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1、第四章二极管第四章二极管11 1概述概述2 2二极管的特性及主要技术指标二极管的特性及主要技术指标3 3几种特殊的二极管几种特殊的二极管 二极管二极管2 二极管平衡电路（双边带信号）二极管平衡电路（双边带信号）4.1 4.1 概述概述几乎所有的电子电路中都要用到半导体二极管。几乎所有的电子电路中都要用到半导体二极管。由于其单向导电特性，使得二极管广泛的应用由于其单向导电特性，使得二极管广泛的应用在整流、检波、保护和数字电路中。在整流、检波、保护和数字电路中。3二极管峰值包络检波器二极管峰值包络检波器变容二极管直接调频等效电路变容二极管直接调频等效电路4 （1 1）按材料：）按材料：锗二极管锗二
2、极管 硅二极管硅二极管 砷化锌二极管砷化锌二极管 （3 3）按工作原理：隧道二极管）按工作原理：隧道二极管 雪崩二极管雪崩二极管 变容二极管变容二极管（2 2）按结构：）按结构：点接触二极管点接触二极管 面结合二极管面结合二极管二极管的分类二极管的分类5（4 4）按用途分类：检波二极管）按用途分类：检波二极管 整流二极管整流二极管 开关二极管开关二极管 恒流二极管恒流二极管6半导体二极管的结构半导体二极管的结构7891011二极管的伏安特性曲线二极管的伏安特性曲线121 1正向特性正向特性U U大于零的曲线段。大于零的曲线段。门坎电压（死区电压）门坎电压（死区电压）外电场不足以克服外电场不足以
3、克服PNPN结的内结的内电场。电场。硅管的门坎电压为硅管的门坎电压为锗管的门坎电压为锗管的门坎电压为132 2反向特性反向特性当二极管承受一定的反向电当二极管承受一定的反向电压时，反向电场使压时，反向电场使PNPN结变厚，结变厚，P P型和型和N N型半导体中的少数载型半导体中的少数载流子可以通过流子可以通过PNPN结，但数目结，但数目很少，电流几乎不变很少，电流几乎不变PNPN结的反向电流又称反向饱结的反向电流又称反向饱和电流。和电流。此时二极管呈现很高的电阻此时二极管呈现很高的电阻143 3反向击穿特性反向击穿特性当反向电压增加到一定程当反向电压增加到一定程度时，反向电流剧增，发度时，反向
4、电流剧增，发生击穿现象。生击穿现象。开始发生击穿的电压称为开始发生击穿的电压称为反向击穿电压。反向击穿电压。稳压二极管是工作在反向稳压二极管是工作在反向击穿电压状态，其反向电击穿电压状态，其反向电流变化很大，但电压变化流变化很大，但电压变化很小，起稳压作用。很小，起稳压作用。15 目前以锗二极管和硅二极管应用最为广泛。目前以锗二极管和硅二极管应用最为广泛。（2 2）锗二极管的反向饱和漏电流比硅二极管大，）锗二极管的反向饱和漏电流比硅二极管大，锗二极管一般为几十到几百微安，而硅管为锗二极管一般为几十到几百微安，而硅管为1 1微微安或更小。安或更小。（1 1）锗二极管正向压降比硅二极管的小，锗管）
5、锗二极管正向压降比硅二极管的小，锗管为，硅管为为，硅管为硅锗二极管的不同硅锗二极管的不同16（3 3）锗二极管耐高温性能不如硅二极管，锗）锗二极管耐高温性能不如硅二极管，锗管的最高工作温度一般不超过管的最高工作温度一般不超过100100度，而硅管度，而硅管可以工作在可以工作在200200度以下。度以下。（4 4）点接触点接触式二极管的电容小，可以工作在式二极管的电容小，可以工作在 很高的频率上，但不能承受大得正向电流和高很高的频率上，但不能承受大得正向电流和高的反向电压。常用于的反向电压。常用于检波、变频检波、变频电路电路（5 5）面接触面接触式二极管的面积大，能承受大得式二极管的面积大，能承
6、受大得正向电流和高的反向电压。性能稳定，常用于正向电流和高的反向电压。性能稳定，常用于整流、稳压整流、稳压电路电路17最大整流电流最大整流电流最高工作频率最高工作频率反向击穿电压反向击穿电压反向电流反向电流1 12 23 34 4二极管的主要技术指标二极管的主要技术指标18最大整流电流最大整流电流1 1最大整流电流是二极管长期允许通过的最大正向平均最大整流电流是二极管长期允许通过的最大正向平均电流，它由电流，它由PNPN结的面积和散热条件决定的。结的面积和散热条件决定的。反向击穿电压反向击穿电压2 2反向击穿电压是指二极管反向击穿时的电压值。击穿反向击穿电压是指二极管反向击穿时的电压值。击穿时
