Jedným z meracích prístrojov, ktoré sme našli na internete, je ZEN50, digitálny merací prístroj, pomocou ktorého môžete analyzovať iba zenerove diódy podľa názvu „analyzátor zenerových diód“. Bližšie preskúmanie ukazuje, že toto zariadenie, pomôže pri niektorých nepríjemných meracích úlohách urobiť omnoho viac, ako  najlepší digitálny multimeter.

Testovanie zenerových diód

Čo je vlastne zenerova dióda?

99 z vás zo 100, určite pozná odpoveď na túto otázku, ale pre tých ostatných je tu krátke vysvetlenie čo je zenerova dióda. Zenerova dióda je polovodičová dióda, ktorá má tú vlastnosť, že napätie diódy zostáva konštantné v opačnom smere v relatívne veľkom rozsahu prúdu diódy. Táto vlastnosť je založená na zenerovom účinku a napätie, pri ktorom k tomu dôjde, sa nazýva zenerove napätie. Charakteristika diódy sa rozprestiera viac-menej rovnobežne s osou prúdu diódy v tomto rozsahu, pozri obrázok nižšie. Vďaka tejto vlastnosti je zenerova dióda zvlášť vhodná na použitie ako stabilizátor napätia. Napätie naprieč komponentom zostáva napokon konštantné, pretože sa ním mení jeho prúd.

Prúdová / napäťová charakteristika zenerovej diódy a symboly pre jej znázornenie v schémach.

Zenerove napätia

Zenerove diódy sa vyrábajú s rôznymi zenerovými napätiami. Najbežnejšie hodnoty sú 2,4 V - 2,7 V - 3,3 V - 3,9 V - 4,3 V - 4,7 V - 5,1 V - 5,6 V - 6,2 V - 6,8 V - 7,5 V - 8,2 V - 9,1 V - 10 V - 11 V - 12 V - 13 V - 15 V - 18 V - 20 V - 22 V - 24 V - 27 V - 30 V - 36 V - 39 V - 47 V a 75 V, ale aj 100V a viac. V americkej nomenklatúre nemá názov typu žiadny logický vzťah k zenerovmu napätiu. Napríklad 1N5341 má zenerove napätie 6,2 V a 1N5355 zenerove napätie 18 V. Logické, nie?

Prečo skúšať zenerovu diódu?

Po prvé, pretože tieto komponenty sú veľmi malé a názov typu často už nie je čitateľný alebo nemá zmysel. Ak potrebujete zenerovu diódu 6,2 V a zozbierali ste veľa zenerových diód po kope, je často ťažké nájsť túto z 6,2 V napätím. Po druhé, aby sa vylúčilo, že zenerova dióda je príčinou poruchy obvodu. Ak meriate napätie iba 4,3 V na zenerovej dióde 6,2 V, nemusí to nevyhnutne znamenať, že je dióda chybná. Dioda môže byť tiež preťažená alebo napájacie napätie diódy môže byť príliš nízke.

Obvod pre testovanie zenerových diód

Ako však otestujete, či je zenerova dióda 6,2 V stále dobrá? Nie je to veľmi možné s univerzálnym meracím prístrojom, pretože má príliš malé napätie na meranie takejto diódy. Takže na tom nie je nič viac, než to, že si iba vyrobíte obvod nastaviteľného zdroja napätia, sériový odpor a diódu. Ak nastavíte napájací zdroj na 12 V a odpor má hodnotu 1 kΩ, pomocou univerzálneho multimetra môžete zmerať, či je na dióde skutočne napätie približne 6,2 V alebo niečo iné.

Týmto spôsobom môžete otestovať, či je zenerova dióda stále dobrá, a aká je veľkosť zenerového napätia.

Testér zenerovej diódy, takže žiadny šialený nápad?

Možno Peak Electronic Design Ltd objavil medzeru na trhu so ZEN50, najmä ak si uvedomíte, že zariadenie, ktoré vám umožní testovať zenerove diódy, sa môže tiež použiť na testovanie iných komponentov, ako sú prepäťové ochrany a polia LED.

