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1、第三讲 半导体二极管,晶体二极管的知识全解,1.普通二极管的基础知识2.二极管的工作原理3.二极管故障处理方法解说4.二极管重要特性,1.普通二极管基础知识,二极管分类,二极管外形特征： 1）二极管共有两个引脚,两个引脚轴向伸出； 2）二极管的体积不大,比一般电阻要小些； 3）部分二极管的外壳上标有二极管电路符号.,二极管外形特征和电路符号,二极管电路符号识图信息二极管只有两个引脚:电路符号中已表示出了这两个引脚；电路符号中表示出二极管的正负极性:三角形底边这端为正极，另一端为负极。,二极管电路符号功能不同，电路符号也不同。下表是几种常用二极管的电路符号,它的电路符号与普通二极管电路符号不同之
2、处在于负极表示方式不同。,稳压二极管符号,在普通二极管符号的基础上，用箭头形象的表示了这种二极管能够发光。,发光二极管符号,比较新旧两种符号的不同之处是，三角形老符号要涂黑，新符号不涂黑.,旧电路符号,电路符号中表示出两根引脚，通过三角形表示正极、负极引脚.,新电路符号,解 说,名 称,电路符号,二极管结构,二极管采用两种不同特性的半导体材料制成，一块是P型半导体，另一块是N型半导体，通过特殊工艺使两块半,导体连接在一起，在它们的界面处形成了一个PN结，所以二极管的基本结构是PN结，特性也就是PN结特性。 二极管的两根引脚分别引出于两个半导体材料，从P型材料上引出正极性引脚，从N型材料上引出负
3、极性引脚。,二极管工作原理,二极管有导通和截止两种工作状态。而且导通和截止有一定的工作条件。如果给二极管的正极加上高于负极的电压，称为二极管的正向偏置电压，当该电压达到一定数值时二极管导通，导通后二极管相当于一个导体，电阻很小，相当于接通，如图所示。,二极管导通的条件： 正向偏置电压; 正向偏置电压大到一定程度，对于硅管而言0.7V，对于锗管而言为0.2V。,二极管导通后，在回路中的电流流向是从正极流向负极，不能从负极流向正极，否则二极管已经损坏。,二极管正向导通工作原理,如果给二极管正极加的电压低于负极加的电压，称为二极管的反向偏置电压。给二极管加反向偏置电压后，二极管截止，二极管两引脚间电
4、阻很大，相当于开路。如图所示，只要是反向电压二极管就没有电流流动，如果反向电压过大，二极管会击穿，电流从负极流向正极，说明二极管已经损坏。,综上所述，给二极管加上一定正向电压二极管处于导通状态，给二极管加上反向电压时，二极管处于截止状态。(正向导通，反向截至),二极管截止状态工作原理,二极管导通和截止工作状态判断方法,分析二极管工作状态时，应判断二极管是导通还是截止。下表是二极管工作状态识别方法，表中，“”表示正极性电压，“”表示负极性电压。,二极管主要参数,常见二极管外形,常见二极管外形,普通二极管,检波二极管,桥整二极管,开关二极管,快速整流二极管,常见二极管外形,发光二极管,金封二极管,
5、金封可控硅,稳压二极管,二极管正负引脚表示方法,二极管故障种类和特征,2.二极管故障处理方法,二极管的四种检测方法,1.脱开电路正向检测法： 用万用表的R 10档，黑表笔接二极管的正极，红表笔接二极管的负极，此时表针应向右偏转一个很大的角度，所指示阻值较小。此时阻值越小越好。,2.脱开电路反向检测法： 用万用表的R 10K档，黑表笔接二极管的极负，红表笔接二极管的正极，此时表针应向右偏转一个很小的角度，所指示阻值较大。此时阻值越大越好。,3.断电在路检测法：,该方法与测量阻值判断方法、二极管脱开电路检测方法基本相似。（1）测量正向电阻受外电路的影响低于测量反向电阻受外电路的影响。（2）当测量结
6、果受到怀疑时，应脱开电路后测量。,4.通电在路检测法：,通电情况下测量二极管的导通管压降。电路通电后，万用表直流电压2.5V挡，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极。测试结果解说如表：,二极管测试过程中注意事项：,1）不同材料的二极管的正向电阻大小和反向电阻大小不同，目前常用硅二极管的正向和反向电阻均大于锗管。 2）同一个二极管用同一个万用表的不同量程测量正、反向电阻值不同，同一个二极管用不同型号的万用表测量的正反向电阻值也是不同的。 3）测量二极管正向电阻时，如果表针不能稳定停在某一个阻值上，而是不断的摆动，说明二极管热稳定性不好。 4）使用数字式万用表时，表中有专用的PN结测量挡，此
