汽車電工電子基礎(chǔ)項(xiàng)目九半導(dǎo)體器件任務(wù)2識(shí)別二極管

任務(wù)引入

二極管是最常用的電子器件，在汽車電路中的應(yīng)用很廣。通過本任務(wù)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠理解二極管的基本特性、能分析二極管在汽車上的應(yīng)用，并能用萬用表識(shí)別與檢測二極管。

任務(wù)2識(shí)別二極管知識(shí)目標(biāo)技能目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)會(huì)描述二極管的單向?qū)щ娦阅軠y量區(qū)分二極管的正負(fù)極規(guī)范操作，樹立職業(yè)意識(shí)會(huì)敘述穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管的基本工作原理及其在汽車上的應(yīng)用能用萬用表判定二極管好壞動(dòng)手動(dòng)腦，學(xué)習(xí)習(xí)慣更好任務(wù)目標(biāo)任務(wù)2識(shí)別二極管知識(shí)鏈接一、二極管的外形與符號(hào)

二極管用符號(hào)VD表示或用下列圖形表示。三角形尖端標(biāo)明電流方向。陽極用符號(hào)“A”表示，陰極用符號(hào)“K”表示，如圖9-2-1。任務(wù)2識(shí)別二極管圖9-2-1二極管符號(hào)

二極管外形封裝上一般印有符號(hào)或標(biāo)記表示二極管的負(fù)極，用色帶、色點(diǎn)或圖示符號(hào)表明，如圖9-2-2。圖9-2-2二極管外形封裝知識(shí)鏈接二、二極管的分類(1)按半導(dǎo)體材料劃分：硅二極管、鍺二極管等。(2)按PN結(jié)結(jié)構(gòu)劃分：點(diǎn)接觸型二極管、面接觸型二極管、平面型二極管等。(3)按用途劃分：整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管、發(fā)光二極管、變?nèi)荻O管等。

任務(wù)2識(shí)別二極管知識(shí)鏈接三、二極管的特性圖9-2-3二極管的伏安特性曲線任務(wù)2識(shí)別二極管知識(shí)鏈接三、二極管的特性

（1）二極管本質(zhì)仍是PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?。加正向電壓時(shí)導(dǎo)通，呈現(xiàn)很小的正向電阻，如同開關(guān)閉合；加反向電壓時(shí)截止，呈現(xiàn)很大的反向電阻，如同開關(guān)斷開。①正向偏置與導(dǎo)通狀態(tài)

當(dāng)二極管兩端所加的正向電壓比較小時(shí)，正向電流很小，二極管呈現(xiàn)很大的電阻，這個(gè)范圍稱為死區(qū)，相應(yīng)的電壓叫死區(qū)電壓。硅二極管的死區(qū)電壓約為0～0.5V之間（如圖9-2-3中的OB段），鍺二極管的死區(qū)電壓約為0～0.2V之間（如圖9-2-3中的OA段）。外加電壓超過死區(qū)電壓以后，正向電流迅速增加，這時(shí)二極管處于正向?qū)顟B(tài)，導(dǎo)通后管子兩端電壓幾乎恒定，硅管約為0.6～0.7V，鍺管約為0.2～0.3V。

因此要使二極管允許電流從中通過，必須有一個(gè)極低的電壓。這一電壓的高低因制作二極管的材料而異：硅二極管：約為0.7V；鍺二極管：約為0.3V。任務(wù)2識(shí)別二極管知識(shí)鏈接三、二極管的特性

②反向偏置與截止?fàn)顟B(tài)如施加反向電壓，就只有極小電流（“反向漏電流”）通過。但是，如這個(gè)反向電壓增至足夠高，那么二極管允許通過的電流會(huì)突然急劇增大，使二極管燒毀。這種現(xiàn)象稱為反向擊穿，相應(yīng)的電壓叫反向擊穿電壓。如圖9-2-3所示。正常使用二極管時(shí)，是不允許出現(xiàn)這種現(xiàn)象的。任務(wù)2識(shí)別二極管任務(wù)實(shí)施一、準(zhǔn)備工作按表準(zhǔn)備工具、設(shè)備、元器件及導(dǎo)線，檢查設(shè)備外觀是否完好，如表。任務(wù)2識(shí)別二極管任務(wù)實(shí)施二、晶體二極管的測量用數(shù)字萬用表檢測2AP9、1N4007、汽車整流器，并將檢測結(jié)果填入表9-2-2。（1）將紅表筆插入“V·Ω”孔內(nèi)，黑表筆插在“COM”孔內(nèi)。（2）量程開關(guān)轉(zhuǎn)至標(biāo)有二極管符號(hào)的位置（3）二極管正向測量：黑表筆接二極管的陰極，紅表筆接二極管的陽極，如圖9-2-5所示。若二極管正常，則電壓值為0.5V～0.8V(硅管)或0.25～0.3V(鍺管)；任務(wù)2識(shí)別二極管圖9-2-5二極管正向測量任務(wù)實(shí)施二、晶體二極管的測量（4）二極管反向測量：黑表筆接二極管的陽極，紅表筆接二極管的陰極。如圖9-2-6所示。若二極管正常，將顯示出“1”，若損壞，將顯示“000”任務(wù)2識(shí)別二極管圖9-2-6二極管反向測量任務(wù)實(shí)施二、晶體二極管測量數(shù)值表9-2-2二極管檢測結(jié)果任務(wù)2識(shí)別二極管型號(hào)測量檔位正向測量值反向測量值硅管/鍺管結(jié)果判斷2AP9

