Как проверить диод мультиметром: пошаговая проверка и расшифровка показаний

Падение напряжения на диоде можно измерить двумя способами – в режиме проверки диодов на отключенной схеме или непосредственно во время работы устройства.

Если нужно просто проверить диод, переключите мультиметр в режим проверки диодов. Красный щуп подключите к аноду, черный – к катоду. Значение на дисплее показывает прямое падение напряжения на переходе при небольшом тестовом токе мультиметра.

Например:

Например, показание 0,62 В означает падение напряжения около 620 мВ. Это не сопротивление диода. После перестановки щупов исправный обычный диод обычно должен показать OL или другое обозначение отсутствия проводимости.

Если же нужно узнать реальное падение напряжения на диоде во время работы схемы, используется другой способ. Мультиметр переключают в режим измерения постоянного напряжения DC и подключают щупы параллельно диоду при работающей схеме. Разность потенциалов между его выводами и будет фактическим падением напряжения в данном рабочем режиме.

Результаты этих двух измерений могут отличаться. Режим проверки диодов использует небольшой тестовый ток мультиметра, тогда как в работающей схеме ток через диод, температура и нагрузка могут быть другими.

Для расчета падения напряжения в цепи можно использовать калькулятор падения напряжения на диоде.

Для проверки исправности диода удобнее всего использовать специальный режим проверки диодов. На мультиметре он обозначается стандартным электрическим символом диода.

В этом режиме прибор пропускает через переход небольшой тестовый ток и показывает прямое падение напряжения, а не сопротивление компонента. Поэтому по показанию можно одновременно оценить направление проводимости и приблизительное состояние перехода.

Проверка выполняется в двух направлениях:

• сначала красный щуп подключают к аноду, а черный – к катоду;
• записывают показание мультиметра;
• затем щупы меняют местами;
• сравнивают результаты двух измерений.

У исправного обычного диода в прямом направлении появляется числовое значение, а в обратном мультиметр обычно показывает OL, 1, ∞ или другое обозначение отсутствия проводимости.

Если отдельного режима проверки диодов нет, предварительную диагностику можно выполнить в режиме измерения сопротивления. Однако такой способ менее информативен: результат сильнее зависит от конкретного мультиметра, выбранного диапазона и тестового напряжения прибора.

Режим звуковой прозвонки также не заменяет полноценную проверку диода. Он полезен для поиска коротких замыканий, но сам факт звукового сигнала еще не позволяет определить состояние полупроводникового перехода.

Перед диагностикой полезно убедиться, что мультиметр и щупы работают исправно. Отдельно это разобрано в материале как проверить мультиметр на работоспособность.

Для отдельного диода проверка занимает несколько секунд.

1. Переключите мультиметр в режим проверки диодов.
2. Подключите красный щуп к аноду, а черный к катоду.
3. Запомните показание прибора.
4. Поменяйте щупы местами.
5. Сравните результаты двух измерений.

У исправного обычного кремниевого диода ток проходит преимущественно в одном направлении. Поэтому в прямом включении мультиметр обычно показывает падение напряжения, а при обратной полярности – OL или аналогичное обозначение отсутствия проводимости.

Например:

Точные значения зависят от материала полупроводника, конструкции компонента, температуры и измерительного тока мультиметра. Поэтому важна не только конкретная цифра, но и разница между прямым и обратным включением.

Общий принцип работы диодного перехода разобран отдельно в материале о работе диода.

У разных типов диодов прямое падение напряжения отличается. Поэтому значение около 0,2 В может быть подозрительным для обычного кремниевого диода, но совершенно нормальным для диода Шоттки.

Ориентировочные значения при проверке мультиметром:

Эти значения нельзя использовать как жесткие границы. Например, один кремниевый диод может показать 0,58 В, другой – 0,72 В, и оба будут исправны.

Если мультиметр показывает нормальное падение в прямом направлении и практически полное отсутствие проводимости в обратном, это значительно важнее небольшой разницы в десятых долях вольта.

Подробнее о различиях между типами компонентов можно посмотреть в материале о выпрямительных диодах, диодах Шоттки, стабилитронах и TVS.

Для расчетов падения напряжения в цепи также есть калькулятор падения напряжения на диоде.

Две наиболее очевидные неисправности диода – пробой перехода и его обрыв.

При пробое диод начинает хорошо проводить ток в обоих направлениях. В режиме проверки диодов мультиметр может показывать очень маленькое значение при любой полярности щупов.

При обрыве электрическая цепь внутри компонента разрывается. В результате мультиметр показывает OL как при прямом, так и при обратном подключении.

