二極管及其種類與識(shí)別

1、電子元器件基礎(chǔ)知識(shí)電子元器件基礎(chǔ)知識(shí)半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 陳付龍二二 極極 管管穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管整流二極管整流二極管快恢復(fù)二極管快恢復(fù)二極管發(fā)光二極管發(fā)光二極管光敏二極管等光敏二極管等 半導(dǎo)體二極管按其用途可分為：普通二極管和特殊二極管。普通二極管包括整半導(dǎo)體二極管按其用途可分為：普通二極管和特殊二極管。普通二極管包括整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、開(kāi)關(guān)二極管、快速二極管等；特殊二極管流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、開(kāi)關(guān)二極管、快速二極管等；特殊二極管包括變?nèi)荻O管、發(fā)光二極管、隧道二極管、觸發(fā)二極管等。包括變?nèi)荻O管、發(fā)光二極管、隧道二極管、觸發(fā)二極管等。晶體二極管內(nèi)部有一個(gè)P

2、N結(jié)，晶體二極管還有相應(yīng)的正負(fù)電極引線用玻璃、塑料或金屬管殼封裝制成。+-P ND特性：作為一種非線性元件，具有單方向?qū)щ娔芰?，因此常用于整流和檢波。特性：?jiǎn)蜗驅(qū)щ娦蕴匦裕簡(jiǎn)蜗驅(qū)щ娦訮型：半導(dǎo)體中多數(shù)載流子為空穴，少數(shù)載流子為電子，型：半導(dǎo)體中多數(shù)載流子為空穴，少數(shù)載流子為電子，稱為稱為P型半導(dǎo)體。型半導(dǎo)體。N型：半導(dǎo)體中，多數(shù)載流子為電子，少數(shù)載流子為空穴，型：半導(dǎo)體中，多數(shù)載流子為電子，少數(shù)載流子為空穴，稱為稱為N型半導(dǎo)體。型半導(dǎo)體。PN結(jié)：結(jié)：N型和型和P型半導(dǎo)體之間的特殊薄層叫做型半導(dǎo)體之間的特殊薄層叫做PN結(jié)。結(jié)。 a PN結(jié) 圖 PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦詁 反向截止 c正向?qū)?圖 P

3、N結(jié)的單向?qū)щ娞匦援?dāng)當(dāng)PN結(jié)兩端加上反向電壓時(shí)結(jié)兩端加上反向電壓時(shí), ,因電子流向負(fù)極，空穴流向正極。因電子流向負(fù)極，空穴流向正極。使半導(dǎo)體的特殊薄層增厚，電流無(wú)法通過(guò)（如圖使半導(dǎo)體的特殊薄層增厚，電流無(wú)法通過(guò)（如圖641b所示）。所示）。當(dāng)當(dāng)PN結(jié)兩端加上正向電壓時(shí)結(jié)兩端加上正向電壓時(shí), ,因電子流向正極，而空穴流向負(fù)極。因電子流向正極，而空穴流向負(fù)極。使半導(dǎo)體的特殊薄層減薄，使電流流過(guò)（如圖使半導(dǎo)體的特殊薄層減薄，使電流流過(guò)（如圖641c所示）。所示）。結(jié)論：二極管正偏導(dǎo)通，反偏截止。結(jié)論：二極管正偏導(dǎo)通，反偏截止。這一導(dǎo)電特性稱為二極管的單向?qū)щ娦?。這一導(dǎo)電特性稱為二極管的單向?qū)щ娦浴?

