電子元器件(二極管)課件

跟我學(xué)識(shí)電子元器件——二極管篇一、二極管的種類二極管有多種類型：按材料分，有鍺二極管、硅二極管、砷化鎵二極管等；按制作工藝可分為面接觸二極管和點(diǎn)接觸二極管；按用途不同可分為整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、變?nèi)荻O管、光電二極管、發(fā)光二極管、開關(guān)二極管、快速恢復(fù)二極管等；以接構(gòu)類型來分，可分為半導(dǎo)體結(jié)型二極管，金屬半導(dǎo)體接觸二極管等；按照封裝形式則可分為常規(guī)封裝二極管、特殊封裝二極管等。1．整流二極管整流二極管的作用是將交流電源整流成脈動(dòng)直流電，它是利用二極管的單向?qū)щ娞匦怨ぷ鞯?。因?yàn)檎鞫O管正向工作電流較大，工藝上多采用面接觸結(jié)構(gòu)。由于這種結(jié)構(gòu)的二極管結(jié)電容較大，因此整流二極管工作頻率一般小于3kHz。整流二極管主要有全密封金屬結(jié)構(gòu)封裝和塑料封裝兩種封裝形式。通常情況下額定正向工作電流在1A以上的整流二極管采用金屬殼封裝，以利于散熱；在1A以下的采用全塑料封裝。由于工藝技術(shù)的提高，也有不少較大功率的整流二極管采用塑料封裝，在使用中應(yīng)予以區(qū)別。整流二極管的選擇選用整流二極管時(shí)，主要應(yīng)考慮其最大整流電流、最大反向工作電流、截止頻率及反向恢復(fù)時(shí)間等參數(shù)。普通串聯(lián)穩(wěn)壓電源電路中使用的整流二極管，對(duì)截止頻率的反向恢復(fù)時(shí)間要求不高，只要根據(jù)電路的要求選擇最大整流電流和最大反向工作電壓符合要求的整流二極管。例如1N系列、2CZ系列、RLR系列等。開關(guān)穩(wěn)壓電源的整流電路及脈沖整流電路中使用的整流二極管，應(yīng)選用工作頻率較高、反向恢復(fù)時(shí)間較短的整流二極管或快恢復(fù)二極管。例如RU系列、EU系列、V系列、1SR系列等。2.撿波二極管檢波二極管是把疊加在高頻載波中的低頻信號(hào)檢出來的器件，它具有較高的檢波效率和良好的頻率特性。檢波二極管要求正向壓降小，檢波效率高，結(jié)電容小，頻率特性好，其外形一般采用EA玻璃封裝結(jié)構(gòu)。一般檢波二極管采用鍺材料點(diǎn)接觸型結(jié)構(gòu)。選用檢波二極管時(shí)，應(yīng)根據(jù)電路的具體要求來選擇工作頻率高、反向電流小、正向電流足夠大的檢波二極管。3．開關(guān)二極管由于半導(dǎo)體二極管在正向偏壓下導(dǎo)通電阻很小，而在施加反向偏壓截止時(shí)，截止電阻很大，在開關(guān)電路中利用半導(dǎo)體二極管的這種單向?qū)щ娞匦跃涂梢詫?duì)電流起接通和關(guān)斷的作用，故把用于這一目的的半導(dǎo)體二極管稱為開關(guān)二極管。開關(guān)二極管主要應(yīng)用于收錄機(jī)、電視機(jī)、影碟機(jī)等家用電器及電子設(shè)備有開關(guān)電路、檢波電路、高頻脈沖整流電路等。中速開關(guān)電路和檢波電路可以選用2AK系列普通開關(guān)二極管。高速開關(guān)電路可以選用RLS系列、1SS系列、1N系列、2CK系列的高速開關(guān)二極管。要根據(jù)應(yīng)用電路的主要參數(shù)（例如正向電流、最高反向電壓、反向恢復(fù)時(shí)間等）來選擇開關(guān)二極管的具體型號(hào)。5．快速恢復(fù)二極管(FRD)快速恢復(fù)二極管(FastRecoveryDiode)是一種新型的半導(dǎo)體二極管。其開關(guān)特性好，反相恢復(fù)時(shí)間短，常用于高頻開關(guān)電源中作為整流二極管。快速恢復(fù)二極管的特點(diǎn)就是它的恢復(fù)時(shí)間很短，適合高頻(如電視機(jī)中的行頻)整流?？焖倩謴?fù)二極管的重要參數(shù)：反向恢復(fù)時(shí)間。反向恢復(fù)時(shí)間指正向?qū)ê蠓聪蚪刂沟臅r(shí)間，用trr表示。超快速恢復(fù)二極管(SRD)是在快速恢復(fù)二極管的基礎(chǔ)上研制的，它的反相恢復(fù)時(shí)間trr更小。普通快速恢復(fù)二極管的trr為幾百納秒，超快速恢復(fù)二極管(SRD)的trr一般為幾十納秒。trr數(shù)值越小的快速恢復(fù)二極管的工作頻率越高。5．快速恢復(fù)二極管(FRD)當(dāng)工作頻率在幾十至幾百kHz時(shí)．