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集成电怎么测好坏

2019-07-05 18:10

 

  现在的电子产品往往由于一块集成电损坏,导致一部分或几个部分不能正常工作,影响设备的正常使用。那么如何检测集成电的好坏呢?

  通常一台设备里面有许多个集成电,当拿到一部有故障的集成电的设备时,首先要根据故障现象,判断出故障的大体部位,然后通过测量,把故障的可能部位逐步缩小,最后找到故障所在。

  要找到故障所在必须通过检测,通常修理人员都采用测引脚电压方法来判断,但这只能判断出故障的大致部位,而且有的引脚反应不灵敏,甚至有的没有什么反应。就是在电压偏离的情况下,也包含外围元件损坏的因素,还必须将集成块内部故障与外围故障严格区别开来,因此单靠某一种方法对集成电是很难检测的,必须依赖综合的检测手段。

  所谓逻辑分析法是指若怀疑某一集成电有问题,可先测量该集成电的输入信号是否正常,再测量集成电的输出信号是否正常,若有输入而无输出,一般可判断该集成电损坏。

  直流电阻比较法是把要检测的集成电各引脚的直流电阻值与正常集成电的直流电阻值相比较,以此来判断集成电的好坏。测量时要使用同一只万用表,同一个电位,以减小测量误差。直流电阻比较法可以对不同机型、不同结构的集成电进行检测,但需以相同型号的正常集成电作为参照。

  排除法是指,维修中若判断某一部分电(包含有集成电)有故障,可先检测此部分电的分立元器件是否正常,若正常,则说明集成电有问题,应考虑更换。

  直流电压测量法是检测集成电的常用方法,主要是测量集成电各引脚对地的直流工作电压值,再与标称值相比较,从而判断集成电的好坏。

  开测量电阻法是指在集成电未与其它电连接时,通过测量集成电各引脚与接地引脚之间的电阻来判别好坏的方法。

  集成电都有一个接地引脚(GND),其它各引脚与接地引脚之间都有一定的电阻,由于同型号的集成电内部电相同,因此同型号的正常集成电的各引脚与接地引脚之间的电阻均是相同的。根据这一点,可使用开测量电阻的方法来判别集成电的好坏。

  在检测时,万用表拨至R×100Ω挡,红表笔固定接被测集成电的接地引脚,黑表笔依次接其他各引脚,如下图所示,测出并记下各引脚与接地引脚之间的电阻,然后用同样的方法测出同型号的正常集成电的各引脚对地电阻,再将两个集成电各引脚对地电阻一一对照,如果两者完全相同,则被测集成电正常,如果有引脚电阻差距很大,则被测集成电损坏。在测量各引脚电阻最好用同一挡位,如果因某引脚电阻过大或过小难以观察而需要更换挡位时,则测量正常集成电的该引脚电阻时也要换到该挡位。这是因为集成电内部大部分是半导体元件,不同的欧姆挡提供的电流不同,对于同一引脚,使用不同欧姆挡测量时内部元件导通程度有所不同,故不同的欧姆挡测同一引脚得到的阻值可能有一定的差距。

  采用开测电阻法判别集成电好坏比较准备,并且对大多数集成电都适用,其缺点是检测时需要找一个同型号的正常集成电作为对照,解决这个问题的方法是平时多测量一些常用集成电的开电阻数据,以便以后检测同型号集成电时作为参考,另外也可查阅一些资料来获得这这方面的数据,下图是一种常用的内部有四个运算放大器的集成电LM324,下表中列出其开电阻数据,测量使用数字万用表200kΩ挡,表中有两组数据,一组为红表笔接11脚(接地脚)、黑表笔接其他各脚测得的数据,另一组为黑表笔接11脚、红表笔接其他各脚测得的数据,在检测LM324好坏时,也应使用数字万用表的200kΩ,再将实测的各脚数据与表中数据进行对照来判别所测集成电的好坏。

  在直流电压测量法是在通电的情况下,用万用表直流电压挡测量集成电各引脚对地电压,再与参考电压进行比较来判断故障的方法。

  ①为了减小测量时万用表内阻的影响,尽量使用内阻高的万用表。例如MF47型万用表直流电压挡的内阻为20kΩ/V,当选择10V挡测量时,万用表的内阻为200kΩ,在测量时,万用表内阻会对被测电压有一定的分流,从而使被测电压较实际电压略低,内阻越大,对被测电的电压影响越小,MF50型万用表直流电压挡的内阻较小,为10kΩ/V,使用它测量时对电电压影响较MF47型万用表更大。

  ②在检测时,首先测量电源脚电压是否正常,如果电源脚电压不正常,可检查供电电,如果供电电正常,则可能是集成电内部损坏,或者集成电某些引脚外围元件损坏,进而通过内部电使电源脚电压不正常。

