1、第三講 半導體二極管,晶體二極管的知識全解,1.普通二極管的基礎知識 2.二極管的工作原理 3.二極管故障處理方法解說 4.二極管重要特性,1.普通二極管基礎知識,二極管分類,二極管外形特征： 1）二極管共有兩個引腳,兩個引腳軸向伸出； 2）二極管的體積不大,比一般電阻要小些； 3）部分二極管的外殼上標有二極管電路符號.,二極管外形特征和電路符號,二極管電路符號識圖信息 二極管只有兩個引腳:電路符號中已表示出了這兩個引腳； 電路符號中表示出二極管的正負極性:三角形底邊這端為正極，另一端為負極。,二極管電路符號 功能不同，電路符號也不同。下表是幾種常用二極管的電路符號,它的電路符號與普通二極管電

2、路符號不同之處在于負極表示方式不同。,穩(wěn)壓二極管符號,在普通二極管符號的基礎上，用箭頭形象的表示了這種二極管能夠發(fā)光。,發(fā)光二極管符號,比較新舊兩種符號的不同之處是，三角形老符號要涂黑，新符號不涂黑.,舊電路符號,電路符號中表示出兩根引腳，通過三角形表示正極、負極引腳.,新電路符號,解 說,名 稱,電路符號,二極管結(jié)構(gòu),二極管采用兩種不同特性的半導體材料制成，一塊是P型半導體，另一塊是N型半導體，通過特殊工藝使兩塊半,導體連接在一起，在它們的界面處形成了一個PN結(jié)，所以二極管的基本結(jié)構(gòu)是PN結(jié)，特性也就是PN結(jié)特性。 二極管的兩根引腳分別引出于兩個半導體材料，從P型材料上引出正極性引腳，從N型

3、材料上引出負極性引腳。,二極管工作原理,二極管有導通和截止兩種工作狀態(tài)。而且導通和截止有一定的工作條件。如果給二極管的正極加上高于負極的電壓，稱為二極管的正向偏置電壓，當該電壓達到一定數(shù)值時二極管導通，導通后二極管相當于一個導體，電阻很小，相當于接通，如圖所示。,二極管導通的條件： 正向偏置電壓; 正向偏置電壓大到一定程度，對于硅管而言0.7V，對于鍺管而言為0.2V。,二極管導通后，在回路中的電流流向是從正極流向負極，不能從負極流向正極，否則二極管已經(jīng)損壞。,二極管正向?qū)üぷ髟?如果給二極管正極加的電壓低于負極加的電壓，稱為二極管的反向偏置電壓。給二極管加反向偏置電壓后，二極管截止，二極

4、管兩引腳間電阻很大，相當于開路。如圖所示，只要是反向電壓二極管就沒有電流流動，如果反向電壓過大，二極管會擊穿，電流從負極流向正極，說明二極管已經(jīng)損壞。,綜上所述，給二極管加上一定正向電壓二極管處于導通狀態(tài)，給二極管加上反向電壓時，二極管處于截止狀態(tài)。(正向?qū)?，反向截?,二極管截止狀態(tài)工作原理,二極管導通和截止工作狀態(tài)判斷方法,分析二極管工作狀態(tài)時，應判斷二極管是導通還是截止。下表是二極管工作狀態(tài)識別方法，表中，“”表示正極性電壓，“”表示負極性電壓。,二極管主要參數(shù),常見二極管外形,常見二極管外形,普通二極管,檢波二極管,橋整二極管,開關二極管,快速整流二極管,常見二極管外形,發(fā)光二極管,

5、金封二極管,金封可控硅,穩(wěn)壓二極管,二極管正負引腳表示方法,二極管故障種類和特征,2.二極管故障處理方法,二極管的四種檢測方法,1.脫開電路正向檢測法： 用萬用表的R 10檔，黑表筆接二極管的正極，紅表筆接二極管的負極，此時表針應向右偏轉(zhuǎn)一個很大的角度，所指示阻值較小。此時阻值越小越好。,2.脫開電路反向檢測法： 用萬用表的R 10K檔，黑表筆接二極管的極負，紅表筆接二極管的正極，此時表針應向右偏轉(zhuǎn)一個很小的角度，所指示阻值較大。此時阻值越大越好。,3.斷電在路檢測法：,該方法與測量阻值判斷方法、二極管脫開電路檢測方法基本相似。 （1）測量正向電阻受外電路的影響低于測量反向電阻受外電路的影響。

