汽車電工基礎(chǔ)二極管

1、一、半導(dǎo)體材料一、半導(dǎo)體材料 按照導(dǎo)電能力的不同，物質(zhì)分為導(dǎo)體、半按照導(dǎo)電能力的不同，物質(zhì)分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體。導(dǎo)體和絕緣體。 1.金、銀、銅、鋁等金屬材料都是良導(dǎo)體，電阻率在金、銀、銅、鋁等金屬材料都是良導(dǎo)體，電阻率在10-6cm10-4cm之間；之間； 2.云母、塑料、陶瓷、橡膠等絕緣物質(zhì)的電阻率在云母、塑料、陶瓷、橡膠等絕緣物質(zhì)的電阻率在1010cm以上；以上； 3.半導(dǎo)體的電阻率一般在半導(dǎo)體的電阻率一般在10-3cm109cm之間。之間。 常用的半導(dǎo)體材料為硅常用的半導(dǎo)體材料為硅Si、鍺、鍺Ge、砷化鎵、砷化鎵GaAs等。等。一、概述一、概述1.1分類分類（1）按結(jié)構(gòu)：點接觸型，面

2、接觸型，平面型。）按結(jié)構(gòu)：點接觸型，面接觸型，平面型。（2）按功能：整流二極管）按功能：整流二極管 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管 發(fā)光二極管發(fā)光二極管 檢波二極管檢波二極管 開關(guān)二極管開關(guān)二極管 等等。等等。1.2電路符號電路符號陰極陽極 D二極管的一般符號二極管的一般符號 二極管的符號二極管的符號發(fā)光二極管發(fā)光二極管 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管 光電二極管光電二極管 變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管 隧道二極管隧道二極管 溫度效應(yīng)溫度效應(yīng)二極管二極管 t 雙向擊穿二極管雙向擊穿二極管 磁敏二極管磁敏二極管 體效應(yīng)二極管體效應(yīng)二極管 雙向二極管雙向二極管 交流開關(guān)二極管交流開關(guān)二極管1. 目測判別極性目測判別極性觸絲觸

3、絲半導(dǎo)體片半導(dǎo)體片二、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)二、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu) 1、本征半導(dǎo)體、本征半導(dǎo)體 化學(xué)成分純凈的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體化學(xué)成分純凈的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體 2、雜質(zhì)半導(dǎo)體、雜質(zhì)半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體中摻入無價雜質(zhì)元素在本征半導(dǎo)體中摻入無價雜質(zhì)元素eg：磷：磷 可形成可形成N型半導(dǎo)體，稱電子型半導(dǎo)體。型半導(dǎo)體，稱電子型半導(dǎo)體。 在本征半導(dǎo)體中摻入三價雜質(zhì)元素在本征半導(dǎo)體中摻入三價雜質(zhì)元素eg：硼，：硼，可形成可形成P型半導(dǎo)體，也稱空穴型半導(dǎo)體。型半導(dǎo)體，也稱空穴型半導(dǎo)體。PN結(jié)及其特性結(jié)及其特性 1、PN結(jié)的形成二二、伏安特性伏安特性1 1、正向?qū)?、正向?qū)ü瑁汗瑁?.5 V 鍺：鍺： 0.1 V伏安特性

4、曲線伏安特性曲線開啟電壓：開啟電壓：Uth導(dǎo)通電壓：導(dǎo)通電壓：UD硅：硅：0.7 V 鍺：鍺： 0.2V2 2、反向截止、反向截止反向飽和電流反向飽和電流 IS反向擊穿電壓反向擊穿電壓 U（BR）最高反向工作電壓最高反向工作電壓UR：是二極管工：是二極管工作時允許外加的最高反向電壓。為避作時允許外加的最高反向電壓。為避免二極管反向擊穿，通常免二極管反向擊穿，通常UR為擊穿為擊穿電壓電壓U（BR）的一半。的一半。 二極管是非線性元件二極管是非線性元件三、二極管的等效電路三、二極管的等效電路1 1、理想模型、理想模型 二極管伏安特性具有非線性，分析電路時，常用線二極管伏安特性具有非線性，分析電路時

