第一章16 二极管及其电路ppt课件

1、二极管分类二极管分类 二极管外形特征：二极管外形特征： 1二极管共有两个引脚二极管共有两个引脚,两个引脚轴向伸出；两个引脚轴向伸出； 2二极管的体积不大二极管的体积不大,比比一般电阻要小些；一般电阻要小些； 3部分二极管的外壳上标部分二极管的外壳上标有二极管电路符号有二极管电路符号.正极，电流从正极，电流从正极流向负极正极流向负极此三角形表此三角形表示电流方向示电流方向电流方向电流方向负极负极 二极管电路符号识图信息二极管电路符号识图信息二极管只有两个引脚二极管只有两个引脚:电路符号中已表示出了这两个引脚；电路符号中已表示出了这两个引脚；电路符号中表示出二极管的正负极性电路符号中表示出二极管的

2、正负极性:三角形底边这端为正极，三角形底边这端为正极，另一端为负极。另一端为负极。 二极管电路符号二极管电路符号 二极管结构二极管结构 二极管采用两种不同二极管采用两种不同特性的半导体材料制成，特性的半导体材料制成，一块是一块是P型半导体，另一型半导体，另一块是块是N型半导体，通过型半导体，通过特殊工艺使两块半特殊工艺使两块半 导体连接在一起，在它们的界面处形成了一个导体连接在一起，在它们的界面处形成了一个PN结，所结，所以二极管的基本结构是以二极管的基本结构是PN结，特性也就是结，特性也就是PN结特性。结特性。 二极管的两根引脚分别引出于两个半导体材料，从二极管的两根引脚分别引出于两个半导体

3、材料，从P型材型材料上引出正极性引脚，从料上引出正极性引脚，从N型材料上引出负极性引脚。型材料上引出负极性引脚。二极管工作原理二极管工作原理P型型半半导导体体N型型半半导导体体N型材料型材料端是负端是负极性引极性引脚脚 P型材料型材料端是正端是正极性引极性引脚脚 耗尽区耗尽区PN结结 二极管有导通和截止两种工作状态。如果给二极管正极加上高于负极的二极管有导通和截止两种工作状态。如果给二极管正极加上高于负极的电压，称为二极管的正向偏置电压，当该电压达到一定数值时二极管导通，电压，称为二极管的正向偏置电压，当该电压达到一定数值时二极管导通，导通后二极管相当于一个导体，电阻很小，相当于接通，如下图。

4、导通后二极管相当于一个导体，电阻很小，相当于接通，如下图。 二极管导通的条件二极管导通的条件 正向偏置电压正向偏置电压; 正向偏置电压大到正向偏置电压大到一定程度，对于硅管而言一定程度，对于硅管而言0.7V，对于锗管而言为，对于锗管而言为0.2V。电流从电流从VD1正正极流过负极极流过负极IR1VD1+-二极管正二极管正极为正电极为正电压，处于压，处于正向偏置正向偏置状态状态E1IR1VD1二极二极管导管导通通通通路路E1 二极管导通后，二极管导通后，在回路中的电流流向在回路中的电流流向是从正极流向负极，是从正极流向负极，不能从负极流向正极，不能从负极流向正极，否则二极管已经损坏。否则二极管已

5、经损坏。二极管正向导通工作原理二极管正向导通工作原理 如果给二极管正极加的电压低于负极加的电压，称为二极管的反向偏如果给二极管正极加的电压低于负极加的电压，称为二极管的反向偏置电压。给二极管加反向偏置电压后，二极管截止，二极管两引脚间电阻置电压。给二极管加反向偏置电压后，二极管截止，二极管两引脚间电阻很大，相当于开路。如下图，只要是反向电压二极管就没有电流流动，如很大，相当于开路。如下图，只要是反向电压二极管就没有电流流动，如果反向电压过大，二极管会击穿，电流从负极流向正极，说明二极管已经果反向电压过大，二极管会击穿，电流从负极流向正极，说明二极管已经损坏。损坏。 综上所述，给二极管加上一定正

6、向电压二极管处于导通综上所述，给二极管加上一定正向电压二极管处于导通状态，给二极管加上反向电压时，二极管处于截止状态。状态，给二极管加上反向电压时，二极管处于截止状态。二极管截止状态工作原理二极管截止状态工作原理R1VD1+-二极管正极为二极管正极为负电压，反向负电压，反向偏置状态偏置状态二极管截止，二极管截止，为开路，回路为开路，回路中没有电流中没有电流R1VD1E1E1二极管导通和截止工作状态判断方法二极管导通和截止工作状态判断方法分析二极管工作状态时，应判断二极管是导通还是截止。下表分析二极管工作状态时，应判断二极管是导通还是截止。下表是二极管工作状态识别方法，表中，是二极管工作状态识别