4、二極管定義：二極管屬于半導(dǎo)體，它由N型半導(dǎo)體與P型半導(dǎo)體構(gòu)成，它們相交的界面上形成PN結(jié)。二極管的分類：整流二極管，發(fā)光二極管，檢波二極管，開(kāi)關(guān)二極管，穩(wěn)壓二極管，變?nèi)荻O管，特性：?jiǎn)蜗驅(qū)щ娦?！正極接高電位，負(fù)極接低電位時(shí)導(dǎo)通，反之截止！所以二極管的方向性是非常重要的。二極管的分類 按用途分：普通二極管(2AP1-2AP9 2CP1-2CP20)用于檢波 鑒頻 限幅； 整流二極管(2CZ11-2CZ27)用于不同功率的整流；開(kāi)關(guān)二極管(2AK1-2AK4)用于計(jì)算機(jī) 脈沖控制 開(kāi)關(guān)電路；穩(wěn)壓二極管(2CW1-2CW10)用于穩(wěn)壓電路； 還有發(fā)光二極管。普通二極管普通二極管穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管發(fā)

5、光二極管發(fā)光二極管光電二極管光電二極管按Pn結(jié)構(gòu)不同分為：點(diǎn)接觸型，允許通過(guò)小電流，用于小電流整流和高頻檢波、檢頻、濾波。面接觸型，允許通過(guò)小電流，多用在低頻整流電路按材料不同分為：硅管：起始電流較大(0.6伏)，用于信號(hào)較強(qiáng)電路；鍺管：起始電流較小(0.2伏)，用于信號(hào)較弱電路。按封裝材料不同分為：玻璃管殼、塑料管殼和環(huán)氧樹(shù)脂管殼等多種。102額定整流電流額定整流電流IF 指二極管長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，根據(jù)允許溫升折算出來(lái)的平均電流值。目前大指二極管長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，根據(jù)允許溫升折算出來(lái)的平均電流值。目前大功率整流二極管的功率整流二極管的IF值可達(dá)值可達(dá)1000A。 3最大反向工作電壓最大反向工作電壓URM

6、指為避免擊穿所能加的最大反向電壓。目前最高的指為避免擊穿所能加的最大反向電壓。目前最高的URM值可達(dá)幾千伏。值可達(dá)幾千伏。4最高工作頻率最高工作頻率fM由于由于PN結(jié)的結(jié)電容存在，當(dāng)工作頻率超過(guò)某一值時(shí)，它的單向?qū)щ娦詫⒔Y(jié)的結(jié)電容存在，當(dāng)工作頻率超過(guò)某一值時(shí)，它的單向?qū)щ娦詫⒆儾?。點(diǎn)接觸式二極管的變差。點(diǎn)接觸式二極管的fM值較高，在值較高，在100MHz以上；整流二極管的以上；整流二極管的fM較較低，一般不高于幾千赫。低，一般不高于幾千赫。5反向恢復(fù)時(shí)間反向恢復(fù)時(shí)間trr指二極管由導(dǎo)通突然反向時(shí)，反向電流由很大衰減到接近指二極管由導(dǎo)通突然反向時(shí)，反向電流由很大衰減到接近IS時(shí)所需要的時(shí)所需要的

7、時(shí)間。大功率開(kāi)關(guān)管工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)時(shí)，此項(xiàng)指標(biāo)至為重要。時(shí)間。大功率開(kāi)關(guān)管工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)時(shí)，此項(xiàng)指標(biāo)至為重要。普通半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)普通半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)1反向飽和漏電流反向飽和漏電流IS指在二極管兩端加入反向電壓時(shí)，流過(guò)二極管的電流，該電流與半導(dǎo)體材料和溫指在二極管兩端加入反向電壓時(shí)，流過(guò)二極管的電流，該電流與半導(dǎo)體材料和溫度有關(guān)。在常溫下，硅管的度有關(guān)。在常溫下，硅管的IS為納安（為納安（10-9A）級(jí)，鍺管的）級(jí)，鍺管的IS為微安（為微安（10-6A）級(jí)。）級(jí)。幾種常用二極管的特點(diǎn)幾種常用二極管的特點(diǎn)整流二極管定義：一種將交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔艿陌雽?dǎo)體器件。整流二極管整流二

