電工電子技術(shù)基礎(chǔ)：二極管演講人：日期:CONTENTS目錄01二極管基礎(chǔ)概述02工作原理與伏安特性03核心參數(shù)與性能指標04典型電路應(yīng)用場景05特殊二極管類型解析06檢測與選型實踐01二極管基礎(chǔ)概述半導(dǎo)體材料基本特性熱敏性和光敏性半導(dǎo)體對溫度和光的變化非常敏感，可以用于制造各種傳感器。03通過摻入其他元素，可以改變半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型和導(dǎo)電能力。02摻雜性半導(dǎo)體導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，具有獨特的電學和光學性質(zhì)。01PN結(jié)形成與結(jié)構(gòu)特征由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體接觸形成的區(qū)域，具有單向?qū)щ娦?。PN結(jié)PN結(jié)界面附近的載流子被相互中和形成的區(qū)域，耗盡層內(nèi)幾乎沒有導(dǎo)電的載流子。耗盡層PN結(jié)內(nèi)電場阻止載流子通過的能量壁壘，決定了二極管的擊穿電壓。勢壘高度二極管符號與封裝類型符號二極管在電路圖中的表示符號，箭頭指示正向?qū)ǚ较颉?1封裝類型根據(jù)二極管的用途和工作環(huán)境，采用不同的封裝形式，如玻璃封裝、塑料封裝、金屬封裝等。02標識方法二極管上通常標有型號、規(guī)格和極性等信息，以便正確使用。0302工作原理與伏安特性單向?qū)щ娦栽碛蒔型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成，具有單向?qū)щ娞匦?。二極管的基本結(jié)構(gòu)單向?qū)щ娦缘脑驅(qū)嶋H應(yīng)用P型半導(dǎo)體中的空穴和N型半導(dǎo)體中的電子在PN結(jié)處形成勢壘，阻止電流反向流動。整流器、檢波器等電路中利用二極管的單向?qū)щ娦詫崿F(xiàn)特定功能。當二極管正向電壓增加時，電流隨之增大，但電壓增加到一定程度后，電流增長速度減緩，形成正向飽和電流。正向/反向特性曲線分析正向特性當二極管反向電壓增加時，電流很小且?guī)缀醪蛔儯敺聪螂妷撼^一定值時，電流會突然增大，稱為擊穿電壓。反向特性通過特性曲線可以了解二極管在不同電壓下的工作狀態(tài)和特性，為電路設(shè)計提供依據(jù)。特性曲線的作用假設(shè)二極管只有單向?qū)щ娦裕瑹o反向漏電流，且正向?qū)妷簽榱恪＠硐攵O管模型二極管存在反向漏電流，正向?qū)妷翰粸榱?，且?dǎo)通時電壓降有一定值。實際二極管模型實際電路設(shè)計中需考慮二極管的電壓降和漏電流，選擇合適的二極管以滿足電路性能要求。模型差異的影響理想與實際二極管模型差異03核心參數(shù)與性能指標指二極管在正向?qū)〞r所能承受的最大電流。超過此值，二極管可能會因過熱而損壞。最大正向電流（IFM）指二極管在反向截止狀態(tài)下所能承受的最大電壓。超過此值，二極管可能會被擊穿。反向電壓（VR）0102最大正向電流與反向電壓反向恢復(fù)時間與結(jié)電容01反向恢復(fù)時間（trr）指二極管從正向?qū)ǖ椒聪蚪刂顾枰倪^渡時間。它是衡量二極管高頻特性好壞的重要參數(shù)。02結(jié)電容（CJ）指二極管在反向截止狀態(tài)下，兩端所呈現(xiàn)的電容值。它會影響二極管在高頻電路中的工作性能。溫度對特性曲線的影響溫度升高，二極管的正向壓降會減小，反向漏電流會增大。這可能會導(dǎo)致二極管在電路中的工作狀態(tài)發(fā)生變化，甚至無法正常工作。溫度還會影響二極管的反向擊穿電壓和最大正向電流等參數(shù)。因此，在實際應(yīng)用中需要特別注意二極管的散熱問題，避免其過熱導(dǎo)致性能下降或損壞。同時，在選擇二極管時也需要考慮其溫度特性，以確保其在整個工作溫度范圍內(nèi)都能穩(wěn)定工作。04典型電路應(yīng)用場景整流電路工作原理利用二極管的單向?qū)щ娦裕瑢⒔涣麟娹D(zhuǎn)換為單向脈動直流電。