項(xiàng)目一——認(rèn)識二極管項(xiàng)目一

認(rèn)識二極管（第2講）學(xué)習(xí)內(nèi)容：1.認(rèn)識二極管。2.二極管的伏安特性。3.特殊二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、特性和用途。4.二極管的檢測。學(xué)習(xí)要求：

目的：了解二極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電性能，理解其伏安特性和參數(shù)的含義，掌握其型號和管腳檢測方法。重點(diǎn)：二極管的伏安特性、型號和檢測方法。難點(diǎn)：二極管的伏安特性和檢測方法。一、認(rèn)識二極管

1.晶體二極管的結(jié)構(gòu)、符號晶體二極管是由一個(gè)PN結(jié)，加上接觸電極、引線和管殼構(gòu)成。它有兩個(gè)電極，由P型半導(dǎo)體引出的是正極（又稱陽極），由N型半導(dǎo)引出的是負(fù)極（又稱陰極）。二極管結(jié)構(gòu)和符號如圖所示。(a)電路(b)符號小功率二極管多采用玻璃或塑料封裝，大功率二極管一般使用金屬外殼，并制作成螺栓式或平板壓接式。下圖從左至右是從小功率到大功率的各種二極管封裝形式。二極管的常見封裝形式半導(dǎo)體二極管圖片2.半導(dǎo)體二極管類型（1）按照材料分類：硅二極管和鍺二極管；（2）按照結(jié)構(gòu)分為：點(diǎn)接觸型、面接觸性和集成平面型。1）

點(diǎn)接觸型二極管PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。3)平面型二極管

往往用于集成電路制造工藝中。PN結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。2)面接觸型二極管PN結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路。(b)面接觸型

3.半導(dǎo)體二極管的參數(shù)

(1)最大整流電流IF——二極管長期連續(xù)工作時(shí)，允許通過二極管的最大整流電流的平均值。(2)反向擊穿電壓VBR——和最大反向工作電壓VRM

二極管反向電流急劇增加時(shí)對應(yīng)的反向電壓值稱為反向擊穿電壓VBR。

為安全計(jì)，在實(shí)際工作時(shí)，最大反向工作電壓VRM一般只按反向擊穿電壓VBR的一半計(jì)算。

(3)反向電流IR

在室溫下，在規(guī)定的反向電壓下，一般是最大反向工作電壓下的反向電流值。硅二極管的反向電流一般在納安(nA)級；鍺二極管在微安(

A)級。4．二極管的型號

二極管的品種很多，各類二極管用不同型號來表示，國產(chǎn)二極管的名稱由五部分組成，其符號意義見表1-2。第一部分（數(shù)字）第二部分(漢語拼音字母)第三部分(漢語拼音字母)第四部分（數(shù)字）第五部分(漢語拼音字母)電極數(shù)目：2—二極管材料與極性：A—N型鍺B—P型鍺C—N型硅D—P型硅二極管類型：P—普通管W—穩(wěn)壓管Z—整流管K—開關(guān)管E—發(fā)光管U—光電管二極管序號：表示同一類型中某些性能與參數(shù)的差別規(guī)格號：表示同型號中的檔別例如：2DP6是P型硅普通二極管；2AK6是N型鍺開關(guān)二極管；例如：2CZ14F是N型硅整流二極管系列中的F擋。二、二極管的伏安特性二極管的伏安特性是指通過二極管的電流與其兩端電壓之間的關(guān)系。二極管的伏安特性，可以用圖所示電路測定。(a)測正向特性(b)測反向特性圖測試二極管伏安特性電路1.正向特性

硅二極管的死區(qū)電壓Uth=0.5V左右，

鍺二極管的死區(qū)電壓Uth=0.1V左右。

當(dāng)0＜U＜Uth時(shí)，正向電流為零，Uth稱為死區(qū)電壓或開啟電壓。

當(dāng)U＞0即處于正向特性區(qū)域。正向區(qū)又分為兩段：

當(dāng)U＞Uth時(shí)，開始出現(xiàn)正向電流，并按指數(shù)規(guī)律增長。2.反向特性當(dāng)U＜0時(shí)，即處于反向特性區(qū)域。反向區(qū)也分兩個(gè)區(qū)域：

當(dāng)UBR＜U＜0時(shí)，反向電流很小，且基本不隨反向電壓的變化而變化，此時(shí)的反向電流也稱反向飽和電流IS

。

當(dāng)U≥UBR時(shí)，反向電流急劇增加，UBR稱為反向擊穿電壓。

半導(dǎo)體二極管由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成，它同樣具有單向?qū)щ娦?。?shí)際的二極管伏安特性曲線如圖所示。

