您會用萬用表的歐姆擋測量二極管、三極管嗎?(上)
2009年11月2日 郝銘 發表評論 閱讀評論
您會用萬用表的歐姆擋測量二極管、三極管嗎?(上)
本文章分兩部分:第一部分是萬用表歐姆檔的原理。第二部分:怎樣正確用萬用表歐姆檔測量半導體器件
第一部分 萬用表歐姆檔原理
我問這句話;可能有人會笑話我:“你這話問的太“小兒科”了,簡直看不起人”,其實不然;我講此話;決不是看不起人。我接觸過很多的維修師傅;有的是從事修理工作多年的老師傅,都不了解萬用表的歐姆擋,也不會用萬用表的歐姆擋。有這樣一個事例;我有一個朋友開設了一個個體的電視機修理部;一天我去這個修理部;我這個朋友指著一臺25寸的CRT對我說:“這臺電視機我修不好了,你幫我分析一下”;故障現象是;光柵上部不滿,上部有幾根回掃線,這個故障一般都是場掃描的自舉升壓電路故障,一般損壞較多的是330微法 35伏電解電容器器的故障,我朋友的維修經過是;換了該電容,故障依舊,又檢查周邊部件,特別是升壓二極管,他也拆下用萬用表測量也是好的,換了場輸出集成電路還是故障依舊,懷疑場偏轉線圈有故障,把機芯拿到別的顯像管上試;仍然故障依舊。測量場輸出各部電壓,供電25V正常,發現自舉升壓電壓低于43V(正常50V)。場輸出集成電路周邊的元件幾乎都換了,自舉升壓電容由330微法增加到470微法,還是不解決問題,到此他已經沒有辦法了。我分析了一下;自舉升壓低于正常值,一般是自舉升壓電容或升壓二極管有問題造成。電容他換過了;二極管他用萬用表檢查過了;我分析一下;因為電容已經換新的并且是470微法;不再懷疑,場輸出集成電路他已經換新的;偏轉線圈連顯像管都換試過也都不再懷疑。最后只想到升壓二極管,我說你把升壓二極管再測量一下,他拆下用萬用表R×1K擋測量,正向阻值為零;反向為無窮大,他說是好的。我說;你用R×1擋測量一下正向電阻,他測量為80歐姆。我讓他再拿幾只新的二極管對比一下;其它幾只正向電阻都為20歐姆左右;大大小于拆下的80歐姆;但是把這幾只新的二極管用R×1K擋測量;和拆下的二極管;正反向電阻都一樣。電視機換了一只新的正向電阻為20歐姆的二極管,故障就排除了。這說明這個升壓二極管的正向導通特性變壞,在它導通是不能充分的對升壓電容充電,而導致自舉升壓不夠;產生光柵不滿屏且逆程不能完全消隱出現回掃線。我這個朋友檢查的步驟沒有錯,故障的部位也判斷對了,只是他不會正確的用萬用表的歐姆擋來測量、判斷二極管的好壞。
這樣的情況是大有人在。不知您們各位師傅們,在測量二極管好壞時;萬用表是放在歐姆擋的那個檔位?我現在明確的表示:萬用表判斷二極管、三極管等半導體器件;只能用萬用表的R×1和 R×10 K 擋,其它檔位都是不精確的,對于一些輕微漏電、正向特性變差的元器件尤為重要(輕微漏電、正向特性變差造成的故障都是一些;似是而非的疑難故障,這些故障能整的你吃不下飯、睡不好覺)。
維修人員,每天工作離不開萬用表,對萬用表的使用可以說是得心應手,對于電壓、電流擋的應用是不在話下、非常嫻熟,對于歐姆擋我的看法則不然,你們對萬用表的歐姆擋了解多少?。【 郝銘原創作品 】
一、你對萬用表歐姆擋的了解知多少?
你們現在在看我的這篇文章,我現在提幾個關于萬用表歐姆擋的問題;
1 萬用表的指針的偏轉角度是90度,當偏轉45度時(在直流10V擋位;指示5V的位置);稱為中心刻度;請問:不同的萬用表歐姆擋的中心刻度的數值不同,MF47型萬用表的中心刻度是:27歐姆。 500型萬用表的中心刻度是12歐姆(也有個別是10歐姆),這意味什么?中心刻度是大好;還是小好,你用的萬用表歐姆擋中心刻度是多少歐姆?
2 萬用表置于歐姆擋;當正、負表筆相碰時;指針偏轉90度,指示為零歐姆;這是因為表筆的連接;聯通了表內的電池、表頭線圈、和限流電阻形成電流回路,也就是有電流經過表筆流過。那么請問你的萬用表在歐姆擋不同的檔位R×1、R×10、R×100、R×1K、R×10K各個不同擋位時;你的萬用表表筆間流過的電流各有多大?你知道嗎?再者;表筆相連有電流流過;電流是由紅表筆流向黑表筆?還是由黑表筆流向紅表筆?你知道嗎?這對于我們有什么用處?
3 既然表筆相連;就有電流流過,把表筆分開,兩端就有電壓;那么這個電壓在不同的R×1、R×10、R×100、R×1K、R× 10 K檔位;分別有多大?萬用表內部一般需要兩塊電池;一塊1.5V、一塊9V(也有是15V)分別是什么檔位用的?。紅、黑表筆之間;哪一端是正電壓?哪一端是負電壓?你知道嗎?這對我們又有什么用處?
