电子技术基础第四章二极管

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,第四章二极管,1,1,概述,2,二极管的特性及主要技术指标,3,几种特殊的二极管,二极管,2,二极管平衡电路（双边带信号）,4.1,概述,几乎所有的电子电路中都要用到半导体二极管。,由于其单向导电特性，使得二极管广泛的应用在整流、检波、保护和数字电路中。,3,二极管峰值包络检波器,变容二极管直接调频等效电路,4,（,1,）按材料：锗二极管,硅二极管,砷化锌二极管,（,3,）按工作原理：隧道二极管,雪崩二极管,变容二极管,（,2,）按结构：点接触二极管,面结合二极管,二极管的分类,5,（,4,）按用途分类：检波二极管,整流二极管,开关二极管,恒流二极管,6,半导体二极管的结构,7,8,9,10,11,二极管的伏安特性曲线,12,1,正向特性,U,大于零的曲线段。,门坎电压（死区电压）,外电场不足以克服,PN,结的内电场。,硅管的门坎电压为,0.5V,锗管的门坎电压为,0.1V,13,2,反向特性,当二极管承受一定的反向电压时，反向电场使,PN,结变厚，,P,型和,N,型半导体中的少数载流子可以通过,PN,结，但数目很少，电流几乎不变,PN,结的反向电流又称反向饱和电流。,此时二极管呈现很高的电阻,14,3,反向击穿特性,当反向电压增加到一定程度时，反向电流剧增，发生击穿现象。,开始发生击穿的电压称为反向击穿电压。,稳压二极管是工作在反向击穿电压状态，其反向电流变化很大，但电压变化很小，起稳压作用。,15,目前以锗二极管和硅二极管应用最为广泛。,（,2,）锗二极管的反向饱和漏电流比硅二极管大，,锗二极管一般为几十到几百微安，而硅管为,1,微,安或更小。,（,1,）锗二极管正向压降比硅二极管的小，锗管为,0.20.3V,，硅管为,0.60.7V,硅锗二极管的不同,16,（,3,）锗二极管耐高温性能不如硅二极管，锗管的最高工作温度一般不超过,100,度，而硅管可以工作在,200,度以下。,（,4,）,点接触,式二极管的电容小，可以工作在,很高的频率上，但不能承受大得正向电流和高的反向电压。常用于,检波、变频,电路,（,5,）,面接触,式二极管的面积大，能承受大得正向电流和高的反向电压。性能稳定，常用于,整流、稳压,电路,17,最大整流电流,最高工作频率,反向击穿电压,反向电流,1,2,3,4,二极管的主要技术指标,18,最大整流电流,1,最大整流电流是二极管长期允许通过的最大正向平均电流，它由,PN,结的面积和散热条件决定的。,反向击穿电压,2,反向击穿电压是指二极管反向击穿时的电压值。击穿时，反向电流剧增，单向导电性被破坏，甚至过热被烧毁。一般,最高反向工作电压约为击穿电压的一半,19,反向电流,3,反向电流指二极管未击穿时的反向电流。其值越小，则二极管的单向导电性越好，由于温度增加，反向电流会急剧增加，使用二极管时要注意温度的影响,最高工作频率,4,最高工作频率是二极管工作的上限频率。超过此值时，由于结电容的作用，二极管将不能很好的体现单向导电性,20,二极管的应用,1,整流二极管,利用二极管的单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变成单一方向的脉动直流电。一般工作频率小于,3Khz,21,2,稳压二极管,利用稳压二极管的反向电击穿的特性，可以在一定的电流范围内和一定的功率损耗范围内，使端电压几乎不变，表现出稳压特性，在,稳压电源和限幅电路,中应用广泛,22,3,开关元件,二极管在正向电压作用下电阻值很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关：在反向电压作用下，电阻值很大处于截止状态，如同一只断开的开关。可以组成逻辑电路。常用型号,IN4148,。,23,4,限幅元件,二极管正向导通后，它的正向压降基本保持不变（硅管为,0.7V,，锗管为,0.5V,）利用这一特性，在电路中作为限幅元件,24,5,继流二极管,在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起继流作用。