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1、第2讲稳压二极管第1页，本讲稿共31页半导体器件的命名方式半导体器件的命名方式第一部分第一部分数字 字母 字母(汉拼)数字 字母(汉拼)电极数电极数 材料和极性材料和极性 器件类型器件类型 序号序号 规格号规格号2 2 二极管二极管3 3 三极管三极管第二部分第二部分第三部分第三部分A A 锗材料锗材料 N N型型B B 锗材料锗材料 P P型型C C 硅材料硅材料 N N型型D D 硅材料硅材料 P P型型A A 锗材料锗材料 PNPPNPB B 锗材料锗材料 NPNNPNC C 硅材料硅材料 PNPPNPD D 硅材料硅材料 NPNNPNP P 普通管普通管W W 稳压管稳压管Z Z 整流
2、管整流管K K 开关管开关管U U 光电管光电管X X 低频小功率管低频小功率管G G 高频小功率管高频小功率管D D 低频大功率管低频大功率管A A 高频大功率管高频大功率管第四部分第四部分第五部分第五部分例：例：2CP 2AP 2CZ 2CW 普通硅二极管普通硅二极管 普通锗二极管普通锗二极管 硅整流二极管硅整流二极管 硅稳压二极管硅稳压二极管 第2页，本讲稿共31页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
3、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第3页，本讲稿共31页二极管的识别和检测二极管的识别和检测1.1.目测判别极性目测判别极性2.2.用万用表检测二极管用万用表检测二极管(1)(1)用指针式万用表检测用指针式万用表检测(2)(2)用数字式万用表检测用数字式万用表检测3.3.用万用表检测稳压二极管用万用表检测稳压二极管第4页，本讲稿共31页1.1.目测判别极性目测判别极性触丝触丝半导体片半导体片第5页，本讲稿共31页2.2.用万用表检测二极管用万用表检测二极管在在 R R100或或 R R1k 挡测量挡测量红表笔红表笔是是(表内
4、电源表内电源)负极负极，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)(1)用指针式万用表检测用指针式万用表检测一一般般硅硅管管正正向向电电阻阻为为几几千千欧欧，锗锗管管正正向向电电阻阻为为几几百百欧欧；反反向向电电阻阻为几百千欧。为几百千欧。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。正正反反向向电电阻阻都都是是无无穷穷大大或或零零则则二二极极管内部断路或短路。管内部断路或短路。1k 0 0 0本页有动画设本页有动画设置置,每点击鼠标每点击鼠标,演示一步。演示一步。第6页，本讲稿共31页(2)
5、(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。2k20k200k2M20M200 在在 挡挡进进行行测测量量，当当 PN 结结完完好好且且正正偏偏时时，显显示示值值为为PN 结结两两端端的的正向压降正向压降(V)。反偏时，显示反偏时，显示 。本页有动画设置本页有动画设置,每点击鼠标每点击鼠标,演示一步。演示一步。第7页，本讲稿共31页其它类型二极管一一.发光二极管发光二极管 发光二极管包括可见光发光二极管包括可见光,不可见光不可见光,激光等不同的类型激光等不同的类型,这里只对可见光发光二极管这里只对可见
6、光发光二极管做一简单介绍做一简单介绍 发光二极管的发光颜色发光二极管的发光颜色决定于所用材料决定于所用材料,目前有红目前有红,绿绿,黄黄,橙橙,白白等色等色,可以制成各种可以制成各种形状形状,如长方型如长方型,圆形等。圆形等。第8页，本讲稿共31页二二.光电二极管光电二极管光电二极管是远红外光电二极管是远红外线线接受管接受管,是一种光能是一种光能与电能进行转换的器与电能进行转换的器件，它的几种常见外件，它的几种常见外形如图。形如图。光电二极管的伏安特光电二极管的伏安特性性:在在无光照时无光照时,与普与普通二极管一样通二极管一样,具有单具有单向导电性向导电性.有光照时有光照时,特性曲线下移特性曲
