l2能力提升-二極管認(rèn)識(shí)和作用

：二極管的基本知識(shí)二極管元件串并聯(lián)二極管好壞的檢測(cè):二極管的應(yīng)用二極管知識(shí)拓展2015

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Internal.s.二極管基本知識(shí)半導(dǎo)體：常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體（conductor）與絕緣體（insulator）之間的材料。通常將電阻率小于10-4~10

9之間的為半導(dǎo)體，半導(dǎo)體在收音機(jī)、電視機(jī)以及測(cè)溫上有著廣泛的應(yīng)用。P&N型半導(dǎo)體，P型半導(dǎo)體 N型半導(dǎo)體 PN結(jié)二極管：又稱(chēng)晶體二極管,簡(jiǎn)稱(chēng)二極管(diode)。PN結(jié)二端加上引線封裝就成為晶體二極管，國(guó)際中一般用VD表示，中國(guó)用D表示二極管的特性：?jiǎn)蜗驅(qū)щ娦苑聪驌舸┨匦?015

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Internal.s.二極管基本知識(shí)大多數(shù)半導(dǎo)體的主要材料是硅Si和鍺Ge。二極管的伏安特性曲線二極管的符號(hào)2015

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Internal.s.二極管基本知識(shí)2015

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Internal.s.二極管的主要參數(shù)最大整流電流IF長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，允許通過(guò)二極管的正向平均電流。由二極管允許的溫升所限定。管子的平均電流不得超過(guò)此值，否則可能使二極管過(guò)熱而損壞。最高反向工作電壓UR工作時(shí)加在二極管兩端的反向電壓不得超過(guò)此值，否則二極管有可能被擊穿。為了留有余地，通常將擊穿電壓UBR的一半定為UR反向電流IR在室溫條件下，在二極管兩端加上規(guī)定的反向電壓時(shí)，流過(guò)管子的反向電流。通常希望越小越好。說(shuō)明二極管的單向?qū)щ娦栽胶?。（受溫度影響大）最高工作頻率fM二極管基本知識(shí)2015

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Internal.s.分類(lèi)根據(jù)所用的半導(dǎo)體材料，可以將二極管分為鍺二極管和硅二極管。硅管的UTH=0.6~0.8V鍺管UTH=0.2~0.3V常見(jiàn)結(jié)構(gòu)點(diǎn)接觸PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。只允許通過(guò)較小的電流（不超過(guò)幾十毫安），適用于高頻小電流電路，如收音機(jī)的檢波等面接觸PN結(jié)面積大，允許通過(guò)較大的電流（幾安到幾十安），主要用于把交流電變換成直流電的“整流”電路中。面接觸型晶體二極管比較適用于大電流開(kāi)關(guān)。用于工頻大電流整流電路。平面型往往用于集成電路制造工藝中。平面型二極管是一種特制的硅二極管，它不

僅能通過(guò)較大的電流，而且性能穩(wěn)定可靠，多用于開(kāi)關(guān)、脈沖及高頻電路中。

PN結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開(kāi)關(guān)電二極管基本知識(shí)陽(yáng)極陰極引線引線PNP

型支持襯底2015

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Internal.s.二極管基本知識(shí)按特性分類(lèi)1）整流二極管將交流電源整流成為直流電流的二極管叫作整流二極管。2）檢波二極管檢波二極管是用于把迭加在高頻載波上的低頻信號(hào)檢出來(lái)的器件,它具有較高的檢波效率和良好的頻率特性。3）開(kāi)關(guān)二極管在脈沖數(shù)字電路中，用于接通和關(guān)斷電路的二極管叫開(kāi)關(guān)二極管，它的特點(diǎn)是反向恢復(fù)時(shí)間短，能滿足高頻和

頻應(yīng)用的需要。4)穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管是由硅材料制成的面結(jié)合型晶體二極管，它是利用PN結(jié)反向擊穿時(shí)的電壓基本上不隨電流的變化而變化的特點(diǎn)，來(lái)達(dá)到穩(wěn)壓的目的，因?yàn)樗茉陔娐分衅鸱€(wěn)壓作用，故稱(chēng)為、穩(wěn)壓二極管（簡(jiǎn)稱(chēng)穩(wěn)壓管）。5）變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管是利用PN結(jié)的電容隨外加偏壓而變化這一特性制成的非線性電容元件，被廣泛地用于參量放大器，電子調(diào)諧及倍頻器等微波電路中。6）瞬態(tài)電壓抑制器TVS一種固態(tài)二極管，專(zhuān)門(mén)用于ESD