以上問題知道多少?這些問題對我們非常有用,特別是一個高級的維修師傅必須清楚。
在戰場,槍是作戰的武器;一個戰士應該非常了解他手中的武器,點射、連射、擊發的性能、標尺的定位、應用自如;這樣才能消滅敵人保護自己,才能戰勝敵人,取得勝利。部隊有一個訓練科目:把眼睛蒙上;在規定時間把槍械拆開、再把它裝上。你對你手中的“武器”萬用表了解多少?不了解!怎么搞好維修工作?
為什么我提到的這些歐姆擋的問題?,有用嗎?有人說我干了一輩子;不知道;不是也賺錢了嗎?是的;你不知道也賺錢了。如果你知道;你就可能賺大錢了。
我每次在外面培訓講課;來聽的都是多年從事維修的師傅,每次提及這個問題;能全面知道掌握的極少。有的甚至全然不知。知道這些有用嗎?有用 非常有用 知道這些能正確的掌握測量、判斷半導體器件;三極管、二極管等的好壞;特別是:輕微的漏電及PN結正向阻值的變大引起的疑難故障。
半導體三極管、二極管等半導體器件;是我們維修工作中損壞比例最大、換件最多的原器件。檢查故障時;懷疑這些半導體器件損壞,從電路板上拆下來;首先用萬用表歐姆擋測量一下,以判斷是否損壞。對于半導體元件的指標、參數有很多;耐壓、電流、放大倍數等等;嚴格意義上來說,要判斷一個半導體器件的優劣;這么多的參數;要用專門的測試儀器來測量;但是作為一般的維修部門是沒有這些儀器的,所以一般就用萬用表測量電阻的歐姆擋粗略的判斷一下器件的好壞,也是可行的。歐姆擋是測量電阻阻值的、測量線路通、斷的。用它來測量半導體元件;也是不得已而為之。既然萬用表的歐姆擋并不是專門用來測量三極管、二極管的,就沒有一個規定的測量三極管二極管的方法和標準,這樣在不得已而為之之下;大家是各行其道;
你們就可以看到不同的師傅測量二極管、三極管方法就不同;有用R×1擋;有用R×10擋;有用R×100擋;有用R×1K擋;也有用R×10 K擋等等,花樣繁多。測量E C時,也可以用舌頭舔舔B和C看看指針的變化;以粗略的估估是否還有放大倍數。
一般的師傅;利用萬用表測量三極管、二極管的原理是測量二極管PN結的正反兩個方向的電阻,一般的方法是正向測量;萬用表導通;方向測量萬用表指針不動就判斷為好。這個方法沒有錯,問題是你用的是歐姆擋的哪一個檔位,是R×1、R×10、R×100、R×1K、R× 10 K其中的哪一擋?測正向用哪一擋?測反向用哪一擋?
我再一次明確的告訴您們,正確的方法是:只用R×1和R× 10 K這兩擋;用R×1測量正向導通電阻;用R× 10 K擋測反向是否有漏電。
要說明為什么只能用 R×1和R× 10 K這兩擋測量是正確的,這要從萬用表歐姆擋的特性、原理說起;下面以介紹萬用表歐姆擋測量原理來分析這個問題,雖然啰嗦,也等于給大家增加一下理解萬用表歐姆擋的知識吧,既然是博客就不怕啰嗦。我結合上面給大家提的三個問題來分析。 【 郝銘原創作品 】
二、萬用表歐姆擋的電路原理:
萬用表是我們修理的必備工具,可以測量電壓、電流、電阻等。測量功能的轉換;是依靠萬用表面板上的一個轉換開關(旋鈕)來完成。圖1所示 是一個萬用表置于歐姆擋時的原理圖:
圖1
在圖1中;可以看到萬用表置于歐姆擋時內部的電路原理圖;有4個元件;表頭電感線圈、電阻R、電阻RX和1.5V電池。連接的方式是:電池和RX串聯;電池的負極接紅表筆接線端,RX另一端接黑表筆接線端;電阻R和表頭電感線圈串聯后在并接于電阻RX上,如圖2的等效電路所示。稍微有點電路常識的人就可以看出它的工作原理。
圖2
在圖2中 電阻RX阻值是15歐姆 電感L是萬用表表頭(驅動表指針偏轉);滿度偏轉電流是50微安(靈敏度);L的內阻是;1000歐姆(表頭電阻);R是表頭串聯電阻(可變、歐姆擋零點校正);表內電池 1.5V。通過圖2可以明顯看出;此時;雖然電路中沒有電流;但是紅表筆是接在電池的負極;黑表筆是經過電阻RX接電池的正極,這是紅、黑表筆之間是有電壓的,并且電壓就是電池電壓1.5V,紅表筆是負極;黑表筆是正極(和表筆的顏色習慣表示的相反)。
如果把萬用表歐姆擋的 紅、黑表筆連接;則表指針發生偏轉;指針由表盤上∞(無窮大)位置;向右偏轉指向0Ω(零歐姆)位置;圖3所示;圖4是其等效原理圖。
圖3 圖4
在圖4中可以看出;紅、黑表筆相連;1.5V電池和電阻RX組成一個電流回路,電流經由紅、黑表筆、電阻RX和1.5V電池流通。電流由電池的正極流出;經過電阻RX及紅、黑表筆;流入1.5V電池的負極。根據歐姆定律;可以得出電路的電流Ia是:
Ia= U ÷R=1.5V ÷15Ω=0.1A
此時;電路中流過的電流是0.1A也就是100 mA(也是流過紅、黑表筆線間的電流)。電阻RX上的電壓降URX 是:
URX=0.1A×15Ω=1.5V (電池內阻極小,忽略不計)
