Test diody to jedna z podstawowych czynności diagnostycznych w elektronice. Pozwala szybko odróżnić element sprawny od zwartego albo przerwanego, a przy okazji potwierdzić polaryzację przed montażem na płytce drukowanej. Dotyczy to zwykłych diod prostowniczych, LED, diod Zenera i innych elementów półprzewodnikowych przewodzących jednokierunkowo.

Jeżeli zmontujesz układ bez sprawdzenia komponentów, późniejsze szukanie usterki bywa trudniejsze. Jedna uszkodzona dioda może zatrzymać zasilacz, zafałszować sygnał pomiarowy albo spowodować zwarcie.

W tym artykule pokazujemy, jak wykonać test diody multimetrem cyfrowym i analogowym oraz na co zwrócić uwagę przy diodach Zenera i LED.

Zacznijmy od podstaw.

Test diody - co właściwie sprawdzamy?

Sprawdzanie diody na płytce stykowej

Dioda jest dwukońcówkowym elementem półprzewodnikowym, który przewodzi prąd głównie w jednym kierunku. Ma anodę i katodę, a jej działanie wynika ze złącza p-n oraz bariery potencjału między obszarami typu P i N.

Diody stosuje się między innymi do prostowania napięcia przemiennego, zabezpieczania wejść, separacji sygnałów, ograniczania przepięć i sygnalizacji świetlnej.

Gdy anoda ma potencjał dodatni względem katody, dioda jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia. Po przekroczeniu napięcia progowego zaczyna płynąć prąd. Przy polaryzacji zaporowej prąd jest bardzo mały, dopóki nie zostanie przekroczone dopuszczalne napięcie wsteczne albo napięcie przebicia.

Najważniejsza zasada praktyczna jest prosta: prąd umowny płynie od anody do katody. W kierunku przeciwnym sprawna dioda blokuje przepływ, z wyjątkiem elementów zaprojektowanych do pracy w przebiciu, takich jak diody Zenera.

Test warto zacząć od rozpoznania wyprowadzeń. W większości małych diod prostowniczych katoda jest oznaczona paskiem na obudowie, a anoda znajduje się po przeciwnej stronie.

Podobnie w wielu diodach Zenera katoda znajduje się przy czarnym lub kolorowym pierścieniu. W diodach LED dłuższa nóżka zwykle oznacza anodę, a krótsza katodę; przy elementach przyciętych trzeba sprawdzić obudowę albo dokumentację.

Do pomiaru można użyć multimetru cyfrowego z funkcją testu diody, multimetru analogowego w trybie omomierza albo prostego układu z rezystorem i zasilaczem.

A co z diodą zamontowaną już na PCB? Często da się mierzyć w układzie, ale elementy równoległe mogą zafałszować wynik. Jeśli odczyt jest niejednoznaczny, odlutuj jedno wyprowadzenie i powtórz test poza obwodem.

Test diody - jak użyć multimetru cyfrowego?

Multimetr cyfrowy używany do testowania diod

W multimetrze cyfrowym najczęściej korzysta się z dwóch metod: specjalnego trybu testu diody albo pomiaru rezystancji w obu kierunkach. Pierwsza metoda jest zwykle dokładniejsza i czytelniejsza.

1. Test diody - tryb pomiaru rezystancji

W trybie omomierza porównuje się zachowanie diody przy dwóch polaryzacjach: w kierunku przewodzenia i w kierunku zaporowym.

Sprawna dioda powinna mieć wyraźnie niższą rezystancję w kierunku przewodzenia i bardzo wysoką rezystancję albo wskazanie poza zakresem w kierunku zaporowym. Dokładne wartości zależą od multimetru, bo omomierz przykłada własne napięcie pomiarowe.

Test diody za pomocą multimetru cyfrowego

Kroki

Ustaw multimetr na pomiar rezystancji. Przyłóż czerwoną sondę do anody, czarną do katody, zapisz wynik, a następnie zamień sondy miejscami. W kierunku przewodzenia powinna pojawić się skończona wartość, a po odwróceniu sond bardzo wysoka rezystancja lub przekroczenie zakresu.

Jeśli w obu kierunkach widzisz bardzo wysoką rezystancję lub komunikat OL, dioda może być przerwana. Jeśli w obu kierunkach rezystancja jest niska, dioda prawdopodobnie jest zwarta. Wynik pośredni w układzie zawsze warto potwierdzić po odłączeniu jednego wyprowadzenia od płytki.

2. Test diody - tryb testu diody

Tryb testu diody jest wygodniejszy, bo miernik podaje niewielki prąd testowy i pokazuje spadek napięcia w kierunku przewodzenia. Dla zwykłej diody krzemowej jest to najczęściej około 0,6-0,8 V, dla diody Schottky'ego mniej, a dla LED zależnie od koloru.