5、，常用線性元件所構(gòu)成的電路等效代替。性元件所構(gòu)成的電路等效代替。（1）理想二極管模型：正向?qū)▔航禐椋├硐攵O管模型：正向?qū)▔航禐榱?，反向截止電流為零。零，反向截止電流為零。uiui例題：二極管限幅電路如圖所示，二極管的導(dǎo)通電壓例題：二極管限幅電路如圖所示，二極管的導(dǎo)通電壓UD約為約為0.7V. （1）當(dāng)）當(dāng)ui分別為分別為-3V, 0V, +3V時，求輸出電壓時，求輸出電壓uo的的值。值。 （2）當(dāng)）當(dāng)ui =5sinwt時，畫出輸出電壓時，畫出輸出電壓uo的波形。的波形。1（1）當(dāng)）當(dāng)ui=-3V, 二極管承受二極管承受-1V電壓截止，電壓截止， Uo =-3V； （2）當(dāng)）當(dāng)ui=0V

6、, 二極管承受二極管承受+2V電壓導(dǎo)通，電壓導(dǎo)通， Uo =0.7+（-2）=-1.3V； （3）當(dāng)）當(dāng)ui=3V, 二極管承受二極管承受+5V電壓導(dǎo)通，電壓導(dǎo)通， Uo =0.7+（-2）=-1.3V；2 當(dāng)當(dāng)ui+2V0.7， ui-1.3V, 二極管導(dǎo)通二極管導(dǎo)通2 2、開關(guān)電路、開關(guān)電路例：如圖，利用二極例：如圖，利用二極管理想模型求：當(dāng)管理想模型求：當(dāng)vI1和和vI2為為0V或或5V時，在時，在不同的組合情況下，不同的組合情況下，輸出電壓輸出電壓vo5V都為都為0V,都導(dǎo)通，輸出都導(dǎo)通，輸出0.7V.V1=0V,V2=5V,D1先導(dǎo)先導(dǎo)通，輸出通，輸出0.7V.都為都為5V,截止，輸

7、出截止，輸出5V.五、穩(wěn)壓二極管五、穩(wěn)壓二極管1 1、伏安特性、伏安特性uiUZIZminiuDZ符號：符號：反向特性：反向特性：當(dāng)當(dāng)I IZmin時，電壓變化量很小，時，電壓變化量很小，當(dāng)穩(wěn)壓二極管工作在反向擊當(dāng)穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)下穿狀態(tài)下, ,工作電流工作電流I IZ Z在在I IZMZM和和I Izminzmin之間變化時之間變化時, ,其兩端電壓其兩端電壓近似為常數(shù)近似為常數(shù). .所以穩(wěn)壓電路中必須串聯(lián)一個所以穩(wěn)壓電路中必須串聯(lián)一個電阻來限制電流，從而保證穩(wěn)電阻來限制電流，從而保證穩(wěn)壓管正常工作。壓管正常工作。UIDZIRIZILRLRUZ+-minmaxZZZIII保證穩(wěn)壓

8、管有穩(wěn)保證穩(wěn)壓管有穩(wěn)壓效果必須：壓效果必須：六、其它類型二極管六、其它類型二極管1、發(fā)光二極管、發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦裕患诱螂妷簳r導(dǎo)通就發(fā)光。具有單向?qū)щ娦裕患诱螂妷簳r導(dǎo)通就發(fā)光。導(dǎo)通時電壓比普通二極管大。電流越大，發(fā)光導(dǎo)通時電壓比普通二極管大。電流越大，發(fā)光越強。注意不要超過極限參數(shù)。越強。注意不要超過極限參數(shù)。發(fā)光的顏色取決于所用材料。發(fā)光的顏色取決于所用材料。發(fā)光二極管符號2 2、肖特基二極管（用在電源制作中）、肖特基二極管（用在電源制作中）2. 用萬用表檢測二極管用萬用表檢測二極管在在 R 100或或 R 1 k 擋測量擋測量紅表筆紅表筆是是( (表內(nèi)電源表內(nèi)電源) )負極負極，

