二极管及应用-特殊二极管（电子技术课件）

特殊二极管及其应用（二）一、发光二极管符号及工作原理发光二极管简写为LED，采用砷化镓、磷化镓等半导体材料制成，它是一种在通过正向电流时由PN结两侧的多子直接复合释放出光能的光发射器件，其发光颜色取决于所用材料。目前市场上主要颜色有红、橙、黄、绿、蓝几种。1.发光二极管简介

发光二极管的实物图1.3.2特殊二极管及其应用（二）2.发光二极管的电路符号及特性发光二极管的工作电压比普通二极管高，普通发光二极管的工作电压一般为1.2～2.5V，安全使用电压应选择5V以下。工作电流一般为几mA～几十mA，工作时一般应接限流电阻。

发光二极管符号阳极阴极发光二极管伏安特性发光二极管伏安特性与普通二极管相似，当正向导通时可以发出一定波长的可见光，也有可以发出红外光等不可见光的发光二极管。3.发光二极管的特点发光二极管具有驱动电压低、工作电流小、具有很强的抗振动和抗冲击能力、体积小、可靠性高、耗电省和寿命长等优点，广泛应用于信号指示等电路中。使用时要保证LED的正向工作电流在规定的范围之内，具体型号LED的工作电流可查阅手册等资料。（1）电源通断指示电路利用发光二极管发光的特点，可以用于电源指示等电路中。4.发光二极管的应用举例（2）发光数码管发光数码管是电子技术中的主要显示器件，常用的七段显示数码管是用LED经过一定的排列组成的，如图所示。14（3）其他显示由两个数码管组成车速显示。由单颗LED灯组成显示屏，配合驱动电路显示文字、字符等信息。二、光电二极管符号及工作原理1.光电二极管简介光电二极管也称光敏二极管，它也是一种特殊二极管。光电二极管和普通二极管一样具有一个PN结，不同之处是在光电二极管的外壳上有一个透明的窗口以接收光线照射，实现光电转换。它能将光信号转变为电信号输出。2.工作原理光电二极管在设计和制作时尽量使PN结面积相对较大，以便接收入射光。它是在反向电压作用下工作的，没有光照时，反向电流极其微弱，叫暗电流；有光照时，反向电流迅速增大到几十微安，称为光电流。光的强度越大，反向电流也越大。光电二极管可用来作为光控元件。可以实现把光信号转换成电信号，制成光电传感器件。3.光电二极管的符号光电二极管的符号4.光电二极管的应用光电二极管可以用作光控开关器件、光信号接收设备、光电池、太阳能电池及光伏发电照明等。三、光电耦合电路1.光耦合电路简介光耦合电路常称为光电耦合器，它是以光为媒介传输电信号的一种电——光——电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。光电耦合器主要由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等。2.光电耦合的主要特点（1）光信号单向传输。（2）隔离性能好。（3）光信号不受电磁波干扰，工作稳定可靠。（5）抗共模干扰能力强，能很好地抑制干扰并消除噪音。（6）无触点，使用寿命长，体积小，耐冲击能力强。（7）易与逻辑电路连接。（8）工作温度范围宽。（4）光发射器件与光敏器件的光谱匹配十分理想，响应速度快，传输效率高。3.光耦合器的应用当无信号输入时，三极管VT处于截止状态，发光二极管上无电流通过，不发光，则a、b两端电阻非常大，相当于开关“断开”，为常开状态。当输入端加信号时，三极管VT导通，发光二极管发光，则a、b两端电阻变得很小，相当于开关“闭合”。3.光耦合器的应用无信号输入时，三极管VT截止，但发光二极管有电流通过而发光，使a、b两端处于导通状态，相当于开关“接通”。当有信号输入时，三极管VT导通，由于三极管集电结压降在0.3V以下，小于发光二极管的正向导通电压，所以发光二极管无电流通过不发光，a、b两端电阻极大，相当于开关“断开”，故称“常闭”式。特殊二极管及其应用（一）1.3.1特殊二极管及其应用（一）1.稳压二极管的符号及特点稳压二极管是用特殊工艺制造的硅半导体二极管。稳压二极管在正向导通时也具有稳压的特性，稳压值就是正向导通电压，硅稳压二极管的正向导通电压为0.7V；反向击穿电压等于稳压管的稳压值。稳压二极管的符号一、稳压二极管符号及工作原理2.稳压二极管伏安特性曲线正向特性击穿电压反向电流反向特性稳压管工作在反向击穿区，由于曲线很陡直，反向电流在很大范围内变化时，端电压变化很小，因而具有稳压作用。3.稳压管的主要参数（1）稳定电压UZ指在规定的测试电流下，稳压管工作在击穿区时的稳定电压。（2）最小稳定电流IZmin（3）最大稳定电流IZmax指稳压管进入反向击穿区时的转折点电流。指稳压管长期工作时，允许通过的最大反向电流，其工作电流应小于IZmax。（4）稳定电流IZ指稳压管在稳定电压时的工作电流，其范围在IZmin～IZmax之间。（5）最大耗散功率PM工作时允许承受的最大功率，其值为PM=IZmaxUZ。（6）动态电阻rz稳压管两端电压变化量和电流变化量之比。即为rZ=ΔUZ/ΔIZ。rZ越小，稳压性能越好。3.稳压管的主要参数4.稳压二极管的应用稳压管反向击穿后，只要稳压管两端电压增大一点，反向电流就会增大许多，对稳压管而言容易形成破坏性的热击穿，因此，在电路中应与稳压管串联一个电阻，起到限流作用。

注意：如多个稳压管一起使用时，稳压管之间只能串联，不能并联。多个稳压管并联使用，会怎么样呢？例题分析

若硅稳压二极管DZ1

、DZ2的反向击穿电压分别是UZ1=5V和UZ2=10V，那么下图中UO

为多少？设稳压管的正向导通电压为0.7V。UO=10.7VDZ1

正向导通，两端电压为0.7V，DZ2反向击穿，两端电压为10V。练习

硅稳压二极管DZ1

、DZ2的反向击穿电压分别是UZ1=5V和UZ2=10V，设稳压管的正向导通电压为0.7V。若调整稳压二极管DZ1

、DZ2的极性，还可以得到几种不同的稳定电压？他们分别是多少？答：还可以得到3种不同的稳定电压，它们分别是5.7V，1.4V和15V。5.稳压二极管限幅电路限幅电路是限制信号输出幅度的电路，它能按限定的范围削平信号电压的波形幅度，又称限幅器或削波器等。限幅电路常用于整形、波形变换、过压保护。例题分析1

若下图中，输入正弦交流电压峰值为10V，硅稳压二极管VD的反向击穿电压为5V，那么下图中UO

的波形该怎样画？设稳压管的正向导通电压为0.7V。-10ui

/VO105t-5OtuO/V50.7例题分析2

若下图中，输入正弦交流电压峰值为10V，硅稳压二极管VD的反向击穿电压为5V，那么下图中UO

的波形该怎样画？设稳压管的正向导通电压为0.7V。-10ui

/VO105