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1、半导体二极管定义、分类及功能1、定义能实现单导游电特性的半导体器件。2、构造在PN结的根底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。二极管的构造如以下图所示，在二极管的构造如以下图所示，在P P型与型与N N型半导体的交界面型半导体的交界面会构成一个具有特殊电性能的薄层，称为会构成一个具有特殊电性能的薄层，称为PNPN结。从结。从P P区引出的区引出的电极作为正极，从电极作为正极，从N N区引出的电极作为负极。区引出的电极作为负极。二极管根本构造二极管根本构造 二极二极管图形符号管图形符号普通二极
2、管半导体二级管的分类及电路符号半导体二级管的分类及电路符号 二极管种类很多，按资料分类，可分为锗二极管种类很多，按资料分类，可分为锗二极管、硅二极管、砷化镓二极管等；按制造二极管、硅二极管、砷化镓二极管等；按制造工艺可分为点接触型和面接触型二极管；按用工艺可分为点接触型和面接触型二极管；按用途可分为整流、检波、稳压、变容、发光、光途可分为整流、检波、稳压、变容、发光、光电、开关二极管等；按封装方式可分为塑封、电、开关二极管等；按封装方式可分为塑封、玻封、金属封等类型。晶体二极管有正、负两玻封、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。根电极引线，各类二极管的电
3、路符号见图所示。二、认识半导体二极管的特性二、认识半导体二极管的特性 半导体二极管是用半导体资料制成半导体二极管是用半导体资料制成的具有单导游电特性的器件。在电子电的具有单导游电特性的器件。在电子电路中有着广泛的运用，是根本和重要的路中有着广泛的运用，是根本和重要的器件。器件。 半导体二极管是由半导体二极管是由P型和型和N型半导型半导体有机地结合在一同构成的器件，其内体有机地结合在一同构成的器件，其内部构培育是一个部构培育是一个PN结。如图结。如图5-49所示。所示。它在电路中的文字符号表示为它在电路中的文字符号表示为VD，其，其图形符号如图图形符号如图5-49所示。所示。图5-49半导体二极
4、管表示图PN结正极负极PN+VD演示实验：PN结具有单导游电性当二极管正极加上高电平+，负极加上低电平-时，二极管或说PN结导通。导通即是有电流经过，相当于开封锁合，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。截止即是无电流经过，相当于开关断开，灯光熄灭，如图5-51所示。I+-VD亮亮图图5-50 二极管的导通形状二极管的导通形状图5-51二极管的截止形状VD+-熄熄2.2.二极管主要特性曲线二极管主要特性曲线二极管的电流二极管的电流iDiD与加在二极管两端的电压与加在二极管两端的电压vDvD的关系曲线，称的关系曲线，称为二极管伏安特性曲线
5、。为二极管伏安特性曲线。1 1正向特性正向特性 死区死区 当二极管外加正向电压较当二极管外加正向电压较小时，正向电流几乎为零。小时，正向电流几乎为零。 正导游通区正导游通区 当二极管正向电压当二极管正向电压大于死区电压大于死区电压VthVth时，电流随电压添加，二时，电流随电压添加，二极管处于导通形状。极管处于导通形状。 导通电压导通电压 硅二极管约为硅二极管约为0.7V0.7V，锗二极管约为锗二极管约为0.3V0.3V。2 2反向特性反向特性 反向截止区反向截止区 当二极管接受的反向电压未到达击穿电压当二极管接受的反向电压未到达击穿电压V VBRBR时，二极时，二极管呈现很大电阻。管呈现很大
6、电阻。 反向击穿区反向击穿区 当二极管接受的反向电压已到达击穿电压当二极管接受的反向电压已到达击穿电压V VBRBR时，反向时，反向电流急剧添加，该景象称为二极管反向击穿。电流急剧添加，该景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 稳压二极管又称齐纳二极管，也是由一稳压二极管又称齐纳二极管，也是由一个个PN结组成，当它的反向电压大到一定数结组成，当它的反向电压大到一定数值即稳压值时，值即稳压值时，PN结被击穿，反向电结被击穿，反向电流忽然添加，而反向电压根本不变，从而实流忽然添加，而反向电压根本不变，从而实现稳压功能。不同型号的稳压管具有不同的现稳压功能。不同型号的稳压管
