電子技術(shù)原理基礎(chǔ)第四章二極管

1概述2二極管的特性及主要技術(shù)指標(biāo)3幾種特殊的二極管二極管1二極管平衡電路（雙邊帶信號(hào)）

4.1概述幾乎所有的電子電路中都要用到半導(dǎo)體二極管。由于其單向?qū)щ娞匦?，使得二極管廣泛的應(yīng)用在整流、檢波、保護(hù)和數(shù)字電路中。2二極管峰值包絡(luò)檢波器變?nèi)荻O管直接調(diào)頻等效電路3

（1）按材料：鍺二極管

硅二極管砷化鋅二極管

（3）按工作原理：隧道二極管雪崩二極管變?nèi)荻O管（2）按結(jié)構(gòu)：點(diǎn)接觸二極管面結(jié)合二極管二極管的分類4（4）按用途分類：檢波二極管整流二極管

開(kāi)關(guān)二極管恒流二極管5半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)678910二極管的伏安特性曲線111正向特性U大于零的曲線段。門坎電壓（死區(qū)電壓）外電場(chǎng)不足以克服PN結(jié)的內(nèi)電場(chǎng)。硅管的門坎電壓為0.5V鍺管的門坎電壓為0.1V122反向特性當(dāng)二極管承受一定的反向電壓時(shí)，反向電場(chǎng)使PN結(jié)變厚，P型和N型半導(dǎo)體中的少數(shù)載流子可以通過(guò)PN結(jié)，但數(shù)目很少，電流幾乎不變PN結(jié)的反向電流又稱反向飽和電流。此時(shí)二極管呈現(xiàn)很高的電阻133反向擊穿特性當(dāng)反向電壓增加到一定程度時(shí)，反向電流劇增，發(fā)生擊穿現(xiàn)象。開(kāi)始發(fā)生擊穿的電壓稱為反向擊穿電壓。穩(wěn)壓二極管是工作在反向擊穿電壓狀態(tài)，其反向電流變化很大，但電壓變化很小，起穩(wěn)壓作用。14

目前以鍺二極管和硅二極管應(yīng)用最為廣泛。

（2）鍺二極管的反向飽和漏電流比硅二極管大，鍺二極管一般為幾十到幾百微安，而硅管為1微安或更小。（1）鍺二極管正向壓降比硅二極管的小，鍺管為0.2—0.3V，硅管為0.6—0.7V硅鍺二極管的不同15（3）鍺二極管耐高溫性能不如硅二極管，鍺管的最高工作溫度一般不超過(guò)100度，而硅管可以工作在200度以下。（4）點(diǎn)接觸式二極管的電容小，可以工作在很高的頻率上，但不能承受大得正向電流和高的反向電壓。常用于檢波、變頻電路（5）面接觸式二極管的面積大，能承受大得正向電流和高的反向電壓。性能穩(wěn)定，常用于整流、穩(wěn)壓電路16最大整流電流最高工作頻率反向擊穿電壓反向電流1234二極管的主要技術(shù)指標(biāo)17最大整流電流1最大整流電流是二極管長(zhǎng)期允許通過(guò)的最大正向平均電流，它由PN結(jié)的面積和散熱條件決定的。反向擊穿電壓2反向擊穿電壓是指二極管反向擊穿時(shí)的電壓值。擊穿時(shí)，反向電流劇增，單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過(guò)熱被燒毀。一般最高反向工作電壓約為擊穿電壓的一半18反向電流3反向電流指二極管未擊穿時(shí)的反向電流。其值越小，則二極管的單向?qū)щ娦栽胶茫捎跍囟仍黾?，反向電流?huì)急劇增加，使用二極管時(shí)要注意溫度的影響最高工作頻率4最高工作頻率是二極管工作的上限頻率。超過(guò)此值時(shí)，由于結(jié)電容的作用，二極管將不能很好的體現(xiàn)單向?qū)щ娦?9二極管的應(yīng)用1整流二極管利用二極管的單向?qū)щ娦裕梢园逊较蚪惶孀兓慕涣麟娮兂蓡我环较虻拿}動(dòng)直流電。一般工作頻率小于3Khz202穩(wěn)壓二極管利用穩(wěn)壓二極管的反向電擊穿的特性，可以在一定的電流范圍內(nèi)和一定的功率損耗范圍內(nèi)，使端電壓幾乎不變，表現(xiàn)出穩(wěn)壓特性，在穩(wěn)壓電源和限幅電路中應(yīng)用廣泛213開(kāi)關(guān)元件二極管在正向電壓作用下電阻值很小，處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于一只接通的開(kāi)關(guān)：在反向電壓作用下，電阻值很大處于截止?fàn)顟B(tài)，如同一只斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)?？梢越M成邏輯電路。常用型號(hào)IN4148。224限幅元件二極管正向?qū)ê?，它的正向壓降基本保持不變（硅管?.7V，鍺管為0.5V）利用這一特性，在電路中作為限幅元件235繼流二極管在開(kāi)關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負(fù)載中起繼流作用。246檢波二極管在收音機(jī)中起檢波作用。常用型號(hào)2AP9、IN60、IN31等.257變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管是根據(jù)普通二極管內(nèi)部PN結(jié)的結(jié)電容能隨外加反向電壓的變化而變化的原理制作的。268雙向觸發(fā)二極管又稱雙端交流器件（DIAC）與雙向晶閘管同時(shí)問(wèn)世。常用來(lái)觸發(fā)雙向晶閘管，構(gòu)成過(guò)壓保護(hù)電路、定時(shí)器等。279雙基級(jí)二極管雙基極二極管具有負(fù)阻特性，可用于單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器、張弛振蕩器、方波發(fā)生器、點(diǎn)火裝置和延遲電路。2810發(fā)光二極管（LED）發(fā)光二極管是一種將電能轉(zhuǎn)換成光能的特殊二極管，是一種新型的冷光源，常用于電子設(shè)備的電平指示、模擬顯示等場(chǎng)合。它常采用砷化嫁、磷化嫁等化合物半導(dǎo)體制成。可以發(fā)出紅、橙、黃、綠等四種可見(jiàn)光。