8、極管13整流二極管結(jié)構(gòu)主要是平面接觸型，其特點(diǎn)是允許通過(guò)的電流比較大，整流二極管結(jié)構(gòu)主要是平面接觸型，其特點(diǎn)是允許通過(guò)的電流比較大，反向擊穿電壓比較高，但反向擊穿電壓比較高，但PN結(jié)電容比較大，一般廣泛應(yīng)用于處理頻率結(jié)電容比較大，一般廣泛應(yīng)用于處理頻率不高的電路中。例如整流電路、嵌位電路、保護(hù)電路等。整流二極管在不高的電路中。例如整流電路、嵌位電路、保護(hù)電路等。整流二極管在使用中主要考慮的問(wèn)題是最大整流電流和最高反向工作電壓應(yīng)大于實(shí)際使用中主要考慮的問(wèn)題是最大整流電流和最高反向工作電壓應(yīng)大于實(shí)際工作中的值。工作中的值。定義：半導(dǎo)體二極管導(dǎo)通時(shí)相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合（電路接通），截止時(shí)相當(dāng)于開(kāi)關(guān)打開(kāi)（電

9、路切斷），所以二極管可作開(kāi)關(guān)用。開(kāi)關(guān)二極管是專門(mén)用來(lái)做開(kāi)關(guān)用的二極管，它由導(dǎo)通變?yōu)榻刂够蛴山刂棺優(yōu)閷?dǎo)通所需的時(shí)間比一般二極管短開(kāi)關(guān)二極管具有開(kāi)關(guān)速度快、體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備的開(kāi)關(guān)電路、檢波電路、高頻和脈沖整流電路及自動(dòng)控制電路中。 開(kāi)關(guān)二極管 快速二極管的工作原理與普通二極管是相同的，但由于普通二極管快速二極管的工作原理與普通二極管是相同的，但由于普通二極管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)下的反向恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，約工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)下的反向恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，約45m ms，不能適應(yīng)高頻開(kāi)關(guān)，不能適應(yīng)高頻開(kāi)關(guān)電路的要求。快速二極管主要應(yīng)用于高頻整流電路、高頻開(kāi)關(guān)電源、高電路的要求?？焖俣O管主

10、要應(yīng)用于高頻整流電路、高頻開(kāi)關(guān)電源、高頻阻容吸收電路、逆變電路等，其反向恢復(fù)時(shí)間可達(dá)頻阻容吸收電路、逆變電路等，其反向恢復(fù)時(shí)間可達(dá)10ns?？焖俣O管?？焖俣O管主要包括肖特基二極管和快恢復(fù)二極管主要包括肖特基二極管和快恢復(fù)二極管。 快速二極管快速二極管 光電二極管又叫光敏二極管，它是利用PN結(jié)在施加反向電壓時(shí)，在光線照射下反向電阻由大到小的原理進(jìn)行工作的。無(wú)光照射時(shí)，二極管的反向電流很小；有光照射時(shí)，二極管的反向電流很大。光電二極管不是對(duì)所有的可見(jiàn)光及不可見(jiàn)光都有相同的反應(yīng)，它是有特定的光譜范圍的，2DU是利用半導(dǎo)體硅材料制成的光電二極管，2AU是利用半導(dǎo)體鍺材料制成的光電二極管。穩(wěn)壓二極管

