二極管基本知識教案資料

1、二極管基本知識精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除二極管基本知識1 .基本概念二極管由管芯、管殼和兩個電極構(gòu)成。管芯就是一個PN結(jié)，在PN結(jié)的兩端各引出一個引線，并用塑料、玻璃或金屬材料作為封裝外殼，就構(gòu)成了晶體二極管，如下圖所示。P區(qū)的引出的電極稱為正極或陽極，N區(qū)的引出的電極稱為 負極或陰極。PN結(jié)P型區(qū)N型區(qū)1正極陽極）貨極（陰極）正極（陽極）負極（陰極）1.1 二極管的伏安特性二極管的伏安特性是指加在二極管兩端電壓和流過二極管的電流之間的關(guān)系， 用于定性描述這兩者關(guān)系的曲線稱為伏安特性曲線。通過晶體管圖示儀觀察到 硅二極管的伏安特性如下圖所示。1）外加正向電壓較小時，二極管呈現(xiàn)

2、的電阻較大，正向電流幾乎為零，曲線 OA段稱為不導(dǎo)通區(qū)或死區(qū)。一般硅管的死區(qū)電壓約為 0.5伏，錯的死區(qū)電壓約為0.2伏，該電壓值又稱門坎電壓或閾值電壓。2）當(dāng)外加正向電壓超過死區(qū)電壓時，PN結(jié)內(nèi)電場幾乎被抵消，二極管呈現(xiàn)的電阻很小，正向電流開始增加，進入正向?qū)▍^(qū)，但此時電壓與電流不成比例如AB段。隨外加電壓的增加正向電流迅速增加，如 BC段特性曲線陡直，伏安關(guān)系近似線性，處于充分導(dǎo)通狀態(tài)。3）二極管導(dǎo)通后兩端的正向電壓稱為正向壓降 （或管壓降），且?guī)缀鹾愣?。硅管?管壓降約為0.7V,錯管的管壓降約為0.3V。1.3 反向特性1）二極管承受反向電壓時，加強了 PN結(jié)的內(nèi)電場，二極管呈現(xiàn)很大

3、電阻，此時僅有很小的反向電流。如曲線 OD段稱為反向截止區(qū)，此時電流稱為反向飽和電流。實際應(yīng)用中，反向電流越小說明二極管的反向電阻越大，反向截止性能越好。一般硅二極管的反向飽和電流在幾十微安以下，錯二極管則達幾百微安，大功率二極管稍大些。2）當(dāng)反向電壓增大到一定數(shù)值時（圖中D點），反向電流急劇加大，進入反向擊 穿區(qū)，D點對應(yīng)的電壓稱為反向擊穿電壓。二極管被擊穿后電流過大將使管子 損壞，因此除穩(wěn)壓管外，二極管的反向電壓不能超過擊穿電壓。2 .整流電路2.1 單向半波整流電路二極管就像一個自動開關(guān)，u2為正半周時，自動把電源與負載接通，u2為負半 周時，自動將電源與負載切斷。因此，由下圖可見，負載

4、上得到方向不變、大小變化的脈動直流電壓uo如下圖所示。由于該電路只在 u2的正半周有輸出， 所以稱為半波整流電路。如果將整流二極管的極性對調(diào)，可獲得負極性的直流 脈動電壓。2.2全波整流電路整流原理：設(shè)變壓器二次側(cè)的電壓為：1）當(dāng)u2為正半周時，A點電位最高，V點電位最低，二極管V1和V3導(dǎo)通，V2和V4截止，電流的通路是 AVWRLV3B02）當(dāng)u2為負半周時，B點電位最高，A點電位最低，二極管V2和V4導(dǎo)通，V1和V3截止，電流的通路是B-V2一RL-V4一A?？梢?，在u2變化的一個周期內(nèi)，負載 RL上始終流過自上而下的電流，其電壓和電流的波形為一全波脈動直流電壓和電流，如下圖所示3.濾波

5、電路整流電路將交流電變?yōu)槊}動直流電，但其中含有大量的交流成分（稱為紋波電壓）。為此需要將脈動直流中的交流成分濾除掉，這一過程稱為濾波。3.1 電容濾波 電容濾波的特點為：1）輸出電壓平均值的大小與濾波電容 C及負載電阻RL的大小有關(guān)，C的容量或RL的阻值越大，其放電速度越慢，輸出電壓也越大，濾波效果越好。2）在采用大容量濾波電容時，接通電源的瞬間充電電流特別大。電容濾波器結(jié)構(gòu)簡單，負載直流電壓UL較高，紋波也較小，但是輸出特性較差，故適用于負載電壓較高，負載變動不大的場合導(dǎo)通嗎下降，%小于電容上的電壓口二極管承受反向電壓而截止.電容C通過Rl放電，”按指數(shù) 規(guī)律下降，時間常數(shù)工=1。必上升步嗎

