Способ отключения транзистора можно сравнить с поиском неисправной свечи в автомобиле. Для успешного теста необходимо при работе двигателя в режиме холостого хода на короткое время отключить каждую свечу. Таким образом далее ведется наблюдение за двигателем. Если проведенная операция повлияла на его работу, значит, свеча исправна. Отсутствие явных перемен говорит об обратном.
Отметим, однако, что при замене транзистора необходимо соблюдать некоторые предосторожности:
♦ никогда не перегревайте транзистор;
♦ используйте теплоотвод;
♦ используйте паяльник 35 Вт или менее;
♦ используйте для замены только такой же или рекомендованный транзистор;
♦ идентифицируйте положение эмиттера, коллектора и базы.
Еще один тип полупроводниковых приборов, тиристор, представляет собой последовательное соединение грех диодов в разном направлении (рис. 1.31).
Рис. 1.31.Конструкция тиристора
Тиристор работает как управляемый выпрямитель и может проводить ток, если к затвору приложено достаточное напряжение (или напряжение на аноде будет нарастать с недопустимой для данной марки прибора скоростью). Это происходит до тех пор, пока его величина не уменьшится почти до нуля.
Данный полупроводниковый прибор является весьма распространенным элементом в системах электропитания, в автоматике. В частности, используется в устройствах подачи сигнала тревоги при несанкционированном проникновении.
Его работоспособность лучше всего проверять методом замены или с помощью омметра.
Для теста омметром, установите переключатель шкалы в положение Rx10 000. При подключении отрицательного вывода к катоду, а положительного к аноду, исправный тиристор должен показать более 1 МОм. Малое или нулевое сопротивление означает замыкание. Для проверки работы управляющего электрода закоротите его вывод на анод, при этом омметр должен показать сопротивление, близкое к 0.
Хотя реальная конструкция интегральных микросхем (ИМС) достаточно сложна, процесс их проверки легок для понимания.
Существует три основных конструктивных типа интегральных схем: в корпусе с двухрядным расположением выводов (DIP), круглые и плоские (рис. 1.32).
Рис. 1.32.Три основных конструкции интегральных микросхем
Одна небольшая ИМС состоит из нескольких резисторов, конденсаторов, диодов и транзисторов, которые соединены в микросхему (рис. 1.33).
Рис. 1.33. Типичный образец выполненного в виде интегральной микросхемы предварительного звукового усилителя каскада с выходной мощностью 1 Вт на примере ECG 1043
Они герметически закрыты в керамическом или пластмассовом корпусе. Два основных метода изготовления микросхем называются монолитным и гибридным. При изготовлении монолитных (или стандартных) ИМС компоненты выполняются на одной подложке. Гибридные имеют специальное назначение, что требует отдельных компонентов с последующей сборкой на подложке. Подход к проверке ИМС остается прежним.
Несмотря на то что интегральные схемы имеют различные формы, типы и размеры, для поиска неисправностей обычно применяются следующие стандартные методы:
Когда схема работает, коснитесь верхней части изолирующего корпуса пальцем для проверки температуры. Горячая ИМС — индикатор неисправного или закороченного элемента. Большинство микросхем должны быть холодными или теплыми.
Нагрев и/или охлаждение также часто используются для проверки ИМС на дефекты. Как было указано выше, подозрительный элемент, работоспособность которого зависит от температуры, можно проверить с помощью наблюдения функционирования схемы во время нагрева феном и последующего охлаждения или замораживания. Неисправная, термозависимая ИМС при нагреве прекратит работать, но снова активируется при охлаждении.
Проверку напряжения можно легко осуществить с помощью вольтметра или осциллографа. Измерьте напряжение на каждом выводе ИМС и наблюдайте форму сигнала на экране измерительного прибора. Затем сравните результаты с указанными изготовителем параметрами. Несоответствие напряжения и сигналов говорит о возможной неисправности ИМС или связанных с ней элементов.
Иногда подозрительную ИМС можно игнорировать с использованием конденсатора, который проводит сигнал в обход (рис. 1.34).
Рис. 1.34. Шунтирование ИМС с помощью конденсатора
Если сигнал возрастает при шунтировании ИМС, это означает, что схема, возможно, неисправна.
Любую подозрительную ИМС можно заменить аналогичной исправной. Этот метод экономит ценное время специалиста по обслуживанию. Но если взглянуть на вещи реально, мастера не могут полагаться только на эту технику, поскольку она потребует очень большого количества ИС, а это достаточно дорого. Имейте также в виду, что если причина проблемы неправильно определена, то замена может привести к выходу из строя и новой микросхемы. Обычно на печатных платах установлено довольно много ИМС, и часто гораздо более практичным является замена всей платы.