7、，反向电流剧增，单向导电性被破坏，甚至过热被时，反向电流剧增，单向导电性被破坏，甚至过热被烧毁。一般烧毁。一般最高反向工作电压约为击穿电压的一半最高反向工作电压约为击穿电压的一半19反向电流反向电流3 3反向电流指二极管未击穿时的反向电流。其值越小，反向电流指二极管未击穿时的反向电流。其值越小，则二极管的单向导电性越好，由于温度增加，反向电则二极管的单向导电性越好，由于温度增加，反向电流会急剧增加，使用二极管时要注意温度的影响流会急剧增加，使用二极管时要注意温度的影响最高工作频率最高工作频率4 4 最高工作频率是二极管工作的上限频率。超过此值时，最高工作频率是二极管工作的上限频率。超过此值时，
8、由于结电容的作用，二极管将不能很好的体现单向导电由于结电容的作用，二极管将不能很好的体现单向导电性性20二极管的应用二极管的应用1整流二极管整流二极管利用二极管的单向导电性，可以把方利用二极管的单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变成单一方向的向交替变化的交流电变成单一方向的脉动直流电。一般工作频率小于脉动直流电。一般工作频率小于3Khz212稳压二极管稳压二极管利用稳压二极管的反向电击穿的特性，可利用稳压二极管的反向电击穿的特性，可以在一定的电流范围内和一定的功率损耗以在一定的电流范围内和一定的功率损耗范围内，使端电压几乎不变，表现出稳压范围内，使端电压几乎不变，表现出稳压特性，在特性，在
9、稳压电源和限幅电路稳压电源和限幅电路中应用广泛中应用广泛223开关元件开关元件二极管在正向电压作用下电阻值很小，处二极管在正向电压作用下电阻值很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关：在于导通状态，相当于一只接通的开关：在反向电压作用下，电阻值很大处于截止状反向电压作用下，电阻值很大处于截止状态，如同一只断开的开关。可以组成逻辑态，如同一只断开的开关。可以组成逻辑电路。常用型号电路。常用型号IN4148。234限幅元件限幅元件二极管正向导通后，它的正向压降基本二极管正向导通后，它的正向压降基本保持不变（硅管为保持不变（硅管为0.7V0.7V，锗管为，锗管为0.5V0.5V）利用这一特性，在电路
10、中作为限幅元件利用这一特性，在电路中作为限幅元件245继流二极管继流二极管在开关电源的电感中和继电器等感性在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起继流作用。负载中起继流作用。256检波二极管检波二极管在收音机中起检波作用。常用型号在收音机中起检波作用。常用型号 2AP9、IN60、IN31等等.267变容二极管变容二极管变容二极管是根据普通二极管内部变容二极管是根据普通二极管内部PN结结的结电容能随外加反向电压的的结电容能随外加反向电压的 变化而变变化而变化的原理制作的。化的原理制作的。278双向触发二极管双向触发二极管又称双端交流器件（又称双端交流器件（DIACDIAC）与双向晶闸）与双向晶
11、闸管同时问世。常用来触发双向晶闸管，管同时问世。常用来触发双向晶闸管，构成过压保护电路、定时器等。构成过压保护电路、定时器等。289双基级二极管双基级二极管双基极二极管具有负阻特性，可用于单双基极二极管具有负阻特性，可用于单稳态多谐振荡器、张弛振荡器、方波发稳态多谐振荡器、张弛振荡器、方波发生器、点火装置和延迟电路。生器、点火装置和延迟电路。2910发光二极管（发光二极管（LED）发光二极管是一种将电能转换成光能的特发光二极管是一种将电能转换成光能的特殊二极管，是一种新型的冷光源，常用于殊二极管，是一种新型的冷光源，常用于电子设备的电平指示、模拟显示等场合。电子设备的电平指示、模拟显示等场合。
12、它常采用砷化嫁、磷化嫁等化合物半导体它常采用砷化嫁、磷化嫁等化合物半导体制成。可以发出红、橙、黄、绿等四种可制成。可以发出红、橙、黄、绿等四种可见光。见光。30二极管的性能测试二极管的性能测试检测原理：根据二极管的检测原理：根据二极管的单向导电性单向导电性这一特点。性能这一特点。性能良好的二极管，其正向电阻小，反向电阻大；这两个良好的二极管，其正向电阻小，反向电阻大；这两个数值相差越大越好。若相差不多说明二极管的性能不数值相差越大越好。若相差不多说明二极管的性能不好或已经损坏。好或已经损坏。测量时，选用万用表的测量时，选用万用表的“欧姆欧姆”挡。一般用挡。一般用R x100R x100或或R
