项目一、2模块二：二极管电路应用

1、模块二模块二二极管电路的应用二极管电路的应用任务一任务一 认识二极管及特性认识二极管及特性单元目标：熟悉二极管的结构和符号表单元目标：熟悉二极管的结构和符号表达；理解二极管的伏安特性；掌握汽车达；理解二极管的伏安特性；掌握汽车上常用二极管的型号命名；熟练判别二上常用二极管的型号命名；熟练判别二极管的正负极性和二极管的性能好坏极管的正负极性和二极管的性能好坏 活动一 认识二极管的结构、符号和特性请你对照图1-9，思考二极管的基本结构并动手画一下二极管的符号。 晶体二极管是由一个PN结加上相应的电极（正极与负极）引线和密封壳做成的半导体器件，其主要特性为单向导电性。二极管的单向导电特性可用伏安特性

2、曲线来描述，它表示的是加在二极管两端的电压和流过二极管电流之间的关系。利用二极管的单向导电特性可以构成整流、稳压、加幅等各种功能电路。二极管的种类，若按结构材料分，可分锗硅两种；若按制作工艺，可分点接触型与面接触型两种；若按功能来分，主要有整流二极管、检波二极管、开关二极管、稳压二极管、阻尼二极管、变容二极管、光敏二极管、压敏二极管、磁敏二极管、发光二极管等 知识链接知识链接1、二极管的伏安特性曲线（1）正向特性 当正向电压较小时，正向电流很小，二极管呈现的正向电阻较大，如图1-10伏安特性曲线的OA段，通常称这个区为死区。锗管的死区电压为002 V。硅管的死区电压为005 V。 当正向电压增

3、大到一定数值(即死区电压)后正向电流迅速增大，如曲线的AB段，此时二极管导通。二极管导通后电流增长虽快，但两端电压基本稳定。该电压称为二极管的正向压降(也称管压降)。一般硅管约为07 V，锗管约为03 V。正向压降超过1 V时，正向电流很大，将使小功率管过热而损坏。使用时须限制正向电流不超过管子的允许值。 2）反向特性二极管两端加上反向电压时，在一定的电压范围内二极管只有很小的反向电流通过，其大小几乎不变，通常称为反向饱和电流，此时二极管呈现很大的反向电阻而处于截止状态。当反向电压增加到一定数值(图中的UD)时，反向电流突然增大，二极管失去了单向导电特性， 这种现象称为击穿。发生击穿时，加在二

4、极管两端的反向电压叫做反向击穿电压。使用二极管时，所加的反向电压应小于其反向击穿电压。2、二极管的主要参数 为了正确选择和使用二极管，必须了解二极管的类型、用途和性能参数。二极管的参数很多，作为整流元件，主要有两个参数。 图 1-10 伏安特性曲线 （1）最大整流电流IM二极管长期工作时，允许通过的最大正向平均电流，称最大整流电流。选用二极管时，工作电流不能超过它的最大整流电流，以免烧坏管子。 （2）最高反向工作电压URM 二极管长期工作时，允许加到二极管上的最高反向电压(峰值)，称最高反向工作电压。使用时,加在二极管上的反向电压峰值不允许超过这一数值，以保证二极管在使用中不致因反向电压过高而

5、损坏。此外还有最大反向电流、最高工作频率、正向管压降等，这些参数都可在半导体器件手册中查到 小帖示小帖示二极管型号的命名法一般二极管的型号命名按照国家标准GB 2461989规定，国产二极管的型号由五部分组成按国家规定，国产汽车用整流二极管的型号分三部分，其含义如下：正向平均电流值 例如，Z Q 10 额定正向平均电流值 汽车 整流表示汽车用整流二极管，其额定正向平均电流为10 A。活动二普通二极管的极性和好坏测试用万用表检测二极管正、反向电阻值，可以判别出二极管的电极，还可估测出二极管是否损坏。请准备好万用表、二极管，自己动手按图1-11所示进行如下步骤测试： 图1-11 万用表测二极管极性

6、 1、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（为正向电阻）。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、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1k左右，反向电阻值为300k左右。硅材料二极管的电阻值为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。 若测得二极管的正、反向电阻值均接近0或阻值较小，

7、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。 安全提示用万用表测量二极管的安全提示用万用表测量二极管的正、反向电阻应注意以下两点：正、反向电阻应注意以下两点：用万用表不同的欧姆挡测试同一只二极管获得的阻值是不相同的，因为不同的挡，两表棒之间的端电压不同。 在测量小功率二极管时，不宜用电流较大的R1档或电压较高的R10k档，以免损坏二极管。 任务二任务二 汽车电子电路中的二极管汽车电子电路中的二极管单元目标：熟悉常用二极管的特点和符号表示法；掌单元目标：熟悉常用二极管的特点和符号表示法；掌握汽车电子电路中二极管的作用握汽车电子电路中二

