6半導(dǎo)體二極管的檢測(cè)與識(shí)別

1、半導(dǎo)體二極管的檢測(cè)與識(shí)別半導(dǎo)體二極管的檢測(cè)與識(shí)別（Diode ） 開(kāi)關(guān)二極管開(kāi)關(guān)二極管一、二極管工作原理v極管又稱(chēng)晶體二極管是半導(dǎo)體器件中最基本的一種器件。它是用半導(dǎo)體單晶材料（硅、鍺）（硅、鍺）制成，故半導(dǎo)體器件又稱(chēng)晶體器件。v性質(zhì)：?jiǎn)蜗驅(qū)▎蜗驅(qū)╲作用與用途：開(kāi)關(guān)（邏輯電路） 整流（交流-直流） 穩(wěn)壓（穩(wěn)壓電路） 檢波（收音機(jī)） 顯示（顯示器、照明燈）v概念解釋概念解釋 1、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體 舉例： 2、半導(dǎo)體特性、半導(dǎo)體特性 摻雜性：電阻率的大小受雜質(zhì)含量的影響極大 熱敏性：電阻率受外界條件的影響很大 3、半導(dǎo)體類(lèi)型、半導(dǎo)體類(lèi)型 本征半導(dǎo)體、N型半導(dǎo)體、型半導(dǎo)

2、體N型半導(dǎo)體：在純凈的硅晶體中摻入五價(jià)元素（如磷），使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了N型半導(dǎo)體。 P型半導(dǎo)體：在純凈的硅晶體中摻入三價(jià)元素（如硼），使之取代晶格中硅原子的位置，形成P型半導(dǎo)體。 本征半導(dǎo)體:完全不含雜質(zhì)且無(wú)晶格缺陷的純凈半導(dǎo)體稱(chēng)為本征半導(dǎo)體。 v構(gòu)成、圖形符號(hào)、外形 由P型和N型半導(dǎo)體相結(jié)合，兩端各引出一個(gè)電極，就構(gòu)成二極管。P為正極，為正極，N為負(fù)極。為負(fù)極。v性質(zhì)說(shuō)明 單向?qū)ㄐ裕赫驅(qū)ǎ聪蚪刂箚蜗驅(qū)ㄐ裕赫驅(qū)?，反向截止二極管加正向電壓二極管加正向電壓 U正正時(shí)，時(shí)，PN結(jié)導(dǎo)通；結(jié)導(dǎo)通；二極管加反向電壓時(shí)，二極管加反向電壓時(shí)，PN結(jié)變厚，截止。結(jié)變厚，截止。伏安

3、特性曲線(xiàn) 外加正向電壓較小時(shí)，PN結(jié)仍處于截止?fàn)顟B(tài) 。正向電壓大于死區(qū)電壓后，正向電流 隨著正向電壓增大迅速上升。通常死區(qū)電壓硅管約為0.5V，鍺管約為0.2V。二極管導(dǎo)通后，兩端電壓基本穩(wěn)定，一般硅管約為0.7 V，鍺管約為0.3 V。uv/V 015105 （A）iv/mA ABBA-5IR0.2 0.4 0.6 0.8 CDDC-30-U（BR）硅鍺v 外加反向電壓時(shí)， PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)，反向電流 很小。 反向電壓大于擊穿電壓時(shí)，反向電流急劇增加。此時(shí)反向電壓稱(chēng)為反向擊穿電壓。 擊穿：電擊穿可恢復(fù)； 熱擊穿不可恢復(fù)。 注：二極管反向擊穿后一般損壞注：二極管反向擊穿后一般損壞 為防止二極

