1.1接 觸電阻 因機械壓力使兩導體接觸對外呈現的電阻特 性稱為接觸電阻,如接插件、電位器、繼電器、微動 開關觸點等。該部位的雜質污染、疲勞、磨損、氧化 等會引起接觸電阻的變大,較小的毫伏、毫安級的 電信號無法完全擊穿氧化膜,等于串入阻值不穩 定的電阻,會使信號無規律衰減使電路無法進行 正常工作狀態。 當電位器阻值調小時單位面積上承受功率將 加大,會損壞滑片觸點,接觸電阻發生變化,致使 負反饋信號產生干擾脈沖,儀器無法正常工作。焊 接工藝不 良或發熱嚴重的元器件熱脹冷縮會產生 虛焊型接觸電阻變化,使設備儀器噪聲增加、無規 律、不穩定的間歇性工作,對數字電路而言短的通 斷時間也會影響工作狀態。
1-2溫度因素 溫度對半導體器件的性能參數和可靠性有直 接關系。隨溫度增加晶體管的跨導或增益會下降, 安全區和穩定區也會隨之下降[4]。由晶體管反向 電流公式: 其中,厶( )為溫度 時的反向飽和電流,,sf"為 溫度上升到 時的反向飽和電流,可知三極管溫 度上升 10°C,反向電流將增加 l倍,工作在較高電壓下的濾波電容,漏 電流將增 大引起自身發熱而較易損壞。離發熱元件較近的 電容器因長期受熱電解液干涸造成容量下降,引 發軟故障。電解電容器的壽命與溫度存在指數級 關系,軟故障產生時電壓下降微小或不下降,但產 生的紋波、噪聲增大導致故障。 溫度因素對 AID、D/A轉換、DSP、計算機南北 橋芯片等需要高速大量運算的大規模集成電路和功率器件影響明顯。當為其散熱的部分出現老化 或風道不暢時,溫度反饋回路能進行判斷并啟動 保護,重新啟動后溫度低于閾值會重新工作,從而 呈現軟故障狀態。
1.3軟擊 穿 相對于器件的永久性失效,如開路或短路造 成的硬擊穿表現不同,軟擊穿則是元件的性能降 低,指標參數降低而造成故障隱患。軟擊穿時電路 時好時壞,能輕載或低性能工作不易被發現。 軟擊穿多發于晶體管、MOS管、電容、變壓器 漆包線匝間短路等元器件。三極管軟擊穿時沒有 破壞 PN結的結構,擊穿條件消失后,PN結的功 能得到恢復或部分恢復。軟擊穿不易測量的原因 有兩種,一是需加到一定的電壓時故障復現,二是 需達到一定溫度時故障復現,維修中常有使用萬 用表檢測性能正常,裝回電路不能正常工作的情 況發生。輕微擊穿比如晶體管極間反向電阻變小, 有漏電用萬用表也不能檢測到。 電容充電后電壓升高,軟擊穿的電容產生短 路或呈低阻狀態,電容電壓泄放后擊穿暫時復原, 容量隨之恢復正常,但裝回電路不能正常工作。
1.4環境 變化 元件參數值隨時間、溫濕度、靜 電、電磁輻射 等外界環境的變化,引起參數發生變化而導致軟 故障的出現。電容除開路、短路等硬性故障外還存 在參數變化軟故障的現象。腐蝕環境中,內部引腳 接觸不良,通斷過程中會有噪音出現。絕緣電阻參 數 ESR會隨環境發生變化,極間絕緣性能下降產 生漏電流,用在耦合時噪聲會增大,用在濾波時直 流電壓會下降。 當儀器 內部的灰塵、油污、潮濕等污染后,會 使泄漏電流和相鄰敷銅線間產生串繞和調頻電容 等參數改變,若發生在高電壓部分會產生放電、打 火等現象影響其它部分工作。
2 軟故障的維修方法 發生軟故障的儀器設備中元器件,簡單使用 電子專用設備維護與維修 _ 電于專用 首維于尸與維1嗲 萬用表、示波器往往效率不高,傳統的維修方法也 存在需改進的地方,科學的檢測方法和模擬故障 環境能較好地解決維修中遇到的問題。
2.1科學的檢測 方法 軟擊穿元件拆機檢測或未通 電檢測時,其值 可能正常,但接回電路不能正常工作。傳統的測量 方法不易發現存在軟故障的元件,需有專用儀器 或檢測方法來解決軟故障元件的檢測。 虛焊或接插件觸點氧化進行常規 目視判定困 難時可借助放大鏡。對于電位器的檢測時指針萬用 表的響應時間快于數字式多用表且直觀。晶體管圖 示儀可方便顯示極限特性、擊穿特性、軟擊穿漏電 流等各項參數,而萬用表的電壓為 9 V無法使軟擊 穿復現,因此圖示儀比萬用表更利于發現軟故障。 電容性能不 良,電壓、外觀不一定變化,但會 在直流中疊加一定幅度的紋波。建議使用示波器 或者高頻毫伏表代替萬用表完成對紋波 的測量, 測量漏 電流或軟擊穿時也可用 圖示儀直接觀察 V/I曲線,完成測量。兆歐表對電容進行檢測,若在 搖至電容的額定電壓前阻值有下降出現,則可證 明電容存在軟擊穿故障,此方法也可用檢測變壓 器的匝間短路。 存在軟擊穿的器件帶病工作時溫度高于正常 溫度,通過點溫計或紅外測溫槍對溫度進行測量 能發現故障器件。
2.2模 擬環境 法 某些接觸類的故障在溫度、濕度、振動的環境 下表現明顯,模擬出故障環境可加速故障出現以 便于進行觀察故障現象或測試數據。熱風槍對溫 度要求較高或懷疑的元件進行加溫,絕緣棒敲擊 震動,加溫器增大濕度后再進行測量或檢測故障 出現時的數據。排除環境因素可反證是否由此軟 故障引起,以調整維