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1、 半导体二极管 定义、分类及功能1、定义能实现单向导电特性的半导体器件。 2、结构在PN结的基础上加上电极引线和封装外壳。 3、功能整流、检波、嵌位、限副、稳压、发光、开关 等。 4、分类 用途：整流、检波、稳压、发光、光电（光敏） 、开关、变容等。二极管的结构如下图所示，在P型与N型半导体的交界面会 形成一个具有特殊电性能的薄层，称为PN结。从P区引出的电 极作为正极，从N区引出的电极作为负极。二极管基本结构 二极管图形符号普通二极管半导体二级管的分类及电路符号二极管种类很多，按材料分类，可分为锗 二极管、硅二极管、砷化镓二极管等；按制作 工艺可分为点接触型和面接触型二极管；按用 途可分为整
2、流、检波、稳压、变容、发光、光 电、开关二极管等；按封装形式可分为塑封、 玻封、金属封等类型。晶体二极管有正、负两 根电极引线，各类二极管的电路符号见图所示 。二、认识半导体二极管的特性半导体二极管是用半导体材料制 成的具有单向导电特性的器件。在电子电 路中有着广泛的应用，是基本和重要的器 件。半导体二极管是由P型和N型半 导体有机地结合在一起形成的器件，其内 部结构就是一个PN结。如图5-49所示。 它在电路中的文字符号表示为VD，其图 形符号如图5-49所示。图5-49 半导体二极管示意图PN 结正极 负极PN+VD 演示实验：PN结具有单向导电性 当二极管正极加上高电平（+），负极 加上
3、低电平（-）时，二极管（或说PN结）导 通。导通即是有电流通过，相当于开关闭合 ，灯泡发亮，如图5-50所示。 当二极管正极加上低电平（-），负极 加上高电平（+）时，二极管（或说PN结） 截止。截止即是无电流通过，相当于开关断 开，灯光熄灭，如图5-51所示。I+ -VD亮图5-50 二极管的导通状态图5-51 二极管的截止状态 VD+-熄2.二极管主要特性曲线 二极管的电流iD与加在二极管两端的电压vD的关系曲线，称为二极管伏 安特性曲线。（1）正向特性死区 当二极管外加正向电压较小时 ，正向电流几乎为零。正向导通区 当二极管正向电压大于 死区电压Vth时，电流随电压增加，二极管处于导通状
4、态。导通电压 硅二极管约为0.7V，锗二 极管约为0.3V。（2）反向特性反向截止区 当二极管承受的反向电压未达到击穿电压V（BR）时，二极管呈现很大电阻。反向击穿区 当二极管承受的反向电压已达到击穿电压V（BR）时，反向电流急剧增加，该现象称为二极管反向击穿。二极管伏安特性曲线（1）稳压二极管稳压二极管又称齐纳二极管，也是由 一个PN结组成，当它的反向电压大到一定数 值（即稳压值）时，PN结被击穿，反向电流 突然增加，而反向电压基本不变，从而实现稳 压功能。不同型号的稳压管具有不同的稳压范 围，即使是同一型号，其稳压值也不尽相同， 使用时一定要测量它的实际稳压值。稳压管通 常在电子电路中起稳
5、压、限幅、恒流等作用。稳压二极管稳压管的伏安特性曲线如 的正向特性与普通二极管相 同。反向特性曲线在击穿区域比普通二极管更陡直，这 表明稳压管击穿后，通过管 子的电流变化(Iz)很大，而 管子两端电压变化(Vz)很小，或说管子两端电压基本保 持一个固定值。 稳压管在电路中主要功能是起稳压作用。稳压管的伏安特性曲线正向特性击穿特性稳压管主要参数稳定电压VZ 指稳压管的反向击穿电压。稳定电流IZ 指管子在正常工作时的参考电流值，其值在 稳压区域的最大电流IZmax与最小电流IZmin之间。当流过管子的 电流小于IZmin时管子不能起稳压作用。最大稳定电流IZmax 指稳压管最大工作电流耗散功率PZ
