原创《常用二极管横向测试对比与其意义》
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［摘 要］半导体二极管是电子电路中用得非常多的一种电子元件,通过传统指针式万用表和数字万用表分别对各种常见二极管的常规测试以及这些二极管在实际电路中的在路测试,以获得这些二极管的实测电阻数据和电压数据,通过数据对比,以判断其材料、类型及好坏.因此,对广大的电学工作者从事检测和维修都具有普遍的实际意义.
［关键词］二极管；万用表；电阻；电压
［中图分类号］G712［文献标志码］A［文章编号］2096-0603（2016）30-0046-01
半导体二极管是电子电路中用得非常多的一种电子元件,它用途广泛,类型很多,有一般的普通二极管、稳压二极管、发光二极管,整流全桥、高压硅堆,红外发射、接收二极管,变容二极管等,对广大的使用者来说,对其进行有效的检测和判断是极其必要的.
首先,用传统的指针式万用表来测试,由于二极管PN结的单向导电性,其正向电阻很小,反向电阻很大,而其所使用的材料却只有两种：硅和锗,不同材料所构成的二极管其伏安特性亦不同,所以在测试时,它们的外部表现自然也不同,由于硅管的PN结导通电压比锗管的高,在实测时,硅管的正向电阻比锗管的正向电阻大,而反测时,硅管的反向电阻近无穷大,而锗管的反向电阻比硅管小得多,这又说明了锗管的反向漏电流比硅管大.R硅正反>R锗正反,所以根据这些,就可很轻松地通过测试去判断谁是硅管,谁是锗管.如常用的IN4007硅整流管R正为3.5KΩ左右,R反为∞,而2AP9的锗管R正为1KΩ左右,R反为160KΩ左右.而稳压二极管多为硅管,它的正向电阻在实测时又普遍表现出比普通的硅二极管的正向电阻大,它由于工作在反向击穿区,所以反向电阻在未击穿时电阻近无穷大,和普通硅二极管反向电阻相当.如玻璃封装的C8V2,5B1,C5V1等其R正等于5.6KΩ.而发光二极管,由于其特殊的制造工艺,其PN结正向导通电压较高,大约为1.7~3V,发光颜色不同,其导通电压亦不同.所以用普通的指针万用表1K档已无法测试,用10K档测试时其正向电阻已达十几甚至几十KΩ.如一般的红色发光二极管的正向电阻约为32KΩ左右,而蓝色约为50KΩ左右,发光色彩不同,其正向电阻亦不同,但都比一般普通硅二极管正向电阻大很多.所以,通过对比,除其外形差异,这些二极管的正向测试电阻大小分别为R发光二极管>R稳压管>R硅二极管>R锗二极管,而更具实际应用价值的是,对于最常用的外形、颜色、尺寸、功率等极其相似,封装形式又差不多的普通二极管如IN4148等和稳压管如5B1等,就可根据其正向电阻的差异很快判断出来.
其次,由于现在测试技术的发展,数字万用表已经普及,由于数字万用表的测试原理不同于指针式万用表,二极管等半导体器件的测试已由专用的二极管档进行测试,此时测试的是二极管的正向导通电压,而不是电阻,同样由于PN结的接触电位差V0等于kT/qln（NDNA/Ni2）（伏）与施主杂质浓度ND受主杂质浓度NA及本征浓度Ni等有关,其中q为电子电荷,k为玻尔兹曼常数.V0的值一般为零点几伏,所以二极管的材料不同、结构不同、类型不同,用数字万用表测试出的二极管正向导通电压也有所差异.U发光二极管>U稳压管>U硅二极管>U锗二极管,而反向电压均为溢出状态.如蓝光发光二极管正向导通电压约为2.60V,红光发光二极管的正向导通电压约为1.75V,U稳压管在0.74V左右,U普通硅管在0.55V左右,U锗管在0.28V左右.
最后,设备断电时的二极管在路测试,由于数字表的出现,在检测和维修电子设备中关于二极管的好坏时,不拆下电子元件的在路测试又有效、又方便.过去的指针万用表在测量在路二极管时,由于测量的是二极管的电阻,电路中二极管外接有各种电阻、电容、电感、三极管等其他电子元件,所以在测量二极管的正反向电阻时,由于外接电路的存在,基本上很难测试,测试结果大打折扣,甚至经常是错误的,造成误判.而数字万用表测二极管时,因为是电压测量,而且测试电流极小,大部分外部电路对二极管测试影响甚微,在路测量结果相当准确而有效.蓝光发光二极管正向导通电压约为2.65V,红光发光二极管的正向导通电压约为1.76V,U稳压管在0.75V左右,U普通硅管在0.55V左右,U锗管在0.28V左右.跟每个元件的单独测试数据基本相当.
综上所述,对于二极管的测试,通过指针万用表电阻的测量,数字万用表的电压测量以及更具实际意义的数字表的二极管的在路测量,我们都可发现,不同种类二极管、不同材料制作的二极管,它们的外部表现必不同,普遍的是同功率、同大小硅材料二极管正向电阻及正向电压均大于锗材料二极管,稳压二极管正向电阻及导通电压大于普通二极管,发光二极管大于稳压管.更具实际意义的是,通过数字万用表测试其正向导通电压,我们完全可以直接分辨出电路中外形酷似的稳压二极管和普通二极管.因此,对于其他各种新型二极管、特殊二极管,我们只要多测试、多对比,都可找出规律,加强区别,增强判断,提高测试能力.
注：以上数据电阻由MODELSi47指针万用表测出,电压由UNI-TUT70D数字万用表测出
参考文献：
［1］康华光.电子技术基础［M］.1版.人民教育出版社,1979-03.
［2］朱国兴.电子技能与训练［M］.1版.高等教育出版社,1995-03.
［3］贺令辉.电工仪表与测量［M］.1版.中国电力出版社,2006-05.
常用论文参考资料：
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