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  • 集成電路的檢測方法介紹
    • 發布時間:2021-12-31 16:26:32
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    集成電路的檢測方法介紹
    現在的電子產品往往由于一塊集成電路損壞,導致一部分或幾個部分不能正常工作,影響設備的正常使用;而且集成電路的型號又多,內部電路千變萬化,所以檢測集成電路的好壞也比較復雜。因此,下面將介紹一些常用的檢測方法:
    1.開路測量電阻法
    開路測量電阻法是指在集成電路未與其它電路連接時,通過測量集成電路各引腳與接地引腳之間的電阻來判別好壞的方法。
    集成電路都有一個接地引腳(GND),其它各引腳與接地引腳之間都有一定的電阻,由于同型號的集成電路內部電路相同,因此同型號的正常集成電路的各引腳與接地引腳之間的電阻均是相同的。根據這一點,可使用開路測量電阻的方法來判別集成電路的好壞。
    在檢測時,萬用表撥至R×100Ω擋,紅表筆固定接被測集成電路的接地引腳,黑表筆依次接其他各引腳,如圖1所示,測出并記下各引腳與接地引腳之間的電阻,然后用同樣的方法測出同型號的正常集成電路的各引腳對地電阻,再將兩個集成電路各引腳對地電阻一一對照,如果兩者完全相同,則被測集成電路正常,如果有引腳電阻差距很大,則被測集成電路損壞。在測量各引腳電阻最好用同一擋位,如果因某引腳電阻過大或過小難以觀察而需要更換擋位時,則測量正常集成電路的該引腳電阻時也要換到該擋位。這是因為集成電路內部大部分是半導體元件,不同的歐姆擋提供的電流不同,對于同一引腳,使用不同歐姆擋測量時內部元件導通程度有所不同,故不同的歐姆擋測同一引腳得到的阻值可能有一定的差距。
    集成電路
    圖1 開路測量電阻示意圖
    采用開路測電阻法判別集成電路好壞比較準確,并且對大多數集成電路都適用,其缺點是檢測時需要找一個同型號的正常集成電路作為對照,解決這個問題的方法是平時多測量一些常用集成電路的開路電阻數據,以便以后檢測同型號集成電路時作為參考,另外也可查閱一些資料來獲得這這方面的數據。
    圖2是一種常用的內部有四個運算放大器的集成電路LM324,表1中列出其開路電阻數據,測量使用數字萬用表200kΩ擋,表中有兩組數據,一組為紅表筆接11腳(接地腳)、黑表筆接其他各腳測得的數據,另一組為黑表筆接11腳、紅表筆接其他各腳測得的數據,在檢測LM324好壞時,也應使用數字萬用表的200kΩ,再將實測的各腳數據與表中數據進行對照來判別所測集成電路的好壞。
    集成電路
    圖2 集成電路LM324
    表1 LM324各引腳對地的開路電阻數據
    集成電路
    2.在路檢測法
    在路測量法是利用電壓測量法、電阻測量法及電流測量法等,通過在電路上測量集成電路的各引腳電壓值、電阻值和電流值是否正常的方法。
    2.1在路直流電壓測量法
    在路直流電壓測量法:是在通電的情況下,用萬用表直流電壓擋測量集成電路各引腳對地電壓,再與參考電壓進行比較來判斷故障的方法。
    在路直流電壓測量法使用要點如下:
    (1)為了減小測量時萬用表內阻的影響,盡量使用內阻高的萬用表。例如MF47型萬用表直流電壓擋的內阻為20kΩ/V,當選擇10V擋測量時,萬用表的內阻為200kΩ,在測量時,萬用表內阻會對被測電壓有一定的分流,從而使被測電壓較實際電壓略低,內阻越大,對被測電路的電壓影響越小,MF50型萬用表直流電壓擋的內阻較小,為10kΩ/V,使用它測量時對電路電壓影響較MF47型萬用表更大。
    (2)在檢測時,首先測量電源腳電壓是否正常,如果電源腳電壓不正常,可檢查供電電路,如果供電電路正常,則可能是集成電路內部損壞,或者集成電路某些引腳外圍元件損壞,進而通過內部電路使電源腳電壓不正常。
    (3)在確定集成電路的電源腳電壓正常后,才可進一步測量其它引腳電壓是否正常。如果個別引腳電壓不正常,先檢測該腳外圍元件,若外圍元件正常,則為集成電路損壞,如果多個引腳電壓不正常,可通過集成電路內部大致結構和外圍電路工作原理,分析這些引腳電壓是否因某個或某些引腳電壓變化引起,著重檢查這些引腳外圍元件,若外圍元件正常,則為集成電路損壞。
    (4)有些集成電路在有信號輸入(動態)和無信號輸入(靜態)時某些引腳電壓可能不同,在將實測電壓與該集成電路的參考電壓對照時,要注意其測量條件,實測電壓也應在該條件下測得。例如彩色電視機圖紙上標注出來的參考電壓通常是在接收彩條信號時測得的,實測時也應盡量讓電視機接收彩條信號。