好□壞□1N4007

好□壞□汽車整流器正極管

好□壞□汽車整流器負(fù)極管

好□壞□任務(wù)實(shí)施三、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管的圖形符號(hào)如圖9-2-7所示。任務(wù)2識(shí)別二極管（1）按圖9-2-8所示連接電路，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，當(dāng)燈亮?xí)r，測量穩(wěn)壓二極管的電壓值，并將測量結(jié)果記錄到表9-2-3。圖9-2-8穩(wěn)壓二極管正向連接任務(wù)實(shí)施三、穩(wěn)壓二極管（2）改變穩(wěn)壓二極管VZ的連接方向，如圖9-2-9電路所示。調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，當(dāng)燈亮?xí)r，測量穩(wěn)壓二極管VZ的電壓值，并將測量結(jié)果記錄到表9-2-3。

任務(wù)2識(shí)別二極管圖9-2-9穩(wěn)壓二極管反向連接任務(wù)實(shí)施三、穩(wěn)壓二極管——測量數(shù)值表9-2-3穩(wěn)壓二極管正向、反向連接的測量結(jié)果任務(wù)2識(shí)別二極管電路名稱UZ穩(wěn)壓二極管正向連接

穩(wěn)壓二極管反向連接任務(wù)實(shí)施三、穩(wěn)壓二極管——測量數(shù)值任務(wù)2識(shí)別二極管①正向連接：電流流過穩(wěn)壓二極管，這與普通二極管一樣。②反向連接：當(dāng)電壓超過某一個(gè)值時(shí)，電流流過穩(wěn)壓二極管。③穩(wěn)壓二極管與普通二極管一樣,允許電流沿正向移動(dòng)。但它與普通二極管不同的是，其反向偏置擊穿電壓比普通二極管低很多。另外，高于擊穿電壓的電壓可以施加在穩(wěn)壓二極管上，而不會(huì)將其損壞。當(dāng)高于擊穿電壓的電壓施加在穩(wěn)壓二極管上時(shí)，電流急劇增加，大范圍變化，而穩(wěn)壓管兩端電壓幾乎不變化或變化極小，近似穩(wěn)定。穩(wěn)壓二極管的這種特性使其適用于穩(wěn)壓電路，當(dāng)把穩(wěn)壓管接人電路以后，若由于電源電壓發(fā)生波動(dòng)，或其他原因造成電路中各點(diǎn)電壓變動(dòng)時(shí)，負(fù)載兩端的電壓將基本保持不變，如圖9-2-10(a)、(b)所示。任務(wù)實(shí)施四、發(fā)光二極管發(fā)光二極管有兩個(gè)引腳，一般長引腳為陽極，短引腳為陰極。另外發(fā)光二極管的管體一般呈透明狀，管殼內(nèi)的電極清晰可見，內(nèi)部電極較寬、較大的一個(gè)為陰極，而較窄較小的一個(gè)為陽極，如圖所示。任務(wù)2識(shí)別二極管

(1)按圖9-2-13所示連接電路，然后合上開關(guān)，觀察LED的狀態(tài)，并將觀察結(jié)果記錄到表9-2-4。(2)改變LED的連接方向，如圖9-2-14電路所示，然后合上開關(guān)，觀察LED的狀態(tài)，并將觀察結(jié)果記錄到表9-2-4。任務(wù)實(shí)施四、發(fā)光二極管測量數(shù)值表9-2-4發(fā)光二極管的特性任務(wù)2識(shí)別二極管步驟電路名稱燈電路中的電流亮不亮有無1發(fā)光二極管正向連接

2發(fā)光二極管反向連接

任務(wù)實(shí)施四、發(fā)光二極管①在發(fā)光二極管正向連接電路中，有電流流過，燈亮。②在發(fā)光二極管反向連接電路中，沒有電流流過，燈不亮。③發(fā)光二極管的特性與普通二極管一樣。只有一點(diǎn)不同的是：當(dāng)電流正向通過時(shí)，發(fā)光二極管就會(huì)發(fā)光。比普通燈泡壽命長；工作時(shí)不像普通燈泡那樣熱；可在較低電壓下工作；耗電少。任務(wù)2識(shí)別二極管任務(wù)實(shí)施四、發(fā)光二極管任務(wù)2識(shí)別二極管用數(shù)字式萬用表檢測發(fā)光二極管。并將檢測結(jié)果填入表9-2-5。①將紅色表筆插人萬用表的"V·Ω"孔，黑色表筆插人萬用表的“COM"孔。②量程開關(guān)轉(zhuǎn)至標(biāo)有二極管符號(hào)的位置。③發(fā)光二極管正向測量：黑表筆接發(fā)光二極管的陰極，紅表筆接發(fā)光二極管的陽極。若發(fā)光二極管是好的，則發(fā)光二極管:亮。表9-2-5發(fā)光二極管的檢測測量檔位正向測量反向測量結(jié)果判斷