11、穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準(zhǔn)元件使用！.穩(wěn)壓二極管的參數(shù):（1）穩(wěn)定電壓 （2）電壓溫度系數(shù)（3）動(dòng)態(tài)電阻（4）穩(wěn)定電流 ，最大、最小穩(wěn)定電流（5）最大允許功耗穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管18穩(wěn)壓二極管是利用穩(wěn)壓二極管是利用PN結(jié)反向擊穿特性所表現(xiàn)出的穩(wěn)壓性能制成的器件。結(jié)反向擊穿特性所表現(xiàn)出的穩(wěn)壓性能制成的器件。穩(wěn)壓管的主要參數(shù)有：穩(wěn)壓值穩(wěn)壓管的主要參數(shù)有：穩(wěn)壓值VZ 。指當(dāng)流過(guò)穩(wěn)壓管的電流為某一規(guī)。指當(dāng)流過(guò)穩(wěn)壓管的電流為某一規(guī)定值時(shí)，穩(wěn)壓管兩端的壓降。目前各種型號(hào)的穩(wěn)壓管其穩(wěn)壓值在定值時(shí)，穩(wěn)壓管兩端的壓降。目前各種型號(hào)的穩(wěn)壓管其穩(wěn)壓值在2200V，以供選擇。電壓溫度系數(shù)。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值，以供選

12、擇。電壓溫度系數(shù)。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值VZ的溫度系數(shù)在的溫度系數(shù)在VZ低于低于4V時(shí)為負(fù)溫度系數(shù)值；當(dāng)時(shí)為負(fù)溫度系數(shù)值；當(dāng)VZ的值大于的值大于7V時(shí)，其溫度系數(shù)為正時(shí)，其溫度系數(shù)為正值；而值；而VZ的值在的值在6V左右時(shí)，其溫度系數(shù)近似為零。目前低溫度系數(shù)的左右時(shí)，其溫度系數(shù)近似為零。目前低溫度系數(shù)的穩(wěn)壓管是由兩只穩(wěn)壓管反向串聯(lián)而成，利用兩只穩(wěn)壓管處于正反向工穩(wěn)壓管是由兩只穩(wěn)壓管反向串聯(lián)而成，利用兩只穩(wěn)壓管處于正反向工作狀態(tài)時(shí)具有正、負(fù)不同的溫度系數(shù)，可得到很好的溫度補(bǔ)償。例如作狀態(tài)時(shí)具有正、負(fù)不同的溫度系數(shù)，可得到很好的溫度補(bǔ)償。例如2DW7型穩(wěn)壓管是穩(wěn)壓值為型穩(wěn)壓管是穩(wěn)壓值為67V的雙向穩(wěn)壓管。

13、動(dòng)態(tài)電阻的雙向穩(wěn)壓管。動(dòng)態(tài)電阻rZ。表。表示穩(wěn)壓管穩(wěn)壓性能的優(yōu)劣，一般工作電流越大，示穩(wěn)壓管穩(wěn)壓性能的優(yōu)劣，一般工作電流越大，rZ越小。允許功耗越小。允許功耗PZ。由穩(wěn)壓管允許達(dá)到的溫升決定，小功率穩(wěn)壓管的。由穩(wěn)壓管允許達(dá)到的溫升決定，小功率穩(wěn)壓管的PZ值為值為1001000mW,大功率的可達(dá)大功率的可達(dá)50W。穩(wěn)定電流。穩(wěn)定電流IZ。測(cè)試穩(wěn)壓管參數(shù)時(shí)所加。測(cè)試穩(wěn)壓管參數(shù)時(shí)所加的電流。實(shí)際流過(guò)穩(wěn)壓管的電流低于的電流。實(shí)際流過(guò)穩(wěn)壓管的電流低于IZ時(shí)仍能穩(wěn)壓，但時(shí)仍能穩(wěn)壓，但rZ較大。較大。 檢波的作用是把調(diào)制在高頻電磁波的低頻信號(hào)檢出來(lái)。檢波二極管要求結(jié)電容小，反向電流小，所以檢波二極管常采用點(diǎn)