4、管擊穿，應(yīng)在二極管電路中串聯(lián)電阻起限流作用。二、二極管型號(hào)命名（P227）第一部分第一部分第二部分第二部分第三部分第三部分第四部分第四部分第五部分第五部分用數(shù)字表示器件用數(shù)字表示器件電極的數(shù)目電極的數(shù)目用漢語(yǔ)拼音字母用漢語(yǔ)拼音字母表示器件的材料和極性表示器件的材料和極性用漢語(yǔ)拼音字母用漢語(yǔ)拼音字母表示器件的類(lèi)型表示器件的類(lèi)型 用數(shù)字用數(shù)字用數(shù)字表用數(shù)字表示序號(hào)示序號(hào)漢語(yǔ)拼音漢語(yǔ)拼音字母標(biāo)示字母標(biāo)示規(guī)格號(hào)規(guī)格號(hào)符號(hào)符號(hào)意義意義符號(hào)符號(hào)意義意義符號(hào)符號(hào)意義意義2 2二極管二極管A AN N型型鍺材料鍺材料P P普通管普通管B BP P型型鍺材料鍺材料W W穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管C CN N型型硅材料硅材料Z

5、 Z整流管整流管D DP P型型硅材料硅材料K K開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)管型號(hào)舉例練習(xí)型號(hào)舉例練習(xí)1）2AZ9N型鍺整流二極管型鍺整流二極管2）2CW1N型鍺穩(wěn)壓二極管型鍺穩(wěn)壓二極管3）N型鍺開(kāi)關(guān)管型鍺開(kāi)關(guān)管2A三、二極管分類(lèi)按結(jié)構(gòu)分為點(diǎn)接觸二極管和面接觸二極管；按結(jié)構(gòu)分為點(diǎn)接觸二極管和面接觸二極管；按材料分為鍺二極管、按材料分為鍺二極管、硅二極管硅二極管、砷化鎵二極管；、砷化鎵二極管；按用途分為檢波二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管和開(kāi)關(guān)二按用途分為檢波二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管和開(kāi)關(guān)二極管等。極管等。點(diǎn)接觸型：接觸面積小，結(jié)電容小，工作在高頻狀態(tài)。承受電流能力差點(diǎn)接觸型：接觸面積小，結(jié)電容小，工作在高

6、頻狀態(tài)。承受電流能力差，多用于檢波、變頻電路。，多用于檢波、變頻電路。面接觸型：接觸面積大，結(jié)電容大，能承受大電流與反向電壓，性能穩(wěn)面接觸型：接觸面積大，結(jié)電容大，能承受大電流與反向電壓，性能穩(wěn)定，多用于整流、穩(wěn)壓電路。定，多用于整流、穩(wěn)壓電路。 整流二極管多用硅半導(dǎo)體材料制成，面接觸型，結(jié)電容大，工作頻率范圍小。有金屬封裝和塑料封裝兩種。整流二極管是利用PN結(jié)的單向?qū)щ娦?，把交流電變成脈動(dòng)直流電。IN4007，0.05RMB 6A10，1 .5RMB 10A10, 2 .5RMB 大功率大功率 20A（鐵殼）（鐵殼）5.50 RMBZP100A硅整流二極管硅整流二極管（螺栓型封裝）（螺栓型封

7、裝） 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)觸式二極管（鍺管）鍺管）。封裝常采用玻璃或陶瓷，保證良好的高頻特性。2AP7 ，0.40元 1N60 ，0.25元元肖特基二極管肖特基二極管 貼片檢波二極管IN600.20元 肖特基二極管是以其發(fā)明人肖特基博士（Schottky）命名的，SBD是肖特基勢(shì)壘二極管（SchottkyBarrierDiode,縮寫(xiě)成SBD）的簡(jiǎn)稱(chēng)。 特點(diǎn)：反向恢復(fù)時(shí)間極短（可以小到幾納秒），正向?qū)▔航祪H0.4V左右，而整流電流卻可達(dá)到幾千安培 ；用途：在低壓、大電流輸出場(chǎng)合用作高頻整流，在非常高的頻率下