單相半波整流電路利用二極管橋接方式，將交流電的正負半周都進行整流，得到更加平滑的直流電。單相全波整流電路由四個二極管組成，能夠?qū)⒔涣麟姷恼摪胫芏歼M行整流，輸出平滑的直流電。單相橋式整流電路穩(wěn)壓管與限幅電路設(shè)計穩(wěn)壓管與限幅電路的組合在實際應(yīng)用中，穩(wěn)壓管和限幅電路常常組合使用，以保護電路和設(shè)備。03通過二極管的正向壓降特性，將信號的電壓限制在一定范圍內(nèi)，防止信號過大導(dǎo)致設(shè)備損壞。02限幅電路穩(wěn)壓管利用穩(wěn)壓管在擊穿區(qū)的特性，使其能夠穩(wěn)定電壓，起到穩(wěn)壓作用。01開關(guān)電路與邏輯門應(yīng)用開關(guān)電路利用二極管的開關(guān)特性，實現(xiàn)電路的通斷控制。01邏輯門電路通過二極管的組合，實現(xiàn)邏輯運算，如與、或、非等。02實際應(yīng)用二極管在數(shù)字電路和模擬電路中都有廣泛應(yīng)用，如數(shù)字電路中的邏輯門、模擬電路中的整流和穩(wěn)壓等。0305特殊二極管類型解析發(fā)光二極管(LED)特性單向?qū)щ娦园l(fā)光特性低功耗耐震動LED只能單向?qū)щ姡粗辉试S電流從一個方向流過。LED在正向電壓作用下能發(fā)出特定顏色的光。LED發(fā)光時功耗較低，節(jié)能效果顯著。LED耐震動和沖擊，可靠性高。反向擊穿特性穩(wěn)壓二極管在反向擊穿時，其電壓基本保持不變，從而實現(xiàn)穩(wěn)壓功能。穩(wěn)壓效果好穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓效果好，能夠穩(wěn)定電壓在一個較小的范圍內(nèi)波動。響應(yīng)速度快穩(wěn)壓二極管響應(yīng)速度快，能在很短的時間內(nèi)對電壓變化進行響應(yīng)。溫度穩(wěn)定性差穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓性能受溫度影響較大，需要采取相應(yīng)的溫度補償措施。穩(wěn)壓二極管(Zener)原理光電二極管與肖特基管6px6px6px光電二極管能將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，常用于光電檢測和自動控制等領(lǐng)域。光電二極管特性光電二極管在光通信、光電測量等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。光電二極管應(yīng)用肖特基管是一種低功耗、高頻率的二極管，常用于高頻電路中的整流和檢波等應(yīng)用。肖特基管特性010302肖特基管在無線電通信、電視接收機、雷達等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。肖特基管應(yīng)用0406檢測與選型實踐選擇合適的萬用表檔位，通常選擇二極管測試檔位或電阻檔位，確保萬用表功能正常。將萬用表紅筆接二極管正極，黑筆接負極，測量二極管正向電阻，記錄數(shù)值。將萬用表紅筆接二極管負極，黑筆接正極，測量二極管反向電阻，記錄數(shù)值。正向電阻應(yīng)遠小于反向電阻，若正反電阻均很小或為無窮大，則二極管可能已損壞。萬用表檢測方法檢測準備正向電阻測量反向電阻測量結(jié)果判斷故障現(xiàn)象與診斷要點開路故障短路故障反向擊穿故障老化與性能下降二極管開路時，電路將無法正常工作，表現(xiàn)為無電壓輸出或輸出不穩(wěn)定。二極管短路時，電流將直接通過二極管，導(dǎo)致二極管損壞或電路電流過大。當二極管反向電壓超過其最大反向電壓時，二極管將被擊穿，導(dǎo)致電路短路。二極管長時間使用或工作溫度過高，會導(dǎo)致性能下降，表現(xiàn)為正向電阻增大、反向電阻減小。工程選型參數(shù)對照表正向?qū)妷憾O管正向?qū)〞r所需的電壓，一般二極管正向?qū)妷涸?.7V左右。02040301最大工作電流