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您的位置网站首页>>跟我学电子>>《教师吧》课堂:第十三课:如何判断集成电路的好坏
责任编辑:刘昆山

  准确判断集成电路的好坏是修理电视、音响、录像设备的一个重要内容,判断不准,往往花大力气换上新集成电路而故障依然存在,所以要对集成电路作出正确判断,首先要掌握该集成电路的用途、内部结构原理、主要电特性等,必要时还要分析内部电原理图。除了这些,如果再有各引脚对地直流电压、波形、对地正反向直流电阻值,那么,对检查前判断提供了更有利条件;然后按故障现象判断其部位,再按部位查找故障元件。有时需要多种判断方法去证明该器件是否确属损坏。

  一般对集成电路的检查判断方法有两种:

  一是不在线判断,即集成电路未焊入印刷电路板的判断。这种方法在没有专用仪器设备的情况下,要确定该集成电路的质量好坏是很困难的,一般情况下可用直流电阻法测量各引脚对应于接地脚间的正反向电阻值,并和完好集成电路进行比较,也可以采用替换法把可疑的集成电路插到正常设备同型号集成电路的位置上来确定其好坏。当然有条件可利用集成电路测试仪对主要参数进行定量检验,这样使用就更有保证。

  二是在线检查判断,即集成电路连接在印刷电路板上的判断方法。在线判断是检修集成电路在电视、音响、录像设备中最实用的方法。以下分几种情况进行阐述:

  1. 电压测量法
  主要是测出各引脚对地的直流工作电压值;然后与标称值相比较,依此来判断集成电路的好坏。用电压测量法来判断集成电路的好坏是检修中最常采用的方法之一,但要注意区别非故障性的电压误差。测量集成电路各引脚的直流工作电压时,如遇到个别引脚的电压与原理图或维修技术资料中所标电压值不符,不要急于断定集成电路已损坏,应该先排除以下几个因素后再确定。
  1. 所提供的标称电压是否可靠,因为有一些说明书,原理图等资料上所标的数值与实际电压有较大差别,有时甚至是错误的。此时,应多找一些有关资料进行对照,必要时分析内部原理图与外围电路再进行理论上的计算或估算来证明电压是否有误。
  2. 要区别所提供的标称电压的性质,其电压是属哪种工作状态的电压。因为集成块的个别引脚随着注入信号的不同而明显变化,所以此时可改变波段或录放开关的位置,再观察电压是否正常。如后者为正常,则说明标称电压属某种工作电压,而这工作电压又是指在某一特定的条件下而言,即测试的工作状态不同,所测电压也不一样。
  3. 要注意由于外围电路可变元件引起的引脚电压变化。当测量出的电压与标称电压不符时可能因为个别引脚或与该引脚相关的外围电路,连接的是一个阻值可变的电位器或者是开关(如音量电位器、亮度、对比度、录像、快进、快倒、录放开关、音频调幅开关等)。这些电位器和开关所处的位置不同,引脚电压会有明显不同,所以当出现某一引脚电压不符时,要考虑引脚或与该引脚相关联的电位器和开关的位置变化,可旋动或拔动开头看引脚电压能否在标称值附近。
  4. 要防止由于测量造成的误差。由于万用表表头内阻不同或不同直流电压档会造成误差。一般原理上所标的直流电压都以测试仪表的内阻大于20KΩ/V进行测试的。内阻小于20KΩ/V的万用表进行测试时,将会使被测结果低于原来所标的电压。另外,还应注意不同电压档上所测的电压会有差别,尤其用大量程档,读数偏差影响更显著。
  5. 当测得某一引脚电压与正常值不符时,应根据该引脚电压对IC正常工作有无重要影响以及其他引脚电压的相应变化进行分析,才能判断IC的好坏。
  6. 若IC各引脚电压正常,则一般认为IC正常;若IC部分引脚电压异常,则应从偏离正常值最大处入手,检查外围元件有无故障,若无故障,则IC很可能损坏。
  7. 对于动态接收装置,如电视机,在有无信号时,IC各引脚电压是不同的。如发现引脚电压不该变化的反而变化大,该随信号大小和可调元件不同位置而变化的反而不变化,就可确定IC损坏。
  8. 对于多种工作方式的装置,如录像机,在不同工作方式下,IC各引脚电压也是不同的。
  以上几点就是在集成块没有故障的情况下,由于某种原因而使所测结果与标称值不同,所以总的来说,在进行集成块直流电压或直流电阻测试时要规定一个测试条件,尤其是要作为实测经验数据记录时更要注意这一点。通常把各电位器旋到机械中间位置,信号源采用一定场强下的标准信号,当然,如能再记录各功能开关位置,那就更有代表性。如果排除以上几个因素后,所测的个别引脚电压还是不符标称值时,需进一步分析原因,但不外乎两种可能。一是集成电路本身故障引起;二是集成块外围电路造成。分辨出这两种故障源,也是修理集成电路家电设备的关键。
  除了直流电压测量法外,还可以采用交流工作电压测量法:为了掌握IC交流信号的变化情况,可以用带有dB插孔的万用表对IC的交流工作电压进行近似测量。检测时万用表置于交流电压挡,正表笔插入dB插孔;对于无dB插孔的万用表,需要在正表笔串接一只0.1~0.5uF隔直电容。该法适用于工作频率比较低的IC,如电视机的视频放大级、场扫描电路等。由于这些电路的固有频率不同,波形不同,所以所测的数据是近似值,或者作为有无信号的鉴别。
  2. 在线直流电阻普测法
  这一方法是在发现引脚电压异常后,通过测试集成电路的外围元器件好坏来判定集成电路是否损坏.。由于是断电情况下测定阻值,所以比较安全,并可以在没有资料和数据而且不必要了解其工作原理的情况下,对集成电路的外围电路进行在线检查,在相关的外围电路中,以快速的方法对外围元器件进行一次测量,以确定是否存在较明显的故障。具体操作是先用万用表R×10Ω档分别测量二极管和三极管的正反向电阻值。此时由于欧姆档位定得很低,外电路对测量数据的影响较小,可很明显地看出二极管、三极管的正反向电阻,尤其是PN 结的正向电阻增大或短路更容易发现。其次可对电感是否开路进行普测,正常时电感两端阻值较大,那么即可断定电感开路。继而根据外围电路元件参数的不同,采用不同的欧姆档位测量电容和电阻,检查有否较为明显的短路和开路性故障,从而排除由于外围电路引起个别引脚的电压变化。
  3. 电流流向跟踪电压测量法
  此方法是根据集成电路内部的外围元件所构成的电路,并参考供电电压,即主要测试点的已知电压进行各点电位的计算或估算,然后对照所测电压电否符合,来判断集成块的好坏,本方法必须具备完整的集成块内部电路图和外围电路原理图。
  4. 在线直流电阻测量对比法
  此方法是利用万用表测量待查集成电路各引脚对地正反向直流电阻值与正常数据进行对照来判断好坏。这一方法需要积累同一机型同型号集成电路的正常可靠数据,以便和待查数据相对比。
  测量时要注意以下三点:
  1.测量前要先断开电源,以免测试时损坏电表和元件。
  2.万用表电阻挡的内部电压不得大于6V,量程最好用R×100或R×1k挡。
  3.测量IC引脚参数时,要注意测量条件,如被测机型、与IC相关的电位器的滑动臂位置等,还要考虑外围电路元件的好坏。
  5. 非在线数据与在线数据对比法
  所谓非在线数据是指集成电路未与外围电路连接时,所测得的各引脚对应于地脚的正反向电阻值。非有线数据通用性强,可以对不同机型、不同电路、集成电路型号相同的电路作对比。具体测量对比方法如下:首先应把被查集成电路的接地脚用空心针头和铬铁使之与印刷电路板脱离,再对应于某一怀疑引脚进行测量对比。如果被怀疑引脚有较小阻值电阻连接于地或电源之间,为了不影响被测数据,该引脚也可与印刷板开路。直至外电路的阻值不影响被测集成电路的电阻值为止。但要注意一点,直流电阻测量对比法对于不同批次同一型号的集成电路,有一定的误差和差异,对这种情况,要在了解内部结构的基础上,进行分析、判断。
  6. 替换法
  用替换法判断集成电路的好坏确是一种干净利索的事,可以减少许多检查分析的麻烦。但必须注意如下几点:

