l2能力提升-二极管认识和作用

：二极管的基本知识二极管元件串并联二极管好坏的检测:二极管的应用二极管知识拓展2015

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Internal.s.二极管基本知识半导体：常温下导电性能介于导体（conductor）与绝缘体（insulator）之间的材料。通常将电阻率小于10-4~10

9之间的为半导体，半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。P&N型半导体，P型半导体 N型半导体 PN结二极管：又称晶体二极管,简称二极管(diode)。PN结二端加上引线封装就成为晶体二极管，国际中一般用VD表示，中国用D表示二极管的特性：单向导电性反向击穿特性2015

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Internal.s.二极管基本知识大多数半导体的主要材料是硅Si和锗Ge。二极管的伏安特性曲线二极管的符号2015

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Internal.s.二极管基本知识2015

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Internal.s.二极管的主要参数最大整流电流IF长期运行时，允许通过二极管的正向平均电流。由二极管允许的温升所限定。管子的平均电流不得超过此值，否则可能使二极管过热而损坏。最高反向工作电压UR工作时加在二极管两端的反向电压不得超过此值，否则二极管有可能被击穿。为了留有余地，通常将击穿电压UBR的一半定为UR反向电流IR在室温条件下，在二极管两端加上规定的反向电压时，流过管子的反向电流。通常希望越小越好。说明二极管的单向导电性越好。（受温度影响大）最高工作频率fM二极管基本知识2015

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Internal.s.分类根据所用的半导体材料，可以将二极管分为锗二极管和硅二极管。硅管的UTH=0.6~0.8V锗管UTH=0.2~0.3V常见结构点接触PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。只允许通过较小的电流（不超过几十毫安），适用于高频小电流电路，如收音机的检波等面接触PN结面积大，允许通过较大的电流（几安到几十安），主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。面接触型晶体二极管比较适用于大电流开关。用于工频大电流整流电路。平面型往往用于集成电路制造工艺中。平面型二极管是一种特制的硅二极管，它不

仅能通过较大的电流，而且性能稳定可靠，多用于开关、脉冲及高频电路中。

PN结面积可大可小，用于高频整流和开关电二极管基本知识阳极阴极引线引线PNP

型支持衬底2015

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Internal.s.二极管基本知识按特性分类1）整流二极管将交流电源整流成为直流电流的二极管叫作整流二极管。2）检波二极管检波二极管是用于把迭加在高频载波上的低频信号检出来的器件,它具有较高的检波效率和良好的频率特性。3）开关二极管在脉冲数字电路中，用于接通和关断电路的二极管叫开关二极管，它的特点是反向恢复时间短，能满足高频和

频应用的需要。4)稳压二极管稳压二极管是由硅材料制成的面结合型晶体二极管，它是利用PN结反向击穿时的电压基本上不随电流的变化而变化的特点，来达到稳压的目的，因为它能在电路中起稳压作用，故称为、稳压二极管（简称稳压管）。5）变容二极管变容二极管是利用PN结的电容随外加偏压而变化这一特性制成的非线性电容元件，被广泛地用于参量放大器，电子调谐及倍频器等微波电路中。6）瞬态电压抑制器TVS一种固态二极管，专门用于ESD

保护。TVS

二极管是和被保护电路并联的，当瞬态电压超过电路的正常工作电压时，二极管发生雪崩，为瞬态电流提供通路，使 电路免遭超额电压的击穿。长、可发红、黄、7）发光二极管用磷化镓、磷砷化镓材料制成，体积小，正向驱动发光。工作电压低，工作电流小，发光均匀、绿单色光。8）肖特基二极管基本原理是：在金属（例如铅）和半导体（N型硅片）的接触面上，用已形成的肖特基来阻挡反向电压。肖特基与PN结的整流作用原理有根本性的差异。其耐压程度只有40V左右。其特长是：开关速度非常快：反向恢复时间trr特别地短。201因5

L此eno，vo

I能nter制nal.作

关s

和.低压大电流整流二极管。二极管好坏的检测:二极管烧坏容易造成线路短路或断路的情况，影响电器正常工作，用万用表可以直接检测二极管的好坏。首先辨别出二极管的正负极，有白线的一端为负极，另一端为正极。将万用表上的旋钮拨到二极管测量档位，并将

表笔插在万用表的正确位置。将红表笔接二极管正极，黑表笔接负极。然后观察读数，如果满溢（即显示为1），则二极管已坏。若有读数，则交换表笔，若还有读数而不满溢，则二极管坏。如果是发光二极管，若二极管正常，则可以看到微弱的亮光。用电阻档测量：红笔接正，黑笔接负，阻值150~700欧，反向为无穷大。2015

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Internal.s.二极管的应用

1.利用二极管的单向导通性，来放在有时序要求的地方，使满足要求。肖特基势垒二极管SBD（Schottky

Barrier

Diode，简称肖特基二极管）是近年来问世的低功耗、大电流、速半导体器件。其反向恢复时间极短（可以小到几纳秒），正向导通压降仅0.4V左右，而整流电流却可达到几千安培。这些优良特性是快恢复二极管所无法比拟的。中、小功率肖特基整流二极管大多采用封装形式。2015