7、方法，表中，“”表示正极性电压，表示正极性电压，“”表示负极性电压。表示负极性电压。+-+-电路符号极性标注电路符号极性标注正极正极负极负极外壳上标出外壳上标出电路符号电路符号色点标注色点标注正极正极负极负极常见的标注形式常见的标注形式负极引脚负极引脚正极引脚正极引脚银色环表示银色环表示负极引脚负极引脚外形特征识别二外形特征识别二极管极性方法极管极性方法正极正极负极负极脱开电路正向检测法脱开电路正向检测法 用万用表的用万用表的R 10档，黑档，黑表笔接二极管的正极，红表笔接二极管的正极，红表笔接二极管的负极，此表笔接二极管的负极，此时表针应向右偏转一个很时表针应向右偏转一个很大的角度，所指示阻

8、值较大的角度，所指示阻值较小。此时阻值越小越好。小。此时阻值越小越好。0R 10挡挡脱开电路反向检测法脱开电路反向检测法 用万用表的用万用表的R 10K档，黑档，黑表笔接二极管的极负，红表表笔接二极管的极负，红表笔接二极管的正极，此时表笔接二极管的正极，此时表针应向右偏转一个很小的角针应向右偏转一个很小的角度，所指示阻值较大。此时度，所指示阻值较大。此时阻值越大越好。阻值越大越好。0R10K挡挡断电在路检测法断电在路检测法 该方法与测量阻值判断方法、二极管脱开电路检测方法基本相似该方法与测量阻值判断方法、二极管脱开电路检测方法基本相似1测量正测量正向电阻受外电路的影响低于测量反向电阻受外电路的

9、影响。（向电阻受外电路的影响低于测量反向电阻受外电路的影响。（2当测量结果当测量结果受到怀疑时，应脱开电路后测量。受到怀疑时，应脱开电路后测量。通电在路检测法通电在路检测法通电情况下测量二极管的导通管压降。电路通电后，万用表直流电压通电情况下测量二极管的导通管压降。电路通电后，万用表直流电压2.5V2.5V挡，挡，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极。测试结果解说如表：红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极。测试结果解说如表： 不同材料的二极管的正向电阻大小和反向电阻大小不同，目不同材料的二极管的正向电阻大小和反向电阻大小不同，目前常用硅二极管的正向和反向电阻均大于锗管。前常用硅二极

10、管的正向和反向电阻均大于锗管。同一个二极管用同一个万用表的不同量程测量正、反向电阻值不同一个二极管用同一个万用表的不同量程测量正、反向电阻值不同，同一个二极管用不同型号的万用表测量的正反向电阻值也是同，同一个二极管用不同型号的万用表测量的正反向电阻值也是不同的。不同的。 测量二极管正向电阻时，如果表针不能稳定停在某一个阻值测量二极管正向电阻时，如果表针不能稳定停在某一个阻值上，而是不断的摆动，说明二极管热稳定性不好。上，而是不断的摆动，说明二极管热稳定性不好。 使用数字式万用表时，表中有专用的使用数字式万用表时，表中有专用的PN结测量挡，此时可结测量挡，此时可以用这一功能挡去测量，但二极管必须

11、脱离电路。以用这一功能挡去测量，但二极管必须脱离电路。 测量二极管的方法可以在具体情况下灵活选用。修理过程中，测量二极管的方法可以在具体情况下灵活选用。修理过程中，先用在路检测法，或通路检测法，对已经拆下的或新替换的用脱先用在路检测法，或通路检测法，对已经拆下的或新替换的用脱开检测法。开检测法。 二极管选配方法二极管选配方法 二极管损坏后要尽量下选用相同型号的二极二极管损坏后要尽量下选用相同型号的二极管进行代换。若无同型号可先查晶体管手册，或根据二极管在电管进行代换。若无同型号可先查晶体管手册，或根据二极管在电路中的作用以及参数要求，选用参数相近或大于原型号的二极管路中的作用以及参数要求，选用

12、参数相近或大于原型号的二极管代用。用途不同的二极管不宜相互代用，硅二极管和锗二极管之代用。用途不同的二极管不宜相互代用，硅二极管和锗二极管之间也不能相互代用。间也不能相互代用。 整流管主要考虑最大电流、最高反向工作电压和频率等参数。整流管主要考虑最大电流、最高反向工作电压和频率等参数。 当代用的二极管接入电路再度损坏或工作性能不好时，除考虑当代用的二极管接入电路再度损坏或工作性能不好时，除考虑代用型号是否正确外，还要考虑二极管所在电路是否存在其他故代用型号是否正确外，还要考虑二极管所在电路是否存在其他故障。障。二极管更换方法二极管更换方法 拆下原二极管时，应认清二极管极性，焊上拆下原二极管时，