Úvod k ZEN50

Viac ako jednoduchý merač napätia

S ZEN50 od Peak Electronic Design môžete testovať zenerove diódy, lavinové diódy, referenčné diódy, VDR, LED polia a chrániče napätia až do 50 V. Aby sa to dosiahlo, napätie batérie 1,5 V sa zvýši interným step UP meničom napätia na skúšobné napätie až 60 V. Test sa môže vykonať s testovacím prúdom 2 mA, 5 mA, 10 mA alebo 15 mA, až trikrát za sekundu. To nielen minimalizuje rozptyl v súčiastke, ale tiež predlžuje životnosť 1,5 V typu AAA batérie v ZEN50.

ZEN50 od Peak Electronic Design má veľmi jednoduché ovládanie a padne do každej ruky.

Meranie parametra "SLOPE" zenerovej diódy

Na fotografii vyššie sa na displeji zobrazí správa „Slope R = 53Ω“. ZEN50 nemeria iba napätie na komponente, ale inteligentne počíta aj dynamický odpor meraného komponentu. To sa vykonáva tak, že sa pri každom meraní vykonajú tri merania s tromi rôznymi prúdmi a zmeria sa napätie v komponente. Priemerný dynamický odpor sa počíta z troch hodnôt Δv / Δi zabudovaným mikroprocesorom.

Aká je dôležitosť parametra "SLOPE"?

SLOPE alebo sklon zenerovej diódy poskytuje dôležité informácie o kvalite komponentu. Na nasledujúcom obrázku sú znázornené dve zenerove diódy, jedna s vysokým sklonom a druhá s nízkym sklonom. Bude zrejmé, že dióda s najnižším sklonom je oveľa lepšia. Pri rovnakom kolísaní prúdu AI skutočne vykazuje oveľa menšiu kolísanie napätia AP, a preto sa stabilizuje lepšie. Sklon je definovaný ako kolísanie napätia naprieč zenerovou diódou pre danú zmenu prúdu cez diódu. Napätie delené prúdom sa podľa Ohmovho zákona rovná odporu. Sklon teda môže byť vyjadrený aj vo forme odporu a pretože tento odpor súvisí s kolísaním napätia a prúdov, nie je nazývaný statický, ale dynamický. Je to tento dynamický odpor, ktorý si môžete prečítať na prístroji ZEN50.

Grafické vysvetlenie sklonu a dynamického odporu zenerovej diódy.

Práca so ZEN50

Meranie zenerovej diódy

Pripojte zenerovu diódu medzi dva meracie vodiče ZEN50. Bariéra znamená, že anódu musíte spojiť s čiernym testovacím klipom a katódu s červeným testovacím klipom. Teraz stačí stlačiť tlačidlo „on-test“. Po zobrazení úvodnej správy na displeji sa zobrazí výsledok prvého merania. Výsledok merania sa aktualizuje po každom meraní, takže môžete vidieť výsledky meraní trikrát za sekundu. Ak krátko stlačíte tlačidlo „on-test“, posledné meranie na obrazovke sa zmrazí (HOLD).

Zobrazenie ZEN50.

Nastavenie meracieho prúdu

Stlačením tlačidla „scroll-off“ môžete nastaviť merací prúd na 2 mA, 5 mA, 10 mA alebo 15 mA. Uvidíte to na displeji. Samozrejme sa tiež zmenia tri prúdy, s ktorými ZEN50 počíta dynamický odpor zenerovej diódy.

Tri prúdy na meranie sklonu v závislosti od statického meracieho prúdu.

Rozlíšenie merania dynamického odporu

Rozlíšenie pri meraní dynamického odporu závisí od nastaveného meracieho prúdu a nie je zvlášť vysoké:

• 2 mA: 5 Ω
• 5 mA: 2 Ω
• 10 mA: 1 Ω
• 15 mA: 1 Ω