二極管的伏安特性你會做嗎？何謂死區(qū)電壓？硅管和鍺管死區(qū)電壓的典型值各為多少？為何會出現(xiàn)死區(qū)電壓？

二極管的伏安特性曲線上分為幾個(gè)區(qū)？能否說明二極管工作在各個(gè)區(qū)時(shí)的電壓、電流情況？

檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果為什么二極管的反向電流很小且具有飽和性？例：設(shè)二極管為理想二極管，其反向擊穿電壓為25V，試求圖1.21所示各電路中的電流I。2V為正向電壓且>0.7v,二極管工作在正向?qū)▍^(qū)。I=2÷2=1mA10v為反向電壓且<25v,二極管工作在反向截止區(qū)。I=030v為反向電壓且>25v,二極管工作在反向擊穿區(qū)。I=∞三、特殊二極管

1.硅穩(wěn)壓二極管

硅穩(wěn)壓二極管是一種特殊的面接觸型硅二極管，其伏安特性曲線、符號及穩(wěn)壓管電路如圖1.10所示。它的正向特性曲線與普通二極管相似。在正常情況下穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)，由于曲線很陡，反向電流在很大范圍內(nèi)變化時(shí)，端電壓變化很小，因而具有穩(wěn)壓作用。圖中的UZ表示反向擊穿電壓，當(dāng)電流的增量ΔIZ很大時(shí)，只引起很小的電壓變化ΔUZ。只要反向電流不超過其最大額定電流，就不會形成破壞性的熱擊穿。在電路中應(yīng)與穩(wěn)壓管串聯(lián)一個(gè)具有適當(dāng)阻值的限流電阻。

圖1.10穩(wěn)壓管的伏安特性曲線、圖形符號及穩(wěn)壓管電路2.其他類型的二極管

（1）光電二極管

光電二極管的結(jié)構(gòu)與普通二極管的結(jié)構(gòu)基本相同，在它的PN結(jié)處，通過管殼上的一個(gè)玻璃窗口接收外部的光照。PN結(jié)在反向偏置狀態(tài)下運(yùn)行，其反向電流隨光照強(qiáng)度的增加而上升。如圖1.11所示。光電二極管的主要特點(diǎn)是其反向電流大小與光照度成正比。

圖1.11光電二極管

（2）發(fā)光二極管（LED）

發(fā)光二極管是一種能把電能轉(zhuǎn)換為光能的特殊器件。這種二極管不僅具有普通二極管的正、反向特性，而且當(dāng)給發(fā)光二極管施加正向偏壓時(shí)，發(fā)光二極管還會發(fā)出可見光和不可見光（即電致發(fā)光）。目前應(yīng)用的有紅、黃、綠、藍(lán)、紫等顏色的發(fā)光二極管。此外，還有變色發(fā)光二極管，即當(dāng)通過二極管的電流改變時(shí)，發(fā)光顏色也隨之改變。新技術(shù)應(yīng)用：LED照明

LED日益成為多種現(xiàn)有照明應(yīng)用的首選光源，這些照明應(yīng)用包括汽車、交通和街道照明，以及LCD背光，以及個(gè)人照明。目前LED燈泡發(fā)光效率已超過100流明每瓦。新型LED的高效、節(jié)能特點(diǎn)突出，正在被主流普通照明市場所采用。圖1.12為LED路燈。圖1.12LED路燈

LED符號（3）變?nèi)荻O管二極管結(jié)電容的大小除了與本身的結(jié)構(gòu)和工藝有關(guān)外，還與外加電壓有關(guān)。結(jié)電容隨反向電壓的增加而減小，這種效應(yīng)顯著的二極管稱為變?nèi)荻O管，其圖形符號如圖1.13（a）所示，如圖（b）所示的是某種變?nèi)荻O管的特性曲線

圖1.13變?nèi)荻O管

半導(dǎo)體二極管工作在擊穿區(qū)，是否一定被損壞？為什么？

你會做嗎？檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果四、二極管的檢測

在實(shí)際電路中，二極管損壞是常見的故障，在使用二極管時(shí)，必須注意極性不能接錯(cuò)。因此，用萬用表判別二極管的好壞和管腳極性是二極管應(yīng)用中的一項(xiàng)基本技能。

1.判別二極管的好壞將萬用表的電阻檔置R×100或R×1K量程（一般不用R×1或R×10K量程），如果測得二極管的正向電阻為幾百歐到幾千歐，反向電阻在幾百千歐以上，則可確定二極管是好的；如果測得正、反向電阻均很小，則管子內(nèi)部短路；如果測得正、反向電阻差別不大，則管子質(zhì)量不好；如果測得正、反向電阻均很大，則管子開路。需要說明的是：使用萬用表的不同量程測量同一只二極管時(shí)，測得的正向電阻是有一定差異的。這是因?yàn)槎O管是一種非線性元件，其正向電阻值與流過它的電流有關(guān)，電流愈大，電阻愈小。萬用表不同量程對應(yīng)的電流不同，所以測出的電阻也就不同。另外，如果用R×1或R×10K檔測量