1.5　故障诊断和检测

故障诊断是寻找并查明电路中错误以便进行改正的过程。当电路或系统不能正常工作时，就应该进行故障诊断。要对模拟电路进行故障诊断，必须熟悉其工作原理，并能够判断其工作是否正常。

本节将介绍二极管的测试技术和如何检测电路中的一些故障，并了解故障可能对电路或系统产生的后果。

1.5.1　二极管的简单测试

通常在二极管的管壳上都印有识别的标记，有的为二极管的图形符号，依此图形符号的方向可直接识别二极管的正负极；有的为色环，塑封用白色环，玻璃封装为黑色（或其他色）环，则标有色环的一端引脚为二极管的负极；对于直立型引脚的二极管，两根引脚中较长的一根为二极管的正极。

工程上常用万用表来简单测试、判别二极管的引脚和好坏。

1.用指针式万用表检测普通小功率二极管

使用二极管时，可以用指针式万用表测试二极管的好坏或判别正、负极性。测量时，将万用表拨到“电阻”挡，一般用R×100或R×1k这两挡（不要用R×1挡或R×10k挡，因为R×1挡电流较大，容易烧坏二极管，而R×10k挡电压较高，可能击穿二极管，导致被测管子损坏）。

如图1.20（a）所示，将红、黑表笔分别接二极管的两端（应当指出：当万用表拨在电阻挡时，表内电池的正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连，不应与万用表面板上用来表示测量直流电压或电流的“+”、“-”符号混淆），若测得电阻很小，约在几百欧到几千欧时，再将二极管两个电极对调位置，如图1.20（b）所示，若测得电阻较大，大于几百千欧，则表明二极管是正常的。所测电阻小的那一次为二极管的正向接法，此时，与黑表笔相接触的是二极管的正极， 与红表笔相接触的是负极。一般硅材料的普通小功率二极管正向电阻为几千欧，锗材料的为几百欧，反向电阻，硅管在几百千欧以上，锗管在几十千欧以上。大功率二极管的正反向电阻数值比小功率二极管的都要小得多，但有一点是相同的，就是对于一个二极管而言，反向电阻与正向电阻的比值越大，其性能越好。

如果上述两次测得的阻值都很小，表明管子内部已经短路，若两次测得的阻值都很大，则管内部已经断路。出现短路或断路时，表示管子已损坏。

2.用数字式万用表检测普通小功率二极管

与指针式万用表相比，数字式万用表有许多优点，使用越来越普遍。

数字式万用表在电阻测量挡内，设置了“二极管”挡位，将红表笔插入“V·Ω”插孔，黑表笔插入“COM”插孔，即可进行测量。两表笔的开路电压为2.8V（典型值），测试电流为（1±0.5）mA。与指针式万用表不同的是数字式万用表红表笔连接表内电池的正极，黑表笔连接表内电池的负极，测量时，红表笔连接二极管的正极，黑表笔连接二极管的负极。测量结果应显示三位数字，为二极管正向压降近似值。在正向接入时，锗管应显示 0.150～0.300V或 150～300mV的正向压降数值，硅管应显示 0.550～0.700V或550～700mV的正向压降数值；若显示高位的超量程符号“1”，则表示二极管内部断路或二极管极性接反；若显示全零，则表示二极管内部短路。

1.5.2　模拟电路的故障检测方法

对电路进行故障检查测试是一种逻辑思考的过程，必须完全了解电子电路或者系统的运用来消除其不正常的功能。发生故障的电路或者系统，就是当输入已知为正确的输入电压时，却没有电压输出或者有不正常的电压输出。

对于故障电路或者系统的故障检测，首先是分析问题，包括确认问题及尽可能排除原因。分析问题第一件重要的事是尝试排除任何可观察到的可能产生问题的地方，一般而言，一开始应先确认电源是否正确连接，若使用电池的电路，确认电池是否良好。电源检查后，再可以利用视觉观察故障，例如烧毁的电阻、断线、连接松动和保险丝开路等。因为有些故障与温度有关，有时通过触摸可发现过热的零件，但必须小心接触工作中的电路，以避免可能的燃烧或电击。对于间歇性故障，电路可能正常工作一段时间，而当过热时出现故障。原则上，在进行工作之前应仔细分析。

对大部分的电路或系统的故障检测通常有三种方法。

①从已知输入电压的输入端开始，往输出端方向检测，直到检查出不正确的点为止。当测试时发现没有电压或者不正确的电压时，就已经把电路的问题缩小到从最后测量到正确电压到目前测量点之间了。在所有故障检测方法中，必须知道各点应有的电压，以便看到测量值时可以判断出不正确的值。

②从电路的输出端开始，往输入端方向检测，检测各点的电压直到检测出正确的点为止。此时就已经把电路的问题缩小到从最后测量到不正确电压点到目前正确电压间。

③使用二分测试法从电路中央开始，如果这个测量显示正确电压，则电路从输入端到测试点间工作正常，这意味着故障点是在目前测试点到输出端之间，故开始追踪这点到输出端的电压。如果这个测量显示没有电压或不正确电压，则电路故障点是在输入端到目前测试点之间，故开始追踪这点到输入端的电压。

1.5.3　二极管电路的故障排查技术

在二极管应用电路中，如二极管的损坏将直接影响电路的正常功能。如桥式整流电路中，有一个二极管短路，会使变压器次级绕组短路，导致变压器被烧；如有一个二极管开路，导致输出电压变小，用示波器检测时看到的输出波形是半波。

思考题

1.如何使用指针式万用表检测普通小功率二极管？其检测的是二极管的什么参数？用数字式万用表检测的是二极管的什么参数？

2.为何不能用R×1或R×10k这两挡检测普通小功率二极管？为什么对于同一个二极管用不同挡位进行检测时，测得的数据会有差异。

3.二极管限幅电路中如果有一个二极管开路或短路分别会出现什么现象？