Как проверить оптопару (оптрон) – схема и принцип работы самодельного тестера

Как проверить оптрон мультиметром?

Взять и просто проверить оптрон мультиметром не получиться. Для самой простой проверки оптрона необходимо подать напряжение на его вход (согласно схеме), а выход уже проверять мультиметром в режиме проверки диода.

Порядок проверки

Проверку производят обычным тестером, переключив прибор в диапазон для измерений диодов или сопротивления.

Подключение мультиметра для проверки

Как проверить резистор мультиметром

Поэлементное описание проверки имеет вид:

• на приборе выбирается режим измерения сопротивления;
• щупы тестера подключаются к выводам детали;
• оцениваются показания прибора, высвечиваемые на дисплее.

Когда собственный источник питания мультиметра подключен плюсовым щупом к аноду, то на дисплее можно зафиксировать показания сопротивления от нескольких долей Ома до его единиц. После замены местами измерительных щупов при исправном элементе получают бесконечно большое сопротивление.

Помня о том, что стабилитрон ведёт себя, как простой диод, устанавливают интервал измерений в кОм. В этом случае сопротивление исправной радиодетали доходит до сотен кОм.

Информация. Показания, выданные на дисплей тестером, часто вводят в заблуждение проводящего измерения. Одинаково высокое сопротивление при различных подключениях щупов не всегда означает пробой элемента. Поданное для измерений напряжение внутреннего источника может превысить номинальное напряжения пробоя, тогда полученные результаты будут ложными.

Устройство для проверки оптрона

Для более удобной проверки оптрона можно использовать более интересную схему. Включает она в себя с минимум компонентов, а сборка ее занимает не более получаса.

Питание оптрона производиться через светодиод, который загорится, если исправный фотоизлучатель. Второй светодиод загорится, если исправный фотоприемник, через который течет ток к светодиоду.

Для наглядности второй вариант схемы был собран из элементов, которые были под руками. Роль подопытного играет оптопара PC817.

Роль гнезда для подключения оптрона выполняют остатки COM кабеля. Но лучше для таких целей использовать гнезда под микросхемы, тогда подключения оптрона станет более удобным.

Питание схемы осуществляется с помощью старого USB шнура. В общем, схема работает исправно сразу, и не требует дополнительной наладки. Если горят оба светодиода, тогда оптрон можно считать рабочим.

У многих возникнет вопрос, а если пробит выход оптрона, тогда же тоже будут светиться оба светодиода! В таком случае яркость второго светодиода будет значительно выше, это визуально очень хорошо будет видно.

Проверка тестером

Так как стабилитрон и диод имеют почти одинаковые вольтамперные характеристики за исключением участка пробоя, то мультиметром стабилитрон проверяется, как и диод.

Проверка осуществляется любым мультиметром в режиме прозвона диода или определения сопротивления. Выполняются такие действия:

• переключателем устанавливают диапазон измерения Омов;
• к выводам радиодетали подсоединяются измерительные щупы;
• мультиметр должен показать единицы или доли Ом, если его внутренний источник питания подключится плюсом к аноду;
• поменяв щупы местами, меняем полярность напряжения на выводах полупроводника и получаем сопротивление близкое к бесконечности, если он исправен.

Чтобы убедиться в исправности стабилитрона переключаем мультиметр на диапазон измерения сопротивления в килоомах и проводим измерение.

При исправном приборе, показания должны лежать в пределах десятков и сотен тысяч Ом. То есть он пропускает ток, как обычный диод.

Как проверить биполярный транзистор мультиметром

Проверка биполярного транзистора мультиметром позволяет выявить неисправный компонент или определить расположение выводов (коллектор К, эмиттер Э и база Б). Чтобы знать, как проверить работоспособность, необходимо представить аналог схемы транзистора в виде двух встречно (p-n-p) или обратно (n-p-n) подключенных диодов со средней точкой, которая эквивалентна выводу базы. А оставшиеся два идентичны выводам эмиттера и коллектора. У транзисторов прямой проводимости на базе соединяются катоды («палочки» по схеме), а с обратной проводимостью аноды («стрелочки»). При подсоединении к аноду диода красного (плюсового провода), а черного к катоду тестер покажет на индикаторе какое-то значение. Если оно очень маленькое, значит, измеряемый диод пробит. А если очень большое, тогда диод в обрыве.