保護(hù)。TVS

二極管是和被保護(hù)電路并聯(lián)的，當(dāng)瞬態(tài)電壓超過(guò)電路的正常工作電壓時(shí)，二極管發(fā)生雪崩，為瞬態(tài)電流提供通路，使 電路免遭超額電壓的擊穿。長(zhǎng)、可發(fā)紅、黃、7）發(fā)光二極管用磷化鎵、磷砷化鎵材料制成，體積小，正向驅(qū)動(dòng)發(fā)光。工作電壓低，工作電流小，發(fā)光均勻、綠單色光。8）肖特基二極管基本原理是：在金屬（例如鉛）和半導(dǎo)體（N型硅片）的接觸面上，用已形成的肖特基來(lái)阻擋反向電壓。肖特基與PN結(jié)的整流作用原理有根本性的差異。其耐壓程度只有40V左右。其特長(zhǎng)是：開(kāi)關(guān)速度非常快：反向恢復(fù)時(shí)間trr特別地短。201因5

L此eno，vo

I能nter制nal.作

關(guān)s

和.低壓大電流整流二極管。二極管好壞的檢測(cè):二極管燒壞容易造成線路短路或斷路的情況，影響電器正常工作，用萬(wàn)用表可以直接檢測(cè)二極管的好壞。首先辨別出二極管的正負(fù)極，有白線的一端為負(fù)極，另一端為正極。將萬(wàn)用表上的旋鈕撥到二極管測(cè)量檔位，并將

表筆插在萬(wàn)用表的正確位置。將紅表筆接二極管正極，黑表筆接負(fù)極。然后觀察讀數(shù)，如果滿溢（即顯示為1），則二極管已壞。若有讀數(shù)，則交換表筆，若還有讀數(shù)而不滿溢，則二極管壞。如果是發(fā)光二極管，若二極管正常，則可以看到微弱的亮光。用電阻檔測(cè)量：紅筆接正，黑筆接負(fù)，阻值150~700歐，反向?yàn)闊o(wú)窮大。2015

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Internal.s.二極管的應(yīng)用

1.利用二極管的單向?qū)ㄐ裕瑏?lái)放在有時(shí)序要求的地方，使?jié)M足要求。肖特基勢(shì)壘二極管SBD（Schottky

Barrier

Diode，簡(jiǎn)稱(chēng)肖特基二極管）是近年來(lái)問(wèn)世的低功耗、大電流、速半導(dǎo)體器件。其反向恢復(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。這些優(yōu)良特性是快恢復(fù)二極管所無(wú)法比擬的。中、小功率肖特基整流二極管大多采用封裝形式。2015

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Internal.s.二極管的應(yīng)用2.整流2015

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Internal.s.二極管的應(yīng)用3.穩(wěn)壓利用PN結(jié)反向擊穿狀態(tài)，其電流可在很大范圍內(nèi)變化而電壓基本不變的現(xiàn)象，制成的起穩(wěn)壓作用的二極管正向特性和普通二極管差不多，反向特性是在反向電壓低于反向擊穿電壓時(shí)，反向電阻很大，反向漏電流極小。但是，當(dāng)反向電壓

反向電壓的臨界值時(shí)，反向電流驟然增大，稱(chēng)為擊穿，在這一臨界擊穿點(diǎn)上，反向電阻驟然降至很小值。盡管電流在很大的范圍內(nèi)變化，而二極管兩端的電壓卻基本上穩(wěn)定在擊穿電壓附近，從而實(shí)現(xiàn)了二極管的穩(wěn)壓功能2015

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Internal.s.二極管知識(shí)拓展4.發(fā)光二極管LED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娦浴Ｓ珊墸℅a）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成當(dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，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)

出的能量多少不同， 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。2015

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Internal.s.5.

ESD靜電防護(hù)當(dāng)瞬態(tài)電壓超過(guò)電路的正常工作電壓時(shí),二極管發(fā)生雪崩,為瞬態(tài)電流提供通路,使 電路免遭超額電壓的擊穿或超額電流的過(guò)熱燒毀二極管知識(shí)拓展2015

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Internal.s.氣體放電管起泄放雷電暫態(tài)過(guò)電流和限制過(guò)電壓作用。(接LAN

chip）優(yōu)點(diǎn)：絕緣電阻很大，寄生電容很小，浪涌防護(hù)能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：在于放電時(shí)延(即響應(yīng)時(shí)間)較大，動(dòng)作靈敏度不夠理想，部分型號(hào)會(huì)出現(xiàn)續(xù)流現(xiàn)象，長(zhǎng)時(shí)間續(xù)流會(huì)導(dǎo)致失效，對(duì)于波頭上升陡度較大的雷電波難以有效地抑制。二極管知識(shí)拓展2015

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Internal.s.ESD防護(hù)（LAN

chip）用來(lái)保護(hù)高速數(shù)據(jù)接口，特別是保護(hù)連接在高速數(shù)據(jù)和從易被ESD導(dǎo)致的過(guò)電壓傳輸?shù)拿舾性骷O管知識(shí)拓展2015

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Internal.s.二極管知識(shí)拓展ESD保護(hù)TVS管-接在DCINCONNTVS（TRANSIENT