7、线下移,它们分它们分布在第三布在第三,四象限内。四象限内。第9页，本讲稿共31页3 3 稳压二极管稳压二极管(齐纳二极管齐纳二极管)IZmax+-稳压二极管符号稳压二极管符号UIUZIZ稳压二极管特性曲线稳压二极管特性曲线IZmin当稳压二极管工作在反当稳压二极管工作在反向击穿状态下向击穿状态下,且工作电且工作电流流IZ在在Izmax和和 Izmin之间时之间时,其两端电压近似为常数其两端电压近似为常数正向同正向同二极管二极管稳定稳定电流电流稳定稳定电压电压是一种特殊的面接触型硅二极管是一种特殊的面接触型硅二极管第10页，本讲稿共31页 用万用表检测稳压二极管用万用表检测稳压二极管 稳压二极管
8、的外型与普通二极管相似稳压二极管的外型与普通二极管相似,极极性判断方法与普通二极管相同。性判断方法与普通二极管相同。稳压值的判断：稳压值的判断：030V连续可调连续可调直流稳压电源直流稳压电源 v1.5 k 被测管被测管+-+-直直流流电电压压档档第11页，本讲稿共31页例：IR IZ Io稳压二极管的稳压过程。稳压二极管的稳压过程。RLIoIRVoIZIRVo请自行分析当请自行分析当RL或或VI变化时的情况！变化时的情况！VIVoIzIRURVo第12页，本讲稿共31页例例：稳压二极管的应用：稳压二极管的应用RLuiuORDZiiziLUZ已知某稳压二极管的技术数据为：稳压值已知某稳压二极管
9、的技术数据为：稳压值UZW=10V,Izmax=12mA,Izmin=2mA,负载电阻负载电阻RL=2k,输入电压输入电压ui=12V,限流电阻限流电阻R=200 。若。若负载电阻负载电阻变化范围为变化范围为1.5 k 4 k ,是否还能是否还能稳压稳压？第13页，本讲稿共31页RLuiuORDZiiziLUZUZW=10V ui=12VR=200 Izmax=12mAIzmin=2mARL=2k (1.5 k 4 k)iL=uo/RL=UZ/RL=10/2=5（mA）i=(ui-UZ）/R=（12-10）/0.2=10（mA）iZ=i-iL=10-5=5（mA）当当RL=1.5 k 时时,i
10、L=10/1.5=6.7（mA）,iZ=10-6.7=3.3（mA）当当RL=4 k 时时,iL=10/4=2.5（mA）,iZ=10-2.5=7.5（mA）负载变化负载变化,但但iZ仍在仍在12mA和和2mA之间之间,所以所以稳压管仍能起稳压作用稳压管仍能起稳压作用第14页，本讲稿共31页在下图所示稳压电路中，在下图所示稳压电路中，U Uz z=6V,I=6V,Izmaxzmax=40mA,I=40mA,Izminzmin=5mA;U=5mA;UImaxImax=15V,U=15V,UIminImin=13V;R=13V;RLminLmin=300,R=300,RLmaxLmax=600 =
11、600 。试选择限流。试选择限流电阻电阻R.R.课堂课堂练习练习第15页，本讲稿共31页解：根据限流电阻解：根据限流电阻的作用的作用,应有：应有：Rmin(UImax-Uz)/(Izmax+ILmin)=(UImax-Uz)/(Izmax+Uz/RLmax)=(15-6)/(40+10)=0.18KRmax(UImin-Uz)/(Izmin+ILmax)=(UImin-Uz)/(Izmin+Uz/RLmix)=(13-6)/(5+20)=0.28 KR R必须满足：必须满足：0.18K0.18KR0.28 R0.28 K选选R=220R=220第16页，本讲稿共31页常用稳压二极管的型号及稳压
12、值常用稳压二极管的型号及稳压值型型 号号1N47281N47291N47301N47321N47331N4734稳压值稳压值(V)(V)3.33.33.63.63.93.94.74.75.15.15.65.6型型 号号1N47351N47441N47501N47511N4761稳压值稳压值(V)(V)6.26.21515272730307575 稳压二极管的特点就是击穿后稳压二极管的特点就是击穿后,其两端的电压其两端的电压基本保持不基本保持不变变。这样。这样,当把稳压管接入电路以后当把稳压管接入电路以后,若由于电源电压发生波若由于电源电压发生波动动,或其它原因造成电路中各点电压变动时或其它原因
13、造成电路中各点电压变动时,负载两端的电压负载两端的电压将基本保持不变。将基本保持不变。第17页，本讲稿共31页二极管的特性二极管的特性1.1.普通二极管的特性普通二极管的特性2.2.稳压二极管的特性稳压二极管的特性3.3.发光二极管的特性发光二极管的特性4.4.光电二极管的特性光电二极管的特性5.5.变容二极管的特性变容二极管的特性比较比较对照对照第18页，本讲稿共31页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 0.02
