- 一目了然学电子技术
- 郑全法 张肜 武鹏程编著
- 1743字
- 2021-03-29 07:00:56
3.2 半导体二极管
3.2.1 半导体二极管的种类和特点
晶体二极管也称半导体二极管,简称二极管,是半导体器件中最基本的一种器件。几乎在所有的电子电路中都要用到晶体二极管,它在许多电路中起着重要的作用。它是诞生最早的半导体器件之一。
晶体二极管的种类很多,形状大小各异,仅从外观上看,较常见的有玻壳二极管、塑封二极管、金属壳二极管、大功率螺栓状金属壳二极管、微型二极管、片状二极管等。
![img](https://epubservercos.yuewen.com/F5636D/18096060008237106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_4.jpg?sign=1734399434-9i2VvifOGltaP3tY56dNWe5jJ1Xp9nbg-0-b63faab0e1283fd03fa2ed01ed1faaa8)
单向导电特性
由pn结的工作原理可知,晶体二极管的特点是具有单向导电特性。一般情况下,仅允许电流从正极流向负极,而不允许电流从负极流向正极。
非线性特性
电流正向通过二极管时,会在pn结上产生管压降UVD。锗二极管的正向管压降约为0.3 V。
![img](https://epubservercos.yuewen.com/F5636D/18096060008237106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_5.jpg?sign=1734399434-EZtoVgudqgFGwE6oqf9vRBS32sPmnLmR-0-207e220bc9005209b29de0da4f28c6a3)
硅二极管的正向管压降约为0.7 V,另外,硅二极管的反向漏电流比锗二极管小得多。
![img](https://epubservercos.yuewen.com/F5636D/18096060008237106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_6.jpg?sign=1734399434-7vDIQh2jiri1wK4BfYV3uY0dk12mw4cB-0-a5ccb481a271456be62c569d9c3ccb78)
3.2.2 二极管的命名规则
国产晶体二极管的型号命名由5部分组成,如下图所示:
![img](https://epubservercos.yuewen.com/F5636D/18096060008237106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_7.jpg?sign=1734399434-ydu7HY6HR3DutC71cWkeT6U2WEVd9H7p-0-00a35f67a20ece978a66489e987aa68e)
晶体二极管型号含义对照表
![img](https://epubservercos.yuewen.com/F5636D/18096060008237106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_8.jpg?sign=1734399434-uLdkVhWpUZshzkXLwkEKVSzOZ4bEduqS-0-6522174d6f02116010a69c593502d970)
例如,2AP9表示n型锗材料普通二极管;2CZ55A表示n型硅材料整流二极管;2CK71B表示n型硅材料开关二极管。
二极管极性标注方法如下图所示:
![img](https://epubservercos.yuewen.com/F5636D/18096060008237106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_9.jpg?sign=1734399434-sgU6QWJkKK83KLuap2PBssXbWqlBryh6-0-669b844e0510b5b93104640efad444e6)
3.2.3 二极管的主要参数
晶体二极管的参数很多,常用的检波、整流二极管的主要参数有最大整流电流 IFM、最大反向电压URM和最高工作频率fM。
最大整流电流
最大整流电流IFM是指二极管长期连续工作时,允许正向通过pn结的最大平均电流。在使用中,实际工作电流应小于二极管的IFM,否则将损坏二极管。
最大反向电压
最大反向电压URM是指反向加在二极管两端而不至于引起pn结被击穿的最大电压。在使用中,应选用URM大于实际工作电压2倍的二极管。如果实际工作电压的峰值超过URM,二极管将被击穿。
最高工作频率
由于受pn结极间电容的影响,使二极管所能应用的工作频率有一个上限。fM是指二极管能正常工作的最高频率。在作检波或高频整流使用时,应选用fM至少2倍于电路实际工作频率的二极管,否则不能正常工作。
>>特殊提示
受制造工艺所限,半导体器件的参数具有分散性,同一型号器件的参数值可能会有相当大的差距,因而器件数据手册上往往给出的是参数的上限值、下限值或范围。在实际使用时,应特别注意器件数据手册上每个参数的测试条件。
3.2.4 二极管的检测
晶体二极管可用万用表进行引脚识别和检测。
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如果测得的电阻值很大,则为二极管的反向电阻。这时与黑表笔相连接的是二极管负极,与红表笔相连接的是二极管正极。
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检测二极管好坏
正常二极管的正、反向电阻值应该相差很大,且反向电阻值接近于无穷大。
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区分锗管与硅管
由于锗二极管和硅二极管的正向管压降不同,因此可以用测量二极管正向电阻的方法来区分。
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区分锗管与硅管
通常,锗二极管的正向电阻小于1 kΩ,而硅二极管的正向电阻约为5 kΩ。
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3.2.5 稳压二极管
稳压二极管(又称齐纳二极管)是一种特殊的具有稳压功能的二极管,它也是具有一个pn结的半导体器件;与普通二极管不同的是,稳压二极管工作于反向击穿状态。