由于表頭電感L和電阻R串聯后;又并聯于電阻RX上面,所以電阻RX上的壓降URX又經過L和R 形成電流回路;產生電流Ib。由于表頭的偏轉滿度電流是50μA(50微安=0.00005A)。所以L和R電流回路的最大電流Ib;在紅、黑表筆相連時的電流;應該等于50μA。當URX是1.5V;要求Ib=50μA時;L和R的總串聯總電阻應該是:
L和R串聯總電阻=1.5V÷0.00005A(50微安)=30000Ω(30K)
前面已經提到;表頭內阻是1000Ω(1K);那么電阻R的實際阻值是:
R=30K—1K=29K
考慮到電池的誤差等因素;R一般選可變電阻,調整到在紅、黑表筆連接時;指針正好指示為零(偏轉90度)。R也就是萬用表上面常用的歐姆調零電位器。 【 郝銘原創作品 】
三、電阻的測量及中心刻度
在圖3的狀態;表筆連接,調整R的阻值;使指針正好指示為零。
此時;按圖5的方法;用表筆去測量一只阻值為15歐姆的電阻RZ;此時的等效電路如圖6所示;
圖5 圖6
此時;根據歐姆定律可以計算出電路中的電流Ia是:
Ia =U÷R=1.5V÷(RX+RZ)=1.5V÷30Ω=0.05A
電阻RX上的壓降URX是:
URX= Ia×RX=0.05A×15Ω=0.75V
此時:表頭回路的電流Ib是:
Ib=URX÷(R+1000Ω)=0.75V÷(29K+1000Ω)=0.000025A(25微安)
由于表頭的滿度電流是50微安(偏轉90度);那么25微安電流流過表頭;表頭正好偏轉滿度的一半(45度);指針指示在萬用表刻度的中間位置(歐姆刻度應為15歐姆),這個萬用表歐姆檔的中心刻度就是15歐姆。
通過以上的敘述和計算可以得出以下結論:
1,萬用表歐姆檔的中心刻度;就是表內部歐姆檔限流電阻的阻值數。
2,中心刻度越小;萬用表歐姆檔內部的限流電阻RX阻值就小;流過表筆的電流就越大。
3,中心刻度越小;萬用表歐姆檔限流電阻上的壓降URX就越小;就要選用靈敏度越高(表頭滿度電流越小)的表頭;萬用表的品質就越高。
4,中心刻度越小;低歐姆測量段;指示范圍分辨越細致;低歐姆阻值電阻測量精度越高。
所以選用萬用表應該選用歐姆檔中心刻度小于12歐姆或以下的為好。
5,當改變被測量電阻RZ阻值時:測量的表筆回路電流Ia 即會相應改變;限流電阻上的壓降URX也相應變化;流過表頭的電流Ib也隨之變化;表指針的指示也隨之改變;其指示值;就是被測電阻的阻值,這就是萬用表歐姆檔測量電阻的原理。
四、測量電阻倍率的改變:
常用電阻的阻值從零點幾歐姆到幾兆歐姆;跨度范圍非常大,要想用上述中心刻度為15歐姆的歐姆檔;來測量阻值在1000歐姆以上的電阻,指針只會有一點微微的擺動,無法分辨確認被測電阻阻值的大小,這樣就把萬用表的歐姆檔也和電壓檔一樣設置測量倍率變換,這時變換不同倍率;指針指示值乘于倍率值;就是被測電阻的阻值。
在上一節(電阻的測量及中心刻度)中;中心刻度的數值;由限流電阻RX的阻值決定;如果把圖6中的RX阻值改變成1.5K;那么只有當被測電阻RZ是1.5K時;限流電阻RX兩端的壓降URX才會是0.75V;表指針才會偏轉指示到中心刻度位置。這樣在表盤上;測量電阻的阻值分辨率清晰的范圍就改變成為阻值較高的一段范圍了,此時;中心刻度應為1.5K;為15歐姆的100倍(因為1.5K的阻值是15Ω阻值的100倍);那么分別把RX換成150Ω、1500Ω(1.5K)、15000Ω(15K)、150000(150K);相應的中心刻度也隨RX阻值的變換;而變換,測量電阻阻值的范圍也就不斷向高阻值擴展了,具有R×1、R×10、R×100、R×1K、R× 10 K倍率的測量檔位了。檔位以10倍率向上擴展,主要是表盤刻度的指示數值讀取方便(刻度乘10倍率,讀取阻值數比較簡單方便)。
在R× 10 K倍率檔位;由于此時限流電阻RX的阻值為150K,如果電池電壓仍然為1.5V;這樣當表筆連接進行零點校正時;電流Ia為1.5V÷150000(150K)=0.00001A(10微安)這顯然不能使表頭產生滿度偏轉,此時解決的辦法就是采用高電壓電池供電;目前一般的萬用表歐姆檔R× 10 K倍率檔是采用原1.5V電池再串聯一只9V電池(10.5V)來完成R× 10 K倍率檔指針的滿度偏轉,電池的連接是由轉換開關完成。
為了電阻測量倍率擴展的方便;在一般的萬用表中歐姆檔的倍率變換是由轉換開關完成,圖7所示就是萬用表歐姆檔擴展電路的原理圖。
圖7
圖7中;開關K1的作用是對限流電阻RX進行切換;以完成R×1、R×10、R×100、R×1K、R× 10 K 檔位的切換;開關K2的作用是;在K1切換到R× 10 K檔位時;電池是1.5V和9V串聯;以增加在R× 10 K檔電池電壓的不足,開關K1和K2是同軸聯動。