Нормальные значения сопротивления эмиттерного или коллекторного перехода лежат в пределах 0,4 — 1,6 кОм в зависимости от конкретного транзистора. Попарным соединением выводов транзистора с щупами мультиметра определяют пары выводов «Б-Э» и «Б-К». Сопротивление перехода К-Э всегда очень велико. Если пара не находится или сопротивление перехода коллектор-эмиттер небольшое, значит транзистор не исправен. Стоит учитывать, что сопротивление коллектора по отношению к базе всегда меньше сопротивления перехода Б-Э, что поможет определиться с цоколевкой исправной детали.

Вышесказанное справедливо как при проверке транзистора прямой проводимости, так и транзистора структуры n-p-n. В последнем случае измерения проводятся с подсоединением проводов тестера в обратной полярности.

Как проверить полевой транзистор

У полевых транзисторов выводы называются сток (С), исток (И) и затвор (З). Несмотря на то, что физика работы отличается от биполярного, при проверке на исправность также можно использовать диодный эквивалент схемы.

Схема проверки полевого транзистора p-типа аналогична испытанию с p-n-p. Перед проверкой необходимо соединить все выводы для разряда емкостей переходов. Сопротивление при подключении щупов к парам выводов «С, З» и «И, З» должно показываться только в одном из направлений. Подсоединяем черный щуп к выводу «С», а красный к вывод «И». Величину показанного сопротивления (400-700 Ом)нужно запомнить. После этого на секундочку соединяем красный провод с затвором, тем самым открывая переход. После этого замеряем сопротивление перехода. Его уменьшение говорит о том, что транзистор частично открылся. Теперь так же соединяем черный провод с выводом «З» и закрываем переход. Восстановление первоначального значения сопротивления перехода свидетельствует об исправности радиодетали. Отличие проверки полевика n-типа заключается только в перемене полярности подключения щупов прибора.

При тестировании полевых транзисторов с изолированным затвором проверяется отсутствие проводимости между затвором и истоком. Потом объединяем исток с затвором. Двухсторонняя проводимость появится у транзистора обедненного типа. У деталей обогащенного типа проводимость будет односторонняя.

Проверка мультиметром составного транзистора

Как проверить транзистор Дарлингтона? Проверить составной транзистор можно так же как биполярный, цифровым мультиметром с прозвонкой транзисторов в режиме проверки диодов. Отличие лишь в том, что прямое напряжение паре выводов Б-Э должно составлять 1,2-1,4 вольта. Если имеющийся прибор не может этого обеспечить, проверка невозможна. И тогда лучше воспользоваться элементарным пробником с использованием батареи 12 В, резистора номиналом 22 кОм включенного в базу и автомобильной лампочки мощностью 5 Вт. Далее подсоединяем «минус» источника к эмиттеру, а коллектор соединяем с лампой. Второй вывод лампы включаем в «плюс» батареи. Если подсоединить резистор к плюсовой клемме лампочка засветится. Теперь резистор переключаем на «плюс» — лампочка погасла. Это означает, что проверяемый транзистор исправен.

Как проверить транзистор, не выпаивая из монтажа

Проверить транзистор мультиметром можно после проверки схемы для выявления вероятного закорачивания выводов проверяемого элемента низкоомными резисторами. Если таковые обнаружатся, деталь для проверки придется выпаять. Если нет – проверка выполняется вышеописанными методами, но достоверность тестирования будет мала. Иногда достаточно отпайки вывода базы.

Полевые транзисторы лучше проверять отдельно от платы. Они очень чувствительны к статическому электричеству, поэтому необходимо пользоваться антистатическим браслетом.

Еще более простой способ проверки оптрона PC817

Понятно что использование китайского тестера для проверки оптопары не самый простой , точнее простой но не самый дешевый метод. Такой прибор не во всех есть в хозяйстве.

Поэтому предлагаю вашему вниманию более простой , а главное дешевый тестер оптронов.

Он состоит из двух кнопок , двух резисторов , светодиода и панельки ( сокета ) под микросхему.