發(fā)光二極管亮：□不亮：□發(fā)光二極管亮：□不亮：□好□壞□任務(wù)實(shí)施五、清理現(xiàn)場實(shí)操結(jié)束，斷開電源，拆除導(dǎo)線，按6s要求，清理現(xiàn)場，收拾工具、設(shè)備，整理操作臺(tái)，清掃場地，完成任務(wù)評價(jià)表。任務(wù)2識(shí)別二極管任務(wù)評價(jià)依照評分標(biāo)準(zhǔn)對任務(wù)完成情況進(jìn)行評價(jià)打分。任務(wù)2識(shí)別二極管小結(jié)歸納一、二極管1.二極管用符號(hào)VD表示，三角形尖端標(biāo)明電流方向。陽極用符號(hào)“A”表示，陰極用符號(hào)“K”表示。2.二極管的分類(1)按半導(dǎo)體材料劃分：硅二極管、鍺二極管等。(2)按PN結(jié)結(jié)構(gòu)劃分：點(diǎn)接觸型二極管、面接觸型二極管、平面型二極管等。(3)按用途劃分：整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管、發(fā)光二極管、變?nèi)荻O管等。3.二極管的特性二極管本質(zhì)仍是PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?，如同開關(guān)斷開。當(dāng)二極管兩端所加的正向電壓比較小時(shí)，正向電流很小，二極管呈現(xiàn)很大的電阻，這個(gè)范圍稱為死區(qū)，相應(yīng)的電壓叫死區(qū)電壓。外加電壓超過死區(qū)電壓以后，正向電流迅速增加，這時(shí)二極管處于正向?qū)顟B(tài)，導(dǎo)通后管子兩端電壓幾乎恒定。如施加反向電壓，就只有極小電流（“反向漏電流”）通過。但是，如這個(gè)反向電壓增至足夠高，那么二極管允許通過的電流會(huì)突然急劇增大，使二極管燒毀。這種現(xiàn)象稱為反向擊穿，相應(yīng)的電壓叫反向擊穿電壓。任務(wù)2識(shí)別二極管小結(jié)歸納4.二極管的測量

用數(shù)字式萬用表檢測二極管。若二極管正常，正向測量時(shí),電壓值為0.5-0.8V(硅管)或0.25-0.3V(鍺管);反向測量時(shí),正常則顯示出“1”，損壞則顯示“000”。

用模擬式萬用表的Rx100擋，通過測量二極管的正、反向電阻，可測試管子好壞及判別極性。二極管性能良好時(shí)，正向電阻較小，反向電阻趨于無窮大。二、穩(wěn)壓二極管

穩(wěn)壓二極管在正常工作時(shí)必須與一個(gè)電阻申聯(lián)，這個(gè)電阻提供了穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定工作電流。穩(wěn)壓二極管在工作時(shí)一定是正極接低電位，負(fù)極接高電位，工作在反向擊穿區(qū)。三、發(fā)光二極管

發(fā)光二極管的特性與普通二極管一樣。只有一點(diǎn)不同的是：當(dāng)電流正向通過時(shí)，發(fā)光二極管就會(huì)發(fā)光。比普通燈泡壽命長；工作時(shí)不像普通燈泡那樣熱；可在較低電壓下工作；耗電少。任務(wù)2識(shí)別二極管任務(wù)拓展1.穩(wěn)壓二極管在汽車電路中由于各個(gè)電器總成或元件工作電流比較大，使汽車電源系統(tǒng)的電壓會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。在汽車的儀表電路和一部分電子控制電路中，一些需要精確電壓值的地方經(jīng)常利用穩(wěn)壓二極管來獲取所需電壓。圖9-2-15所示為利用穩(wěn)壓二極管為汽車儀表提供穩(wěn)定電源的電路，圖中的穩(wěn)壓二極管與電阻串聯(lián)而與儀表并聯(lián)。如果儀表電壓必須限定在7V，便可使用額定電壓為7V的穩(wěn)壓二極管。汽車電源電壓一部分分壓在電阻上，7V電壓分壓在穩(wěn)壓二極管上。即使電源電壓發(fā)生變化，也只是引起不同大小的電流流過電阻和穩(wěn)壓二極管，改變分壓在電阻上的電壓，而