6、M 指管子不致因热击穿而损坏的最大耗散功率。它近似等于稳定电压与最大稳定电流的乘积，即 PZM=VZIZmax。动态电阻rZ 反映稳压管的稳压性能，动态电阻越小，稳压性能越好。 温度系数k 温度系数反映由温度变化引起的稳定电压变化。 2.发光二极管发光二极管是一种把电能变成光能的 半导体器件。发光二极管同样具有单向导电性 ，它正向导电时会发光，发光的颜色与其材料 有关，强度与流过它的正向电流有关。它作为 各类显示及光电传感器件，在实际电路中得到 越来越广泛的应用。发光二极管LED3.光电二极管光电二极管又称光敏二极管，它是利 用光电效应制成的单PN结光敏器件。在光电 二极管的管壳上备有一个玻璃
7、窗口，在没有光 照的情况下 反向电流很小（一般小于0.1uA） ，称为暗电流，反向电阻呈高阻态（几十兆欧 ）。一旦有光照射时反向漏电流迅速增大，称 为光电流，反向电阻急剧降低到只有几到几十 千欧。光电二极管常用于光电式传感器、光电 输入机、光电转换自动控制中。光电元器件 2Cu整流二极管整流二极管 整流二极管两个重要的参数：最大整流电流IDM：最大反向工作电压V整流桥 整流桥开关及稳压二极管 产品型号: 1N4148、2.0V(1/2W)-75V(1/2W)、2.0V(1W)-110V(1W) 广泛应用于： DVD、音响、收录机、电话机、充电器 贴片二极管整流二极管发光二极管LED数码管发光二
8、极管光敏二极管和三极管红外发射二极管变容二极管激光二极管LED二极管电筒 旋转整流二极管 片式二极管 万用表欧姆档内接有电池，内接电池的 正极与黑表笔相接，而内接电池的负极与红表 笔相接。 三、认识半导体二极管的命名方法国产二极管的命名由五个部分组成，各部 分的意义如图5-54所示。其中第2、3位各字母含义如下表5-8所示。图5-54 半导体二极管的命名方法数字2表示二极管 字母：表示二极管材料与极性 汉语拼音字母：表示二极管类别 数字：生产序号 字母：区别代号2AP8A表5-8 国产二极管的命名中的第2、3位各字母含 义 第2位 第3位 字母意义义字 母意义义字 母意义义AN型锗锗材料P普通
9、管S隧道管BP型锗锗材料W稳压稳压 管U光电电管CN型硅材料Z整流管N阻尼管DP型硅材料K开关管L整流堆 国外二极管的命名 普通二极管： 1N400x、1N539x、1N54xx 等； 开关二极管：1N414x、1N444x、1N457 、 1N914 、1N916等； 稳压二极管：1N47xx 、1N52xx、IN752 、 IN60等。二极管的主要参数最大整流电流IFM：是管子长期运行时允许通过的最大正向平均电流。最高反向工作电压VRM ：又称额定工作电压，它是保证二极管不至于反向击穿而规定的最高反向电压。 反向饱和电流Is：它指管子未进入击穿区的反向电流，其值越小，则管子的单向导电性越好
10、。最高工作频率fM ：是保证管子正常工作的最高频率。反向恢复时间trr :指二极管所加电压由正向突然变为反向时 ，电流由很大衰减到接近Is所需要的时间稳压二极管贴片二极管整流二极管发光二极管LED数码管发光二极管光敏二极管和三极管红外发射二极管变容二极管激光二极管LED二极管电筒 旋转整流二极管 片式二极管 五、二极管的检测方法和极性识别（一）、普通二极管的检测 （包括检波二极管 、整流二极管、阻尼二极管、开关二极管、续 流二极管、稳压二极管） 1、外观识别 (a)观察外壳上的的符号标记。通常在二极管的 外壳上标有二极管的符号，带有三角形箭头的 一端为正极，另一端是负极。 (b)观察外壳上的色
11、点。在点接触二极管的外壳上 ，通常标有极性色点(白色或红色)。一般标有色 点的一端即为正极。还有的二极管上标有色环， 带色环的一端则为负极。 （a）极性的判别 将万用表置于R100档或R1k档，两表笔分 别接二极管的两个电极，测出一个结果后，对调 两表笔，再测出一个结果。两次测量的结果中， 有一次测量出的阻值较大（为反向电阻），一次 测量出的阻值较小（为正向阻）。在阻值较小的 一次测量中，黑表笔接的是二极管的正极，红表 笔接的是二极管的负极。2、万用表检测（指针万用表）（b）单负导电性能的检测及好坏的判断 通常，锗材料二极管的正向电阻值为几百欧 至2k左右，反向电阻值为300k左右。硅材料 二