  ③在确定集成电的电源脚电压正常后,才可进一步测量其它引脚电压是否正常。如果个别引脚电压不正常,先检测该脚外围元件,若外围元件正常,则为集成电损坏,如果多个引脚电压不正常,可通过集成电内部大致结构和外围电工作原理,分析这些引脚电压是否因某个或某些引脚电压变化引起,着重检查这些引脚外围元件,若外围元件正常,则为集成电损坏。

  ④有些集成电在有信号输入(动态)和无信号输入(静态)时某些引脚电压可能不同,在将实测电压与该集成电的参考电压对照时,要注意其测量条件,实测电压也应在该条件下测得。例如彩色电视机图纸上标注出来的参考电压通常是在接收彩条信号时测得的,实测时也应尽量让电视机接收彩条信号。

  ⑤有些电子产品有多种工作方式,在不同的工作方式下和工作方式切换过程中,有关集成电的某些引脚电压会发生变化,对于这种集成电,需要了解电工作原理才能作出准确的测量与判断。例如DVD机在光盘出、光盘入、光盘搜索和读盘时,有关集成电某些引脚电压会发生变化。

  集成电各引脚的直流电压参考值可以参看有关图纸或查阅有关资料来获得。下表列出了彩电常用的场扫描输出集成电LA7837各引脚功能、直流电压和在电阻参考值。

  在电测量法是在切断电源的情况下,用万用表欧姆挡测量集成电各引脚及外围元件的正反向电阻值,再与参考数据相比较来判断故障的方法。

  ②万用表R×10kΩ挡内部使用9V电池,有些集成电工作电压较低,如3.3V、5V,为了防止高电压损坏被测集成电,测量时万用表最好选择R×100Ω挡或R×1kΩ挡。

  ③在测量集成电各引脚电阻时,一根表笔接地,另一根表笔接集成电各引脚,如下图所示,测得的阻值是该脚外围元件(R1、C)与集成电内部电及有关外围元件的并联值,如果发现个别引脚电阻与参考电阻差距较大,先检测该引脚外围元件,如果外围元件正常,通常为集成电内部损坏,如果多数引脚电阻不正常,集成电损坏的可能性很大,但也不能完全排除这些引脚外围元件损坏。

  集成电内部元件大多采用直接连接方式组成电,当某个元件被击穿或开时,通常对后级电有一定的影响,从而使得整个集成电的总工作电流减小或增大,测得集成电的总电流后再与参考电流比较,过大、过小均说明集成电或外围元件存在故障。电子产品的图纸和有关资料一般不提供集成电总电流参考数据,该数据可在正常电子产品的电中实测获得。

  在测量集成电的总电流如下图所示,在测量时,既可以断开集成电的电源引脚直接测量电流,也可以测量电源引脚的供电电阻两端电压,然后利用I=U/R来计算出电流值。

  不管是开测量电阻法,还是在检测法,都需要知道相应的参考数据。如果无法获得参考数据,可使用排除法和代换法。

  在使用集成电时,需要给它外接一些元件,如果集成电不工作,可能是集成电本身损坏,也可能是外围元件损坏。排除法是指先检查集成电各引脚外围元件,当外围元件均正常时,外围元件损坏导致集成电工作不正常的原因则可排除,故障应为集成电本身损坏。

  ①在检测时,最好在测得集成电供电正常后再使用排除法,如果电源脚电压不正常,先检查修复供电电。

  ②有些集成电只需本身和外围元件正常就能正常工作,也有些集成电(数字集成电较多)还要求其它电送有关控制信号(或反馈信号)才能正常工作,对于这样的集成电,除了要检查外围元件是否正常外,还要检查集成电是否接收到相关的控制信号。

  ③对外围元件集成电,使用排除法更为快捷。对外围元件很多的集成电,通常先检查一些重要引脚的外围元件和易损坏的元件。

  代换法是指当怀疑集成电可能损坏时,直接用同型号正常的集成电代换,如果故障消失,则为原集成电损坏,如果故障依旧,则可能是集成电外围元件损坏、更换的集成电不良,也可能是外围元件故障未排除导致更换的集成电又被损坏,还有些集成电可能是未接收到其它电送来的控制信号。

  ①由于在未排除外围元件故障时直接更换集成电,可能会使集成电再次损坏,因此,对于工作在高电压、大电流下的集成电,最好在检查外围元件正常的情况下才更换集成电,对于工作在低电压下的集成电,也尽量在确定一些关键引脚的外围元件正常的情况下再更换集成电。

  ②有些数字集成电内部含有程序,如果程序发生错误,即使集成电外围元件和有关控制信号都正常,集成电也不能正常工作,对于这种情况,可使用一些设备重新给集成电写入程序,或更换已写入程序的集成电。