汽车电工基础二极管

1、一、半导体材料一、半导体材料 按照导电能力的不同，物质分为导体、半按照导电能力的不同，物质分为导体、半导体和绝缘体。导体和绝缘体。 1.金、银、铜、铝等金属材料都是良导体，电阻率在金、银、铜、铝等金属材料都是良导体，电阻率在10-6cm10-4cm之间；之间； 2.云母、塑料、陶瓷、橡胶等绝缘物质的电阻率在云母、塑料、陶瓷、橡胶等绝缘物质的电阻率在1010cm以上；以上； 3.半导体的电阻率一般在半导体的电阻率一般在10-3cm109cm之间。之间。 常用的半导体材料为硅常用的半导体材料为硅Si、锗、锗Ge、砷化镓、砷化镓GaAs等。等。一、概述一、概述1.1分类分类（1）按结构：点接触型，面

2、接触型，平面型。）按结构：点接触型，面接触型，平面型。（2）按功能：整流二极管）按功能：整流二极管 稳压二极管稳压二极管 发光二极管发光二极管 检波二极管检波二极管 开关二极管开关二极管 等等。等等。1.2电路符号电路符号阴极阳极 D二极管的一般符号二极管的一般符号 二极管的符号二极管的符号发光二极管发光二极管 稳压二极管稳压二极管 光电二极管光电二极管 变容二极管变容二极管 隧道二极管隧道二极管 温度效应温度效应二极管二极管 t 双向击穿二极管双向击穿二极管 磁敏二极管磁敏二极管 体效应二极管体效应二极管 双向二极管双向二极管 交流开关二极管交流开关二极管1. 目测判别极性目测判别极性触丝触

3、丝半导体片半导体片二、半导体结构二、半导体结构 1、本征半导体、本征半导体 化学成分纯净的半导体称为本征半导体化学成分纯净的半导体称为本征半导体 2、杂质半导体、杂质半导体 在本征半导体中掺入无价杂质元素在本征半导体中掺入无价杂质元素eg：磷：磷 可形成可形成N型半导体，称电子型半导体。型半导体，称电子型半导体。 在本征半导体中掺入三价杂质元素在本征半导体中掺入三价杂质元素eg：硼，：硼，可形成可形成P型半导体，也称空穴型半导体。型半导体，也称空穴型半导体。PN结及其特性结及其特性 1、PN结的形成二二、伏安特性伏安特性1 1、正向导通、正向导通硅：硅：0.5 V 锗：锗： 0.1 V伏安特性

4、曲线伏安特性曲线开启电压：开启电压：Uth导通电压：导通电压：UD硅：硅：0.7 V 锗：锗： 0.2V2 2、反向截止、反向截止反向饱和电流反向饱和电流 IS反向击穿电压反向击穿电压 U（BR）最高反向工作电压最高反向工作电压UR：是二极管工：是二极管工作时允许外加的最高反向电压。为避作时允许外加的最高反向电压。为避免二极管反向击穿，通常免二极管反向击穿，通常UR为击穿为击穿电压电压U（BR）的一半。的一半。 二极管是非线性元件二极管是非线性元件三、二极管的等效电路三、二极管的等效电路1 1、理想模型、理想模型 二极管伏安特性具有非线性，分析电路时，常用线二极管伏安特性具有非线性，分析电路时

5、，常用线性元件所构成的电路等效代替。性元件所构成的电路等效代替。（1）理想二极管模型：正向导通压降为）理想二极管模型：正向导通压降为零，反向截止电流为零。零，反向截止电流为零。uiui例题：二极管限幅电路如图所示，二极管的导通电压例题：二极管限幅电路如图所示，二极管的导通电压UD约为约为0.7V. （1）当）当ui分别为分别为-3V, 0V, +3V时，求输出电压时，求输出电压uo的的值。值。 （2）当）当ui =5sinwt时，画出输出电压时，画出输出电压uo的波形。的波形。1（1）当）当ui=-3V, 二极管承受二极管承受-1V电压截止，电压截止， Uo =-3V； （2）当）当ui=0V

6、, 二极管承受二极管承受+2V电压导通，电压导通， Uo =0.7+（-2）=-1.3V； （3）当）当ui=3V, 二极管承受二极管承受+5V电压导通，电压导通， Uo =0.7+（-2）=-1.3V；2 当当ui+2V0.7， ui-1.3V, 二极管导通二极管导通2 2、开关电路、开关电路例：如图，利用二极例：如图，利用二极管理想模型求：当管理想模型求：当vI1和和vI2为为0V或或5V时，在时，在不同的组合情况下，不同的组合情况下，输出电压输出电压vo5V都为都为0V,都导通，输出都导通，输出0.7V.V1=0V,V2=5V,D1先导先导通，输出通，输出0.7V.都为都为5V,截止，输

