4.9. Полупроводниковая аппаратура

4.9.1. Дефектация

Проверка исправного состояния аппаратуры, как правило, осуществляется при первом включении в работу, после ремонта или длительного перерыва в работе, а также при обнаружении неисправностей (срабатывание защиты и сигнализации, отклонение выходных параметров от заданных величин и т.п.). Основными причинами отказов элементов электроники являются: перенапряжения, перегрузки по току, повышенные температура и влажность окружающей среды, недопустимая вибрация, старение.

Поиск неисправного элемента в блоке следует начинать после предварительной проверки предохранителей, выключателей и сигнальных ламп, схемы питания, внешних устройств (датчиков, конечных выключателей и т.д.). Затем необходимо выполнить измерения основных параметров (напряжение, ток) в контрольных точках проверяемого блока в соответствии с технической документацией. При отсутствии необходимых данных поиск может производиться путем сравнения результатов измерений на аналогичных элементах заведомо исправного (запасного) и неисправного блоков. Измерение напряжений в схемах с полупроводниковой аппаратурой рекомендуется выполнять с помощью электронных вольтметров и осциллографов или вольтметров с высоким внутренним сопротивлением. Внутреннее сопротивление вольтметра должно быть не менее 1 кОм/В для измерений в цепях переменного тока и не менее 20 кОм/В - в цепях постоянного тока. Для ускорения процесса проверки (отбраковки) электронных блоков и узлов в целом следует пользоваться специальными имитаторами. При внешнем осмотре элементов электроники следует обращать внимание на:

- нарушение защитных и изоляционных покрытий;

- изменение цвета;

- наличие потемнений, вздутий и трещин;

- исправность креплений, контактных поверхностей, соединений и паек.

Элементы с внешними признаками неисправности подлежат проверке в первую очередь.

4.9.2. Основные методы обнаружения неисправностей элементов полупроводниковой аппаратуры

Резисторы. Неработоспособный резистор может быть определен посредством омметра, моста постоянного тока или методом вольтметра - амперметра. Резкие отклонения (броски) стрелки малоинерционного прибора, включенного между средним и одним из крайних выводов переменного резистора, при медленном перемещении подвижного контакта свидетельствуют о нарушении контакта. Исправность терморезисторов, используемых в качестве датчиков температуры, может быть приближенно определена сравнением величины их сопротивления при температуре окружающей среды и при повышенной температуре. Определение исправности фоторезисторов выполняется измерением сопротивления освещенного и затемненного фоторезистора.

Конденсаторы. Неработоспособный конденсатор может быть определен с помощью омметра, специального прибора для измерения емкости или проверочной схемы. Обрыв внутри конденсатора определяется посредством схемы измерения, состоящей из последовательно включенных конденсатора, амперметра переменного тока и резистора, ограничивающего ток через прибор. Схема включается на источник переменного тока, напряжение которого не должно превышать 20% номинального напряжения конденсатора. Отсутствие тока в цепи указывает на обрыв. Увеличение тока утечки определяется повторным подключением омметра к выводам конденсатора. При первом подключении стрелка прибора отклонится за счет тока заряда, а потом вернется в исходное положение. Если при последующих подключениях, повторяемых с интервалом в несколько секунд, отклонения стрелки повторяются, то это значит, что конденсатор имеет повышенный ток утечки. Уменьшение величины емкости, возникающее наиболее часто у электролитических конденсаторов, определяется сопоставлением величины емкости с фактической, измеренной посредством специальных мостов, схем и некоторых типов тестеров.

Диоды. Неработоспособный диод может быть определен с помощью омметра путем измерения сопротивления диода в обоих направлениях. У исправных диодов различных типов величина сопротивления колеблется в пределах от единиц до сотен Ом в прямом направлении и от сотен (десятков) килоом до десятков мегаом в обратном направлении. Неработоспособный диод в схеме выпрямления, находящейся под напряжением, может быть определен с помощью вольтметра путем измерения напряжения на всех диодах. Нагрузка схемы должна быть включена, а емкостный фильтр на выходе схемы отключен. При сгорании диода напряжение на нем будет всегда больше, чем на исправном; при пробое напряжение будет равно нулю или мало отличаться от нуля.