  1. 尽量选用同型号的集成电路或可以直接代换的其它型号,这样可不改变原机电路的引线,简便易行,容易恢复原机的性能指标。
  2. 更换拆焊原机上的集成电路时,不要急躁,不能乱拔、乱撬引脚,用所具备的条件选择最适合拆卸集成电路的方法。
  3. 在还没有判断外围电路是否有故障,以及未经确认原集成电路已损坏之前,不要轻易替换集成电路,否则换上去的集成电路有可能再次报废。
  4. 有些集成电路,虽然其型号相同,但还要考虑其型号后缀不同。例如M5115P与M5115RP,二者引脚功能排列顺序相反等。
  5. 有时采用试探性替换,此时最好先装一专用集成电路插座,或用细导线临时连接,这样好坏对比方便。另外,在通电前电源Vcc回路里最好再串接一直流电流表,降压电阻阻值由大到小观察集成电路总电流的变化是否正常。对于功放电路一定要按规定装好散热片。
  6. 在选用同功能但不同型号和不同引脚排列的集成电路代换时,还应注意以下几点。
   a. 尽量选用功能、引脚、电特性相近的集成电路。
   b. 改变引脚连线时,应尽量利用印刷板上的孔位和线路,连线要整齐,信号线的前后段不要交*,以免电路产生自激。
   c. 集成电路的供电电压应与集成电路的电源电压Vcc的典型值相符。
   d. 集成电路的各信号输入、输出阻抗要与原电路相匹配,连接好的集成电路在通电前应作最后一次的检查,确认电路无误后再接通电源。
  7.总电流测量法
  该法是通过检测IC电源进线的总电流,来判断IC好坏的一种方法。由于IC内部绝大多数为直接耦合,IC损坏时(如某一个PN结击穿或开路)会引起后级饱和与截止,使总电流发生变化。所以通过测量总电流的方法可以判断IC的好坏。也可用测量电源通路中电阻的电压降,用欧姆定律计算出总电流值。

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