7、出截止，输出5V.五、稳压二极管五、稳压二极管1 1、伏安特性、伏安特性uiUZIZminiuDZ符号：符号：反向特性：反向特性：当当I IZmin时，电压变化量很小，时，电压变化量很小，当稳压二极管工作在反向击当稳压二极管工作在反向击穿状态下穿状态下, ,工作电流工作电流I IZ Z在在I IZMZM和和I Izminzmin之间变化时之间变化时, ,其两端电压其两端电压近似为常数近似为常数. .所以稳压电路中必须串联一个所以稳压电路中必须串联一个电阻来限制电流，从而保证稳电阻来限制电流，从而保证稳压管正常工作。压管正常工作。UIDZIRIZILRLRUZ+-minmaxZZZIII保证稳压

8、管有稳保证稳压管有稳压效果必须：压效果必须：六、其它类型二极管六、其它类型二极管1、发光二极管、发光二极管具有单向导电性；加正向电压时导通就发光。具有单向导电性；加正向电压时导通就发光。导通时电压比普通二极管大。电流越大，发光导通时电压比普通二极管大。电流越大，发光越强。注意不要超过极限参数。越强。注意不要超过极限参数。发光的颜色取决于所用材料。发光的颜色取决于所用材料。发光二极管符号2 2、肖特基二极管（用在电源制作中）、肖特基二极管（用在电源制作中）2. 用万用表检测二极管用万用表检测二极管在在 R 100或或 R 1 k 挡测量挡测量红表笔红表笔是是( (表内电源表内电源) )负极负极，

9、黑表笔黑表笔是是( (表内电源表内电源) )正极正极。 正反向电阻各测量一次，正反向电阻各测量一次， 测量时手不要接触引脚。测量时手不要接触引脚。( (1) ) 用指针式万用表检测用指针式万用表检测一般硅管正向电阻为几千欧，锗一般硅管正向电阻为几千欧，锗管正向电阻为几百欧；反向电阻为管正向电阻为几百欧；反向电阻为几百千欧。几百千欧。 正反向电阻相差不大为劣质管。正反向电阻相差不大为劣质管。正反向电阻都是无穷大或零则正反向电阻都是无穷大或零则二极管内部断路或短路。二极管内部断路或短路。 1k 0 0 0 本页有动画本页有动画设置，每点击鼠设置，每点击鼠标，演示一步。标，演示一步。若两次阻值相差很

10、大，说明该若两次阻值相差很大，说明该二极管二极管性能良好；性能良好；2 2如果两次测量的阻值都很小，说明二极管已经如果两次测量的阻值都很小，说明二极管已经击穿；击穿；3 3如果两次测量的阻值都很大，说明二极如果两次测量的阻值都很大，说明二极管内部已经断路。管内部已经断路。4 4两次测量的阻值相差不大，说明二极管性能欠佳两次测量的阻值相差不大，说明二极管性能欠佳。在这些情况下，二极管在这些情况下，二极管就不能使用了。就不能使用了。 ( (2) ) 用数字式万用表检测用数字式万用表检测红红表笔是表笔是( (表内电源表内电源) )正极，正极，黑黑表笔是表笔是( (表内电源表内电源) )负极。负极。2

11、k20k200k2M20M200 在在 挡进行测量，当挡进行测量，当 PN 结完结完好且正偏时，显示值为好且正偏时，显示值为PN 结两端结两端的正向压降的正向压降 ( (V) )。反偏时，显示反偏时，显示 。604020 0.02 0.0400.40.82550iD / mAuD / ViD / mAuD / V0.2 0.4 25 50510150.010.020硅二极管硅二极管的特性的特性 锗二极管锗二极管的特性的特性 604020 0.0200.42550iD / mAuD / V20 C90 C温度对二极管温度对二极管特性的影响特性的影响 发光二极管的特性发光二极管的特性 u /Vi

12、/mAO2工作条件：工作条件：正向偏置正向偏置工作电流工作电流 : 几毫安几毫安 几十几十 毫安毫安导通电压导通电压 : ( 1 2) VuiO暗电流暗电流E = 200 lxE = 400 lx工作条件：工作条件： 反向偏置反向偏置光敏二极管的特性光敏二极管的特性 整流二极管整流二极管1.特点 用于把交流电变成脉动直流电，一般都是面接触型的，通常采用硅材料制成，多为塑料封装和金属封装。2.应用 最普遍的应用时将220V市电经其整流后转换成所需的脉动直流电。一般 由四个二极管构成桥式整流电 路检波二极管检波二极管1.特点 检波二极管的作用是把调制信号中的音频信号或是图像信号取出来。工作频率高，多采用点接触型结构，玻璃封装。2.应用 检波二极管一般选用2AP系列和进口的1N60、1N34、1S34等型号。稳压二极管稳压二极管1.特点 稳压电路中的稳压任务是由稳压二极管来完成的。它是一种用于稳定电压，且工作在反向击穿状态下的二极管。2.应用 应用最多的电路时直流稳压 电路，稳压电路应用极为广 泛，家电产品采用的很多。1.特点 又叫光电二极管，是一种将光信号转换成电信号的二极管。给其加反向偏置电压时，二极