13、xlkR xlk挡，而不用挡，而不用Rx1Rx1或或R x10kR x10k挡。因为挡。因为RxlRxl挡的电流挡的电流太大，容易烧坏二极管，太大，容易烧坏二极管，R xl0kR xl0k挡的内电源电压太大，挡的内电源电压太大，易击穿二极管易击穿二极管.31数字万用表也能检测二极管。数字万用表也能检测二极管。检测二极管（二极管档）红笔接正极，黑笔接检测二极管（二极管档）红笔接正极，黑笔接负极；可显示二极管的正向压降。正常应显示；硅负极；可显示二极管的正向压降。正常应显示；硅管，锗管。肖特基二极管的压降是左右，普通硅整管，锗管。肖特基二极管的压降是左右，普通硅整流管（流管（1N40001N400
14、0、1N54001N5400系列等）约为，发光二极管系列等）约为，发光二极管约为。调换表笔，显示屏显示约为。调换表笔，显示屏显示“1”1”则为正常，因则为正常，因为二极管的反向电阻很大，否则此管已被击穿。正为二极管的反向电阻很大，否则此管已被击穿。正测、反测均为测、反测均为0 0或者为或者为1 1，表明此管损坏。，表明此管损坏。32二极管图形符号二极管图形符号33几种特殊的二极管几种特殊的二极管1稳压二极管稳压二极管 有一种二极管，它的正向特性与普通二极管相同，有一种二极管，它的正向特性与普通二极管相同，而反向特性却比较特殊：当反向电压加到而反向特性却比较特殊：当反向电压加到 一定程一定程度时
15、，虽然管子呈现击穿状态，通过较大电流，却度时，虽然管子呈现击穿状态，通过较大电流，却不损毁，并且这种现象的重复性很好；反过来，只不损毁，并且这种现象的重复性很好；反过来，只要管子处在击穿状态，尽管流过管子的电流在变化要管子处在击穿状态，尽管流过管子的电流在变化很大，很大，而管子两端的电压却变化极小起到稳压作而管子两端的电压却变化极小起到稳压作用。这种特殊的二极管叫稳压管。用。这种特殊的二极管叫稳压管。34稳压管的型号有稳压管的型号有2CW2CW、2DW 2DW 等系列等系列353637稳压二极管的应用稳压二极管的应用浪涌保护电路浪涌保护电路1稳压管在准确的电压下稳压管在准确的电压下击穿击穿,这
16、就使得它可作这就使得它可作为限制或保护元件来使为限制或保护元件来使用用,因为各种电压的稳因为各种电压的稳压压 二极管都可以得到二极管都可以得到,故对于这种应用特别适故对于这种应用特别适宜宜38电视机里的过压保护电路电视机里的过压保护电路2正常情况下正常情况下Ec=110VEc=110V。当当Ec=115VEc=115V时时D D导通导通39电弧抑制电路电弧抑制电路340串联型稳压电路串联型稳压电路4412发光二极管发光二极管它是半导体二极管的一种，可以把电能转它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为化成光能；常简写为LEDLED。发光二极管与。发光二极管与普通二极管一样是由一个普
17、通二极管一样是由一个PNPN结组成，也具结组成，也具有单向导电性。有单向导电性。42发光二极管的反向击穿电压约发光二极管的反向击穿电压约5 5伏。它的伏。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联串联限流电阻限流电阻以控制通过管子的电流。以控制通过管子的电流。磷砷化镓、砷铝镓二极管发红光：磷砷化镓、砷铝镓二极管发红光：磷化镓二极管发绿光：磷化镓二极管发绿光：碳化硅二极管发黄光。碳化硅二极管发黄光。43物理特点物理特点发光二极管的两根引线中较长的一根为正极，发光二极管的两根引线中较长的一根为正极，应接电源正极。有的发光二极管的两根引线一应接电源正极。有的发光二极管的
18、两根引线一样长，但管壳上有一凸起的小舌，靠近小舌的样长，但管壳上有一凸起的小舌，靠近小舌的引线是正极引线是正极。发光二极管的特点是：工作电压很低（有的仅发光二极管的特点是：工作电压很低（有的仅一点几伏）；工作电流很小（有的仅零点几毫一点几伏）；工作电流很小（有的仅零点几毫安即可发光）；抗冲击和抗震性能好，可靠性安即可发光）；抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长；通过调制通过的电流强弱可以方高，寿命长；通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。便地调制发光的强弱。44发光二极管在一些光电控制设备中用作光源，发光二极管在一些光电控制设备中用作光源，在许多电子设备中用作信号显示器。把它的管在许多电子设备中用作信号显示器。把它的管心做成条状，用心做成条状，用7 7条条状的发光管组成条条状的发光管组成7 7段式半段式半导体数码管，每个数码管可显示导体数码管，每个数码管可显示0 09 9十个数目十个数目字。字。454647