Podłącz czerwoną sondę do anody, czarną do katody i odczytaj napięcie. Po zamianie sond sprawna dioda blokuje prąd, a multimetr zwykle pokaże OL, 1 albo podobne wskazanie przekroczenia zakresu.

 Kroki

Dioda przerwana nie przewodzi w żadnym kierunku, więc miernik pokaże OL lub 1 przy obu ustawieniach sond. Taki wynik oznacza brak ciągłości złącza albo uszkodzone wyprowadzenie.

Dioda zwarta zachowuje się jak prawie zamknięty przełącznik. Multimetr pokaże wtedy bardzo mały spadek napięcia, często bliski 0 V, i podobny wynik po odwróceniu sond.

Test diody - jak sprawdzić diodę multimetrem analogowym?

Test diody przy użyciu multimetru analogowego

Multimetr analogowy zwykle nie ma osobnego trybu testu diody, dlatego używa się go jako omomierza. Porównuje się wskazanie w obu kierunkach, pamiętając, że w niektórych miernikach polaryzacja sond w trybie rezystancji może być odwrotna niż sugerują kolory przewodów.

Kroki

Ustaw zakres omomierza, wykonaj pomiar w jednym kierunku, a następnie zamień sondy. Sprawna dioda p-n powinna dać wychylenie wskazówki tylko przy jednej polaryzacji. Brak wychylenia w obu kierunkach sugeruje przerwę, a duże wychylenie w obu kierunkach - zwarcie.

Test diody - jak sprawdzić diodę Zenera?

Diody Zenera

Diodę Zenera można wstępnie sprawdzić jak zwykłą diodę p-n w kierunku przewodzenia. Aby potwierdzić jej napięcie Zenera, potrzebny jest zasilacz, rezystor ograniczający prąd i woltomierz. Sama funkcja testu diody zwykle nie osiąga napięcia wymaganego do pracy w przebiciu.

Kroki

Podłącz diodę Zenera zaporowo przez rezystor szeregowy i powoli zwiększaj napięcie zasilacza. Po osiągnięciu napięcia Zenera odczyt na diodzie powinien ustabilizować się w pobliżu wartości znamionowej, o ile prąd mieści się w zakresie z dokumentacji.

Przykładowo dioda Zenera 6,2 V, zasilana przez właściwy rezystor, powinna dawać odczyt zbliżony do 6,2 V. Jeżeli napięcie nie stabilizuje się, pozostaje bliskie zeru albo rośnie razem z zasilaczem, element może być uszkodzony.

Test diody - jak sprawdzić diodę LED?

W przewlekanej diodzie LED dłuższa nóżka jest zwykle anodą, a krótsza katodą. Katodę często wskazuje też spłaszczona krawędź obudowy. Po rozpoznaniu wyprowadzeń LED można sprawdzić multimetrem w trybie testu diody.

Sprawdzanie diody LED multimetrem

Kroki 

Przyłóż czerwoną sondę do anody, a czarną do katody. Wiele multimetrów słabo zaświeci LED i pokaże spadek napięcia: dla czerwonych diod często około 1,8-2,2 V, dla zielonych i żółtych około 2-2,4 V, a dla białych i niebieskich około 2,8-3,4 V. Jeśli miernik nie zapala diody, nie przesądza to o awarii - część modeli ma zbyt małe napięcie testowe. Po odwróceniu sond sprawna LED nie przewodzi.

Test diody - co powoduje awarię diody?

Diody najczęściej uszkadzają się przez przekroczenie prądu przewodzenia, zbyt wysokie napięcie wsteczne, przegrzanie podczas lutowania, ESD albo złą polaryzację. W LED częstą przyczyną awarii jest brak rezystora ograniczającego prąd, a w diodach mocy - niewystarczające odprowadzanie ciepła.

Jak rozpoznać, że dioda jest spalona?

Najprostszy test wykonasz multimetrem ustawionym na symbol diody. Sprawny element przewodzi tylko w jednym kierunku i pokazuje typowy spadek napięcia. Przerwana dioda pokaże OL w obu kierunkach, a zwarta - bardzo mały spadek napięcia lub niską rezystancję w obu kierunkach.

Podsumowanie

Test diody nie jest skomplikowany, ale wymaga poprawnej kolejności: rozpoznaj typ elementu i wyprowadzenia, wykonaj pomiar w kierunku przewodzenia i zaporowym, a potem porównaj wynik z typowym zachowaniem danej diody. Przy diodach Zenera i LED zwykły multimetr może nie wystarczyć do pełnego potwierdzenia parametrów katalogowych.

Jeżeli przygotowujesz projekt PCB i chcesz uniknąć problemów z polaryzacją, doborem zamienników albo testami po montażu, OurPCB może pomóc na etapie produkcji. Prześlij Gerbery i BOM - wycena w 12 godzin roboczych.