7、具有不同的稳压范围，即使是同一型号，其稳压值也不稳压范围，即使是同一型号，其稳压值也不尽一样，运用时一定要丈量它的实践稳压值。尽一样，运用时一定要丈量它的实践稳压值。稳压管通常在电子电路中起稳压、限幅、恒稳压管通常在电子电路中起稳压、限幅、恒流等作用。流等作用。稳压二极管稳压管的伏安特性曲管的伏安特性曲线如如的正向特性与普通二极管一的正向特性与普通二极管一样。 反向特性曲反向特性曲线在在击穿区穿区域比普通二极管更陡直，域比普通二极管更陡直，这阐明明稳压管管击穿后，穿后，经过管管子的子的电流流变化化(Iz)很大，而很大，而管子两端管子两端电压变化化(Vz)很小，很小，或或说管子两端管子两端电压根
8、本根本坚持持一个固定一个固定值。 稳压管在管在电路中主要功路中主要功能是起能是起稳压作用。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管主要参数稳定定电压VZ VZ 指指稳压管的反向管的反向击穿穿电压。稳定定电流流IZ IZ 指管子在正常任指管子在正常任务时的参考的参考电流流值，其其值在在稳压区域的最大区域的最大电流流IZmaxIZmax与最小与最小电流流IZminIZmin之之间。当流。当流过管子的管子的电流小于流小于IZminIZmin时管子不能起管子不能起稳压作作用。用。最大最大稳定定电流流IZmax IZmax 指指稳压管最大任管最大任务电流流耗散功率耗散功率PZM PZM
9、 指管子不致因指管子不致因热击穿而穿而损坏的最大坏的最大耗散功率。它近似等于耗散功率。它近似等于稳定定电压与最大与最大稳定定电流的乘流的乘积，即，即PZM=VZIZmaxPZM=VZIZmax。动态电阻阻rZ rZ 反映反映稳压管的管的稳压性能，性能，动态电阻阻越小，越小，稳压性能越好。性能越好。 温度系数温度系数k k 温度系数反映由温度温度系数反映由温度变化引起的化引起的稳定定电压变化。化。 2.发光二极管发光二极管 发光二极管是一种把电能变成光能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的半导体器件。发光二极管同样具有单导游电性，它正导游电时会发光，发光导游电性，它
10、正导游电时会发光，发光的颜色与其资料有关，强度与流过它的的颜色与其资料有关，强度与流过它的正向电流有关。它作为各类显示及光电正向电流有关。它作为各类显示及光电传感器件，在实践电路中得到越来越广传感器件，在实践电路中得到越来越广泛的运用。泛的运用。发光二极管LED3.光电二极管光电二极管 光电二极管又称光敏二极管，它是光电二极管又称光敏二极管，它是利用光电效应制成的单利用光电效应制成的单PN结光敏器件。结光敏器件。在光电二极管的管壳上备有一个玻璃窗在光电二极管的管壳上备有一个玻璃窗口，在没有光照的情况下口，在没有光照的情况下 反向电流很小反向电流很小普通小于普通小于0.1uA，称为暗电流，反，称
11、为暗电流，反向电阻呈高阻态几十兆欧。一旦有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需几到几电流，反向电阻急剧降低到只需几到几十千欧。光电二极管常用于光电式传感十千欧。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。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：最大反向任务电压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)广泛运用于：DVD、音响
12、、收录机、机、充电器贴片二极管整流二极管发光二极管LED数码管发光二极管光敏二极管和三极管红外发射二极管红外发射二极管变容二极管变容二极管激光二极管激光二极管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：表示二极管资料与极性汉语拼音字母：表示二极管类别数字：消费序号字母：区别代号2AP8A表表5-8 国产二极管的命名中的第国产二极管的
13、命名中的第2、3位各字母含义位各字母含义第第2位位 第第3位位字母字母意义意义字字母母意义意义字字母母意义意义AN型锗资料型锗资料P普通管普通管S隧道管隧道管BP型锗资料型锗资料W稳压管稳压管U光电管光电管CN型硅资料型硅资料Z整流管整流管N阻尼管阻尼管DP型硅资料型硅资料K开关管开关管L整流堆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。二极管的主要参数二极管的主要参数最大整流电流最大整流电流IFMIFM：是管子长期运转
