжение в довольно узком диапазоне. При этом через него могут протекать разные токи как большие, так и маленькие. Диапазон стабилизации стабилитрона по напряжению обычно ограничен сотней милливольт. Конструктивно стабилитрон представляет собой диод, и в прямом включении он так и работает. Стабилизацию напряжения он производит при подаче на него напряжения в обратном включении. Проверить исправность стабилитрона мультиметром можно точно так же, как и исправность обычного диода.

Замер напряжения стабилизации

Необходимо собрать небольшую схему. Для этого нужно последовательно соединить регулируемый источник питания (он должен показывать напряжение и ток через нагрузку), токоограничивающее сопротивление (номиналом от одного до 10 кОм, мощность рассеивания зависит от напряжения стабилизации, но берите не менее 0,125 Вт) и стабилитрон. Катод стабилитрона подключается к плюсу источника питания, анод соединяется с токоограничивающим резистором. Далее выполните следующие действия:

1. Подключите мультиметр к стабилитрону (красный щуп к катоду, черный к аноду), переключите его в режим определения постоянного напряжения и выберите диапазон измерения до 200 В.
2. На источнике питания установите минимальное напряжение.
3. Включите источник питания и постепенно увеличивайте уровень напряжения на нем.
4. Как только увидите, что начал протекать ток через схему, прекратите регулировку источника питания и отследите на мультиметре напряжение стабилизации стабилитрона.

Тестирование диода без выпаивания

При проверке элементов внутри схем возникают некоторые трудности с определением их характеристик, так как измерительный прибор тестирует все части схемы, включенные между его измерительными щупами. Таким образом, нужно исключить возможные варианты протекания тока в схеме, в которую установлен нужный элемент. Самый простой вариант — выпаять один из выводов нужного вам для проверки диода. Тогда результаты измерения будут достоверными. После проведения выпаивания одного из выводов элемента можно проверить его любым из перечисленных выше способов.

Если выпаять один из выводов проблематично, отключите источник питания схемы и попробуйте проверить диод, не выпаивая его. При этом в схеме не должно быть элементов, шунтирующих проверяемый элемент. Результаты проверки также должны быть достоверны.

Как отличить стабилитрон от диода

Стабилитрон и диод могут внешне выглядеть совершенно одинаково. К примеру, маломощный диод 1n4148 и серия маломощных стабилитронов BZX55C на различные напряжения стабилизации выпускаются в стеклянном корпусе DO-35. Да и у других моделей корпуса могут быть одинаковые или похожие: те же два вывода, метка катода. Как же отличить стабилитрон от диода?

Маркировка

Первое — вооружившись лупой, попробовать рассмотреть маркировку. На диоде должна быть отпечатана его модель. На стабилитроне — напряжение стабилизации.

На фото — диод и стабилитрон. Видите маркировку? Нет? А она — есть! 🙂

Если маркировку невозможно прочитать, то самый простой совет — выбросить такую деталь. При современных ценах это расходные компоненты, и проще взять новую заведомо известную детальку, чем тратить гораздо более ценное время на установление личности сомнительного полупроводника.

Различия диода и стабилитрона

Но, если Вами движет бережливость, спортивный интерес или любознательность, способ различить эти детали существует. Как известно, и диод и стабилитрон конструктивно очень похожи. И тот и другой представляют собой кристалл полупроводника с двумя зонами проводимости, p и n. Оба они обладают прямой проводимостью, когда плюс подключен к аноду, а минус — к катоду.

Различие же диода и стабилитрона в том, как они себя ведут в области обратного напряжения. Обычный диод должен быть заперт, и может пропускать только мизерный обратный ток, который исчисляется микро- и даже нано-Амперами. А вот стабилитрон сконструирован таким образом, что при достижении напряжения стабилизации в нём возникает обратимый пробой, с довольно большим током. При этом напряжение на стабилитроне остаётся более-менее постоянным при различной силе тока. Этими свойствами и воспользуемся.

Проверка pn-перехода

Будет не лишним сперва проверить исправность p-n перехода. Заодно, мы определим, где у прибора катод где анод, если метка катода тоже стёрлась. У современных мультиметров есть специальный режим проверки диодов.