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Internal.s.二极管的应用2.整流2015

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Internal.s.二极管的应用3.稳压利用PN结反向击穿状态，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象，制成的起稳压作用的二极管正向特性和普通二极管差不多，反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时，反向电阻很大，反向漏电流极小。但是，当反向电压

反向电压的临界值时，反向电流骤然增大，称为击穿，在这一临界击穿点上，反向电阻骤然降至很小值。尽管电流在很大的范围内变化，而二极管两端的电压却基本上稳定在击穿电压附近，从而实现了二极管的稳压功能2015

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Internal.s.二极管知识拓展4.发光二极管LED可以把电能转化成光能。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。由含镓（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数

微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时

出的能量多少不同， 出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。2015

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Internal.s.5.

ESD静电防护当瞬态电压超过电路的正常工作电压时,二极管发生雪崩,为瞬态电流提供通路,使 电路免遭超额电压的击穿或超额电流的过热烧毁二极管知识拓展2015

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Internal.s.气体放电管起泄放雷电暂态过电流和限制过电压作用。(接LAN

chip）优点：绝缘电阻很大，寄生电容很小，浪涌防护能力强。缺点：在于放电时延(即响应时间)较大，动作灵敏度不够理想，部分型号会出现续流现象，长时间续流会导致失效，对于波头上升陡度较大的雷电波难以有效地抑制。二极管知识拓展2015

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Internal.s.ESD防护（LAN

chip）用来保护高速数据接口，特别是保护连接在高速数据和从易被ESD导致的过电压传输的敏感元器件二极管知识拓展2015

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Internal.s.二极管知识拓展ESD保护TVS管-接在DCINCONNTVS（TRANSIENT

VOLTAGE

SUPPRESSOR）瞬变电压抑制二极管是在稳压管工艺基础上发展起来的一种新产品，其电路符号和普通稳压二极管相同,外形也与普通二极管无异,当TVS管两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度（最高达1*10-12秒）使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上，从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。(1)若TVS有可能承受来自两个方向的尖峰脉冲电压(浪涌电压)冲击时，应当选 极性的，否则可选用单极性。(2)所选用TVS的Vc值应低于被保护元件的最高电压。Vc是二极管在截止状态的电压，也就是在ESD冲击状态时通过TVS的电压，它不能大于被保护回路的可承受极限电压，否则器件 被损坏的。(3)TVS在正常工作状态下不要处于击穿状态，最好处于VR以下，应综合考虑VR和VC两方面的要求来选择适当的TVS。2015

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Internal.s.二极管知识拓展6.开关二极管正向导通，反向截止。2015

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Internal.s.笔记本常见问题稳压二极管的选用。稳压二极管是工作在反向击穿状态下的，使管子两端电压基本不变的一种特殊二极管。选用稳压二极管时，要根据具体电子电路来考虑，简单的并联稳压电源，输出电压就是稳压管的稳压电压。开关二极管的选用。开关二极管是利用PN结的单向导电性，在电路中对电流进行控制，来实现对电路开和关的控制。开关二极管常用于开关电路、限幅电路、检波电路等。开关二极管多以玻璃和陶瓷封装，硅开关二极管的开关时间比锗开关管短，只有几个ns发光二极管的选用。发光二极管和普通二极管一样是由一个N结组成的，它具有单向导电的特性。可见发光二极管有砷化镓、磷化镓和磷砷化镓发光二极管，因它们耗电低，可直接用集成电路或双极型电路推动发光，可选用作为家用电器和其他电子设备的通断指示或数指显示。使用变色和三色发光二极管时，第一要注意管脚排列，并要串接限流电阻，确保发光管通过规定电流。第二，焊接时，要注意散热，焊接时间不要过长。第三，注意保护管壳、管帽光洁好。第四，变色发光二极管的使用环境温度在+85摄氏度以下，温度越低管子的发光亮度越高，在低温时，发光性能非常好。第五，使用时，注意管脚的正、负极，如将管子接反了，发光管就不能发光。发光二极管正向管压降会随不同发光颜色而不同。主要有三种颜色，具体压降参考值如下：红色发光二极管的压降为2.0--2.2V，黄色发光二极管的压降为1.8—2.0V，绿色发光二极管的压降为3.0—3.2V，正常发光时的额定电流约为

20mA。在维修电器中如需要代换二极管，要选用同型号，同规格的二极管替换。如果要用其他型号代换，一定要对最大电流、最高反向工作电压、最高工作频率这三个参数值留有一定余量。最高反向工作电压最好为击穿电压的1/2代换整流二极管时，主要看最大整流电流；代换检波管时，只要代替的检波二极管的工作频率不低于原型号管的工作频率均可使用；稳压管代换时，要注意稳压范围。锗管和硅管在特性上有差别，一般不宜互相代换。比如硅二极管的正向导通电压比锗二极管高许多；就是有些参数能满足要