14、时允许经过的最：是管子长期运转时允许经过的最大正向平均电流。大正向平均电流。最高反向任务电压最高反向任务电压VRM VRM ：又称额定任务电压，它是：又称额定任务电压，它是保证二极管不至于反向击穿而规定的最高反向电压。保证二极管不至于反向击穿而规定的最高反向电压。 反向饱和电流反向饱和电流IsIs：它指管子未进入击穿区的反向电：它指管子未进入击穿区的反向电流，其值越小，那么管子的单导游电性越好。流，其值越小，那么管子的单导游电性越好。最高任务频率最高任务频率fM fM ：是保证管子正常任务的最高频率。：是保证管子正常任务的最高频率。反向恢复时间反向恢复时间trr :trr :指二极管所加电压由
15、正向忽然变为指二极管所加电压由正向忽然变为反向时，电流由很大衰减到接近反向时，电流由很大衰减到接近IsIs所需求的时间所需求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红外发射二极管变容二极管变容二极管激光二极管激光二极管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)察看外壳上的的符号标志。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)察看外壳上的色点。在点接触二极
16、管的外壳上，通常标有极性色点(白色或红色)。普通标有色点的一端即为正极。还有的二极管上标有色环，带色环的一端那么为负极。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。两次丈量的结果中，有一次丈量出的阻值较大为反向电阻，一次丈量出的阻值较小为正向阻。在阻值较小的一次丈量中，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别通常，锗资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。硅资料二极管的电阻值为几百欧至5k左右，反向电阻值为无穷大。正向电阻越
17、小越好，反向电阻越大越好。正、反向电阻值相差越悬殊，阐明二极管的单导游电特性越好。c特殊情况假设测得二极管的正、反向电阻值均接近0或阻值较小，那么阐明该二极管内部已击穿短路或漏电损坏。假设测得二极管的正、反向电阻值均为无穷大，那么阐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丈量二极管的反向击穿电压，丈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，同时用万用表置于适宜的直流电压档监测二极管两端的电压。如下图，摇动兆欧表手柄应由慢逐渐加快，待二极管两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丈量1、用030V延续可
18、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1.5k限流电阻后与被测稳压二极管的负极相衔接，电源负极与稳压二极管的正极相接，再用万用表丈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。假设稳压二极管的稳压值高于15V，那么应将稳压电源调至20V以上。2、用指针万用表丈量丈量稳压值在9V以下的稳压管。方法，万用表置于欧姆档的R10档，用黑表笔接纳子的正极，用红表笔接纳的负极，按下式计算稳压值。中心阻值丈量阻值二、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，察看两个金属片的大小，通常金属片大的一端为负极，金属片小的一端为正
19、极；新发光二极管，长脚为正，短脚为负。2、性能好坏的判别用万用表R10k档，丈量发光二极管的正、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，在丈量正向电阻值时，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纳窗口，然后用万用表R1k档丈量光敏二极管的正、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。假设测得正、反向电阻值均很小或均为无穷大，那么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纳窗口对准光源，然后察看其正、反向电阻值的变化。正常时，正、反向电阻值