Режим проверки диодов на мультиметре

Нужно подключить наш диодостабилирон сначала в одной полярности, потом в другой. И убедиться, что проводимость есть, причём только в одном направлении. При этом (в момент наличия проводимости) общий провод мультиметра будет присоединён к катоду.

Проверка с помощью регулируемого блока питания

Но это мы только проверили отсутствие обрывов и исправность pn-перехода. Чтобы увидеть, как деталька ведёт себя в области обратных напряжений, нам понадобится собрать простенькую схему. Желательно, чтобы блок питания был регулируемым, с возможностью плавно менять выходное напряжение.

Схема для проверки стабилитронов и диодов

Включаем блок питания и начинаем плавно увеличивать напряжение. В случае диода, миллиамперметр покажет практически отсутствие тока, а всё напряжение питания упадёт на исследуемой детали. То есть сколько мы выставили на блоке питания, столько мы и измерим на диоде, т.к. его сопротивление гораздо больше, чем сопротивление резистора.

Важно! Не следует превышать максимально допустимое обратное напряжение для диода. Для маломощных диодов оно составляет порядка 100В.

В случае стабилитрона будет наблюдаться иная картина. При достижении напряжения стабилизации ток начнёт заметно расти при дальнейшем увеличении напряжения питания. При этом падение напряжения на стабилитроне будет оставаться более-менее постоянным.

И в этом случае также не следует увлекаться, и превышать максимальный ток стабилизации, который зависит от напряжения стабилизации. Если оно не превышает 10 В, можно позволить токи до 40мА, если от 10 до 20 В — то лучше не превышать 20мА, а стабилитрон, BZX55C75, рассчитанный на 75Вольт, имеет предельный ток 5.3 мА.

Приставка к мультиметру для тестирования стабилитронов

Не всегда под рукой есть регулируемый блок питания, особенно с диапазоном напряжения до 100-150В. Поэтому в радиолюбительской литературе в разных вариациях встречается такая приставка к мультиметру для тестирования стабилитронов.

Схема приставки для проверки стабилитронов

По сути, это маломощный генератор высокого напряжения. На транзисторе V₁ собран блокинг-генератор. Трансформатор Т₁ — из любого простенького блока питания, поставленный «задом наперёд»: сигнал генератора подаётся на вторичную обмотку, а повышенное напряжение снимается с первичной. Далее оно выпрямляется диодом D₁ и сглаживается конденсатором C₃ (которой должен быть рассчитан на напряжение не менее 250 В). На выходе получается постоянное напряжение порядка 200 Вольт. Причём с помощью переменного резистора R₁ можно менять амплитуду сигнала генератора, а, следовательно, и выходное напряжение. Далее это напряжение через токоограничивающий резистор R₃ подаётся на тестируемый стабилитрон, параллельно которому подключен вольтметр (предел измерения необходимо установить на 200 В.)

Рекомендуется плавно поднимать напряжение с помощью R₁, чтобы не допустить выхода стабилитрона из строя. Кстати, приставка поможет и определить полярность стабилитрона. Если он подключен не так, как на схеме, то вольтметр покажет падение напряжения порядка 0.6 В.

И ещё раз напомню, что на маломощные диоды нельзя подавать напряжение больше 100 В.

Методы проверки стабилитрона мультиметром и тестером

Внешне стабилитрон похож на диод, выпускается в стеклянном и металлическом корпусе. Его главное свойство заключается в сохранении постоянного напряжения на своих выводах при достижении определенного потенциала. Это наблюдается у него при достижении напряжения туннельного пробоя.

Обычные диоды при таких значениях быстро доходят до теплового пробоя и перегорают. Стабилитроны, их еще называют диодами Зенера, в режиме туннельного или лавинного пробоя могут находиться постоянно, без вреда для себя, не доходя до теплового пробоя.

Прибор изготавливается из монокристаллического кремния, в электронной аппаратуре выступает как стабилизатор или опорное напряжение.

Высоковольтные защищают от перенапряжений, интегральные стабилитроны со скрытой структурой используются в качестве эталонного напряжения в аналого-цифровых преобразователях.

Проверка тестером

Так как стабилитрон и диод имеют почти одинаковые вольтамперные характеристики за исключением участка пробоя, то мультиметром стабилитрон проверяется, как и диод.