五、應該記住:
通過圖7大家可以方便的計算出在不同的倍率檔位,表筆相連是流過表筆的電流是:
R×1檔 是100毫安 圖8所示
圖8
R×10 檔 是 10毫安 圖9所示
圖9
R×100 檔 是1毫安 圖10所示
圖10
R×1K 檔 100微安 圖11所示 【 郝銘原創作品 】
圖11
R× 10 K 檔 70微安 圖12所示
圖12
也可以看出不同的倍率檔位,表筆開路時表筆兩端的電壓是:
R×1、R×10、R×100、R×1K檔均是 1.5V 圖13所示
圖13
R× 10 K檔 是10.5V 圖14所示
圖14
并且紅表筆是負電位、黑表筆是正電位(很重要)
此文的介紹主要是希望大家了解;萬用表歐姆檔在不同的檔位表筆短路連接時,流過的電流不同,在表筆開路時;表筆兩端的電壓是 R× 10 K檔電壓最高;為10.5V,其它檔位為1.5V。
在表筆開路是兩表筆之間;紅表筆是負電位;黑表筆是正電位。【 郝銘原創作品 】
待續 第二部分 正確用萬用表歐姆檔測量半導體器件
分類: 基礎知識, 液晶電視維修技術 標簽:
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匿名 2009年11月4日15:32 | #1 回復 | 引用 分析的挺詳細,萬用表的原理我也并不是全部都懂,但基本的測量方法都差不多撒
admin 2009年11月10日13:38 | #2 回復 | 引用 原理要看的更透徹,使用起來就更得心應手了。
匿名 2009年11月10日21:44 | #3 回復 | 引用 光知其表,不知其本。無味也
作為一名維修者不懂儀表的確不合適,謝謝郝老師
海 2009年11月16日22:43 | #4 回復 | 引用 非常好,謝謝分享!!
匿名 2009年11月22日04:40 | #5 回復 | 引用 您啥時候把您知道的知識出本書啊!讓我們多懂點知識。
匿名 2009年11月22日04:42 | #6 回復 | 引用 我期待您能出書。
匿名 2009年11月22日05:09 | #7 回復 | 引用 在一定的時候,我會把樸實易懂的知識匯編整理給大家,只要大家實用、喜歡。最近工作忙完我會把 等離子、液晶的原理維修技能、電路分析,示波器的應用,及一些基礎知識用修理人員易懂的語言、圖片介紹給大家。謝謝支持
因為我的博客涉及大量的圖片要畫,占用主要時間,最近我會把 連載的 液晶、等離子、萬用表測量半導體器件的正確方法 幾篇博客完成 登出 大家希望知道那方面的知識也可以留言,例如醫用電子設備、心電圖、B超、CT、DV攝錄像機等的原理等 ——郝銘
匿名 2009年11月22日05:20 | #8 回復 | 引用 博客的形式 也很好! 獨創、原創、通俗、易懂、及時、真實、實用。 現在是寫書的人越來越多、看書的人越來越少。 互相抄襲的人越來越多、獨立創作的人越來越少。出書為了名利的人越來越多、出書傳播知識的人越來越少。書的價錢越來越多、實用的價值越來越少。維修案例越出越多、能對上號的越來越少(一條也對不上)。故弄玄虛的越來越多、樸實易懂知識越來越少。書店越開越多、買書的越來越少。家電雜志廣告頁數越來越多、維修知識的頁數越來越少。雜志的種類越來越多、訂雜志的越來越少。上當的越來越多、得實惠的越來越少。————還是博客好
小萬 2009年11月29日11:42 | #9 回復 | 引用 郝老師你好,看了您的博客分析得很好,希望您能多出一點維修論談。要是能加上您的QQ更好了1172490471
匿名 2009年11月30日19:30 | #10 回復 | 引用 非常改寫老師的無私奉獻
小邱電子 2009年12月23日22:38 | #11 回復 | 引用 老師應該出本書,大家學起來更方便的同時,您也有相應的回報。
郝銘 2009年12月24日07:00 | #12 回復 | 引用 謝謝小丘電子 我在考慮 (我在網上有一個培訓講座 有機會可以聽聽)
小邱電子 2009年12月25日13:13 | #13 回復 | 引用 請問郝老師的講座網址多少。
匿名 2009年12月25日20:43 | #14 回復 | 引用 請看
http://pdpwx.com/peixun 匿名 2009年12月26日11:30 | #15 回復 | 引用 回答小邱電子 現在正在培訓 半途插入 理解有困難 你可以來聽一兩課試試 不收費的 你和周師傅聯系 QQ397595717聯系
匿名 2010年3月2日14:34 | #16 回復 | 引用 郝老師你好,一般用數字表好,還是機械表好?