8、（如X波段、C波段、S波段和Ku波段）用于檢波和混頻，在高速邏輯電路中用作箝位。 穩(wěn)壓二極管是一種齊納二極管，它是利用二極管反向擊穿時(shí)，其兩端它是利用二極管反向擊穿時(shí)，其兩端電壓固定在某一數(shù)值，而基本上不隨電流大小變化的特性來(lái)進(jìn)行工作的電壓固定在某一數(shù)值，而基本上不隨電流大小變化的特性來(lái)進(jìn)行工作的。穩(wěn)壓二極管的正向特性與普通二極管相似，當(dāng)反向電壓小于擊穿電壓時(shí)，反向電流很?。划?dāng)反向電壓臨近擊穿電壓時(shí)反向電流急劇增大，發(fā)生電擊穿。這時(shí)電流在很大范圍內(nèi)改變時(shí)管子兩端的電壓基本保持不變，起到穩(wěn)定電壓的作用。 穩(wěn)壓二極管在電路上應(yīng)用時(shí)一定要串聯(lián)限流電阻串聯(lián)限流電阻，不能讓二極管擊穿后電流無(wú)限增大，否則

9、二極管將立即被燒毀。陽(yáng)極 陰極穩(wěn)壓二極管伏安特性伏安特性2021-6-14邯鄲學(xué)院進(jìn)入穩(wěn)壓區(qū)的最小電流進(jìn)入穩(wěn)壓區(qū)的最小電流不至于損壞的最大電流不至于損壞的最大電流 由一個(gè)由一個(gè)PN結(jié)組成，反向擊穿后在一定的電流范圍內(nèi)結(jié)組成，反向擊穿后在一定的電流范圍內(nèi)端電壓基本不變，為穩(wěn)定電壓。端電壓基本不變，為穩(wěn)定電壓。穩(wěn)壓二極管電路連接：加反向電壓，穩(wěn)壓二極管負(fù)極接高電位穩(wěn)壓二極管電路連接：加反向電壓，穩(wěn)壓二極管負(fù)極接高電位 正極接地電位。正極接地電位。穩(wěn)壓二極管在電路中的兩種應(yīng)用連接形式穩(wěn)壓二極管在電路中的兩種應(yīng)用連接形式輸出電壓取自穩(wěn)輸出電壓取自穩(wěn)壓二極管兩端，壓二極管兩端，電路穩(wěn)定工作。電路穩(wěn)定工作

10、。輸出電壓取自電阻器兩輸出電壓取自電阻器兩端，穩(wěn)壓二極管不能為端，穩(wěn)壓二極管不能為電路提供穩(wěn)定電壓。電路提供穩(wěn)定電壓。常用的穩(wěn)壓二極管：常用的穩(wěn)壓二極管：2CW5，2DW61N4729A （德國(guó)）1W3.6V 0.3元元2CW，3.5元（國(guó)產(chǎn)）元（國(guó)產(chǎn)）2DW，10元（國(guó)產(chǎn)）元（國(guó)產(chǎn)） 1W，7V1W，90V0.5W10V5元BZ系列 2DW5，8.5元（國(guó)產(chǎn)）元（國(guó)產(chǎn)） 發(fā)光二極管（LEDLED）是一種新穎的半導(dǎo)體發(fā)光器件。在家用電器設(shè)備中常用來(lái)做指示作用。 根據(jù)制造的材料和工藝不同，發(fā)光顏色有紅色、綠色、黃色等。有的發(fā)光二極管還能根據(jù)所加電壓的不同發(fā)出不同顏色的光，叫變色發(fā)光二極管。0.3

11、5元元 10MM (超亮白光超亮白光) 0.09元元紅綠雙色燈紅綠雙色燈 注：10MM（毫米）直徑的圓頭 發(fā)光二極管電路：陽(yáng)極 陰極 (a) (b)LEDLEDRE工作電壓1.53V，工作電流10mA左右。 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它的特點(diǎn)是結(jié)電容隨加到管子上的反向電壓反向電壓大小而變化。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)、