13、应认清二极管极性，焊上新二极管时要认清引脚极性，正、负引脚不能反接。新二极管时要认清引脚极性，正、负引脚不能反接。 原二极原二极管为开路故障时，可以直接用一个新二极管并联上去。管为开路故障时，可以直接用一个新二极管并联上去。怀疑原二极管击穿或性能不良时，一定要先将原二极管拆下再怀疑原二极管击穿或性能不良时，一定要先将原二极管拆下再将新二极管接上去。将新二极管接上去。 单向导电性的定义：流过二极管的电流只能从正极流向负极，不能从负极流向正单向导电性的定义：流过二极管的电流只能从正极流向负极，不能从负极流向正极，称为二极管的正向导电性。极，称为二极管的正向导电性。 单向导电性对识图的意义：二极管电

14、路符号中的三角形形象的表示了电流的流动方单向导电性对识图的意义：二极管电路符号中的三角形形象的表示了电流的流动方向。利用这一电路符号的提示作用，在电路分析时可以方便的知道电流在电路中的流向。利用这一电路符号的提示作用，在电路分析时可以方便的知道电流在电路中的流动方向。动方向。 分析直流电路中二极管工作原理时，因为使二极管导通的电压只能从正极加到负分析直流电路中二极管工作原理时，因为使二极管导通的电压只能从正极加到负极，所以分析这一电压从什么地方加来时，可以从二极管的正极开始向直流电压供给极，所以分析这一电压从什么地方加来时，可以从二极管的正极开始向直流电压供给方向寻找。方向寻找。 要使二极管导

15、通必须给二极管加上一个正向偏置电压，如果所加的电压达不到足要使二极管导通必须给二极管加上一个正向偏置电压，如果所加的电压达不到足够大的程度，二极管只能处于微导通状态：如果所加的是反向电压负极高于正极电够大的程度，二极管只能处于微导通状态：如果所加的是反向电压负极高于正极电压），二极管不能导通，处于截止状态。压），二极管不能导通，处于截止状态。二极管伏二极管伏-安特性曲线安特性曲线 以以O为坐标原点，以加在为坐标原点，以加在二极管两端的电压二极管两端的电压U为横轴、为横轴、流过二极管的电流为纵轴建立流过二极管的电流为纵轴建立直角坐标系，各轴的方向表示直角坐标系，各轴的方向表示施与二极管的电压和电

16、流方向。施与二极管的电压和电流方向。第一象限曲线反映了二极管的第一象限曲线反映了二极管的正向特性；第三象限曲线反映正向特性；第三象限曲线反映其反向特性。其反向特性。 给二极管加的正向电压小于某一定值给二极管加的正向电压小于某一定值U1 （硅：（硅：0.6V，锗：，锗：0.2时，正向电流很小，且小于时，正向电流很小，且小于I1 。当正向电压大与。当正向电压大与U1后，后，正向电流正向电流I随随U的微小增大而剧增。将的微小增大而剧增。将U1称为起始电压。称为起始电压。 给二极管加的反向电压小于某一定值给二极管加的反向电压小于某一定值UZ (Urm)时，反时，反向电流很小，当反向电压大与等于向电流很

17、小，当反向电压大与等于UZ后，反向电流后，反向电流I迅速迅速增大而处于电击穿状态。将增大而处于电击穿状态。将UZ 称为反向击穿电压。称为反向击穿电压。U1I1OUI反向击反向击穿电压穿电压正向导正向导通电压通电压UZ反向特反向特性曲线性曲线正向正向特性特性曲线曲线 二极管正向导通后的管压降基本上保持不变，但下列因素二极管正向导通后的管压降基本上保持不变，但下列因素会使管压降有微小变化：会使管压降有微小变化： 当温度升高时管压降会有略有下降；温度降低时管压降会当温度升高时管压降会有略有下降；温度降低时管压降会略微增大一点。略微增大一点。 正向电流发生很大变化时，正向压降会有微小的变化。即正向电流

18、发生很大变化时，正向压降会有微小的变化。即当正向电压有一个微小的变化时，将引起正向电流一个很大的当正向电压有一个微小的变化时，将引起正向电流一个很大的变化。变化。 利用二极管管压降随温度微小变化的特征可以设计成温度利用二极管管压降随温度微小变化的特征可以设计成温度补偿电路，在分析温度补偿电路时不了解二极管的这种特性，补偿电路，在分析温度补偿电路时不了解二极管的这种特性，电路的工作原理就无法分析。电路的工作原理就无法分析。 正向电阻是二极管正向电阻是二极管正向导通后正正向导通后正负负极之间的电阻，这一极之间的电阻，这一电阻值很小。电阻值很小。等效等效R1+VVD1反向截止反向截止R1R02反向电

