首页 >维修技术资料

电路板数字逻辑芯片检修方法详解(二)

分享到:
点击次数:103 更新时间:2020年02月23日13:36:09 打印此页 关闭

  逻辑芯片的失效检测         

9.1TTL和CMOS两种类型半导体与非门电路的内部结构,从结构来看,芯片损坏可能性最大的是输出端对地或电源端短路,因为输出端带上负载,内部晶体管相对发热和冲击要比其它部分大,通常损坏就体现为输出端对地或对电源端阻值变小。而输入端的损坏机率相应的要小得多,最有可能是高压静电冲击,这也会造成输入端对地或对电源端的阻值减小。


根据以上规律,总结一下针对数字逻辑芯片检测的方法:

<1>电阻扫描法

大部分芯片的损坏体现为芯片的输入输出管脚对地或电源短路,这是比较方便定位的故障。操作方法是,使用万用表通断蜂鸣器档,如图9.3所示。先定位黑表笔接地GND,使用红表笔去扫描触碰其它管脚,当蜂鸣器响起,观察蜂鸣器档万用表显示的阻值,如果阻值小于1Ω,说明此管脚在PCB上就是和地连在一起的,此时显示的只是表笔电阻和表笔与万用表的接触电阻,这种情况可以不必在意;如果阻值1Ω以上,(根据经验统计,大多数情况在1Ω~20Ω之间),说明相应节点可能对地短路,和此节点相连的元件都有短路嫌疑,可以就此入手继续查询短路元件。然后红表笔固定接电源VCC,使用黑表笔再扫描一遍管脚。

以上方法可以排除大部分的数字电路芯片的故障。

绝大多数数字逻辑芯片的电源引脚安排都有一个规律,即第一排引脚的最后一脚是GND,第二排引脚的最后一脚是VCC,如图9.2所示。因此在检修测试的时候找电源脚可以根据这个规律来入手。

<2>电平测试法
某些电路板上只是一些简单的组合逻辑芯片,如与非门、或非门之类,这些芯片除了可以通过电阻扫描法初步排除故障以外,还可以在通电后测试输入输出电平,判断是否符合逻辑关系来进一步确认好坏。例如与非门电路,测试两个输入信号一低一高,则输出信号肯定是高电平,如果测到低电平,那么此与非门肯定是坏的。

<3>功能测试法

数字电路输入组合很多种,通电测试大多数情况只能检测某一个输入状态,这并不全面,如果要全面测试,就需要把芯片数据手册真值表全部列出的逻辑状态都验证一遍,方法是把芯片拆下来,使用编程器或者专门的芯片测试仪进行测试。某些编程器的软件选项里有对数字电路的测试,测试74系列,40系列45系列都是标配,甚至还有部分RAM芯片的测试功能。如图9.4所示,某编程器软件界面有逻辑芯片测试选项。

如果电路板上是双列直插的逻辑芯片,也可以不拆下芯片而使用在线测试仪夹住芯片对芯片进行测试。如图9.5所示,测试仪会自动给芯片加电,在芯片输入端发送测试代码及在输出端检测输出结果,并最终判断芯片是否符合逻辑功能。但是因为在线芯片有和其它元件相连,这会影响测试结果,如果测试结果显示芯片没有问题还好,如果显示有问题,可能是其它元件的干扰,这样就必须拆下芯片单独测试。另外随着芯片大量采用贴片封装以及电路板上涂有绝缘漆,在线测试也越来越不好操作,还是离线功能测试比较靠谱,但是离线测试又需要拆下芯片,这会增加工作量,甚至还会因为拆焊问题带来二次故障。



<4>对比法
虽然使用电阻扫描法能够检查出大部分逻辑芯片的问题,但是还是会有一部分芯片成为“漏网之鱼”。这些芯片某个管脚对GND或VCC不是短路特别厉害,使用万用表通断档也测试不出来,但还是有漏电。有时候即使取下芯片进行功能测试也不能说完全证明芯片没有问题,因为测试的条件没有完全模拟芯片的实际工作情况,例如芯片的驱动能力,芯片的速度响应等。这时候如果有条件使用对比法就比较合适。

对比包括电阻值对比和VI曲线对比。对比的对象可以是相同电路板的相同位置的芯片管脚,也可以是一块电路板上的相同电路部分,甚至可以是一颗芯片的相同地位的管脚。

电阻值对比宜使用指针表,这可以避免数字表测试CMOS芯片的高阻抗管脚时,显示值飘忽不定,而且指针表指针对比直观,显示快速。对比时应选择合适的电阻档位,指针太偏左太偏右都不宜,以指针靠近中间位置为佳,如果对比某个节点可以看出明显差异,就可以从节点处进一步寻找原因。

VI曲线对比有着更大的优势,尤其可以选择曲线扫描方式,曲线能够非常直观地显示差异。

数字逻辑芯片的代换

从电压范围、芯片速度和驱动能力三个方面来考虑,代换的芯片应与换下来的芯片具有相同或更宽的电压范围,相同或更快的速度,相同或更高的驱动能力。


上一条:电路板中IGBT的功能及检修方法 下一条:电路板数字逻辑芯片检修方法详解(一)