14、觸式二極管。變?nèi)荻O管是利用PN結(jié)的空間電荷層具有電容特性的原理制成的特殊二極管。它的特點(diǎn)是結(jié)電容隨加到管子上的反向電壓大小而變化。在一定范圍內(nèi)，反向偏壓越小，結(jié)電容越大；反之，反向電容偏壓越大，結(jié)電容越小。人們利用變?nèi)荻O管的這種特性取代可變電容器的功能。變?nèi)荻O管多采用硅或砷化鎵材料制成，采用陶瓷或環(huán)氧樹(shù)脂封裝。變?nèi)荻O管在電視機(jī)、收音機(jī)和錄像機(jī)中多用于調(diào)諧電路和自動(dòng)頻率微調(diào)電路中。貼片二極管負(fù)極極性標(biāo)示色環(huán)負(fù)極極性標(biāo)示絲印發(fā)光二極管定義：發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ED。它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能。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?。?dāng)給發(fā)光二極管加上

15、正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長(zhǎng)越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。發(fā)光二極管（發(fā)光二極管（LED）23發(fā)光二極管的伏安特性與普通二極管類似，所不同的是當(dāng)發(fā)光二極管正向發(fā)光二極管的伏安特性與普通二極管類似，所不同的是當(dāng)發(fā)光二極管正向偏置時(shí)，正向電流達(dá)到一定值時(shí)能發(fā)出某種顏色的光。根據(jù)在偏置時(shí)，正向電流達(dá)到一定值時(shí)能發(fā)出某種顏色的光。根據(jù)在PN結(jié)中所摻結(jié)中所摻加的材料不

16、同，發(fā)光二極管可發(fā)出紅、綠、黃、橘及紅外光線。在使用發(fā)加的材料不同，發(fā)光二極管可發(fā)出紅、綠、黃、橘及紅外光線。在使用發(fā)光二極管時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是若用直流電源電壓驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管時(shí)，在電光二極管時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是若用直流電源電壓驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管時(shí)，在電路中一定要串聯(lián)限流電阻，以防止通過(guò)發(fā)光二極管的電流過(guò)大而燒壞管子，路中一定要串聯(lián)限流電阻，以防止通過(guò)發(fā)光二極管的電流過(guò)大而燒壞管子，注意發(fā)光二極管的正向?qū)▔航禐樽⒁獍l(fā)光二極管的正向?qū)▔航禐?.22V(可見(jiàn)光可見(jiàn)光LED為為1.22V, 紅外線紅外線LED為為1.21.6V)。二是發(fā)光二極管的反向擊穿電壓比較低，一般僅有幾伏。二是發(fā)光二極管的反向擊穿

17、電壓比較低，一般僅有幾伏。因此當(dāng)用交流電壓驅(qū)動(dòng)因此當(dāng)用交流電壓驅(qū)動(dòng)LED時(shí)，可在時(shí)，可在LDE兩端反極性并聯(lián)整流二極管，使兩端反極性并聯(lián)整流二極管，使其反向偏壓不超過(guò)其反向偏壓不超過(guò)0.7V，以便保護(hù)發(fā)光二極管。，以便保護(hù)發(fā)光二極管。當(dāng)外加正偏電壓時(shí)，P 型區(qū)和 N 型區(qū)的多子在相向擴(kuò)散、相互復(fù)合過(guò)程中消耗電能，并釋放光子，從而發(fā)光。LED 發(fā)光的顏色，主要取決于半導(dǎo)體材料手所摻雜質(zhì)，有綠、黃、紅等多種。發(fā)光二極管發(fā)光原理及類型主要特性單向?qū)?，伏安特性曲線如圖所示。發(fā)光二極管的開(kāi)啟電壓為正向工作電壓，2 V 左右。發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路和測(cè)試方法常用驅(qū)動(dòng)電路如圖所示（a）直流驅(qū)動(dòng)（b）交流驅(qū)動(dòng)反