Проверка осуществляется любым мультиметром в режиме прозвона диода или определения сопротивления. Выполняются такие действия:

• переключателем устанавливают диапазон измерения Омов;
• к выводам радиодетали подсоединяются измерительные щупы;
• мультиметр должен показать единицы или доли Ом, если его внутренний источник питания подключится плюсом к аноду;
• поменяв щупы местами, меняем полярность напряжения на выводах полупроводника и получаем сопротивление близкое к бесконечности, если он исправен.

Чтобы убедиться в исправности стабилитрона переключаем мультиметр на диапазон измерения сопротивления в килоомах и проводим измерение.

При исправном приборе, показания должны лежать в пределах десятков и сотен тысяч Ом. То есть он пропускает ток, как обычный диод.

Частные случаи

Иногда, мультиметр при проверке исправного полупроводника в режиме измерения сопротивления при обратной полярности показывает значение сильно отличающееся от ожидаемого.

Вместо сотен килоом – сотни ом. Создается впечатление, что он пробит, и прозванивается в обе стороны.

Это возможно в случае использования в мультиметре внутреннего источника питания, превышающего напряжение стабилизации стабилитрона.

Полупроводник уменьшает свое внутреннее сопротивление до тех пор, пока не достигнет напряжения стабилизации. Поэтому при измерениях необходимо это учитывать.

Иногда, при прозвонке мультиметр показывает большое сопротивление при прямом и обратном потенциале. Скорее всего, это двуханодный стабилитрон, поэтому для него полярность значения не имеет.

Для проверки исправности потребуется приложить напряжение чуть больше стабилизирующего, при этом менять полярность. Измеряя токи, проходящие через него и сравнивая вольтамперные характеристики прибора можно выяснить состояние устройства.

Проверка диода Зенера на печатной плате затруднена влиянием других элементов. Для надежного контроля работоспособности необходимо выпаять один вывод, производить измерения вышеописанным способом.

Тестер для стабилитронов

Проверка стабилитронов мультиметром не дает 100% гарантии их исправности. Это связано с тем, что он не может проверить его основные параметры. Поэтому многие радиолюбители изготавливают тестер стабилитронов своими руками.

Схема самого простого варианта состоит из набора аккумуляторов, постоянного резистора номиналом 200 Ом, переменного сопротивления на 2 кОм и мультиметра.

Аккумуляторы соединяются последовательно для получения потенциала необходимого для измерения параметров стабилитронов. Напряжения стабилизации в основном лежат в пределах 1,8-16 В.

Поэтому собирается батарея на 18 В. Затем к ее выводам параллельно подсоединяем последовательную цепочку из переменного резистора на 2 кОм мощностью 5 Вт и постоянного на 200 Ом.

Второй будет играть роль ограничивающего сопротивления. Выводы переменного резистора присоединяются к трехконтактной клеммной колодке.

К первому контакту присоединяется вывод, подключенный к плюсу батареи, ко второму другой крайний вывод, а к третьему средний подвижный контакт резистора.

В других вариантах тестеров можно применять импульсные источники питания с регулируемым напряжением выходного каскада, но суть не меняется, измерителем остается мультиметр.

Определение характеристик

Для проверки исправности стабилитрона и соответствия паспортным данным необходимо проверить его работу на разных напряжениях. Сначала надо прозвонить в режиме измерения сопротивления.

Убедившись в отсутствии пробоя, на первом и третьем контакте колодки выставляется разность потенциалов 0,1 вольта. Это достигается регулировкой резистора.

Проверка происходит в режиме измерения постоянного напряжения. Анод проверяемого стабилитрона подсоединяется к третьему контакту колодки, а катод подключается к первому. Щупы тестера подсоединяются к ним же.

Регулировкой переменного резистора увеличиваем обратное напряжение на полупроводнике до тех пор, пока оно не перестанет изменяться. Если это произошло, значит, стабилитрон достиг напряжения стабилизации и работает нормально.

Иногда требуется определить его вольтамперную характеристику. Тогда к предыдущей схеме добавляется тестер, работающий в режиме амперметра, соединенный последовательно со стабилитроном.

При изменении вольтажа с определенным шагом, снимаются значения напряжения и тока, строится график, получается вольтамперная характеристика.

Как прозвонить и проверить мультиметром диод и стабилитрон

Диод — это полупроводниковый прибор, играющий важную роль в различных электрических и электронных устройствах. Он выпрямляет переменные токи и детектирует высокочастотные модулированные сигналы. Стабилитрон осуществляет стабилизацию благодаря своим характеристикам. Существует несколько способов проверить стабилитрон мультиметром.