9、黑表筆黑表筆是是( (表內(nèi)電源表內(nèi)電源) )正極正極。 正反向電阻各測量一次，正反向電阻各測量一次， 測量時手不要接觸引腳。測量時手不要接觸引腳。( (1) ) 用指針式萬用表檢測用指針式萬用表檢測一般硅管正向電阻為幾千歐，鍺一般硅管正向電阻為幾千歐，鍺管正向電阻為幾百歐；反向電阻為管正向電阻為幾百歐；反向電阻為幾百千歐。幾百千歐。 正反向電阻相差不大為劣質(zhì)管。正反向電阻相差不大為劣質(zhì)管。正反向電阻都是無窮大或零則正反向電阻都是無窮大或零則二極管內(nèi)部斷路或短路。二極管內(nèi)部斷路或短路。 1k 0 0 0 本頁有動畫本頁有動畫設(shè)置，每點擊鼠設(shè)置，每點擊鼠標(biāo)，演示一步。標(biāo)，演示一步。若兩次阻值相差很

10、大，說明該若兩次阻值相差很大，說明該二極管二極管性能良好；性能良好；2 2如果兩次測量的阻值都很小，說明二極管已經(jīng)如果兩次測量的阻值都很小，說明二極管已經(jīng)擊穿；擊穿；3 3如果兩次測量的阻值都很大，說明二極如果兩次測量的阻值都很大，說明二極管內(nèi)部已經(jīng)斷路。管內(nèi)部已經(jīng)斷路。4 4兩次測量的阻值相差不大，說明二極管性能欠佳兩次測量的阻值相差不大，說明二極管性能欠佳。在這些情況下，二極管在這些情況下，二極管就不能使用了。就不能使用了。 ( (2) ) 用數(shù)字式萬用表檢測用數(shù)字式萬用表檢測紅紅表筆是表筆是( (表內(nèi)電源表內(nèi)電源) )正極，正極，黑黑表筆是表筆是( (表內(nèi)電源表內(nèi)電源) )負極。負極。2

11、k20k200k2M20M200 在在 擋進行測量，當(dāng)擋進行測量，當(dāng) PN 結(jié)完結(jié)完好且正偏時，顯示值為好且正偏時，顯示值為PN 結(jié)兩端結(jié)兩端的正向壓降的正向壓降 ( (V) )。反偏時，顯示反偏時，顯示 。604020 0.02 0.0400.40.82550iD / mAuD / ViD / mAuD / V0.2 0.4 25 50510150.010.020硅二極管硅二極管的特性的特性 鍺二極管鍺二極管的特性的特性 604020 0.0200.42550iD / mAuD / V20 C90 C溫度對二極管溫度對二極管特性的影響特性的影響 發(fā)光二極管的特性發(fā)光二極管的特性 u /Vi

12、/mAO2工作條件：工作條件：正向偏置正向偏置工作電流工作電流 : 幾毫安幾毫安 幾十幾十 毫安毫安導(dǎo)通電壓導(dǎo)通電壓 : ( 1 2) VuiO暗電流暗電流E = 200 lxE = 400 lx工作條件：工作條件： 反向偏置反向偏置光敏二極管的特性光敏二極管的特性 整流二極管整流二極管1.特點 用于把交流電變成脈動直流電，一般都是面接觸型的，通常采用硅材料制成，多為塑料封裝和金屬封裝。2.應(yīng)用 最普遍的應(yīng)用時將220V市電經(jīng)其整流后轉(zhuǎn)換成所需的脈動直流電。一般 由四個二極管構(gòu)成橋式整流電 路檢波二極管檢波二極管1.特點 檢波二極管的作用是把調(diào)制信號中的音頻信號或是圖像信號取出來。工作頻率高，多采用點接觸型結(jié)構(gòu)，玻璃封裝。2.應(yīng)用 檢波二極管一般選用2AP系列和進口的1N60、1N34、1S34等型號。穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管1.特點 穩(wěn)壓電路中的穩(wěn)壓任務(wù)是由穩(wěn)壓二極管來完成的。它是一種用于穩(wěn)定電壓，且工作在反向擊穿狀態(tài)下的二極管。2.應(yīng)用 應(yīng)用最多的電路時直流穩(wěn)壓 電路，穩(wěn)壓電路應(yīng)用極為廣 泛，家電產(chǎn)品采用的很多。1.特點 又叫光電二極管，是一種將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的二極管。給其加反向偏置電壓時，二極