Не всякая необычная цифра означает неисправность. Особенно это касается измерений непосредственно на печатной плате: параллельно диоду могут находиться резисторы, транзисторы, обмотки, конденсаторы и другие полупроводниковые переходы.

Поэтому результат измерения нужно оценивать вместе со схемой включения компонента. Дополнительные признаки отказа разобраны в разделе неисправности диодов.

Во многих случаях диод можно сначала проверить без выпаивания. Это удобно при диагностике блока питания, платы управления, релейного модуля или другой электроники.

Но измерение на плате имеет существенное ограничение: мультиметр видит не только сам диод, но и все цепи, электрически соединенные с ним.

Например, параллельно переходу могут находиться:

• резистор;
• обмотка реле;
• транзистор;
• второй диод;
• вход микросхемы;
• конденсатор;
• другие участки схемы.

Из-за этого исправный диод иногда показывает проводимость в обоих направлениях, а показания могут постепенно изменяться во время зарядки конденсатора.

Практический порядок диагностики такой:

1. Сначала измерить компонент прямо на плате.
2. Поменять щупы местами и сравнить значения.
3. Если результат однозначный – например, почти короткое замыкание в обе стороны – проверить соседние элементы.
4. Если результат спорный, отпаять один вывод диода.
5. Повторить измерение уже без влияния параллельной цепи.

Обычно не требуется полностью выпаивать диод. Для достоверной проверки достаточно разорвать одну его электрическую связь с платой.

Если на плате измеряется почти нулевое сопротивление в обе стороны, это еще не доказывает пробой конкретного диода. Короткое замыкание может находиться в другой части той же цепи.

Диод Шоттки проверяется практически так же, как обычный выпрямительный диод, но его прямое падение напряжения значительно ниже.

У многих маломощных диодов Шоттки мультиметр показывает примерно 0,15–0,45 В. У мощных компонентов значение может отличаться.

Поэтому показание, например, 0,23 В само по себе не означает пробой.

Для проверки:

1. Измерьте диод в прямом направлении.
2. Запомните падение напряжения.
3. Поменяйте щупы местами.
4. Убедитесь, что в обратном направлении переход закрывается.

Главная особенность диодов Шоттки – повышенный обратный ток утечки по сравнению с обычными кремниевыми диодами. Обычный мультиметр в режиме проверки диодов практически не позволяет полноценно оценить этот параметр.

Поэтому компонент может успешно пройти простую проверку мультиметром, но неправильно работать при высоком обратном напряжении или повышенной температуре.

Сравнение двух технологий есть на отдельной странице диод Шоттки и обычный выпрямительный диод.

Светодиод тоже является диодом, поэтому его можно проверять тем же режимом мультиметра.

Красный щуп подключают к аноду, черный – к катоду. Исправный светодиод может слабо загореться, а дисплей мультиметра покажет прямое падение напряжения.

Для красных светодиодов оно обычно ниже, чем для синих и белых.

При перестановке щупов исправный светодиод должен закрыться.

Но здесь есть важное ограничение: максимального напряжения тестового режима некоторых мультиметров недостаточно для открытия белого, синего или мощного светодиода. В таком случае прибор может показать OL даже на исправном компоненте.

Поэтому результат OL в обе стороны для светодиода нельзя автоматически считать признаком обрыва.

Если светодиод не проверяется мультиметром, можно использовать отдельный источник постоянного напряжения и последовательно включенный ограничительный резистор.

Подробная диагностика разобрана отдельно: как проверить светодиод.

Полярность корпуса и способы определения выводов приведены на странице полярность и маркировка светодиодов.

Обычный режим проверки диодов позволяет проверить только часть свойств стабилитрона или TVS-диода.

В прямом направлении обычный стабилитрон ведет себя примерно как кремниевый диод, поэтому мультиметр часто показывает около 0,6–0,8 В.

При обратном подключении мультиметр обычно показывает OL.

Но такой результат не подтверждает рабочее напряжение стабилизации. Например, стабилитрон на 5,1 В и стабилитрон на 12 В при обычной проверке мультиметром могут выглядеть практически одинаково.

Чтобы проверить напряжение стабилизации, необходимы:

• источник постоянного напряжения выше номинального напряжения стабилитрона;
• последовательный ограничительный резистор;
• измерение напряжения непосредственно на стабилитроне.

Номинал последовательного резистора можно предварительно подобрать через калькулятор резистора для стабилитрона, указав входное напряжение, напряжение стабилизации и требуемый ток.