![img](https://epubservercos.yuewen.com/F5636D/18096060008237106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_15.jpg?sign=1734399434-iB6mAmbaGJ1x3zxlIkrVJBPJoRcFdnvK-0-8f9b138f668df18e9bba30a0b7fab19c)
稳压二极管的检测
![img](https://epubservercos.yuewen.com/F5636D/18096060008237106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_16.jpg?sign=1734399434-nq68w6bF223KlEBej2fxBAD4CBzEar9z-0-9a59b8d888ba704219ed3bbd13d3ef32)
稳压二极管的检测
因为MF47万用表内R×10 kΩ挡所用电池输出电压为15 V,所以读数时刻度线最左端为15 V,最右端为0。例如,测量时表针指在左侧1/3处,则其读数为10 V:
![img](https://epubservercos.yuewen.com/F5636D/18096060008237106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_17.jpg?sign=1734399434-xDaW33k21RmadyUiklSEOkZF28jiS7lL-0-de9fe2dc8ee502e23e78c14992767045)
可利用万用表原有的50 V挡刻度来读数,并代入以下公式求出稳压值UZ:
![img](https://epubservercos.yuewen.com/F5636D/18096060008237106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_18.jpg?sign=1734399434-NuKu9e8ARAiWpt3BlxyIsf7dw4WoszBB-0-fb62e72573d18c750b8fd20b2dc0c6e1)
如果所用万用表的R×10 kΩ挡电池输出电压不是15 V,则将上式中的“15 V”改为自己所用万用表内高压电池的电压值即可。
对于稳压值UZ≥15 V的稳压二极管,可接入模拟工作电路进行测量。
![img](https://epubservercos.yuewen.com/F5636D/18096060008237106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_19.jpg?sign=1734399434-aLGyjnJvlSVuKagSiHoteaRQi9GRA2K3-0-cc746b914505084df3cdec9d6fba6023)
直流电源输出电压应大于被测稳压二极管的稳压值,适当选取限流电阻器R的电阻值,使稳压二极管反向工作电流为5~10 mA,用万用表直流电压挡即可直接测量出稳压二极管的稳压值。
3.2.6 双基极二极管
双基极二极管(又称为单结晶体管)是一种具有一个pn结和两个欧姆电极的负阻半导体器件,它共有3个引脚,分别是发射极E、第1基极B1和第2基极B2。
外形
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图形符号
![img](https://epubservercos.yuewen.com/F5636D/18096060008237106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_21.jpg?sign=1734399434-jAHNyrAj0jwNVJ39FRmWSwuwL1JWV9ew-0-166caaf4da44b31977a963015a6ee8f7)
双基极二极管的命名规则
国产双基极二极管的型号命名由5部分组成。
![img](https://epubservercos.yuewen.com/F5636D/18096060008237106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_22.jpg?sign=1734399434-yn3A1ujIjNhpff0TXLRzRuXJ7o5HJKE1-0-d24cbcbcadfd4036d947186a3dadb340)
判断双基极二极管引脚的方法
![img](https://epubservercos.yuewen.com/F5636D/18096060008237106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_23.jpg?sign=1734399434-mKsO0136rdWuX9KDCQbYGTjptM8fgd9y-0-2516c8bb8ff46d4163c3b4388e071a43)
判断双基极二极管引脚的方法
检测pn结正向电阻时(以n型基极管为例,下同),黑表笔(接表内电池正极)接发射极E,红表笔分别接两个基极。按如下方法进行检测。
检测双基极二极管正向电阻
万用表置于R×1 kΩ挡,两个表笔(不分正、负)接双基极二极管除发射极E外的两个引脚。
![img](https://epubservercos.yuewen.com/F5636D/18096060008237106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_24.jpg?sign=1734399434-A6s75nF2BqAQJU5xDNeD5KRUoIFfAd4K-0-afa7329c2ac55eaed6bc670dfebab4c9)
检测双基极二极管反向电阻
检测pn结反向电阻时,红表笔接发射极E,黑表笔分别接两个基极。
![img](https://epubservercos.yuewen.com/F5636D/18096060008237106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_25.jpg?sign=1734399434-nmxtnW4yEt6ZVU7FWyhAq48ymWPjhyDe-0-7534794289fbb2fe66fa530e932e0e79)
测量双基极二极管的分压比
![img](https://epubservercos.yuewen.com/F5636D/18096060008237106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_26.jpg?sign=1734399434-jrjp3LbrDCnSusxCivjqzu51j5fKuzUA-0-783c4cc99a32c8f8708c817eff998616)