6、大于電容 上的電壓觀.叱對電容 充電，00nllc片明參數(shù)選擇: 1）輸出電壓：UL=U2（半波）UL=1.2*U2（全波或橋式） 2)電容的選擇：C>=(0.030.05)/RL 3）二極管的選擇：Urm=1.41*U23.2 電感濾波電感濾波器特點：由于自感電動勢的作用使二極管的導(dǎo)通角比電容濾波電路時 增大，流過二極管的峰值電流減小，外特性較好，帶負載能力較強。電感濾波 電路主要用于電容濾波器難以勝任的大電流負載或負載經(jīng)常變化的場合，在小 功率電子設(shè)備中很少使用。對直流分量：XL=0相當(dāng)于短路，電壓大部分降在RL上。對諧波分量：f越高,XL越大，電壓大部分降在XL上。因此，在輸出端得

7、到比較平滑的直流電壓。當(dāng)忽略電感線圈的直流電阻時，輸出平均電壓約為：UL=0.9U23.3 RC-九型濾波在電流較小、要求不高的情況下，常用電阻代替電感L,構(gòu)成RC-pai型濾波器。它成本低、體積小，濾波效果好。但由于電阻要消耗功率，所以電源的損耗功率較大，電源的效率降低，一般適用于輸出電流小的場合。4.穩(wěn)壓二極管電氣符號伏安特性A/mA越電穩(wěn) 線，越 曲陡壓定當(dāng)穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)下，當(dāng)工作電流Iz在Izmax和Izmin之間時，其兩端電壓近似為常數(shù)。5.二極管的分類名稱應(yīng)用場合及主要功能主要技術(shù)翕數(shù)特點整流二極管用于交流轉(zhuǎn)換直流電躋中用于整流j T 整流莒用于低頻電路中，高頻場合一

8、般用 央慎復(fù)及尚標(biāo)基鷺廣泛座用于普種電子產(chǎn)品科最大平均整流電流工叫反向擊穿電壓幅反向漏電濡工R1最高工作頻率訓(xùn)反向恢復(fù)時間trr最高反向工住電壓金利用二極管單向?qū)щ娦?可以把力 向交替變訛的贅流電變換成單一方 向的脈動直流電穩(wěn)壓一極管用于浪涌保護電路、過壓保護電路、電弧 抑制電路、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路,廠泛應(yīng)用于 各種電子產(chǎn)品中-稔壓電壓U工 穩(wěn)壓電而£ 質(zhì)同局也桁R 最大允許功耗即 穩(wěn)定電壓溫度系數(shù)口丫 動態(tài)電«且業(yè)稹壓二極營.是利用反向擊穿糕性實現(xiàn)穩(wěn)壓工祚在擊穿地壓區(qū)的特殊二砥，關(guān)二極管小功率開關(guān)二極營主要使用于電視機，收 錄機及其他電子諛備的開關(guān)電路，檢波電 郵后頻后速膿沖

9、整端電路等口大功率開關(guān) 二根管主要用于客類大功率電源佐爨流、 周頻整流、橋式整流及其它開關(guān)電路口廄向擊穿電壓VR最高反向工隹電壓徹正可電流工T度向恢復(fù)時周七打在電路中起到拴制電流逋過或共斷 的作用成為一個理想的電子并 關(guān)H開關(guān)二載皆的正向電阻很小， 反向邨且很大,開關(guān)速度很快發(fā)光二極管發(fā)光二極營用于電視機等產(chǎn)品中住電源 示燈、山口中作背光遁燈、UD顯示屎家 用照明等，用途廣泛.工作電壓VCC1正向電端口反向扁電流1w為爍孵f占空比C發(fā)火修值被長AF1蚩度（»cl）工作電壓據(jù)他有的慢一點兒 伏】；ZC作電流相小工有的僅零點 幾堂安可發(fā)光）；抗伸擊和抗震 性能好1可望性高.壽命長；通過

10、調(diào)帶睡過的電流將弱可以方便地調(diào) 制發(fā)光的強弱.變?nèi)荻O管用作自劭頻率控制、調(diào)諧回璐、振蕩電踹、懾相環(huán)第,常用于電視機高頻頭的頻道轉(zhuǎn)軌和調(diào)灌電路d轉(zhuǎn)電容口量高度向電壓網(wǎng)是一種利用FH結(jié)電容（勢型電容） 與其反向偏置電壓后的陸賴關(guān)系及原理制成的二極營口度偏電壓愈轉(zhuǎn)電容變化范圍大，則給電容愈小.檢波二根管檢渡（也稱解調(diào)）二極管的作用是利用其 單向?qū)щ娦詫⒏哳l或中頻無魂電信號中的 低頻信號或音頻信號取出來，廣泛應(yīng)用于 半導(dǎo)體收音機、收錄機、電視機及通信等 設(shè)備的小信號電路中.最大平均整流電流工FM反應(yīng)擊穿電壓用最高發(fā)向工作電壓儂最高工作藪率雨其結(jié)電容低，工住頻率高C司法4coAHQ處理信號幅度較弱希度向電流小等特點.,雙向觸發(fā)二極 管用于觸發(fā)雙向晶闌昔及構(gòu)感過壓保護電路、定時器.移相電蹤等.正1可轉(zhuǎn)折電壓性口 反向轉(zhuǎn)折電壓VTR 正【可轉(zhuǎn)折電流工EQ具有對稱性的二端半導(dǎo)體器件.可 等效于基極開路、發(fā)射極與集電極 對稱的NFN晶體管；結(jié)構(gòu)簡單 好格低廉.光敏二極管一般用于光控開關(guān)電踞，光器E牌燈開關(guān)中羯最高工作電壓Truax暗電