7、时可以用这一功能挡去测量，但二极管必须脱离电路。 5）测量二极管的方法可以在具体情况下灵活选用。修理过程中，先用在路检测法，或通路检测法，对已经拆下的或新替换的用脱开检测法。,二极管的选配和更换方法,二极管选配方法： 二极管损坏后要尽量选用相同型号的二极管进行代换。若无同型号可先查晶体管手册，或根据二极管在电路中的作用以及参数要求，选用参数相近或大于原型号的二极管代用。用途不同的二极管不宜相互代用，硅二极管和锗二极管之间也不能相互代用。 整流管主要考虑最大电流、最高反向工作电压和频率等参数。 当代用的二极管接入电路再度损坏或工作性能不好时，除考虑代用型号是否正确外，还要考虑二极管所在电路是否存
8、在其他故障。,二极管更换方法： 拆下原二极管时，应认清二极管极性，焊上新二极管时要认清引脚极性，正、负引脚不能反接。 原二极管为开路故障时，可以直接用一个新二极管并联上去。 怀疑原二极管击穿或性能不良时，一定要先将原二极管拆下再将新二极管接上去。,3.二极管重要特性解说,单向导电性,单向导电性的定义：流过二极管的电流只能从正极流向负极，不能从负极流向正极，称为二极管的正向导电性。 单向导电性对识图的意义：二极管电路符号中的三角形形象的表示了电流的流动方向。利用这一电路符号的提示作用，在电路分析时可以方便的知道电流在电路中的流动方向。 分析直流电路中二极管工作原理时，因为使二极管导通的电压只能从
9、正极加到负极，所以分析这一电压从什么地方加来时，可以从二极管的正极开始向直流电压供给方向寻找。 要使二极管导通必须给二极管加上一个正向偏置电压，如果所加的电压达不到足够大的程度，二极管只能处于微导通状态：如果所加的是反向电压（负极高于正极电压），二极管不能导通，处于截止状态。,二极管正反向特性,(二极管伏安特性曲线),以O为坐标原点，以加在二极管两端的电压U为横轴、流过二极管的电流为纵轴建立直角坐标系，各轴的方向表示施与二极管的电压和电流方向。第一象限曲线反映了二极管的正向特性；第三象限曲线反映其反向特性。,给二极管加的正向电压小于某一定值U1 （硅：0.6V，锗：0.2）时，正向电流很小，且
10、小于I1 。当正向电压大与U1后，正向电流I随U的微小增大而剧增。将U1称为起始电压。,给二极管加的反向电压小于某一定值UZ (Urm)时，反向电流很小，当反向电压大与等于UZ后，反向电流I迅速增大而处于电击穿状态。将UZ 称为反向击穿电压。,二极管正向压降不变特性,二极管正向导通后的管压降基本上保持不变，但下列因素会使管压降有微小变化： 当温度升高时管压降会有略有下降；温度降低时管压降会略微增大一点。 正向电流发生很大变化时，正向压降会有微小的变化。即当正向电压有一个微小的变化时，将引起正向电流一个很大的变化。 利用二极管管压降随温度微小变化的特征可以设计成温度补偿电路，在分析温度补偿电路时
11、不了解二极管的这种特性，电路的工作原理就无法分析。,二极管正向电阻小，反向电阻大的特性,正向电阻是二极管正向导通后正负极之间的电阻，这一电阻值很小。,反向电阻是二极管处于反向偏置而未击穿时的电阻，这一电阻值很大。正、反向电阻值的大小是相对的，即：反向电阻值远远大于正向电阻值，反向电阻愈大愈好。,当二极管的正向电流变化时，其正向电阻也在发生微小的变化，正向电流愈大，正向电阻愈小，反之则大。 在一些控制电路中，在利用这一特性实现电路的控制功能。 在电子开关电路中，利用二极管正向电阻和反向电阻相差很大的特性，可以将二极管作为电子开关器件，即所谓的开关二极管：二极管导通时，其内阻很小，相当于开关接通；二极管截止时两引脚之间的电阻很大，相当于开关的断开。在电路中可以起到通与断的控制作用。,二极管正向电流与正向电阻关系的应用,