匿名 2010年3月6日19:10 | #17 回復 | 引用 回復 匿名 數字表 的功能就是 測量電壓 直觀準確 特別是現在數字電路的低于電源 3.3V 2.5V 1.8V 這些電壓用指針式萬用表測量誤差較大 所以修理數字電路的設備一定需要一塊數字電壓表(一定要質量好的,差的反而會誤事),你所說的機械表大概就是指針式萬用表 是必須要的 相比數字表;指針式萬用表測量電容器、二極管、三極管、MOS管等 要精確、方便的多。(可參考博客“用萬用表歐姆檔測量二極管三極管”一文。建議 兩個都要具備 缺一不可。
lingyun 2010年3月31日12:31 | #18 回復 | 引用 郝銘老師你好你的文章寫得好我不是都能看懂但也是受益匪淺謝謝您
蝦子 2010年4月22日12:45 | #19 回復 | 引用 真的很不錯,有種相見恨晚的感覺,如果每個維修的師傅都能學習到,那么全國的用戶能減少多少損失。
張學飛1 2010年5月5日18:44 | #20 回復 | 引用 郝銘老師你好我有好多問題想問你因為我是一只小蝦不敢向您請教
張學飛1 2010年5月5日18:58 | #21 回復 | 引用 對了郝老師這個時間在講課
郝銘 2010年5月5日18:59 | #22 回復 | 引用 回復 張學飛1 沒關系 給我發郵件把 方便
haoming@savor.com.cn 河北新華 2010年5月21日11:39 | #23 回復 | 引用 中心刻度越小;萬用表歐姆檔內部的限流電阻RX阻值就小;流過表筆的電流就越大本文來自于《郝銘-高端電視維修培訓專家》
www.haoming.cc 本文網址:
http://www.haoming.cc/lcd/256/這句話我看不明白
郝銘 2010年5月21日16:35 | #24 回復 | 引用 回復 河北新華 測低阻值電阻精度越高 測二極管或三極管的PN結的正向特性,就不會誤判本文來自于《郝銘-高端電視維修培訓專家》
www.haoming.cc 本文網址:
http://www.haoming.cc/lcd/256/您會用萬用表的歐姆擋測量二極管、三極管嗎?(中)
2009年11月24日 郝銘 發表評論 閱讀評論
第二部分 萬用表歐姆檔測量晶體二極管、晶體三極管的正確方法
上一節已經談到;要全面的檢測晶體二極管、晶體三極管的性能優劣;必須應用專門的測試儀器;但是作為我們一般的維修人員;是不可能有這些儀器、設備的,這樣一般的維修師傅們;就用萬用表的歐姆檔簡單的判斷一下這些晶體管的好壞也是可行的,這也是在沒有專門測試儀器的情況下的不得已而為之的方法,雖然是不得已而為之;但是只要方法得當;也是可行的,特別是判斷晶體管的是否擊穿、開路,是否漏電、PN結的正向導通性能優劣;也是相當可靠的,不過測量方法必須正確、得當,不然就會出現誤判斷;從而導致故障維修進入死胡同。什么是測量方法必須正確、得當?也就是你采用萬用表歐姆檔的檔位是那一檔?這一檔紅黑表筆間的電壓、電流是否符合、接近被測器件的工作特性?。掌握正確的歐姆檔位測量晶體管就必須了解;歐姆檔的特性和晶體管PN結的特性(萬用表歐姆檔測量晶體二極管、晶體三極管主要是測量PN結的性能),關于萬用表歐姆檔的特性(紅黑表筆間的電壓、電流數值);第一節已經詳細介紹了。這一節;主要介紹晶體管PN結的特性及用萬用表歐姆檔正確判斷的方法。
一、二極管PN結的結構、原理及測量
1、二極管構造及PN結:
把一塊P型半導體和一塊N型半導體緊密地結合在一起就構成了一個二極管。在它們的結合面上形成一個界面,這個界面就稱PN結。如圖15所示。在P型與N型半導體上各加上一根引線,便構成一個二極管。其P型半導體的引線稱為:正極(+),N型半導體的引線稱為:負極(—)。
2、PN結的單向導電:
若在PN結上加正向電壓,即電源的正極接P區,負極接N區,也稱為:正向偏置。此時外加電壓在PN結中產生的外電場和內電場方向相反,內電場被削弱,多數載流子的擴散運動增強,形成較大的擴散電流(正向電流),PN結處于導通狀態。在一定范圍內,外電場愈強,正向電流(由P區流向N區的電流)愈大。正向偏置時;呈導通狀態,PN結呈現的電阻很低,一般常用的普通硅二極管的正向導通電阻為十幾歐姆~二十幾歐姆(用萬用表R×1檔測量,如用R×10、R×100、R×1K、R×10 K檔測量,由于二極管是非線性器件;指示均為零歐姆;歐姆讀數讀不出來),如果阻值過大(大于四十至五十歐姆);此管則損壞;不可再用。
若在PN結上加反向電壓,即電源的負極接P區,正極接N區,也稱為:反向偏置。此時外加電壓在PN結中產生的外電場和內電場方向一致,內電場被加強,結果阻止了多數載流子的擴散,無法形成擴散電流,PN結處于截止狀態。在一定范圍內,外電場愈強,阻擋電流流過的能力越強。反向偏置時,呈截止狀態;PN結呈現的電阻極高或為無窮大,一般常用的普通硅二極管的反向電阻為:無窮大;指針不能有偏轉指示(用萬用表R×10K檔測量;紅表筆接二極管正極,黑表筆接二極管負極),如果指針有偏轉指示;表示有阻值;此管漏電;根據阻值的大小;可判斷漏電的程度;也不可再用,如果指針指示為零;則此管擊穿;完全損壞(必須用紅黑表筆間有較高電壓的R×10K檔,如果用R×1、R×10、R×100、R×1K檔測量,由于表筆間電壓太低,輕微的漏電就測不出來)。