    (5)有些電子產品有多種工作方式,在不同的工作方式下和工作方式切換過程中,有關集成電路的某些引腳電壓會發生變化,對于這種集成電路,需要了解電路工作原理才能作出準確的測量與判斷。例如DVD機在光盤出、光盤入、光盤搜索和讀盤時,有關集成電路某些引腳電壓會發生變化。
    集成電路各引腳的直流電壓參考值可以參看有關圖紙或查閱有關資料來獲得。
    2.2在路電阻測量法
    在路電路測量法是在切斷電源的情況下,用萬用表歐姆擋測量集成電路各引腳及外圍元件的正反向電阻值,再與參考數據相比較來判斷故障的方法。
    在路電阻測量法使用要點如下:
    (1)測量前一定要斷開被測電路的電源,以免損壞元件和儀表,并避免測得的電阻值不準確。
    (2)萬用表R×10kΩ擋內部使用9V電池,有些集成電路工作電壓較低,如3.3V、5V,為了防止高電壓損壞被測集成電路,測量時萬用表最好選擇R×100Ω擋或R×1kΩ擋。
    (3)在測量集成電路各引腳電阻時,一根表筆接地,另一根表筆接集成電路各引腳,如圖3所示,測得的阻值是該腳外圍元件(R1、C)與集成電路內部電路及有關外圍元件的并聯值,如果發現個別引腳電阻與參考電阻差距較大,先檢測該引腳外圍元件,如果外圍元件正常,通常為集成電路內部損壞,如果多數引腳電阻不正常,集成電路損壞的可能性很大,但也不能完全排除這些引腳外圍元件損壞。
    集成電路
    圖3 測量集成電路的在路電阻
    2.3在路總電流測量法
    在路總電流測量法是指測量集成電路的總電流來判斷故障的方法。
    由于集成電路內部元件大多采用直接連接方式組成電路,當某個元件被擊穿或開路時,通常對后級電路有一定的影響,從而使得整個集成電路的總工作電流減小或增大,測得集成電路的總電流后再與參考電流比較,過大、過小均說明集成電路或外圍元件存在故障。電子產品的圖紙和有關資料一般不提供集成電路總電流參考數據,該數據可在正常電子產品的電路中實測獲得。
    在路測量集成電路的總電流如圖4所示,在測量時,既可以斷開集成電路的電源引腳直接測量電流,也可以測量電源引腳的供電電阻兩端電壓,然后利用I=U/R來計算出電流值。
    集成電路
    圖4 集成電路的總電流測量
    3.排除法和代換法
    不管是開路測量電阻法,還是在路檢測法,都需要知道相應的參考數據。如果無法獲得參考數據,可使用排除法和代換法。
    3.1排除法
    在使用集成電路時,需要給它外接一些元件,如果集成電路不工作,可能是集成電路本身損壞,也可能是外圍元件損壞。排除法是指先檢查集成電路各引腳外圍元件,當外圍元件均正常時,外圍元件損壞導致集成電路工作不正常的原因則可排除,故障應為集成電路本身損壞。
    排除法使用要點如下:
    (1)在檢測時,最好在測得集成電路供電正常后再使用排除法,如果電源腳電壓不正常,先檢查修復供電電路。
    (2)有些集成電路只需本身和外圍元件正常就能正常工作,也有些集成電路(數字集成電路較多)還要求其它電路送有關控制信號(或反饋信號)才能正常工作,對于這樣的集成電路,除了要檢查外圍元件是否正常外,還要檢查集成電路是否接收到相關的控制信號。
    (3)對外圍元件集成電路,使用排除法更為快捷。對外圍元件很多的集成電路,通常先檢查一些重要引腳的外圍元件和易損壞的元件。
    3.2代換法
    代換法是指當懷疑集成電路可能損壞時,直接用同型號正常的集成電路代換,如果故障消失,則為原集成電路損壞,如果故障依舊,則可能是集成電路外圍元件損壞、更換的集成電路不良,也可能是外圍元件故障未排除導致更換的集成電路又被損壞,還有些集成電路可能是未接收到其它電路送來的控制信號。
    代換法使用要點如下:
    (1)由于在未排除外圍元件故障時直接更換集成電路,可能會使集成電路再次損壞,因此,對于工作在高電壓、大電流下的集成電路,最好在檢查外圍元件正常的情況下才更換集成電路,對于工作在低電壓下的集成電路,也盡量在確定一些關鍵引腳的外圍元件正常的情況下再更換集成電路。
    (2)有些數字集成電路內部含有程序,如果程序發生錯誤,即使集成電路外圍元件和有關控制信號都正常,集成電路也不能正常工作,對于這種情況,可使用一些設備重新給集成電路寫入程序,或更換已寫入程序的集成電路。
    以上就是檢測集成電路好壞的方法介紹了。目前集成電路不僅在工、民用電子設備如收錄機、電視機、計算機等方面得到廣泛的應用,同時在軍事、通訊、遙控等方面也得到廣泛的應用。并且用集成電路來裝配電子設備,其裝配密度比晶體管可提高幾十倍至幾千倍,設備的穩定工作時間也可大大提高。
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