12、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。整流橋堆產(chǎn)品是由四只整流硅芯片作橋式連接，外用絕緣朔料封裝而成，大功率整流橋在絕緣層外添加鋅金屬殼包封，增強(qiáng)散熱。 一般整流橋命名中有3個(gè)數(shù)字,第一個(gè)數(shù)字代表額定電流,A;后兩個(gè)數(shù)字代表額電壓(數(shù)字*100),V如:KBL407即4A，1000VKBPC5010即50A,1000V（1234567，005、01、02、04、06、08、10分別代表電壓檔的50V，100V，200V，400V，600V，800V，1000V）。 整流橋命名規(guī)則整流橋命名規(guī)則Tr11234RLD1D2D3D4+-u1+A-Bu2+-u0變壓器中心抽頭式單相全波整

13、流電路如圖。D1D4為性能相同的整流二極管；Tr1為電源變壓器。工作原理工作原理Tr11234RLD1D2D3D4+-u1+A-Bu2+-u0u u1 1正半周時(shí)，正半周時(shí)，Tr1Tr1次級(jí)次級(jí)A A點(diǎn)電位高于點(diǎn)電位高于B B點(diǎn)電位，二極管點(diǎn)電位，二極管D1D1、D3D3導(dǎo)通，電流自上而下流過(guò)導(dǎo)通，電流自上而下流過(guò)RLRL，如紅色箭頭所示；，如紅色箭頭所示；u u1 1負(fù)半周時(shí)，負(fù)半周時(shí)，Tr1Tr1次級(jí)次級(jí)A A點(diǎn)電位低于點(diǎn)電位低于B B點(diǎn)電位，二極管點(diǎn)電位，二極管D2D2、D4D4導(dǎo)通，電流自上而下流過(guò)導(dǎo)通，電流自上而下流過(guò)RLRL，如綠色箭頭所示，如綠色箭頭所示 。在在u u1 1一周期

14、內(nèi)，流過(guò)二極管的電流一周期內(nèi)，流過(guò)二極管的電流i iu1u1、i iu2u2疊加形成全波脈動(dòng)疊加形成全波脈動(dòng)直流電流直流電流i iL L，于是，于是R RL L兩兩端產(chǎn)生全波脈動(dòng)直流端產(chǎn)生全波脈動(dòng)直流電壓電壓U UL L。故電路稱(chēng)為全。故電路稱(chēng)為全波整流電路。波整流電路。電容濾波電路D1D2D3D4+A-B+-u01234RlC-+u1-+u2Tricu2uctiDD1D3導(dǎo)通D2D4導(dǎo)通D1D3導(dǎo)通D2D4導(dǎo)通t 它是指二極管長(zhǎng)期正常工作時(shí)，能通過(guò)的最大正向電流值。因?yàn)榫w二極管工作時(shí)，有電流通過(guò)時(shí)則會(huì)發(fā)熱，電流過(guò)大時(shí)就會(huì)發(fā)熱過(guò)度而燒毀，所以二極管應(yīng)用時(shí)要特別注意工作電流不能超過(guò)其最大整流電

15、流。 是在給定的反向偏壓下，通過(guò)二極管的直流。理想情況下，二極管具有單向?qū)щ娦裕珜?shí)際上反向電壓下總有一點(diǎn)微弱的電流，通常硅管有1微安或更小，鍺管有幾百微安。反向電流的大小，反映了晶體二極管的單向?qū)щ娦缘暮脡?，反向電流的?shù)值越小越好。四、二極管主要參數(shù) 是二極管正常工作時(shí)所能承受的反向電壓最大值，二極管反向連接時(shí)，如果把反向電壓加到某一數(shù)值，管子的反向電流就會(huì)急劇增大，管子呈現(xiàn)擊穿狀態(tài)。這時(shí)的電壓稱(chēng)為擊穿電壓。晶體管的反向工作電壓為擊穿電壓的1/2，其最高反向工作電壓則定為反向擊穿電壓的2/3。 晶體二極管的損壞，一般來(lái)說(shuō)電壓比電流更為敏銳，也就是說(shuō)，過(guò)壓更能引起管子的損壞，故應(yīng)用中一定要保證

16、不超過(guò)最大反向工作電壓。 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（指針式萬(wàn)用表）撥到R1K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)明該二極管已損壞。 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(mǎn)足即可；整流二極管要滿(mǎn)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。五、晶體二極管的檢測(cè)和代換 測(cè)量二極管時(shí)，以測(cè)得小的那一次時(shí)（正向電阻）