Динисторы. Пробой динистора может быть определен с помощью омметра путем измерения сопротивления динистора в прямом и обратном направлениях. В случае пробоя в одном из направлений соответствующие показания будут равны или близки к нулю. Неработоспособный динистор в цепи, находящейся под напряжением переменного тока, может быть определен с помощью вольтметра. Если вольтметр показывает полное напряжение питания, это означает, что произошло сгорание динистора; если половину - произошел пробой в прямом направлении; если менее одной трети - произошел пробой в обратном направлении. Напряжение на исправном динисторе при протекании через него номинального тока не превышает обычно 1,5 В. Сгорание динистора может быть определено с помощью проверочной схемы, состоящей из последовательно включенных динистора, амперметра переменного тока и балластного резистора. При постепенном повышении напряжения динистор должен включиться, что контролируется амперметром. Невозможность включения динистора свидетельствует о его сгорании.

Тиристоры. Неработоспособный тиристор в цепи, находящийся под напряжением переменного тока, в общем случае может быть определен с помощью вольтметра. Как правило, при обрыве цепи внутри тиристора (сгорание) напряжение на нем будет выше, а при пробое - ниже, чем у аналогичного работоспособного тиристора. С помощью омметра тиристоры могут быть проверены так же, как и динисторы. Проверка тиристора и его управляющего перехода на сгорание может быть выполнена одновременным измерением токов и напряжений в цепях "управляющий электрод - катод" и "анод - катод".

Транзисторы. Неработоспособный транзистор в цепи, находящейся под напряжением, может быть определен с помощью вольтметра постоянного тока. Эффективность поиска в этом случае зависит от уровня технической информации по неисправному блоку (карты напряжений, данных контрольных точек и т.п.) и возможности сравнения измерений, выполняемых на нескольких транзисторах, осуществляющих одинаковые функции. Транзистор может быть проверен с помощью омметра путем измерения переходов в прямом и обратном направлениях. В случае пробоя сопротивление его перехода будет равно нулю. При сгорании транзистора сопротивления переходов в обоих направлениях будут равны. Ориентировочные значения сопротивлений переходов исправных транзисторов находятся в указанных ниже пределах:

    а)   транзисторы   малой   мощности,  низкочастотные, германиевые, типа

p-n-p:

                  +Б -К: сотни килоом;               -Б +К: десятки Ом;

                  +К -Э: десятки килоом;             -К +Э: десятки Ом;

                  +Э -Б: десятки Ом;                 -Э +Б: сотни килоом;

    б) транзисторы  большой  мощности,  низкочастотные,  германиевые,  типа

p-и-p:

         +Б -К: десятки килоом;            -Б +К: единицы (десятки) Ом;

         +К -Э: десятки килоом;            -К +Э: единицы килоом;

         +Э -Б: десятки (единицы) Ом;      -Э +Б: сотни (десятки) килоом.

Примечание. В обозначениях приняты: Б - база, К - коллектор, Э - эмиттер; знаки "плюс" и "минус" означают полярность зажимов омметра. Значения, указанные в скобках, менее вероятны.

4.9.3. Технические требования на ремонт

При замене любого элемента следует учитывать не только номинальные значения его рабочих параметров, но и их допустимые отклонения. Пайку выводов полупроводниковых элементов, особенно маломощных, рекомендуется производить на расстоянии не менее 10 мм от корпуса. Мощность паяльника не должна превышать 60 Вт, продолжительность пайки должна быть не более 2 - 3 с. После пайки место соединения следует покрыть защитным лаком. Монтаж и демонтаж элементов необходимо осуществлять при выключенном напряжении питания. Замена проектных предохранителей на другие типы и номиналы в блоках с полупроводниковой аппаратурой категорически запрещается. При измерении сопротивления изоляции устройств, имеющих встроенные полупроводниковые элементы, последние должны быть отключены.