圖 15
3、對二極管PN結的要求:
二極管的主要工作部位就是PN結;對PN結的要求就是;單向導電。單向導電就是要求在二極管正向偏置時(外電源的正極接二極管的P區,外電源的負極接N區);有最小的導通電阻,也就是能有最大的導通電流。在正向導通大電流的情況下;仍然能保持較小的導通電阻,此二極管PN結的正向特性是優秀的。
在二極管反向偏置時(外電源的正極接二極管的N區,外電源的負極接P區);沒有電流能夠通過;電阻值為無窮大(萬用表歐姆檔測量指針不能有偏轉指數)。在一定的范圍內反向偏置的電壓逐步上升到較高的電壓,仍然不能有電流通過,電阻值仍然為無窮大,在較高的反向偏置電壓情況下;電阻值仍然保持為無窮大的二極管;是不存在漏電的現象;其反向特性是優秀的。圖16是是普通二極管PN結的電壓電流特性曲線圖,會看圖的就可以看出;PN結施加正向電壓;電流導通;并且微小的電壓上升;會引起流過的電流大幅度的上升。PN結施反向電壓;就沒有電流流通;反向電壓繼續增加;也沒有電流流過PN結。
只有二極管PN結的“正向特性”和“反向特性”都優秀的二極管在電路上應用才是可靠的,這一點是至關重要的。
圖16
4、怎樣用萬用表歐姆檔測量二極管PN結:
上一節談到;對PN結的要求是:正向特性;大電流并且導通電阻要小。也就是;正向特性的測量需要有在提供較大電流的情況下,測量其導通電阻越小越好。也就是;正向特性的測量需要有在提供較大電流的情況下,測量其導通電阻越小越好。
反向特性;施加反向電壓較高時;也不能有電流。反向特性的測量需要有在提供較高反向電壓的情況下,測量其漏電流;測量其反向截止電阻為無窮大。
既然我們一般的維修人員都是用萬用表的歐姆檔測量晶體管的好壞,從第一部分:“萬用表歐姆檔的原理”可知在萬用表歐姆檔的R×1、R×10、R×100、R×1K、R×10K五個電阻檔位中; R×1檔表筆間能提供較大的電流;R×10K檔表筆間能提供較高的電壓,也就是在沒有其他儀器的情況下,只有采用萬用表歐姆檔的 R×1、R×10K兩檔來判斷PN結,R×1檔用來測量PN結的正向導通特性,R×10K檔其測量PN結的反向截止特性;其結果才會是基本正確的。R×10、R×100、R×1K這三檔測量是測量不出輕微的正向阻值變大和反向輕微漏電的,只能判斷短路和開路的晶體管器件,對于輕微的正向阻值變大和反向輕微漏電的PN結;就無法作出正確判斷,這些輕微的正向阻值變大和反向輕微漏電的二極管和三極管;應用在電路上;往往回出現一些令人難以判斷的疑難、軟故障;似是而非的故障令你吃不下飯、睡不好覺,很多維修師傅都有這樣的經歷。【 郝銘原創作品 請勿轉載 請勿鏈接】
測量方法:
5、 PN結的正向導通電阻測量:
所選用的萬用表歐姆檔中心刻度越小越好,因為中心刻度越小;在R×1檔時;表筆間流過的電流越大(歐姆檔中心刻度越小;表頭的品質越高);符合二極管正常工作時的狀態。
萬用表歐姆檔置于 R×1檔;選一只常用的二極管;如1N4008或RU4等都可以,紅表筆接被測二極管負極;黑表筆接二極管正極,圖17所示;此時,指針指示應該在十幾到二十歐姆左右,讀數越小越好,不同歐姆中心刻度的表;讀數略有不同、二極管功率大的讀數略小(肖特基管讀數更小一些)。由于不同的萬用表性能不同;用自己的萬用表歐姆檔多測量幾個不同型號的;正品好二極管;記下讀數,以便以后維修中作為基準參考。同一型號的二極管,用R×1檔測量;其讀數基本一樣;如果阻值偏差較大;大于正常管5Ω—10Ω則此管PN結已經有問題;一般不能使用(盡管有時沒有故障出現)。此時如果用R×10、R×100、R×1K、R×10K檔測量;其讀數都為0Ω;無法判斷其正向導通性能的優劣。
圖17
6、PN結的反向漏電測量:
萬用表歐姆檔選擇R×10K檔,因為R×10K檔時內部是1.5V和9V電池串聯應用,表筆間開路電壓是10.5V這個電壓比1.5V高的多,加到二極管的PN結上,只要反向有一點輕微的漏電都可以檢測出來(這個10.5V甚至高出二極管在電路上應用的VCC電壓,更符合實戰的檢驗)。
二極管的PN結(穩壓管除外),在用萬用表歐姆檔R×10K檔測量時;表筆的位置和上面測量正向導通特性相反;即紅表筆接被測二極管正極;黑表筆接二極管負極,圖18所示;此時,指針不應有任何偏轉指示;指針讀數為:無窮大歐姆,只要有一點微小的偏移;此管都不可用(此時如果用R×1、R×10、R×100、R×1K檔測量;就是漏電大一些的;其讀數仍然為無窮大;無法判斷其反向漏電性能),記住:一般的水管漏水要提高水壓檢查,同樣電子器件的漏電也要高電壓測量。
。
圖18
二、 穩壓管的測量:
