二极管课件教案资料

第三(dìsān)讲半导体二极管第一页，共25页。晶体(jīngtǐ)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(gùzhàng)处理方法解说4.二极管重要特性第二页，共25页。1.普通(pǔtōng)二极管基础知识二极管分类(fēnlèi)划分方法及种类解说

按功能划分普通二极管常见的二极管整流二极管专门用于整流的二极管发光二极管专用于指示信号的二极管,能发出可见光稳压二极管专门用于稳压的二极管光敏二极管对光有敏感作用的二极管按照材料划分硅二极管硅材料二极管,常用的二极管锗二极管锗材料二极管按外部封装材料划分塑封二极管大量使用的二极管使用这种封装材料金属封装二极管大功率整流二极管采用这种封装材料玻璃封装二极管检波二极管采用这种封装材料第三页，共25页。二极管外形特征：1）二极管共有(ɡònɡyǒu)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.正极，电流从正极流向负极此三角形表示电流方向电流方向负极二极管外形(wàixínɡ)特征和电路符号二极管电路符号(fúhào)识图信息二极管只有两个引脚:电路符号(fúhào)中已表示出了这两个引脚；电路符号(fúhào)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。第四页，共25页。二极管电路符号功能不同(bùtónɡ)，电路符号也不同(bùtónɡ)。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处在于(zàiyú)负极表示方式不同。稳压(wěnyā)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第五页，共25页。二极管结构(jiégòu)二极管采用(cǎiyòng)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(jīběn)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型材料上引出负极性引脚。二极管工作原理P型半导体N型半导体＋＋＋＋＋－－－－－N型材料端是负极性引脚P型材料端是正极性引脚耗尽区PN结第六页，共25页。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(diànzǔ)很小，相当于接通，如图所示。二极管导通的条件：正向(zhènɡxiànɡ)偏置电压;正向(zhènɡxiànɡ)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。电流从VD1正极流过负极IR1VD1+-二极管正极为正电压，处于正向偏置状态E1IR1VD1二极管导通通路E1二极管导通后，在回路中的电流流向(liúxiànɡ)是从正极流向(liúxiànɡ)负极，不能从负极流向(liúxiànɡ)正极，否则二极管已经损坏。二极管正向导通工作原理第七页，共25页。如果(rúguǒ)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(rúguǒ)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(yīdìng)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(gōngzuò)原理R1VD1+-二极管正极为负电压，反向偏置状态二极管截止，为开路，回路中没有电流R1VD1E1E1第八页，共25页。二极管导通和截止工作(gōngzuò)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(diànyā)，“－”表示负极性电压(diànyā)。电压极性及状态工作状态正向偏置电压足够大二极管正向导通，两引脚间电阻很小.正向偏置电压不够大二极管不足以正向导通，两引脚间内阻还比较大.反向偏置电压不太大二极管截止，两个引脚之间的内阻很大.反向偏置电压很大二极管反向击穿，两引脚之间内阻很小，二极管无单向导电性，二极管损坏.+-+-第九页，共25页。二极管主要参数参数名称符号解说最大整流电流Im是指二极管长时间正常工作下，允许通过二极管的最大正向电流值。反向电流Ico是指二极管加上规定的反向偏置电压情况下，同过二极管的反向电流值。最大反向工作电压Urm二极管工作时承受最大的反向电压值，它约等于反向击穿电压的一半。最高工作频率Fm二极管保持良好的工作特性的最高频率。第十页，共25页。常见(chánɡjiàn)二极管外形第十一页，共25页。常见(chánɡjiàn)二极管外形普通(pǔtōng)二极管检波(jiǎnbō)二极管桥整二极管开关二极管快速整流二极管第十二页，共25页。常见(chánɡjiàn)二极管外形发光(fāɡuānɡ)二极管金封二极管金封可控硅稳压(wěnyā)二极管第十三页，共25页。二极管正负(zhènɡfù)引脚表示方法电路符号极性标注正极负极外壳上标出电路符号色点标注正极负极常见的标注形式负极引脚正极引脚银色环表示负极引脚外形特征识别二极管极性方法正极负极第十四页，共25页。二极管故障种类(zhǒnglèi)和特征故障名称故障特征开路二极管正、负极之间已经断开，正向和反向电阻均为无穷大。二极管开路后，它的负极没有电压输出。击穿二极管正负极间已经通路，正反向电阻一样大。二极管击穿后，不一定表现为正负极间电阻为零，会有一些电阻值。负极没有正常信号电压输出，会出现电路过流故障。正向电阻变大二极管正向电阻太大，信号在二极管上压降增大，造成负极输出信号电压下降，二极管会因为发热而损坏。性能变劣二极管没有开路和击穿等明显故障，但性能变劣不能很好的地起作用，使电路稳定性变差，或造成输出信号电压下降。2.二极管故障处理(chǔlǐ)方法第十五页，共25页。二极管的四种检测(jiǎncè)方法1.脱开电路正向检测法：用万用表的R×10Ω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(yīɡè)很大的角度，所指示阻值较小。此时阻值越小越好。Ω∞0R×10Ω挡测量正向电阻解说几十到几KΩ说明二极管正向电阻正常。正向电阻为零或远小于几欧姆说明二极管已经击穿。几百KΩ正向电阻很大，说明二极管已经开路。几十KΩ二极管正向电阻较大，正向特性不好。测量时表针不稳定测量时表针不能稳定在某一阻值上，二极管稳定性能差。第十六页，共25页。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(zǔzhí)较大。此时阻值(zǔzhí)越大越好。Ω∞0R×10K挡测量反向电阻解说数百KΩ说明二极管反向电阻正常。反向电阻为零说明二极管已经击穿。远小于几百KΩ二极管反向电阻小，反向特性不好。表针不动稳压管已开路；开关和整流管正常。测量时表针不稳定二极管稳定性能变差。第十七页，共25页。3.断电(duàndiàn)在路检测法：该方法与测量阻值(zǔzhí)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）当测量结果受到怀疑时，应脱开电路后测量。4.通电(tōngdiàn)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：类型、管压降解说硅二极管0.6V说明二极管工作正常，处于正向导通状态远大于0.6V二极管没有导通，如果导通则二极管有故障接近0V二极管处于击穿状态，无单向导电性，所在回路的电流会剧增。锗二极管0.2V二极管工作正常，并且处于正向导通状态远大于0.2V说明二极管处于截止或二极管有故障。接近0V二极管处于击穿状态，无单向导电性，所在回路的电流会剧增。第十八页，共25页。二极管测试(cèshì)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(fāngfǎ)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。第十九页，共25页。二极管的选配和更换(gēnhuàn)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(bùyí)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(kāilù)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。第二十页，共25页。3.二极管重要(zhòngyào)特性解说单向(dānxiànɡ)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(chēnɡwéi)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。第二十一页，共25页。二极管正反向特性(tèxìng)(二极管伏——安特性(tèxìng)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(zhíjiǎozuòbiāo)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。U1I1OUI反向击穿电压正向导通电压UZ反向特性曲线正向特性曲线第二十二页，共25页。二极管正向(zhènɡxiànɡ)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(lüèyǒu)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