14、0 0.42550iD/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 第19页，本讲稿共31页iZ/mAuZ/VO UZ IZmin IZmax UZ IZ IZ稳压二极管的特性稳压二极管的特性 工作条件：工作条件：反向击穿反向击穿第20页，本讲稿共31页发光二极管的特性发光二极管的特性 u/Vi /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 几十毫安几十毫安导通电压导通电压 :(1 (1 2)V2)V第21页，本讲稿共31页uiO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
15、极管的特性 第22页，本讲稿共31页uC j OPN PN 结势结势垒电位差垒电位差变容指数变容指数突变结突变结 1/21/2缓变结缓变结 1/31/3超超突变结突变结 1/2 1/2 6 6工作条件：工作条件：反向偏置反向偏置变容二极管的特性变容二极管的特性 第23页，本讲稿共31页常用二极管的主要参数常用二极管的主要参数1.1.常用国产常用国产2AP2AP系列检波系列检波二极管的主要参数二极管的主要参数 部分进口部分进口检波二极管检波二极管的主要参数的主要参数2.2.部分常用部分常用整流二极管整流二极管的主要参数的主要参数3.3.部分常用部分常用1N1N系列二极管系列二极管的主要参数的主要
16、参数4.4.部分常用部分常用稳压二极管稳压二极管的主要参数的主要参数5.5.部分常用部分常用开关二极管开关二极管的主要参数的主要参数 网网 上上 查查 询询 http:/ http:/ http:/ http:/www.changli.org http：/第24页，本讲稿共31页识别稳压管与普通二极管简法用指针式万用表用指针式万用表10k 10k 档测量其正、反向电阻，稳压管双向档测量其正、反向电阻，稳压管双向均呈低阻，而普通二极管则具有单向导电性。均呈低阻，而普通二极管则具有单向导电性。经验经验之谈之谈1.1.稳压二极管只在低电压时具有单向导电性。稳压二极管只在低电压时具有单向导电性。提示：
17、提示：2.2.指针式万用表指针式万用表10k 10k 档对应于万用表内部电池为档对应于万用表内部电池为22.5V(22.5V(或或9V)9V)。指针式万用表的黑表笔接内部电池的正极；指针式万用表的黑表笔接内部电池的正极；数字万用表的红表笔接的是其内部电池的正极。数字万用表的红表笔接的是其内部电池的正极。注意：注意：用用10k 10k 档测量档测量V VZ Z22.5V22.5V（或（或9V9V）的稳压管时，正反向均呈低阻。的稳压管时，正反向均呈低阻。第25页，本讲稿共31页巧用两种稳压管获得多种基准电压基本原理基本原理:两只不同两只不同VZ值的稳压管可单独使用值的稳压管可单独使用,也可串联使用
18、也可串联使用(同同相或反相串联相或反相串联),还有还有正向正向和和反向反向使用两种情况。使用两种情况。例：试用两只稳定电压分别为例：试用两只稳定电压分别为VZ1=3V和和VZ2=6V的硅稳压二极管获的硅稳压二极管获得多种基准电压。设稳压二极管的正向导通电压为得多种基准电压。设稳压二极管的正向导通电压为0.7V。解：解：(1)单独使用时，有三种情况：反向应用时有两种电压，单独使用时，有三种情况：反向应用时有两种电压，VZ1=3V和和VZ2=6V，正向使用时，正向使用时VZ3=0.7V。请自行画出联接示意图！请自行画出联接示意图！经验经验之谈之谈 (2)串联使用时，有同相和反相串联两种接法，串联后
19、又有串联使用时，有同相和反相串联两种接法，串联后又有正向和反向使用两种方式，故有正向和反向使用两种方式，故有4种稳压值：种稳压值：VZ7=6+0.7=6.7VVZ4=VZ1+VZ2=3+6=9VVZ5=0.7+0.7=1.4VVZ6=3+0.7=3.7V第26页，本讲稿共31页两个硅稳压管，两个硅稳压管，U Uz1 z1=6V=6V，U Uz2z2=9V=9V,把两者串联时可以得到几种稳压值把两者串联时可以得到几种稳压值？把两者？把两者并联并联时又如何？时又如何？课堂课堂练习练习第27页，本讲稿共31页若把两个稳压管并联，若把两个稳压管并联，则可得稳压值为：则可得稳压值为：6 V 6 V，0.