穩壓管是一種特殊的二極管,也是以一種應用較多的二極管,測量的方法和普通的二極管相同,正向導通特性用萬用表歐姆檔R×1檔測量其測量結果也應和上面介紹的結果一樣,反向特性也用歐姆檔R×10K檔測量,只是測反向特性時;只要被測穩壓管的穩壓值小于10V(小于萬用表內部9V+1.5V=10.5V)的電壓數,指針就會發生偏轉;有一定的指數;指針偏轉的角度;也就是指針指示數的大小與被測穩壓管的穩壓值不同有關;例如:穩壓管有;3.6V、5V、6V、8.2V、12V、15V等,這其中;3.6V、5V、6V、8.2V在用R×10K檔測反向特性時;歐姆檔表指針就會有偏轉指數,指數的大小和穩壓值有關;穩壓值越小;指針偏轉角度越大;歐姆讀數越小;3.6V的穩壓管比5V穩壓管偏轉角度就大(歐姆讀數就小),5V穩壓管比6V穩壓管偏轉角度就大(歐姆讀數比6V的就小),而相同穩壓值的穩壓管偏轉角度是一樣的(相同穩壓值的穩壓管;歐姆讀數是一樣的)。你可以用你的萬用表歐姆檔多測量一些不同穩壓值的穩壓管;把指針偏轉讀數記錄下來;根據這些,你就可以利用你自己的萬用表歐姆檔,來判斷任意一個小于10V穩壓管的穩壓值(我們電路中一般應用最多的穩壓管;其穩壓值都小于10V);懂得這個道理;又擴展了你萬用表的新用途。【 郝銘原創作品 】
圖19
下面簡單的介紹一下為什么萬用表歐姆檔(R×10K檔);測量穩壓管反向特性時;表指針會有不同的偏轉角度(讀數不同),圖19是一只穩壓管的符號及電壓電流特性曲線圖;該穩壓管的穩壓值是5.1V。可以看出其紅色的電壓電流特性曲線;不同于圖16普通二極管的電壓電流特性曲線,不同之處在加反向電壓時(穩壓管的正極接負電壓、負極接正電壓),在電壓軸的負電壓一段(由0向左)在0V至-5.1V這一段曲線是平直的,這意味著穩壓管反向沒有電流;當達到5.1V時;曲線突然以90度直角向下拐彎。這意味著;在反向電壓達到5.1V時,穩壓管被擊穿;反向電流猛增,等于短路;此時若反向電壓繼續增加;即也被穩壓管的擊穿電流短路了,反向電壓就被控制在5.1V位置上(這就是穩壓管的穩壓原理)當電壓小于5.1V,反向電流又消失;又回到截止狀態。曲線的拐點的電壓值;就是該穩壓管的穩壓值,顯然拐點要求應該是絕對的直角。某些穩壓管該拐點直角不銳利,其穩壓性能(精度、穩定度)就不好。懂得了這些道理;就可以知道歐姆檔(R×10K檔)判斷穩壓管穩壓值的道理。下面用圖來說明:
根據上一講歐姆檔原理圖7繪制出 R×10K檔測量原理圖20;由于是R×10K檔的高阻測量;中心刻度為150K 所以圖20中RX=150K,為了在高阻測量表頭L指針有足夠的偏轉電流;電池采用在原1.5V的基礎上;再增加一只9V的電池;回路電池總電壓達到10.5V。
圖20
在歐姆檔的紅黑表筆連接時;電流Ia流經表筆、RX流通;
Ia = 10.5V ÷ 150K = 0.00007A(70微安)
這時 圖20中可以看出10.5V電壓;全部加到電阻RX兩端;URX=10.5V
此時;為了保證表頭偏轉90度(零點校正)可調電阻R的阻值為:
R= URX ÷Ib=10.5V÷0.00005A=210000Ω(210K)
考慮到電池電壓的逐步下降及表頭內阻等因素;R的阻值約為 200K左右的可調電阻。
現在用該萬用表的R×10K歐姆檔;測量5.1V穩壓管的反向特性;測量原理如圖21所示;
由于測量的反向特性;歐姆檔的紅表筆(實際是電池的負極)接穩壓管的正極;歐姆檔的黑表筆(實際是電池的正極)接穩壓管的負極,圖21所示。
由于R×10K檔應用時;電池電壓有10.5V也就是紅黑表筆之間的電壓跡有10.5V。顯然該電壓反向加到5.1V穩壓管的兩端,10.5V電壓大大于5.1V。穩壓管立即處于反向擊穿狀態。由前面的介紹所知,穩壓管反向擊穿后穩壓管兩端的電壓就是其穩壓值5.1V(在有限流電阻的情況下);此時;電阻RX又起到限流電阻的作用。
圖21
既然穩壓管兩端電壓是5.1V 其方向是下“正”上“負”,在穩壓管擊穿的情況下等效是一個5.1V的電池。這個電池電壓和歐姆檔內部的10.5V電池是一個反向串聯關系,等效如圖22所示。
圖22
雖然是反向;但是5.1V小于內部的10.5V,表筆回路仍然有電流流過,電阻RX上面仍然有壓降URX存在;
URX=10.5V-5.1V=5.4V
既然有URX存在;表頭回路就有電流Ib流過;
Ib=5.4V÷200000Ω=0.000027A(27微安)
此時 表頭指針的讀數是 50微安電流檔的27微安刻度位置上。
你可以記錄下來;以后凡是用歐姆檔R×10K檔測量穩壓管的反向特性,指針指示在電流檔50微安檔;電流讀數為27微安位置;被測穩壓管的穩壓值就是5.1V。
(此時可以看直流電壓50V檔,應該指示在27V刻度位置)
多測量幾只穩壓管的反向特性所指示的讀數;并記錄下來,你的萬用表就又增加了一項能判斷穩壓管穩壓值的功能。
同樣的道理;
測量3.6V穩壓管:
URX=10.5V-3.6V=6.9V
Ib=6.9V÷200000Ω=0.0000345A(34.5微安)
此時 表頭指針的讀數是 50微安電流檔的34.5微安刻度位置上
測量8.2V穩壓管:
URX=10.5V-8.2V=2.3V
Ib=2.3V÷200000Ω=0.0000115A(11.5微安)