Для проверки ИМС существуют специальные тестеры и наборы, однако в ряде случаев они могут работать только с ИМС вне схемы. Можно использовать компараторы с многоконтактными зажимами. Они очень удобны, но, к сожалению, дороги.
Цифровой логический пробник является, наверное, одним из самых важных тестовых инструментов для специалистов. Этот небольшой ручной прибор обычно используется для тестирования логических импульсов и уровней. Пробник содержит сложную схему, которая с помощью светодиодов (СД), срабатывающих по высокому или низкому уровням, индицирует сигналы логических уровней схемы. Подобно вольтметру логический пробник присоединяется к каждому выводу ИС или к каждой точке, где проводится контроль. Результат сравнивается с данными производителя (рис. 1.35).
Рис. 1.35.Использование логического пробника для тестирования ИМС
Концепция «черного ящика» является стандартным подходом к тестированию ИМС, которая рассматривается как некое устройство с неизвестным принципом действия, но с очевидными входными и выходными характеристиками. Если вы знаете, что должно быть на входе и выходе ИМС, вы измеряете эти величины и по результатам определяете, исправна ли эта микросхема. Такое представление о интегральной микросхеме часто устраняет необходимость понимания ее сложной внутренней структуры. Например, вы можете использовать осциллограф для замера входных и выходных напряжений и сигналов, а затем сравнить результаты с приведенными изготовителем диаграммами. Схемы с цифровой логикой обычно имеют два логических уровня 0 и 1. Подача соответствующих тестовых сигналов позволяет определить, происходит ли переключение.
Метод контроля прохождения сигналов с использованием осциллографа обычно предпочтителен для измерений напряжения и сопротивления, поскольку правильная работа ИМС зависит от динамических характеристик схемы. Метод контроля сигналов будет подробно объяснен в последующих главах с помощью диаграмм.
Когда обнаружена неисправная ИМС, замените ее, имея в виду следующее:
1. Закажите точно такой же компонент для замены.
2. Вставьте или разместите микросхему в точном соответствии с оригинальной ИМС. Очень легко вставить ИМС в противоположном направлении! Всегда идентифицируйте контакт 1 микросхемы — производители часто помечают его небольшой точкой.
4. Когда вы вставляете ИМС с 16 контактами в планарном корпусе в гнездо, можно ненароком согнуть ее выводы. Прежде чем нажимать на ИМС, чтобы полностью вставить ее в панельку, убедитесь, что все выводы направлены верно. Никогда не перегревайте ИМС. Если необходимо произвести пайку, используйте небольшой паяльник мощностью 35 Вт.
5. Не злоупотребляйте припоем, избегайте слишком большого стекания его на плату. Это может вызвать образование перемычек между соседними контактами и компонентами.
6. Пользуйтесь тампонами или отсосами для удаления лишнего припоя.
В настоящее время электронные лампы используются редко, поэтому мы лишь коснемся теории их работы.
Электронные лампы применяются и некоторых военных и промышленных направлениях, в радиовещании, в усилителях для гитар. Некоторые музыканты-гитаристы предпочитают более «мягкий» тип ограничения амплитуды звука усилителей на электронных лампах по сравнению с транзисторными усилителями. Помимо электронно-лучевых трубок, специалист может изредка встретить диоды, триоды, тетроды, пентоды, газовые и многоэлементные трубки.
Диодная лампа состоит из отрицательного катода и положительного анода. При нагревании отрицательный катод излучает электроны. Приложение напряжения к аноду и катоду ведет к возникновению тока в цепи. Процесс излучения электронов из катода называется термоэлектронной эмиссией. Когда полярность анодного напряжения изменяется, термоэлектронной эмиссии не происходит и тока не возникает. Это, подобное клапану, действие обеспечивает протекание заряженных частиц только в одном направлении, что позволяет использовать этот прибор в качестве выпрямителя.
Количество электронов, которые после эмиссии с катода достигают анода, в триодной лампе регулируется с помощью размещенной в виде ячеек проволоки, называемой сеткой. Эта управляющая сетка имеет отрицательный заряд по отношению к катоду. Чем более отрицательна сетка, тем меньше ток, чем менее отрицательна сетка, тем больше ток.
Отсечкой называется точка, в которой сетка становится слишком отрицательной, и ток прекращается.
Насыщением называется точка, в которой сетка наименее отрицательна, и ток между сеткой и катодом максимален.
Для минимизации межэлектродной емкости, уменьшающей усиление триода на высоких частотах, в тетродной лампе добавлена еще одна сетка, которая называется экранирующей.
В определенных случаях требуется повышенное усиление. Тогда добавляется третья сетка, которая называется защитной и лампа (пентод). Защитная сетка пентода устраняет вторичную эмиссию (неконтролируемые ускоренные электроны около анода) и обеспечивает управление этими электронами.