VOLTAGE

SUPPRESSOR）瞬變電壓抑制二極管是在穩(wěn)壓管工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新產(chǎn)品，其電路符號(hào)和普通穩(wěn)壓二極管相同,外形也與普通二極管無(wú)異,當(dāng)TVS管兩端經(jīng)受瞬間的高能量沖擊時(shí)，它能以極高的速度（最高達(dá)1*10-12秒）使其阻抗驟然降低，同時(shí)吸收一個(gè)大電流，將其兩端間的電壓箝位在一個(gè)預(yù)定的數(shù)值上，從而確保后面的電路元件免受瞬態(tài)高能量的沖擊而損壞。(1)若TVS有可能承受來(lái)自兩個(gè)方向的尖峰脈沖電壓(浪涌電壓)沖擊時(shí)，應(yīng)當(dāng)選 極性的，否則可選用單極性。(2)所選用TVS的Vc值應(yīng)低于被保護(hù)元件的最高電壓。Vc是二極管在截止?fàn)顟B(tài)的電壓，也就是在ESD沖擊狀態(tài)時(shí)通過(guò)TVS的電壓，它不能大于被保護(hù)回路的可承受極限電壓，否則器件 被損壞的。(3)TVS在正常工作狀態(tài)下不要處于擊穿狀態(tài)，最好處于VR以下，應(yīng)綜合考慮VR和VC兩方面的要求來(lái)選擇適當(dāng)?shù)腡VS。2015

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Internal.s.二極管知識(shí)拓展6.開(kāi)關(guān)二極管正向?qū)?，反向截止?015

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Internal.s.筆記本常見(jiàn)問(wèn)題穩(wěn)壓二極管的選用。穩(wěn)壓二極管是工作在反向擊穿狀態(tài)下的，使管子兩端電壓基本不變的一種特殊二極管。選用穩(wěn)壓二極管時(shí)，要根據(jù)具體電子電路來(lái)考慮，簡(jiǎn)單的并聯(lián)穩(wěn)壓電源，輸出電壓就是穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電壓。開(kāi)關(guān)二極管的選用。開(kāi)關(guān)二極管是利用PN結(jié)的單向?qū)щ娦?，在電路中?duì)電流進(jìn)行控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電路開(kāi)和關(guān)的控制。開(kāi)關(guān)二極管常用于開(kāi)關(guān)電路、限幅電路、檢波電路等。開(kāi)關(guān)二極管多以玻璃和陶瓷封裝，硅開(kāi)關(guān)二極管的開(kāi)關(guān)時(shí)間比鍺開(kāi)關(guān)管短，只有幾個(gè)ns發(fā)光二極管的選用。發(fā)光二極管和普通二極管一樣是由一個(gè)N結(jié)組成的，它具有單向?qū)щ姷奶匦?。可?jiàn)發(fā)光二極管有砷化鎵、磷化鎵和磷砷化鎵發(fā)光二極管，因它們耗電低，可直接用集成電路或雙極型電路推動(dòng)發(fā)光，可選用作為家用電器和其他電子設(shè)備的通斷指示或數(shù)指顯示。使用變色和三色發(fā)光二極管時(shí)，第一要注意管腳排列，并要串接限流電阻，確保發(fā)光管通過(guò)規(guī)定電流。第二，焊接時(shí)，要注意散熱，焊接時(shí)間不要過(guò)長(zhǎng)。第三，注意保護(hù)管殼、管帽光潔好。第四，變色發(fā)光二極管的使用環(huán)境溫度在+85攝氏度以下，溫度越低管子的發(fā)光亮度越高，在低溫時(shí)，發(fā)光性能非常好。第五，使用時(shí)，注意管腳的正、負(fù)極，如將管子接反了，發(fā)光管就不能發(fā)光。發(fā)光二極管正向管壓降會(huì)隨不同發(fā)光顏色而不同。主要有三種顏色，具體壓降參考值如下：紅色發(fā)光二極管的壓降為2.0--2.2V，黃色發(fā)光二極管的壓降為1.8—2.0V，綠色發(fā)光二極管的壓降為3.0—3.2V，正常發(fā)光時(shí)的額定電流約為

20mA。在維修電器中如需要代換二極管，要選用同型號(hào)，同規(guī)格的二極管替換。如果要用其他型號(hào)代換，一定要對(duì)最大電流、最高反向工作電壓、最高工作頻率這三個(gè)參數(shù)值留有一定余量。最高反向工作電壓最好為擊穿電壓的1/2代換整流二極管時(shí)，主要看最大整流電流；代換檢波管時(shí)，只要代替的檢波二極管的工作頻率不低于原型號(hào)管的工作頻率均可使用；穩(wěn)壓管代換時(shí)，要注意穩(wěn)壓范圍。鍺管和硅管在特性上有差別，一般不宜互相代換。比如硅二極管的正向?qū)妷罕孺N二極管高許多；就是有些參數(shù)能滿足要