20、7 V0.7 V。解：稳压管实际上是特殊制造的二极管。反向击穿时，解：稳压管实际上是特殊制造的二极管。反向击穿时，它两端的反向电压就是稳压电压。在正向电压下工作它两端的反向电压就是稳压电压。在正向电压下工作时，它两端的正向电压任为时，它两端的正向电压任为0.7V0.7V（硅管）。所以，若（硅管）。所以，若把两个稳压管串联，由于有四种接法（每个管子可以把两个稳压管串联，由于有四种接法（每个管子可以正向或者反向接），因此可得四种稳压值，它们是：正向或者反向接），因此可得四种稳压值，它们是：15 V 15 V，6.7 V 6.7 V，9.7 V 9.7 V，1.4 V.1.4 V.第28页，本讲稿共
21、31页X X小小 结结一、两种半导体和两种载流子一、两种半导体和两种载流子一、两种半导体和两种载流子一、两种半导体和两种载流子两种载流两种载流子的运动子的运动电子电子 自由电子自由电子空穴空穴价电子价电子两种两种半导体半导体N N型型 (多电子多电子)P P型型 (多空穴多空穴)二、二极管二、二极管二、二极管二、二极管1.1.1.1.特性特性特性特性 单向导电单向导电单向导电单向导电正向电阻小（理想为正向电阻小（理想为0 0）反向电阻大（反向电阻大（）i iD Du uD DU U(BR)(BR)I I F FU URMRM2.2.2.2.主要参数主要参数主要参数主要参数正向正向 最大平均电流
22、最大平均电流I IF F反向反向最大反向工作电压最大反向工作电压U U(BR)(BR)(超过则击穿超过则击穿)反向饱和电流反向饱和电流I IR R (I IS S)(受温度影响受温度影响)第29页，本讲稿共31页3.3.3.3.二极管的等效模型二极管的等效模型二极管的等效模型二极管的等效模型理想模型理想模型理想模型理想模型 (大信号状态采用大信号状态采用)u uD Di iD D正偏导通正偏导通 电压降为零电压降为零 相当于理想开关闭合相当于理想开关闭合反偏截止反偏截止 电流为零电流为零 相当于理想开关开关断开相当于理想开关开关断开恒压降模型恒压降模型恒压降模型恒压降模型U UD(on)D(o
23、n)正偏电压正偏电压 U UD(on)D(on)时导通时导通 等效为恒压源等效为恒压源U UD(on)D(on)否则截止，相当于二极管支路断开否则截止，相当于二极管支路断开U UD(on)D(on)=0.6 0.6 0.8V0.8V估算时取估算时取 0.7V0.7V硅管：硅管：锗管：锗管：0.1 0.1 0.3V 0.3V0.2V0.2V折线近似模型折线近似模型折线近似模型折线近似模型相当于有内阻的恒压源相当于有内阻的恒压源U UD(on)D(on)第30页，本讲稿共31页4.4.4.4.二极管的分析方法二极管的分析方法二极管的分析方法二极管的分析方法图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法5.5.5.5.特殊二极管特殊二极管特殊二极管特殊二极管工作条件工作条件主要用途主要用途稳压二极管稳压二极管反偏反偏稳压稳压发光二极管发光二极管正偏正偏发光发光光敏二极管光敏二极管反偏反偏光电转换光电转换第31页，本讲稿共31页