6、（2）當測量結(jié)果受到懷疑時，應脫開電路后測量。,4.通電在路檢測法：,通電情況下測量二極管的導通管壓降。電路通電后，萬用表直流電壓2.5V擋，紅表筆接二極管的正極，黑表筆接二極管的負極。測試結(jié)果解說如表：,二極管測試過程中注意事項：,1）不同材料的二極管的正向電阻大小和反向電阻大小不同，目前常用硅二極管的正向和反向電阻均大于鍺管。 2）同一個二極管用同一個萬用表的不同量程測量正、反向電阻值不同，同一個二極管用不同型號的萬用表測量的正反向電阻值也是不同的。 3）測量二極管正向電阻時，如果表針不能穩(wěn)定停在某一個阻值上，而是不斷的擺動，說明二極管熱穩(wěn)定性不好。 4）使用數(shù)字式萬用表時，表中有專用的P

7、N結(jié)測量擋，此時可以用這一功能擋去測量，但二極管必須脫離電路。 5）測量二極管的方法可以在具體情況下靈活選用。修理過程中，先用在路檢測法，或通路檢測法，對已經(jīng)拆下的或新替換的用脫開檢測法。,二極管的選配和更換方法,二極管選配方法： 二極管損壞后要盡量選用相同型號的二極管進行代換。若無同型號可先查晶體管手冊，或根據(jù)二極管在電路中的作用以及參數(shù)要求，選用參數(shù)相近或大于原型號的二極管代用。用途不同的二極管不宜相互代用，硅二極管和鍺二極管之間也不能相互代用。 整流管主要考慮最大電流、最高反向工作電壓和頻率等參數(shù)。 當代用的二極管接入電路再度損壞或工作性能不好時，除考慮代用型號是否正確外，還要考慮二極管

8、所在電路是否存在其他故障。,二極管更換方法： 拆下原二極管時，應認清二極管極性，焊上新二極管時要認清引腳極性，正、負引腳不能反接。 原二極管為開路故障時，可以直接用一個新二極管并聯(lián)上去。 懷疑原二極管擊穿或性能不良時，一定要先將原二極管拆下再將新二極管接上去。,3.二極管重要特性解說,單向?qū)щ娦?單向?qū)щ娦缘亩x：流過二極管的電流只能從正極流向負極，不能從負極流向正極，稱為二極管的正向?qū)щ娦浴?單向?qū)щ娦詫ψR圖的意義：二極管電路符號中的三角形形象的表示了電流的流動方向。利用這一電路符號的提示作用，在電路分析時可以方便的知道電流在電路中的流動方向。 分析直流電路中二極管工作原理時，因為使二極管導

9、通的電壓只能從正極加到負極，所以分析這一電壓從什么地方加來時，可以從二極管的正極開始向直流電壓供給方向?qū)ふ摇?要使二極管導通必須給二極管加上一個正向偏置電壓，如果所加的電壓達不到足夠大的程度，二極管只能處于微導通狀態(tài)：如果所加的是反向電壓（負極高于正極電壓），二極管不能導通，處于截止狀態(tài)。,二極管正反向特性,(二極管伏安特性曲線),以O為坐標原點，以加在二極管兩端的電壓U為橫軸、流過二極管的電流為縱軸建立直角坐標系，各軸的方向表示施與二極管的電壓和電流方向。第一象限曲線反映了二極管的正向特性；第三象限曲線反映其反向特性。,給二極管加的正向電壓小于某一定值U1 （硅：0.6V，鍺：0.2）時，正

10、向電流很小，且小于I1 。當正向電壓大與U1后，正向電流I隨U的微小增大而劇增。將U1稱為起始電壓。,給二極管加的反向電壓小于某一定值UZ (Urm)時，反向電流很小，當反向電壓大與等于UZ后，反向電流I迅速增大而處于電擊穿狀態(tài)。將UZ 稱為反向擊穿電壓。,二極管正向壓降不變特性,二極管正向?qū)ê蟮墓軌航祷旧媳３植蛔?，但下列因素會使管壓降有微小變化?當溫度升高時管壓降會有略有下降；溫度降低時管壓降會略微增大一點。 正向電流發(fā)生很大變化時，正向壓降會有微小的變化。即當正向電壓有一個微小的變化時，將引起正向電流一個很大的變化。 利用二極管管壓降隨溫度微小變化的特征可以設計成溫度補償電路，在分析溫度補償電路時不了解二極管的這種特性，電路的工作原理就無法分析。,二極管正向電阻小，反向電阻大的特性,正向電阻是二極管正向?qū)ê笳摌O之間的電阻，這一電阻值很小。,反向電阻是二極管處于反向偏置而未擊穿時的電阻，這一電阻值很大。正、反向電阻值的大小是相對的，即：反向電阻值遠遠大于正向電阻值，反向電阻愈大愈好。,當二極管的正向電流變化時，其正向電阻也在發(fā)生微小的變化，正向電流愈大，正向電阻愈小，反之則大