Аналогичная проблема возникает с TVS-диодами. Простая проверка позволяет обнаружить явный пробой или обрыв, но не показывает реальное напряжение срабатывания защитного элемента.

Подробнее назначение этих компонентов разобрано в материале стабилитрон и TVS-диод.

Если задача не в проверке, а в выборе компонента для схемы, смотрите сравнение стабилитрона и TVS-диода. Они оба работают в обратной области характеристики, но стабилитрон используют прежде всего для стабилизации и ограничения напряжения, а TVS – для подавления коротких импульсных перенапряжений.

Если маркировка диода стерта или неизвестна, мультиметр позволяет одновременно проверить компонент и определить его полярность.

Нужно найти такое положение щупов, при котором прибор показывает нормальное прямое падение напряжения.

В этом положении:

• красный щуп находится на аноде;
• черный щуп находится на катоде.

После перестановки щупов исправный диод должен закрыться.

У большинства выводных выпрямительных диодов катод дополнительно обозначается полосой на корпусе. Но ориентироваться только на внешний вид не всегда удобно: у SMD-компонентов используются разные обозначения, а на старых деталях маркировка может быть повреждена.

Поэтому электрическая проверка полезна даже тогда, когда полярность кажется очевидной.

Для определения обозначений разных корпусов можно использовать страницу полярность и маркировка диодов.

Если диод уже установлен в сложной схеме, направление проводимости может искажаться соседними компонентами. В сомнительном случае один вывод лучше отсоединить от платы.

Режим звуковой прозвонки подходит для поиска коротких замыканий и проверки проводников, но для полноценной диагностики диода он хуже специализированного режима.

Причина в том, что звуковой сигнал включается при определенном сопротивлении, а порог у разных мультиметров отличается.

В результате исправный диод может:

• пищать только в прямом направлении;
• вообще не вызывать звукового сигнала;
• кратковременно пищать из-за соседних цепей;
• показывать значения, которые сложно сравнивать между разными приборами.

Поэтому звуковую прозвонку лучше использовать только как дополнительный тест.

Если мультиметр имеет отдельный режим диода, ориентироваться следует именно на него. Он показывает прямое падение напряжения и дает гораздо больше информации о состоянии перехода.

Особенно нежелательно делать вывод о пробое диода только потому, что мультиметр подал звуковой сигнал. Сначала нужно посмотреть числовое значение, затем поменять полярность щупов и сравнить второе измерение.

Большинство ошибок при диагностике связано не с мультиметром, а с неправильной интерпретацией его показаний.

• Не проверяйте диод под напряжением. В режиме проверки диодов мультиметр использует собственный источник тестового тока, поэтому питание устройства должно быть отключено.
• Проверяйте диод в обоих направлениях. Одного измерения недостаточно, поскольку основной смысл проверки заключается в сравнении прямого и обратного включения.
• Не ориентируйтесь на строгое значение 0,7 В. Для кремниевого диода это лишь характерный ориентир, а фактическое падение напряжения может отличаться.
• Не принимайте показание 0,2–0,3 В за обязательный признак пробоя. Для исправного диода Шоттки такое прямое падение вполне нормально.
• Не оценивайте светодиод только по свечению. Тестового тока мультиметра может быть недостаточно для заметного свечения исправного светодиода.
• Не пытайтесь определить напряжение стабилизации стабилитрона обычным режимом проверки диодов. Этот режим позволяет проверить переход, но не его рабочее напряжение в обратном направлении.
• Учитывайте соседние компоненты при измерении на плате. Резисторы, конденсаторы, транзисторы и другие цепи могут заметно изменить показания.
• Не выпаивайте компонент полностью без необходимости. Если измерение на плате неоднозначно, обычно достаточно отсоединить один вывод диода.

Если приходится диагностировать неизвестный компонент, сначала стоит определить его тип и маркировку, а уже затем сравнивать показания с ожидаемыми значениями.

Базовая информация по типам и назначению компонентов собрана в разделе о диодах.

Для большинства обычных диодов достаточно двух измерений.

Обычный мультиметр хорошо обнаруживает явный пробой, обрыв и правильное направление проводимости, но не способен полностью проверить диод во всех рабочих режимах.

У силового диода могут проявляться утечки только при высоком обратном напряжении, у стабилитрона может измениться напряжение стабилизации, а у диода Шоттки – значительно возрасти обратный ток. В таких случаях простой проверки мультиметром уже недостаточно.

Для дальнейшего изучения можно перейти к основным параметрам диодов, видам диодов и работе диодного моста и выпрямителя.