Описание, характеристики , Datasheet и методы проверки оптронов на примере PC817.

В продолжение темы «Популярные радиодетали при ремонтах импульсных блоков питания» разберем еще одну деталь- оптопара (оптрон ) PC817. Он состоит из светодиода и фототранзистора. Между собой электрически никак не связанны, благодаря чему на основе PC817 можно реализовать гальваническую развязку двух частей схемы — например с высоким напряжением и с низким. Открытие фототранзистора зависит от освещенности светодиодом. Как это происходит более подробно я разберу в следующей статье где в экспериментах подавая сигналы с генератора и анализируя его при помощи осциллографа можно понять более точную картину работы оптопары.

Классификация разновидностей оптопар

Существует несколько характеристик, в соответствии с которыми можно разделить модели оптопар на несколько групп.

В зависимости от степени интеграции:

• элементарный оптрон – включает в себя 2 и более элемента объединённых общим корпусом;
• оптронная интегральная схема – конструкция состоит из одной и более оптопар и, помимо этого, ещё может быть оснащена дополняющими элементами (например, усилителем).

В зависимости от разновидности оптического канала:

• Оптический канал открытого типа;
• Оптический канал закрытого типа.

В зависимости от типа фотоприёмника:

• Фоторезисторные (или просто резисторные оптопары);
• Фотодиодные оптопары;
• Фототранзисторные (используется обычный или составной биполярный фототранзистор) оптопары;
• Фототиристорные, либо фотосимисторные оптопары;
• Оптопары функционирующие с помощью фотогальванического генератора (солнечная батарейка).

Конструкция устройств последнего вида зачастую дополняются полевыми транзисторами, за управление затвором которого отвечает тот же генератор.

Фотосимисторные оптроны или те, которые оснащены полевыми транзисторами, могут называться «оптореле», либо «твердотельное реле».

Рис.1: Устройство оптрона

Оптоэлектронные устройства работают по-разному в зависимости от того, к какому из двух видов направлений они относятся:

• Электронно-оптическое.

Работа прибора базируется на принципе, в соответствии с которым происходит преобразование световой энергии в электрическую. Причём, переход осуществляется посредством твёрдого тела и происходящих в нём процессов внутреннего фотоэлектрического эффекта (выражающегося в испускании веществом электронов под воздействием фотонов) и эффекта свечения под действием электрического поля.

• Оптическое.

Прибор функционирует благодаря тонкому взаимодействию твёрдого тела и электромагнитного излучения, а также используя лазерные, голографические и фотохимические устройства.

Фотонные электронно-вычислительные машины компонуются с использованием одной из двух категорий оптических элементов:

• Оптронов;
• Кванто-оптических элементов.

Они являются моделями устройств соответственно электронно-оптического и оптического направлений.

Будет ли оптрон передавать сигнал линейно, определяется теми характеристиками, которыми обладает вмонтированный в конструкцию фотоприёмник. Наибольшую линейность передачи можно ожидать от резисторных оптронов. Как следствие, процесс эксплуатации подобных устройств отличается наибольшим удобством. Ступенью ниже стоят модели с фотодиодами и одиночными биполярными транзисторами.

Для обеспечения работы импульсных приборов применяют оптроны на биполярных, либо полевых транзисторах, поскольку там нет необходимости в линейной передаче сигнала.

Наконец, фототиристорные оптроны монтируют, чтобы обеспечить гальваническую изоляцию и безопасность эксплуатации устройства.

Основные причины неисправности

Наиболее часто встречающиеся причины выхода из рабочего состояния триодного элемента в электронной схеме следующие:

1. Обрыв перехода между составными частями.
2. Пробой одного из переходов.
3. Пробой участка коллектора или эмиттера.
4. Утечка мощности под напряжением цепи.
5. Видимое повреждение выводов.

Характерными внешними признаками такой поломки являются почернение детали, вспучивание, появление черного пятна. Поскольку эти изменения оболочки происходят только с мощными транзисторами, то вопрос диагностики маломощных остается актуальным.

Как вам статья?

Павел

Бакалавр "210400 Радиотехника" – ТУСУР. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Написать

Пишите свои рекомендации и задавайте вопросы