1.5　故障診斷和檢測

故障診斷是尋找并查明電路中錯誤以便進行改正的過程。當電路或系統不能正常工作時，就應該進行故障診斷。要對模擬電路進行故障診斷，必須熟悉其工作原理，并能夠判斷其工作是否正常。

本節將介紹二極管的測試技術和如何檢測電路中的一些故障，并了解故障可能對電路或系統產生的后果。

1.5.1　二極管的簡單測試

通常在二極管的管殼上都印有識別的標記，有的為二極管的圖形符號，依此圖形符號的方向可直接識別二極管的正負極；有的為色環，塑封用白色環，玻璃封裝為黑色（或其他色）環，則標有色環的一端引腳為二極管的負極；對于直立型引腳的二極管，兩根引腳中較長的一根為二極管的正極。

工程上常用萬用表來簡單測試、判別二極管的引腳和好壞。

1.用指針式萬用表檢測普通小功率二極管

使用二極管時，可以用指針式萬用表測試二極管的好壞或判別正、負極性。測量時，將萬用表撥到“電阻”擋，一般用R×100或R×1k這兩擋（不要用R×1擋或R×10k擋，因為R×1擋電流較大，容易燒壞二極管，而R×10k擋電壓較高，可能擊穿二極管，導致被測管子損壞）。

如圖1.20（a）所示，將紅、黑表筆分別接二極管的兩端（應當指出：當萬用表撥在電阻擋時，表內電池的正極與黑表筆相連，負極與紅表筆相連，不應與萬用表面板上用來表示測量直流電壓或電流的“+”、“-”符號混淆），若測得電阻很小，約在幾百歐到幾千歐時，再將二極管兩個電極對調位置，如圖1.20（b）所示，若測得電阻較大，大于幾百千歐，則表明二極管是正常的。所測電阻小的那一次為二極管的正向接法，此時，與黑表筆相接觸的是二極管的正極， 與紅表筆相接觸的是負極。一般硅材料的普通小功率二極管正向電阻為幾千歐，鍺材料的為幾百歐，反向電阻，硅管在幾百千歐以上，鍺管在幾十千歐以上。大功率二極管的正反向電阻數值比小功率二極管的都要小得多，但有一點是相同的，就是對于一個二極管而言，反向電阻與正向電阻的比值越大，其性能越好。

如果上述兩次測得的阻值都很小，表明管子內部已經短路，若兩次測得的阻值都很大，則管內部已經斷路。出現短路或斷路時，表示管子已損壞。

2.用數字式萬用表檢測普通小功率二極管

與指針式萬用表相比，數字式萬用表有許多優點，使用越來越普遍。

數字式萬用表在電阻測量擋內，設置了“二極管”擋位，將紅表筆插入“V·Ω”插孔，黑表筆插入“COM”插孔，即可進行測量。兩表筆的開路電壓為2.8V（典型值），測試電流為（1±0.5）mA。與指針式萬用表不同的是數字式萬用表紅表筆連接表內電池的正極，黑表筆連接表內電池的負極，測量時，紅表筆連接二極管的正極，黑表筆連接二極管的負極。測量結果應顯示三位數字，為二極管正向壓降近似值。在正向接入時，鍺管應顯示 0.150～0.300V或 150～300mV的正向壓降數值，硅管應顯示 0.550～0.700V或550～700mV的正向壓降數值；若顯示高位的超量程符號“1”，則表示二極管內部斷路或二極管極性接反；若顯示全零，則表示二極管內部短路。

1.5.2　模擬電路的故障檢測方法

對電路進行故障檢查測試是一種邏輯思考的過程，必須完全了解電子電路或者系統的運用來消除其不正常的功能。發生故障的電路或者系統，就是當輸入已知為正確的輸入電壓時，卻沒有電壓輸出或者有不正常的電壓輸出。

對于故障電路或者系統的故障檢測，首先是分析問題，包括確認問題及盡可能排除原因。分析問題第一件重要的事是嘗試排除任何可觀察到的可能產生問題的地方，一般而言，一開始應先確認電源是否正確連接，若使用電池的電路，確認電池是否良好。電源檢查后，再可以利用視覺觀察故障，例如燒毀的電阻、斷線、連接松動和保險絲開路等。因為有些故障與溫度有關，有時通過觸摸可發現過熱的零件，但必須小心接觸工作中的電路，以避免可能的燃燒或電擊。對于間歇性故障，電路可能正常工作一段時間，而當過熱時出現故障。原則上，在進行工作之前應仔細分析。

對大部分的電路或系統的故障檢測通常有三種方法。

①從已知輸入電壓的輸入端開始，往輸出端方向檢測，直到檢查出不正確的點為止。當測試時發現沒有電壓或者不正確的電壓時，就已經把電路的問題縮小到從最后測量到正確電壓到目前測量點之間了。在所有故障檢測方法中，必須知道各點應有的電壓，以便看到測量值時可以判斷出不正確的值。

②從電路的輸出端開始，往輸入端方向檢測，檢測各點的電壓直到檢測出正確的點為止。此時就已經把電路的問題縮小到從最后測量到不正確電壓點到目前正確電壓間。

③使用二分測試法從電路中央開始，如果這個測量顯示正確電壓，則電路從輸入端到測試點間工作正常，這意味著故障點是在目前測試點到輸出端之間，故開始追蹤這點到輸出端的電壓。如果這個測量顯示沒有電壓或不正確電壓，則電路故障點是在輸入端到目前測試點之間，故開始追蹤這點到輸入端的電壓。

1.5.3　二極管電路的故障排查技術

在二極管應用電路中，如二極管的損壞將直接影響電路的正常功能。如橋式整流電路中，有一個二極管短路，會使變壓器次級繞組短路，導致變壓器被燒；如有一個二極管開路，導致輸出電壓變小，用示波器檢測時看到的輸出波形是半波。

思考題

1.如何使用指針式萬用表檢測普通小功率二極管？其檢測的是二極管的什么參數？用數字式萬用表檢測的是二極管的什么參數？

2.為何不能用R×1或R×10k這兩擋檢測普通小功率二極管？為什么對于同一個二極管用不同擋位進行檢測時，測得的數據會有差異。

3.二極管限幅電路中如果有一個二極管開路或短路分別會出現什么現象？