,25,6,检波二极管,在收音机中起检波作用。常用型号,2AP9,、,IN60,、,IN31,等,.,26,7,变容二极管,变容二极管是根据普通二极管内部,PN,结的结电容能随外加反向电压的 变化而变化的原理制作的。,27,8,双向触发二极管,又称双端交流器件（,DIAC,）与双向晶闸管同时问世。常用来触发双向晶闸管，构成过压保护电路、定时器等。,28,9,双基级二极管,双基极二极管具有负阻特性，可用于单稳态多谐振荡器、张弛振荡器、方波发生器、点火装置和延迟电路。,29,10,发光二极管（,LED,）,发光二极管是一种将电能转换成光能的特殊二极管，是一种新型的冷光源，常用于电子设备的电平指示、模拟显示等场合。它常采用砷化嫁、磷化嫁等化合物半导体制成。可以发出红、橙、黄、绿等四种可见光。,30,二极管的性能测试,检测原理：根据二极管的,单向导电性,这一特点。性能良好的二极管，其正向电阻小，反向电阻大；这两个数值相差越大越好。若相差不多说明二极管的性能不好或已经损坏。,测量时，选用万用表的“欧姆”挡。一般用,R x100,或,R xlk,挡，而不用,Rx1,或,R x10k,挡。因为,Rxl,挡的电流太大，容易烧坏二极管，,R xl0k,挡的内电源电压太大，易击穿二极管,.,31,数字万用表也能检测二极管。检测二极管（二极管档）红笔接正极，黑笔接负极；可显示二极管的正向压降。正常应显示；硅管,0.5000.700,，锗管,0.1500.300,。肖特基二极管的压降是,0.2V,左右，普通硅整流管（,1N4000,、,1N5400,系列等）约为,0.7V,，发光二极管约为,1.8,2.3V,。调换表笔，显示屏显示“,1”,则为正常，因为二极管的反向电阻很大，否则此管已被击穿。正测、反测均为,0,或者为,1,，表明此管损坏。,32,二极管图形符号,33,几种特殊的二极管,1,稳压二极管,有一种二极管，它的正向特性与普通二极管相同，而反向特性却比较特殊：当反向电压加到 一定程度时，虽然管子呈现击穿状态，通过较大电流，却不损毁，并且这种现象的重复性很好；反过来，只要管子处在击穿状态，尽管流过管子的电流在变化很大，而管子两端的电压却变化极小起到稳压作用。这种特殊的二极管叫稳压管。,34,稳压管的型号有,2CW,、,2DW,等系列,35,36,37,稳压二极管的应用,浪涌保护电路,1,稳压管在准确的电压下击穿,这就使得它可作为限制或保护元件来使用,因为各种电压的稳压 二极管都可以得到,故对于这种应用特别适宜,38,电视机里的过压保护电路,2,正常情况下,Ec=110V,。,当,Ec=115V,时,D,导通,39,电弧抑制电路,3,40,串联型稳压电路,4,41,2,发光二极管,它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为,LED,。发光二极管与普通二极管一样是由一个,PN,结组成，也具有单向导电性。,42,发光二极管的反向击穿电压约,5,伏。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须,串联限流电阻,以控制通过管子的电流。,磷砷化镓、砷铝镓二极管发红光：,磷化镓二极管发绿光：,碳化硅二极管发黄光。,43,物理特点,发光二极管的两根引线中较长的一根为正极，应接电源正极。有的发光二极管的两根引线一样长，但管壳上有一凸起的小舌，靠近小舌的引线是正极,。,发光二极管的特点是：工作电压很低（有的仅一点几伏）；工作电流很小（有的仅零点几毫安即可发光）；抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长；通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。,44,发光二极管在一些光电控制设备中用作光源，在许多电子设备中用作信号显示器。把它的管心做成条状，用,7,条条状的发光管组成,7,段式半导体数码管，每个数码管可显示,0,9,十个数目字。,45,46,47,