19、阻很大反向电阻很大等效等效+VR1VD1正向导通正向导通R1R01正向电阻很小正向电阻很小 反向电阻是二极管反向电阻是二极管处于反向偏置而未击穿处于反向偏置而未击穿时的电阻，这一电阻值时的电阻，这一电阻值很大。正、反向电阻值很大。正、反向电阻值的大小是相对的，即：的大小是相对的，即：反向电阻值远远大于正反向电阻值远远大于正向电阻值，反向电阻愈向电阻值，反向电阻愈大愈好。大愈好。 当二极管的正向电流变化时，其正向电阻也在当二极管的正向电流变化时，其正向电阻也在发生微小的变化，正向电流愈大，正向电阻愈小，发生微小的变化，正向电流愈大，正向电阻愈小，反之则大。反之则大。 在一些控制电路中，在利用这一

20、特性实现电路在一些控制电路中，在利用这一特性实现电路的控制功能。的控制功能。 在电子开关电路中，利用二极管正向电阻和反在电子开关电路中，利用二极管正向电阻和反向电阻相差很大的特性，可以将二极管作为电子开向电阻相差很大的特性，可以将二极管作为电子开关器件，即所谓的开关二极管：二极管导通时，其关器件，即所谓的开关二极管：二极管导通时，其内阻很小，相当于开关接通；二极管截止时两引脚内阻很小，相当于开关接通；二极管截止时两引脚之间的电阻很大，相当于开关的断开。在电路中可之间的电阻很大，相当于开关的断开。在电路中可以起到通与断的控制作用。以起到通与断的控制作用。 电路中的电路中的VD1是是二极管用于整流

21、，所二极管用于整流，所以称为整流二极管，以称为整流二极管，它是整个电路的核心它是整个电路的核心器件。器件。 R1是整流电路的等效负载电是整流电路的等效负载电阻，不是一只具体的电阻器，而阻，不是一只具体的电阻器，而是某个需要直流电压的负载电路。是某个需要直流电压的负载电路。 Ui是半波整流电路的输入电压，是一个正弦交是半波整流电路的输入电压，是一个正弦交流电压；流电压；Uo是半波整流电路的输出电压，是单向是半波整流电路的输出电压，是单向脉动直流电压。脉动直流电压。UiVD1R1Uo整流整流二极二极管管输入输入电压电压波形波形输出输出电压电压波形波形UiVD1R1Uo整流整流二极二极管管输入输入电

22、压电压波形波形 分析整流电路主要是分析二极管的单向导电性，交流电压加到整流分析整流电路主要是分析二极管的单向导电性，交流电压加到整流二极管两端，交流输入电压的正、负半周给整流二极管两端的偏置电压二极管两端，交流输入电压的正、负半周给整流二极管两端的偏置电压极性不同。极性不同。 整流二极管导通时输出电压，截止时无法输出电压。整流二极管导通时输出电压，截止时无法输出电压。 应将交流输入电压分成正、负两个半周进行分析导通和应将交流输入电压分成正、负两个半周进行分析导通和截止。截止。交流电压正半周期间的半波整流电路交流电压正半周期间的半波整流电路UiVD1R1Uo+-等效等效输入电压输入电压输入电压给

23、输入电压给VD1正向偏置正向偏置UiR1VD1Uo整流二极整流二极管导通管导通正半周输出正半周输出电压电压交流电压负半周期间半波整流电路交流电压负半周期间半波整流电路半波整流电路输入和输出电压波形图半波整流电路输入和输出电压波形图输入电压输入电压只有只有正半正半周部周部分分R1UiVD1Uo等效等效负半负半周期周期间电间电压为压为零零UiVD1R1Uo负半负半周输周输入电入电压压截止二极管截止二极管相当于开路相当于开路输出电压输出电压 利用二极管正向利用二极管正向导通后管压降基导通后管压降基本不变的特性，本不变的特性，可构成简单的直可构成简单的直流稳压电路。流稳压电路。+V1R1VD1VD2VD3A稳定的直稳定的直流电压流电压不稳定的不稳定的直流电压直流电压限流保护电阻限流保护电阻+V2设三只二极管均为参数、型号相同的硅管，则在该直流设三只二极管均为参数、型号相同的硅管，则在该直流稳压电路中，输入电压稳压电路中，输入电压V1与输出电压与输出电压V2关系关系:V2=30.6VVR1 =V1V2UiUoVD1C1R1C2检波二极检波二极管管耦合电容，耦合电容，隔直通