电子技术与应用项目化教程 课件 项目1第二讲 认识二极管

项目一——认识二极管项目一

认识二极管（第2讲）学习内容：1.认识二极管。2.二极管的伏安特性。3.特殊二极管的内部结构、特性和用途。4.二极管的检测。学习要求：

目的：了解二极管内部结构和导电性能，理解其伏安特性和参数的含义，掌握其型号和管脚检测方法。重点：二极管的伏安特性、型号和检测方法。难点：二极管的伏安特性和检测方法。一、认识二极管

1.晶体二极管的结构、符号晶体二极管是由一个PN结，加上接触电极、引线和管壳构成。它有两个电极，由P型半导体引出的是正极（又称阳极），由N型半导引出的是负极（又称阴极）。二极管结构和符号如图所示。(a)电路(b)符号小功率二极管多采用玻璃或塑料封装，大功率二极管一般使用金属外壳，并制作成螺栓式或平板压接式。下图从左至右是从小功率到大功率的各种二极管封装形式。二极管的常见封装形式半导体二极管图片2.半导体二极管类型（1）按照材料分类：硅二极管和锗二极管；（2）按照结构分为：点接触型、面接触性和集成平面型。1）

点接触型二极管PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。3)平面型二极管

往往用于集成电路制造工艺中。PN结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。2)面接触型二极管PN结面积大，用于工频大电流整流电路。(b)面接触型

3.半导体二极管的参数

(1)最大整流电流IF——二极管长期连续工作时，允许通过二极管的最大整流电流的平均值。(2)反向击穿电压VBR——和最大反向工作电压VRM

二极管反向电流急剧增加时对应的反向电压值称为反向击穿电压VBR。

为安全计，在实际工作时，最大反向工作电压VRM一般只按反向击穿电压VBR的一半计算。

(3)反向电流IR

在室温下，在规定的反向电压下，一般是最大反向工作电压下的反向电流值。硅二极管的反向电流一般在纳安(nA)级；锗二极管在微安(

A)级。4．二极管的型号

二极管的品种很多，各类二极管用不同型号来表示，国产二极管的名称由五部分组成，其符号意义见表1-2。第一部分（数字）第二部分(汉语拼音字母)第三部分(汉语拼音字母)第四部分（数字）第五部分(汉语拼音字母)电极数目：2—二极管材料与极性：A—N型锗B—P型锗C—N型硅D—P型硅二极管类型：P—普通管W—稳压管Z—整流管K—开关管E—发光管U—光电管二极管序号：表示同一类型中某些性能与参数的差别规格号：表示同型号中的档别例如：2DP6是P型硅普通二极管；2AK6是N型锗开关二极管；例如：2CZ14F是N型硅整流二极管系列中的F挡。二、二极管的伏安特性二极管的伏安特性是指通过二极管的电流与其两端电压之间的关系。二极管的伏安特性，可以用图所示电路测定。(a)测正向特性(b)测反向特性图测试二极管伏安特性电路1.正向特性

硅二极管的死区电压Uth=0.5V左右，

锗二极管的死区电压Uth=0.1V左右。

当0＜U＜Uth时，正向电流为零，Uth称为死区电压或开启电压。

当U＞0即处于正向特性区域。正向区又分为两段：

当U＞Uth时，开始出现正向电流，并按指数规律增长。2.反向特性当U＜0时，即处于反向特性区域。反向区也分两个区域：

当UBR＜U＜0时，反向电流很小，且基本不随反向电压的变化而变化，此时的反向电流也称反向饱和电流IS

。

当U≥UBR时，反向电流急剧增加，UBR称为反向击穿电压。

半导体二极管由一个PN结构成，它同样具有单向导电性。实际的二极管伏安特性曲线如图所示。

二极管的伏安特性你会做吗？何谓死区电压？硅管和锗管死区电压的典型值各为多少？为何会出现死区电压？

二极管的伏安特性曲线上分为几个区？能否说明二极管工作在各个区时的电压、电流情况？

检验学习结果为什么二极管的反向电流很小且具有饱和性？例：设二极管为理想二极管，其反向击穿电压为25V，试求图1.21所示各电路中的电流I。2V为正向电压且>0.7v,二极管工作在正向导通区。I=2÷2=1mA10v为反向电压且<25v,二极管工作在反向截止区。I=030v为反向电压且>25v,二极管工作在反向击穿区。I=∞三、特殊二极管

1.硅稳压二极管

硅稳压二极管是一种特殊的面接触型硅二极管，其伏安特性曲线、符号及稳压管电路如图1.10所示。它的正向特性曲线与普通二极管相似。在正常情况下稳压管工作在反向击穿区，由于曲线很陡，反向电流在很大范围内变化时，端电压变化很小，因而具有稳压作用。图中的UZ表示反向击穿电压，当电流的增量ΔIZ很大时，只引起很小的电压变化ΔUZ。只要反向电流不超过其最大额定电流，就不会形成破坏性的热击穿。在电路中应与稳压管串联一个具有适当阻值的限流电阻。

图1.10稳压管的伏安特性曲线、图形符号及稳压管电路2.其他类型的二极管

（1）光电二极管

光电二极管的结构与普通二极管的结构基本相同，在它的PN结处，通过管壳上的一个玻璃窗口接收外部的光照。PN结在反向偏置状态下运行，其反向电流随光照强度的增加而上升。如图1.11所示。光电二极管的主要特点是其反向电流大小与光照度成正比。

图1.11光电二极管

（2）发光二极管（LED）

发光二极管是一种能把电能转换为光能的特殊器件。这种二极管不仅具有普通二极管的正、反向特性，而且当给发光二极管施加正向偏压时，发光二极管还会发出可见光和不可见光（即电致发光）。目前应用的有红、黄、绿、蓝、紫等颜色的发光二极管。此外，还有变色发光二极管，即当通过二极管的电流改变时，发光颜色也随之改变。新技术应用：LED照明

LED日益成为多种现有照明应用的首选光源，这些照明应用包括汽车、交通和街道照明，以及LCD背光，以及个人照明。目前LED灯泡发光效率已超过100流明每瓦。新型LED的高效、节能特点突出，正在被主流普通照明市场所采用。图1.12为LED路灯。图1.12LED路灯

LED符号（3）变容二极管二极管结电容的大小除了与本身的结构和工艺有关外，还与外加电压有关。结电容随反向电压的增加而减小，这种效应显著的二极管称为变容二极管，其图形符号如图1.13（a）所示，如图（b）所示的是某种变容二极管的特性曲线

图1.13变容二极管

半导体二极管工作在击穿区，是否一定被损坏？为什么？

你会做吗？检验学习结果四、二极管的检测

在实际电路中，二极管损坏是常见的故障，在使用二极管时，必须注意极性不能接错。因此，用万用表判别二极管的好坏和管脚极性是二极管应用中的一项基本技能。

1.判别二极管的好坏将万用表的电阻档置R×100或R×1K量程（一般不用R×1或R×10K量程），如果测得二极管的正向电阻为几百欧到几千欧，反向电阻在几百千欧以上，则可确定二极管是好的；如果测得正、反向电阻均很小，则管子内部短路；如果测得正、反向电阻差别不大，则管子质量不好；如果测得正、反向电阻均很大，则管子开路。需要说明的是：使用万用表的不同量程测量同一只二极管时，测得的正向电阻是有一定差异的。这是因为二极管是一种非线性元件，其正向电阻值与流过它的电流有关，电流愈大，电阻愈小。万用表不同量程对应的电流不同，所以测出的电阻也就不同。另外，如果用R×1或R×10K档测量