12、极管的电阻值为几百欧至5 k左右，反向电阻 值为（无穷大）。正向电阻越小越好，反向电 阻越大越好。正、反向电阻值相差越悬殊，说明 二极管的单向导电特性越好。 （c）特殊情况若测得二极管的正、反向电阻值均接近0或阻 值较小，则说明该二极管内部已击穿短路或漏电 损坏。若测得二极管的正、反向电阻值均为无穷 大，则说明该二极管已开路损坏。（d）反向击穿电压的检测 用兆欧表和万用表来测量二极管的反向击穿 电压，测量时被测二极管的负极与兆欧表的正极 相接，将二极管的正极与兆欧表的负极相连，同 时用万用表（置于合适的直流电压档）监测二极 管两端的电压。如图所示，摇动兆欧表手柄（应 由慢逐渐加快），待二极管两
13、端电压稳定而不再 上升时，此电压值即是二极管的反向击穿电压。（一）、稳压二极管稳压值的测量1、用030V连续可调直流电源对于13V以下的稳压二极管， 可将稳压电源的输出电压调至 15V，将电源正极串接1只1.5 k限流电阻后与被测稳压二 极管的负极相连接，电源负 极与稳压二极管的正极相接， 再用万用表测量稳压二极管两端的电压值，所 测的读数即为稳压二极管的稳压值。若稳压二 极管的稳压值高于15V，则应将稳压电源调至 20V以上。2、用指针万用表测量测量稳压值在9V以下的稳压管。方法，万用表 置于欧姆档的R10档，用黑表笔接管子的正极， 用红表笔接管的负极，按下式计算稳压值。中心阻值测量阻值（二
14、）、发光二极管的检测1、正、负极的判别将发光二极管放在一个光源下，观察两个金属片的 大小，通常金属片大的一端为负极，金属片小的一端为 正极；新发光二极管，长脚为正，短脚为负。 2、性能好坏的判断用万用表R10k档，测量发光二极管的正、反向电 阻值。正常时，正向电阻值（黑表笔接正极时）约为 1020k，反向电阻值为250k（无穷大）。较高灵 敏度的发光二极管，在测量正向电阻值时，管内会发微 光。（三）、光敏二极管的检测用黑纸或黑布遮住光敏二极管的光信号接收 窗口，然后用万用表R1k档测量光敏二极管的正 、反向电阻值。正常时，正向电阻值在1020k 之间，反向电阻值为（无穷大）。若测得正、 反向电
15、阻值均很小或均为无穷大，则是该光敏二 极管漏电或开路损坏。再去掉黑纸或黑布，使光敏二极管的光信号 接收窗口对准光源，然后观察其正、反向电阻值 的变化。正常时，正、反向电阻值均应变小，阻 值变化越大，说明该光敏二极管的灵敏度越高。（四）、红外光敏二 极管的检测将万用表置于R1k档，测量红外光敏二极管的正、 反向电阻值。正常时，正向电阻值（黑表笔所接引脚为 正极）为310 k左右，反向电阻值为500 k以上。若 测得其正、反向电阻值均为0或均为无穷大，则说明该 光敏二极管已击穿或开路损坏。在测量红外光敏二极管 反向电阻值的同时，用电视机遥控器对着被测红外光敏 二极管的接收窗口（见上图）。正常的红外光敏二极管 ，在按动遥控器上按键时，其反向电阻值会由500 k以 上减小至50100 k之间。阻值下降越多，说明红外光 敏二极管的灵敏度越高。（五）、激光二极管的检测拆下激光二极管，用万用表R1k或R10k档 测量其正、反向电阻值。正常时，正向电阻值为 2040k之间，反向电阻值为（无穷大）。若 测得正向电阻值已超过50k，则说明激光二极管 的性能已下降。若测得的正向电阻值大于90k， 则说明该二极管已严重老化，不能再使用了。（六）、变容二极管的检测1正、负极的判别：有的变容二极管的一端涂有 黑色标记，这一端即是负极，而另一端为正极。 还有的变容二极管的管壳