29二極管的性能測(cè)試檢測(cè)原理：根據(jù)二極管的單向?qū)щ娦赃@一特點(diǎn)。性能良好的二極管，其正向電阻小，反向電阻大；這兩個(gè)數(shù)值相差越大越好。若相差不多說(shuō)明二極管的性能不好或已經(jīng)損壞。測(cè)量時(shí)，選用萬(wàn)用表的“歐姆”擋。一般用Rx100或Rxlk擋，而不用Rx1或Rx10k擋。因?yàn)镽xl擋的電流太大，容易燒壞二極管，Rxl0k擋的內(nèi)電源電壓太大，易擊穿二極管.30數(shù)字萬(wàn)用表也能檢測(cè)二極管。

檢測(cè)二極管（二極管檔）紅筆接正極，黑筆接負(fù)極；可顯示二極管的正向壓降。正常應(yīng)顯示；硅管0.500~0.700，鍺管0.150~0.300。肖特基二極管的壓降是0.2V左右，普通硅整流管（1N4000、1N5400系列等）約為0.7V，發(fā)光二極管約為1.8～2.3V。調(diào)換表筆，顯示屏顯示“1”則為正常，因?yàn)槎O管的反向電阻很大，否則此管已被擊穿。正測(cè)、反測(cè)均為0或者為1，表明此管損壞。31二極管圖形符號(hào)32幾種特殊的二極管1穩(wěn)壓二極管有一種二極管，它的正向特性與普通二極管相同，而反向特性卻比較特殊：當(dāng)反向電壓加到一定程度時(shí)，雖然管子呈現(xiàn)擊穿狀態(tài)，通過(guò)較大電流，卻不損毀，并且這種現(xiàn)象的重復(fù)性很好；反過(guò)來(lái)，只要管子處在擊穿狀態(tài)，盡管流過(guò)管子的電流在變化很大，而管子兩端的電壓卻變化極小起到穩(wěn)壓作用。這種特殊的二極管叫穩(wěn)壓管。33穩(wěn)壓管的型號(hào)有2CW、2DW等系列343536穩(wěn)壓二極管的應(yīng)用浪涌保護(hù)電路1穩(wěn)壓管在準(zhǔn)確的電壓下?lián)舸?這就使得它可作為限制或保護(hù)元件來(lái)使用,因?yàn)楦鞣N電壓的穩(wěn)壓二極管都可以得到,故對(duì)于這種應(yīng)用特別適宜37電視機(jī)里的過(guò)壓保護(hù)電路2正常情況下Ec=110V。當(dāng)Ec=115V時(shí)D導(dǎo)通38電弧抑制電路339串聯(lián)型穩(wěn)壓電路4402發(fā)光二極管它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能；常簡(jiǎn)寫為L(zhǎng)ED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦浴?1發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時(shí)必須串聯(lián)限流電阻以控制通過(guò)管子的電流。磷砷化鎵、砷鋁鎵二極管發(fā)紅光：磷化鎵二極管發(fā)綠光：碳化硅二極管發(fā)黃光。

42物理特點(diǎn)發(fā)光二