1.1接 触电阻 因机械压力使两导体接触对外呈现的电阻特 性称为接触电阻,如接插件、电位器、继电器、微动 开关触点等。该部位的杂质污染、疲劳、磨损、氧化 等会引起接触电阻的变大,较小的毫伏、毫安级的 电信号无法完全击穿氧化膜,等于串入阻值不稳 定的电阻,会使信号无规律衰减使电路无法进行 正常工作状态。 当电位器阻值调小时单位面积上承受功率将 加大,会损坏滑片触点,接触电阻发生变化,致使 负反馈信号产生干扰脉冲,仪器无法正常工作。焊 接工艺不 良或发热严重的元器件热胀冷缩会产生 虚焊型接触电阻变化,使设备仪器噪声增加、无规 律、不稳定的间歇性工作,对数字电路而言短的通 断时间也会影响工作状态。
1-2温度因素 温度对半导体器件的性能参数和可靠性有直 接关系。随温度增加晶体管的跨导或增益会下降, 安全区和稳定区也会随之下降[4]。由晶体管反向 电流公式: 其中,厶( )为温度 时的反向饱和电流,,sf"为 温度上升到 时的反向饱和电流,可知三极管温 度上升 10°C,反向电流将增加 l倍,工作在较高电压下的滤波电容,漏 电流将增 大引起自身发热而较易损坏。离发热元件较近的 电容器因长期受热电解液干涸造成容量下降,引 发软故障。电解电容器的寿命与温度存在指数级 关系,软故障产生时电压下降微小或不下降,但产 生的纹波、噪声增大导致故障。 温度因素对 AID、D/A转换、DSP、计算机南北 桥芯片等需要高速大量运算的大规模集成电路和功率器件影响明显。当为其散热的部分出现老化 或风道不畅时,温度反馈回路能进行判断并启动 保护,重新启动后温度低于阈值会重新工作,从而 呈现软故障状态。
1.3软击 穿 相对于器件的永久性失效,如开路或短路造 成的硬击穿表现不同,软击穿则是元件的性能降 低,指标参数降低而造成故障隐患。软击穿时电路 时好时坏,能轻载或低性能工作不易被发现。 软击穿多发于晶体管、MOS管、电容、变压器 漆包线匝间短路等元器件。三极管软击穿时没有 破坏 PN结的结构,击穿条件消失后,PN结的功 能得到恢复或部分恢复。软击穿不易测量的原因 有两种,一是需加到一定的电压时故障复现,二是 需达到一定温度时故障复现,维修中常有使用万 用表检测性能正常,装回电路不能正常工作的情 况发生。轻微击穿比如晶体管极间反向电阻变小, 有漏电用万用表也不能检测到。 电容充电后电压升高,软击穿的电容产生短 路或呈低阻状态,电容电压泄放后击穿暂时复原, 容量随之恢复正常,但装回电路不能正常工作。
1.4环境 变化 元件参数值随时间、温湿度、静 电、电磁辐射 等外界环境的变化,引起参数发生变化而导致软 故障的出现。电容除开路、短路等硬性故障外还存 在参数变化软故障的现象。腐蚀环境中,内部引脚 接触不良,通断过程中会有噪音出现。绝缘电阻参 数 ESR会随环境发生变化,极间绝缘性能下降产 生漏电流,用在耦合时噪声会增大,用在滤波时直 流电压会下降。 当仪器 内部的灰尘、油污、潮湿等污染后,会 使泄漏电流和相邻敷铜线间产生串绕和调频电容 等参数改变,若发生在高电压部分会产生放电、打 火等现象影响其它部分工作。
2 软故障的维修方法 发生软故障的仪器设备中元器件,简单使用 电子专用设备维护与维修 _ 电于专用 首维于尸与维1嗲 万用表、示波器往往效率不高,传统的维修方法也 存在需改进的地方,科学的检测方法和模拟故障 环境能较好地解决维修中遇到的问题。
2.1科学的检测 方法 软击穿元件拆机检测或未通 电检测时,其值 可能正常,但接回电路不能正常工作。传统的测量 方法不易发现存在软故障的元件,需有专用仪器 或检测方法来解决软故障元件的检测。 虚焊或接插件触点氧化进行常规 目视判定困 难时可借助放大镜。对于电位器的检测时指针万用 表的响应时间快于数字式多用表且直观。晶体管图 示仪可方便显示极限特性、击穿特性、软击穿漏电 流等各项参数,而万用表的电压为 9 V无法使软击 穿复现,因此图示仪比万用表更利于发现软故障。 电容性能不 良,电压、外观不一定变化,但会 在直流中叠加一定幅度的纹波。建议使用示波器 或者高频毫伏表代替万用表完成对纹波 的测量, 测量漏 电流或软击穿时也可用 图示仪直接观察 V/I曲线,完成测量。兆欧表对电容进行检测,若在 摇至电容的额定电压前阻值有下降出现,则可证 明电容存在软击穿故障,此方法也可用检测变压 器的匝间短路。 存在软击穿的器件带病工作时温度高于正常 温度,通过点温计或红外测温枪对温度进行测量 能发现故障器件。
2.2模 拟环境 法 某些接触类的故障在温度、湿度、振动的环境 下表现明显,模拟出故障环境可加速故障出现以 便于进行观察故障现象或测试数据。热风枪对温 度要求较高或怀疑的元件进行加温,绝缘棒敲击 震动,加温器增大湿度后再进行测量或检测故障 出现时的数据。排除环境因素可反证是否由此软 故障引起,以调整维