8、极管的作用 活动一 汽车上常用的二极管要懂得二极管如何应用在汽车电子电路上，首先就要了解各种二极管的特点及它们的表示符号。1、稳压二极管稳压二极管是设计用来在反向偏置状下工作的特殊结构的二极管，也称作齐纳二极管。稳压二极管及表示符号如图1-12所示。 图 1-12 稳压二极管及符号 稳压二极管与其他二极管一样可以阻断反向偏置电流。当超过这个特定电压(称为击穿电压)时，反向电流导通，但并未破坏稳压二极管本身。稳压二极管工作在反向击穿状态时，稳压二极管两端的电压保持在击穿前或击穿后的数值，这一特性非常适于电压调节。不同型号的稳压二极管的反向击穿电压有所不同。稳压二极管主要参数：（1）最大工作电流：

9、允许通过最大反向电流。（2）稳定电压：稳压作用范围内，二极管两端反向电压值。（3）动态电阻：增量电压与增量电流比值，值越小，性能越好。 2、发光二极管发光二极管简称LED，采用砷化镓、磷化镓等材料制成，其内部结构为一个PN结，具有单向导电性。当在LED发光二极管PN结上加正向电压时，致使P区的空穴注入到N区，N区的电子注入到P区，这样相互注入的空穴与电子相遇后会产生复合，复合时产生的能量大部分以光的形式出现，因此而发光。发光二极管在制作时，使用的材料有所不同，那么就可以发出不同颜色的光。发光二极管及表示符号如图1-13示。 图 1-13 发光二极管及符号 发光二极管上引脚较长的电极为正极。一些

10、发光二极管的引脚等长则需要判断二极管正负电极。 小帖示小帖示发光二极管在汽车上的使用发光二极管以前一般应用在汽车的仪表板指示显示上，如今在汽车灯光照明上也大量使用，特别是汽车高位制动灯在使用发光二极管后点亮的时间明显优于普通白炽灯并且具有能耗小、发热量小、寿命长的优点。 3、光敏二极管 光敏二极管是一种对光非常敏感的二极管。当光照射到光敏二极管上时，反向电阻值随着光强度的增加由大变小，使其反向导通。光敏二极管可以应用在汽车的电子传感器上，如光电传感器，利用运动件间断遮光的原理使光敏二极管产生通断电流信号从而在非接触的情况下传输两个运动点间数据。 光电二极管的形状与符号如图1-14所示。 图 1

11、-14 光电二极管及符号 请试着画一下刚才所学的二极管的符号。请试着画一下刚才所学的二极管的符号。 活动二二极管在汽车电路中的应用1、整流二极管在汽车充电系中的应用汽车整流二极管的作用是利用二极管的单向导电性，把交流电转变成脉动直流电。整流电路按被整流交流电的相数可分为单相整流电路和三相整流电路两大类。根据负载电流或电压波形，又可分为半波整流电路和全波整流电路两种。汽车上硅整流交流发电机采用的就是三相桥式全波整流电路，这将在汽车电气设备中详细讲述。知识联接知识联接（1）单相半波整流电路 1)电路的组成 单相半波整流电路如图1-15所示。 图中T为电源变压器，它把交流电压u1变为适当数值的交流电

12、压u2；V为整流二极管；RL为直流负载。 图1-15 单相半波整流电路 2)工作原理单相半波整流电路波形如图1-16所示。在图1-16 (a)中。当变压器二次电压u2处于正半周时，则由图1-15可知，a端为正，b端为负，二极管V处于正向电压作用下而导通。电流的通路是：aVRLba。如略去二极管的正向电压降，则加在负载RL上的电压就等于变压器的二次电压u2。 当u2为负半周时，电路中a端为负，b端为正，二极管V处于反向电压作用下而截止。整个电路无电流通过，RL上也没有电流，其两端电压为零，二次电压全部加在二极管V上，如图116(d)所示。尽管变压器T中二次电压u2是交变的，但由于图二极管的单向导

13、电作用，流过负载电阻RL上的电流和加在RL两端的电压都是单一方向，如图1-16 (b)、1-16 (c)所示。这种电路只在电源电压u2的半个周期中才有电流通过，故称为半波整流电路。图1-16 单相半波整流电路波形 （2）单相桥式整流电路 1)电路的组成 单相桥式整流电路如图1-17所示，它由变压器T、四个二极管V和负载电阻RL组成，由于电路接成电桥形式，所以称为桥式整流电路。 2）工作原理当变压器二次电压U2在正半周时，电路中a端为正，b端为负，二极管V1、V3导通，V2、V4因承受反向电压作用而截止。流经负债RL的电路是：aV1RLV3ba， 在负载RL上得到半波电压。当U2处与的负半周时，

14、电路中a端为负，b端为正，二极管V1、V3截止；V2、V4导通。流经负载RL的电流路径是：bV2RLV4ab。同样，在负载RL上得到与正半周时波形相同的半波电压。 图 1-17 单向桥式整流电路 2、利用二极管的单向导电性制作脉冲衰减电路 二极管在汽车电路中常反向与一个线圈并联联接，主要是为了防止线圈在断电时自感应产生的高压电涌损坏电路中的电子元件和其他电器。如图1-18（a）当电路通电时，由于二极管反向偏置，电流被阻止通过，电流只从线圈流过 图1-18（b）当开关断开，线圈断电产生极性相反的自感高压电涌正好通过二极管正向衰减，避免对电路造成损害。 （a） （b） 图 1-18 二极管脉冲抑制 3、稳压二极管在汽车发动机控制单元（ECU）电路中的应用 稳压二极管常用于车载计算机中，保护电子电路免受电压