Методика проверки

Цифровые мультиметры проверяют диоды и стабилитроны очень точно. Если есть предназначенный для этого режим, то тестер также покажет значение пробивного напряжения. При использовании стрелочного мультиметра проверить диод можно на сопротивление в режиме омметра. Перед этим следует выставить стрелку тестера на ноль. Для этого следует:

• перемкнуть щупы прибора;
• поворотом специального регулятора выполнить настройку;
• если не удаётся выставить стрелку на ноль, то необходимо заменить элементы питания пробника.

Чтобы проверить мультиметром стабилитрон, следует присоединить красный щуп к аноду, а чёрный — к катоду. Вначале следует замерить сопротивление детали. Оно должно составлять от 500 до 1 тыс. Ом. Проверка по пробивному напряжению имеет свои особенности в силу конструкции стабилитрона. Основное назначение последнего — поддержание постоянного значения напряжения в цепи, параллельно которой подключена деталь.

По этой причине проверка этого полупроводникового прибора может вызывать трудности, поскольку пробивное напряжение способно оказаться меньше. Из-за этого иногда делают ошибочный вывод о неисправности стабилитрона.

Более точную проверку можно осуществить, если собрать простую цепь. В неё входят регулируемый источник тока и ограничительный резистор. Исправным считается такой стабилитрон, на клеммах которого напряжение остаётся неизменным.

Диагностика диодов

Чтобы прозвонить диод, необходимо коснуться щупами выводов детали. Затем следует повторить измерение, поменяв щупы местами. Стоит также отметить, что вывод анода на многих диодах отмечен цветной точкой. У некоторых деталей он более массивный. Если диод исправен, в первом случае тестер покажет сопротивление от 100 до 500 Ом, а во втором — бесконечно большое сопротивление.

Чтобы проверить диод Шоттки мультиметром по пробивному напряжению (а также обычный, германиевый или кремниевый), следует выбрать соответствующий режим переключателем на корпусе. Щупы измерительного прибора подключаются так же, как к стабилитрону. После этого на дисплее отобразится значение пробивного напряжения, падающего между выводами детали.

Этот показатель для исправного диода колеблется от 100 до 800 милливольт. Оснащённый звуковым индикатором тестер ещё и подаст сигнал.

Если поменять выводы местами, то пробивное напряжение будет не больше единицы. В случае пробоя диода показания возникнут при обоих способах подключения, а в случае обрыва — не появятся вовсе.

Характеристики и применение

Любой диод обладает односторонней проводимостью. Это значит, что при подаче положительного напряжения на анод, а отрицательного — на катод деталь становится проводником, появляется прямой ток. Если поменять полюсы местами, то получается обратная ситуация. Пробитый диод будет проводить ток в обоих направлениях, а если в этой детали есть обрыв, то не будет проводить.

При подаче переменного напряжения на выходе детали появится пульсирующий ток, текущий в одном направлении. Его остаётся только сгладить. По такому принципу устроены все выпрямители для приборов, работающих от обычной электросети. На любом полупроводниковом приборе неизбежно теряется часть напряжения, часто называемого пробивным. Эта величина и проверяется цифровыми мультиметрами.

Стабилитрон подключается параллельно цепи, в которой требуется поддерживать постоянство напряжения. Такая деталь также входит в состав более мощных транзисторных стабилизаторов. Стабилитрон включается между базой и противоположным полюсом цепи.

Когда напряжение растёт, сопротивление детали падает, и транзистор прикрывается, благодаря чему уровень выхода на коллекторе (эмиттере) остаётся неизменным. Транзисторные стабилизаторы применяются в различных устройствах при токах нагрузки от 100 миллиампер и выше.

Таким образом, проверка диодов мультиметром и стабилитроном не вызовет особых трудностей. Чёткое различие показателей при перемене полярности позволит точно убедиться в исправности деталей и исключить ошибки при выбраковке. Небольшие сложности при проверке стабилитронов, связанные с их конструкцией, легко преодолеваются путём создания дополнительных схем. Прозвонить полупроводниковые приборы можно также простейшим стрелочным тестером, имеющим режим омметра.