此時 表頭指針的讀數是 50微安電流檔的11.5微安刻度位置上
測量6V穩壓管:
URX=10.5V-6V=4.5V
Ib=4.5V÷200000Ω=0.0000225A(22.5微安)
此時 表頭指針的讀數是 50微安電流檔的22.5微安刻度位置上
不同的萬用表讀數會有差異,只要你自己記住,萬用表歐姆檔也可以測量穩壓管的穩壓值。
(對于穩壓管穩壓值大于萬用表內部電壓值的穩壓管此方法無效)
其實;這一部分的重點是要向大家說明;
用萬用表歐姆檔測量半導體器件,只要方法得當,判斷半導體元器件的好壞、優劣還是相當準確的,根據PN結的特性:正向特性測量;要利用萬用表歐姆檔表筆間大電流、低阻值的測量功能——R×1檔。反向特性測量;要利用萬用表歐姆檔表筆間高電壓、高阻值的測量功能——R×10K檔。其他檔位(R×10、R×100、R×1K)測量都會誤判,特別是輕微的漏電及正向特性差的半導體器件。
另外;數字表就是用來測量電壓的,不管它有沒有測量半導體器件的插孔,它表筆之間的電壓、電流都不具備測試半導體器件的條件,都不能用來測量半導體器件,極易誤判,功能多沒有用。 郝銘【 郝銘原創作品 請勿轉載 請勿鏈接】
待續 下集 晶體三極管的正確測量
分類: 基礎知識, 液晶電視維修技術 標簽:
評論 (18) Trackbacks (0) 發表評論 Trackback
匿名 2009年12月11日20:06 | #1 回復 | 引用 上述講的很好,對于我們正確使用極為重要,謝謝老師
匿名 2009年12月27日17:35 | #2 回復 | 引用 怎么測量三極管找不到
南白鵬程 2010年4月3日00:59 | #3 回復 | 引用 感謝郝老師的無私奉獻精神,請問能不能把示波器的使用方法講下呢?
小牛家電維修 2010年4月4日17:37 | #4 回復 | 引用 溫故而知新,謝謝郝老師
匿名 2010年4月29日06:33 | #5 回復 | 引用 終于搞定用戶名了 這下可好好學習了
匿名 2010年5月3日17:52 | #6 回復 | 引用 感謝郝老師的無私奉獻精神
匿名 2010年5月9日17:48 | #7 回復 | 引用 謝謝,老師。
匿名 2010年5月12日12:53 | #8 回復 | 引用 今天 第一次進入個人 論壇 看 看 覺的 人才 挺多的餓 大家都來 發表 看法 。元器件的圖畫的 太明了,對于 剛進入 行業 的學習分析 很好的。以后 有 機會 我 長 來 看 看 。
sunless tanning 2010年5月17日17:09 | #9 回復 | 引用 v
在線男人 2010年5月19日23:26 | #10 回復 | 引用 你好!請問用萬用表的歐姆擋測量二極管、三極管的(下)幾時發表?
郝銘 2010年5月20日07:37 | #11 回復 | 引用 對不起 耽誤時間太長了 我太拖拉啦 近來忙于編撰平板培訓教材 六月份 開始準備把博客中 原定的連載的文章 逐步的把續集部分補登出來(等離子 液晶 電磁爐 三極管的測量等)文章早已經寫好 只是 文章所配的 圖片 沒有完成
修電視的 2010年5月20日22:19 | #12 回復 | 引用 郝老師,你好!還記得06-07年在南京做海信培訓時的那個跟您唱反調的人嗎?我在此向您表示歉意!
其實,就您談到的這種方法,還有一個更簡單,更直觀的應用:就是把數字表的表筆接在指針表的表筆上,數字表放在20v檔,指針表當然是在x10k檔,這樣測試穩壓管的時候可以直接看到數值,而不用去換算。
我用的指針表表筆是另外接的,用的是音箱線,很軟,不易斷,想要用以上的方法時,只需把數字表表筆插入黑紅兩孔就OK了
修電視的 2010年5月20日22:25 | #13 回復 | 引用 我用電視機遙控板變壓器制作了一個高壓限流測試裝置,用于檢查雷擊后的不可靠晶體管非常好用,其原理也類似于以上的方法,把變壓器交流輸出整流濾波后經過電阻限流,然后輸出去測試,這一次數字表用200v檔,測試的最高電壓大約100v,電流只有5mA,不會損壞元器件,可靠性大大提高
wh創佳 2010年6月29日20:46 | #14 回復 | 引用 希望能早點看到三極管測試文章。
匿名 2010年7月1日13:00 | #15 回復 | 引用 有時間,請郝老師給我們介紹一下《示波器》的正確使用方法。
匿名 2010年7月1日13:57 | #16 回復 | 引用 當一個離線電容器,比如:160uf/100v充滿80v電壓后放置,幾分鐘后再測其電壓只剩不到60v而且繼續下降,這種自放電正常嗎?
郝銘 2010年7月1日16:15 | #17 回復 | 引用 正常 電解電容本身就是有點漏電
木子里 2010年7月7日15:20 | #18 回復 | 引用 想不到看了郝老師寫的電子基礎類文章我會這么感興趣,真的很喜歡這些基礎類的文章。本文來自于《郝銘-高端電視維修培訓專家》
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