Поиск неисправностей в электронике

Каждая схема, содержащая полевые МОП-транзисторы, очень чувствительна к статическому электричеству. Полевые МОП-транзисторы используют тонкий металл-оксидный изолятор для отделения затвора от кремниевого канала, который разрушается при относительно высоком напряжении (> 50 В). В сухой среде обычная одежда при движении тела может вызвать накопление тысяч вольт статического потенциала. Если не приняты соответствующие меры и схема, с которой вы работаете, имеет другой статический потенциал, то заряд вашего тела и одежды может вызвать разряд через компоненты и выход их из строя.

Чтобы не сжечь схему, вы должны уравнять ее потенциал и потенциал вашего тела. Для этого носите на запястье браслет, соединенный с землей схемы. Все тестовое оборудование должно быть подключено к общей земле (включая паяльник). Следует избегать одежды, которая имеет тенденцию к образованию статического электричества (нейлон, шерсть). Используйте аэрозоли (охлаждающие, средство удаления флюса, очистки контактов), свободные от статического электричества. Как минимум, обязательно коснитесь шасси или детали оборудования. чтобы снять с себя заряд перед тем, как приступить к работе со схемой. Работая с ИМС, по возможности, не касайтесь выводов, держите их в проводящем пеноматериале, чтобы сохранить одинаковый потенциал.

Другое явление, которое может разрушить микросхемы, изготовленные по технологии КМОП, называется тиристорное защелкивание. При производстве комплементарных полевых КМОП транзисторов и соединении их в логические схемы образуется многослойная структура из кремния с проводимостью р-и n-типа. Эти слои могут образовать паразитный тиристор, аноды которого подключены к двум шинам питания и чей управляющий электрод представляет собой выходной вывод логической схемы.

Тиристор — это полупроводниковый прибор, который до подачи тока на управляющий электрод размыкает цепь. При повышении на нем напряжения до определенного уровня тиристор отпирается и до отключения анодного тока создает короткое замыкание. При нормальной работе логической микросхемы КМОП паразитный тиристор никогда не включается. Однако, если на выходной контакт подается слишком большое внешнее напряжение, тиристор включится или «защелкнется», что приведет к протеканию большого тока от V_dd через ИМС к V_ss. Через несколько секунд ИМС будет разрушена. Для предотвращения тиристорного защелкивания на входах и выходах приборов КМОП никогда не должно возникать напряжение выше V_dd или ниже V_ss. Никогда не подключайте тестовое оборудование типа генератора сигналов к схеме прежде, чем на нее подано питание.

Не вставляйте и не вынимайте печатные платы при включенном оборудовании. Если трудно подключиться к тестовой точке при активированной системе и платам на месте, сначала выключите оборудование и генератор сигналов и выньте плату. Затем подключите генератор и вставьте плату, и включите питание до активации генератора сигналов

Чтение цифровых схем

Для эффективного обслуживания цифровых схем необходимо обладать технической информацией. Как минимум, вам нужна принципиальная схема. Если типы компонентов не указаны на поверхности печатной платы, вам также нужна схема расположения деталей. Некоторые технические руководства дают диаграммы поиска неисправностей, которые помогут вам провести диагностику устройства. Другие пособия описывают тестовые функции и сигналы, которые должны быть в соответствующих контрольных точках.

Схемная документация отличается в зависимости от изготовителя и возраста оборудования. Б большинстве схем по-прежнему используются стандартные логические символы для отдельных схем и обозначения блоков для более сложных цифровых приборов. Для устранения неоднозначности в обозначениях был разработан новый стандарт. Он называется IEEE/ANSI Standard 91-1984. Хотя он и не получил широкого признания необходимо знать о его существовании.

Пример типичной схемы показан на рис. 7.26.

Рис. 7.26.Типичная цифровая схема

Большинство логических микросхем содержат несколько логических элементов. Проектировщик мог использовать отдельные части различных микросхем в цепях, которые не связаны друг с другом. Например, в этой схеме используется ИМС 74LS00. Два элемента используются как реле пуска/остановки, третий подает тактовые импульсы в счетчик, четвертый нужен для перезагрузки счетчика 2. Все эти элементы физически расположены в одной микросхеме, но электрически распределены по схеме. Некоторые элементы имеют одинаковый номер ИМС с су ффиксами, показывающими, что это за элемент. Цифры на входах и выходах показывают номера выводов ИМС. Обратите внимание, что у микросхем 74LS90 выводы имеют и номера, и названия. Это позволяет пользователю понять их функцию, не обращаясь к справочнику но микросхемам.