17、,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(xiàn)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。二極管極性的判斷：鉗位作用：鉗位作用就是利用二極管的正向?qū)妷涸趯?dǎo)通后維持在0.2-0.4V(鍺管)，0.6-0.8V(硅管)，從而使與其連接的器件兩端電壓維持在一個(gè)范圍內(nèi)。課外知識(shí)快恢復(fù)二極管FRD（Fast Recovery Diode） 超快恢復(fù)二極管SR

18、D （Superfast Recovery Diode）：反向恢復(fù)時(shí)間Trr值已接近于肖特基二極管的指標(biāo)。 幾十安的快恢復(fù)二極管一般采用TO-3P金屬殼封裝。更大容量（幾百安幾千安）的管子則采用螺栓型或平板型封裝形式 。反向恢復(fù)時(shí)間Trr的定義是：電流通過(guò)零點(diǎn)由正向轉(zhuǎn)換到規(guī)定低值的時(shí)間間隔。它是衡量高頻續(xù)流及整流器件性能的重要技術(shù)指標(biāo)。雙管二極管螺栓型二極管：ZP100A硅整流二極管典型應(yīng)用典型應(yīng)用ACDC變換器直流電源機(jī)床控制平板型二極管： ZP100A(2CZ)硅整流二極管典型應(yīng)用典型應(yīng)用ACDC變換器、直流電源、機(jī)床控制螺栓型二極管：KP10A(3CT)螺旋式晶閘管螺旋式晶閘管典型應(yīng)用典

19、型應(yīng)用直流電機(jī)控制、直流電源控制、交流開(kāi)關(guān)及溫度控制、同步電機(jī)勵(lì)磁 阻尼二極管：阻尼二極管主要用在電視機(jī)中，作為阻尼二極管、升壓整流二極管或大電流開(kāi)關(guān)二極管使用。 實(shí)訓(xùn) 5 二極管檢測(cè)vN04 IN5824vLT205 IN5406vMBR 340 0206vIN4738AvIN5235B 052肖特基整流二極管：5A/30V 肖特基二極管：3A/40V穩(wěn)壓管：8V2 1W穩(wěn)壓管：6V8 1/2Wv黃色LEDv雙色LED（紅、綠）vFR207vMUR 860 C714vC915 MBR 20100CTvHER108開(kāi)關(guān)電源整流器：超快恢復(fù)塑封二極管快速恢復(fù)整流二極管：50A/100V 超快恢復(fù)

20、二極管：8A/600V 60ns 肖特基整流管：20A/100V實(shí)訓(xùn)之前請(qǐng)先測(cè)試v數(shù)字萬(wàn)用表電阻檔兩端的電壓？v二極管這一檔兩端的電壓？請(qǐng)將結(jié)果寫(xiě)到實(shí)訓(xùn)報(bào)告上：請(qǐng)將結(jié)果寫(xiě)到實(shí)訓(xùn)報(bào)告上：請(qǐng)將結(jié)果寫(xiě)到實(shí)訓(xùn)報(bào)告上；請(qǐng)將結(jié)果寫(xiě)到實(shí)訓(xùn)報(bào)告上； 將紅、黑表筆分別接二極管兩端。所測(cè)電阻小時(shí)，黑表將紅、黑表筆分別接二極管兩端。所測(cè)電阻小時(shí)，黑表筆接觸處為負(fù)極，紅表筆接觸處為正極。筆接觸處為負(fù)極，紅表筆接觸處為正極。1. 判別正負(fù)極性判別正負(fù)極性萬(wàn)用表測(cè)試條件：萬(wàn)用表測(cè)試條件：R100或或R1k；萬(wàn)用表測(cè)試條件：萬(wàn)用表測(cè)試條件：R1k1k。2.2.判別好壞判別好壞(3)(3)若正向電阻約幾千歐姆，反向電阻非常大，二極管正常。若正向電阻約幾千