18、向并聯(lián)二極管（c）交流驅(qū)動(dòng)正向串聯(lián)二極管（d） 邏輯電平驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管七段半導(dǎo)體發(fā)光二極管顯示器：每一位數(shù)字由七個(gè)筆段組成，每一個(gè)筆段的發(fā)光源就是一只發(fā)光二極管。編號(hào)如圖所示。內(nèi)部電路連接：共陽(yáng)極：正極連接在一起，使用時(shí)公共陽(yáng)極接高電位。共陰極：負(fù)極已連接在一起，使用時(shí)公共陰極接低電位。 LED 數(shù)碼管二極管的識(shí)別二極管的識(shí)別例如： 2AP9“2”表示二極管 2CW“2”表示二極管 “A”表示N型，鍺材料 “C”表示N型，硅材料 “P”表示普通管 “W”表示穩(wěn)壓管 “9”表示序號(hào) “10”表示序號(hào)第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用數(shù)字表示器件電極的數(shù)目用漢語(yǔ)拼音字母表示器件的材料和極性

19、用漢語(yǔ)拼音字母表示器件的類型 用數(shù)字用數(shù)字表示序號(hào)漢語(yǔ)拼音字母標(biāo)示規(guī)格號(hào)符號(hào)意義符號(hào)意義符號(hào)意義2二極管AN型鍺材料P普通管BP型鍺材料W穩(wěn)壓管CN型硅材料Z整流管DP型硅材料K開(kāi)關(guān)管 要認(rèn)識(shí)二極管首先要了解二極管的命名方法，各國(guó)對(duì)晶體二極管的命名規(guī)定不同，我國(guó)晶體管的型號(hào)一般由五個(gè)部分組成，如圖： 二極管的檢測(cè)與替換二極管的檢測(cè)與替換 1、晶體二極管好壞的檢測(cè)、晶體二極管好壞的檢測(cè) 通常最簡(jiǎn)便的方法是用萬(wàn)用表來(lái)判別二極管的好壞。測(cè)量時(shí)，將萬(wàn)用表?yè)艿絉1K檔，測(cè)量二極管的正、反向電阻，好的管子一般在幾千歐以上，甚至無(wú)窮大。正、反向電阻相差的越大越好。如果兩次測(cè)量得到的阻值一樣大或一樣小，說(shuō)明該

20、二極管已損壞。 2、晶體二極管的代用、晶體二極管的代用 二極管的代用比較容易，當(dāng)原電路中的二極管損壞時(shí)，最好選用同型號(hào)同檔次的二極管代替。如果找不到同型號(hào)的二極管，必須查清原二極管的主要參數(shù)，對(duì)于檢波二極管只要工作頻率滿足即可；整流二極管要滿足反向工作電壓和最大整流電流的要求；穩(wěn)壓二極管一定要注意穩(wěn)壓電壓的數(shù)值。 3、晶體二極管極性的判別、晶體二極管極性的判別 測(cè)量二極管時(shí)，以測(cè)得小的那一次時(shí)（正向電阻）,萬(wàn)用表黑筆所接的便是二極管的正極，紅表筆所接的便是二極管的負(fù)極。這是因?yàn)槿f(wàn)用表在電阻檔時(shí)，萬(wàn)用表的黑表筆接其內(nèi)部電池的正極，紅表筆接其電池內(nèi)部的負(fù)極。 對(duì)于發(fā)光二極管而言，一般來(lái)說(shuō)，發(fā)光二極管的長(zhǎng)腳是正極，短腳是負(fù)極，或者把二極管放在光線很亮的地方，發(fā)光二極管內(nèi)部有兩個(gè)電極，一般是電極較小的是二極管的正極，電極較大的是二極管的負(fù)極。二極管的測(cè)量測(cè)量的方法是先把萬(wàn)用表?yè)艿健皻W姆”檔(通常用Rx100或Rx1K)進(jìn)行。判斷二極管好壞：測(cè)量正反向電阻，如果反向電阻遠(yuǎn)大于正向電阻則沒(méi)有問(wèn)題，而二者相等、無(wú)窮大或?yàn)?則說(shuō)明二極管損壞。2.判斷二極管的正負(fù)二極管導(dǎo)通，阻值較小(幾十