20、均应变小，阻值变化越大，阐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，丈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310k左右，反向电阻值为500k以上。假设测得其正、反向电阻值均为0或均为无穷大，那么阐明该光敏二极管已击穿或开路损坏。在丈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纳窗口见上图。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500k以上减小至50100k之间。阻值下降越多，阐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档丈量其
21、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。假设测得正向电阻值已超越50k，那么阐明激光二极管的性能已下降。假设测得的正向电阻值大于90k，那么阐明该二极管已严重老化，不能再运用了。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志，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两端分别涂有黄色环和红色环，红色环的一端为正极，黄色环的一端为负极。也可以用数字万用表的二极管档，经过丈量变容二极管的正、反向电压降来判别出其正、负极性。正常的变容二极管，在丈量其正向电压降时，表的读数为0.580.65V；丈量其反向电压降时，表的读数显示为溢出符
22、号“1。在丈量正向电压降时，红表笔接的是变容二极管的正极，黑表笔接的是变容二极管的负极。2性能好坏的判别：用指针式万用表的R10k档丈量变容二极管的正、反向电阻值。正常的变容二极管，其正、反向电阻值均为无穷大。假设被测变容二极管的正、反向电阻值均有一定阻值或均为0，那么是该二极管漏电或击穿损坏。四、半导体二极管的极性判别原理：普通二极管普通在外壳上均印有型号和标志，标志有箭头、色点、色环三种，箭头所指方向或接近色环的一端为阴极，有色点的一端为阳极。二极管的特性是单导游电性，利用这一特性，我们可借用万用表欧姆档对二极管进展极性判别。1.衔接如图5-56所示假设遇到型号和标志不清楚时，可用万用表的
23、欧姆档进展判别，万用表档位选在R100或R1K档对面接触型的大电流整流管可用R1或R10档，再将两支表笔二极管两极并接，测其电阻值。互换表笔后，再测其电阻值。2.比比较读数数 二极管与表笔并接上后，察看二极管与表笔并接上后，察看读数，假数，假设测得阻得阻值较大称大称为反向反向电阻，阻，阐明二明二极管未极管未导通，互通，互换表笔后再表笔后再测，那么所，那么所测阻阻值应较小称小称为正向正向电阻阻阐明二极管已明二极管已导通。通。3.判判别 由二极管由二极管单导游游电性可知，第二步中性可知，第二步中测得正向得正向电阻那一次。黑表笔所接之脚阻那一次。黑表笔所接之脚为二极二极管管“+极或极或P极。因万用表
24、欧姆档，黑极。因万用表欧姆档，黑笔接在万用表内部笔接在万用表内部电池之池之“正极。正极。五、二极管的挑选通常小功率锗管正向电阻值范围大约在300500，硅管为1000甚至更大，锗管反向电阻阻值范围大约为几十千欧，硅管那么在500K以上。假设测得正、反向电阻均较小，阐明二极管内部短路，假设所测正、反向阻值均很大，阐明二极管内部开路或接触不良。如图5-57所示为三种情况的本卷须知：1.不用不用R1档去档去测二极管，由于二极管，由于R1档内部档内部电流流较大，容易大，容易烧坏管子。坏管子。2.不用不用R10K档去档去测二极管，由于二极管，由于R10K档内部档内部电压较高，能高，能够击穿管子内部的穿管
25、子内部的PN结。3.丈量丈量发光二极管光二极管LED时，应选用用R10K档，由档，由于普通情况下于普通情况下LED任任务电压较高高1.5V六、怎样判别是硅管还是锗管六、怎样判别是硅管还是锗管 假设不知道被测的二极管是硅管还假设不知道被测的二极管是硅管还是锗管，可借助于图所示电路来丈量二是锗管，可借助于图所示电路来丈量二极管的正向压降以做判别。普通硅二极极管的正向压降以做判别。普通硅二极管的正向压降为管的正向压降为0.6V0.7V，锗管的正，锗管的正向压降为向压降为0.1V0.3V。图中直流电源。图中直流电源E为为1.5V，R为限流电阻检波二极管为限流电阻检波二极管R克取克取200 ，其它二极管，其它二极管R可取可取1K RED红表笔红表笔黑表笔黑表笔