普通整流二極管正反向電壓變化的時(shí)間慢于恢復(fù)時(shí)間，普通整流二極管就不能正常實(shí)現(xiàn)單向?qū)ǘM(jìn)行整流工作了，此時(shí)就要用快速恢復(fù)整流二極管才能勝任。彩電等家用電器采用開關(guān)電源供電的整流二極管通常為快速恢復(fù)二極管，而不能用普通整流二極管代替，否則，用電器可能會(huì)不能正常工作。6．肖特基二極管(SBD)肖特基二極管是肖特基勢(shì)壘二極管(SchottkyBarrierDiode，簡(jiǎn)稱SBD)的簡(jiǎn)稱。是低功耗、大電流、超高速半導(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)二極管所無法比擬的。肖特基二極管是用貴重金屬(金、銀、鋁、鉑等)為正極，以N型半導(dǎo)體為負(fù)極，利用二者接觸面上形成的勢(shì)壘具有整流特性而制成的金屬一半導(dǎo)體器件。肖特基二極管通常用在高頻、大電流、低電壓整流電路中。8．發(fā)光二極管發(fā)光二極管的英文簡(jiǎn)稱是LED．它是采用磷化鎵、磷砷化鎵等半導(dǎo)體材料制成的。發(fā)光二極管除了具有單向?qū)щ娞匦灾猓€可以將電能轉(zhuǎn)換為光能。外加正向電壓時(shí)，導(dǎo)通，正向電流流過管芯時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)光，將電能轉(zhuǎn)換成光能。發(fā)光二極管的發(fā)光顏色主要由制作管子的材料以及摻入雜質(zhì)的種類決定。目前常見的發(fā)光二極管發(fā)光顏色主要有藍(lán)色、綠色、黃色、紅色、橙色、白色等。白色發(fā)光二極管是新型產(chǎn)品，主要應(yīng)用在手機(jī)背光燈、液晶顯示器背光燈、照明等領(lǐng)域。8．發(fā)光二極管發(fā)光二極管的工作電流通常為2～25mA。工作電壓(即正向壓降)隨著材料的不同而不同：普通綠色、黃色、紅色、橙色發(fā)光二極管的工作電壓約2V；白色發(fā)光二極管的工作電壓通常高于2.4V；藍(lán)色發(fā)光二極管的工作電壓通常高于3.3V。發(fā)光二極管的工作電流不能超過其額定值，否則，會(huì)燒毀。通常在發(fā)光二極管回路中串聯(lián)一個(gè)電阻作為限流用。紅外發(fā)光二極管是一種特殊的發(fā)光二極管，其外形和發(fā)光二極管相似．它發(fā)出的是紅外光，肉眼看不見。其工作電壓約1.4V，工作電流一般小于20mA。將兩個(gè)不同顏色的發(fā)光二極管封裝在一起，即成為雙色二極管(又名變色發(fā)光二極管)。這種發(fā)光二極管有三個(gè)引腳，其中一個(gè)是公共端。它可以發(fā)出三種顏色的光(其中一種是兩種顏色的混和色)，常作為不同工作狀態(tài)的指示器件。9．雪崩二極管(AvalancheDiode)雪崩二極管是在穩(wěn)壓管工藝上發(fā)展起來的一種微波功率器件，它在外加電壓的作用下可以產(chǎn)生高頻振蕩。常被應(yīng)用微波通信、雷達(dá)、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、遙控、遙測(cè)、儀器儀表等設(shè)備中。10．雙向觸發(fā)二極管雙向觸發(fā)二極管在常用的調(diào)光燈中的應(yīng)用電路11．變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管(英文名稱VariableCapacitanceDiode，縮寫為VCD)是利用反向偏壓來改變PN結(jié)電容量的特殊半導(dǎo)體器件。變?nèi)荻O管相當(dāng)于一個(gè)容量可變的電容器，它的兩個(gè)電極之間的PN結(jié)電容大小，隨加到變?nèi)荻O管兩端反向電壓大小的改變而變化。當(dāng)加到變?nèi)荻O管兩端的反向電壓增大時(shí)，變?nèi)荻O管的容量減小。主要用于彩電調(diào)諧回路(如彩電的高頻頭)中，作為一個(gè)可以通過電壓控制的自動(dòng)微調(diào)電容器。變?nèi)荻O管的選用著重考慮其工作頻率、最高反向工作電壓、最大正向電流和零偏壓結(jié)電容等參數(shù)是否符合電路的要求。選用結(jié)電容變化大、高Q值、反向漏電流小的管子。二、二極管的識(shí)別與檢測(cè)1．二極管的識(shí)別小功率二極管的負(fù)極通常在表面用一個(gè)色環(huán)標(biāo)出；有些二極管也采用“P”、“N”符號(hào)來確定二極管極性，“P”表示正極，“N”表示負(fù)極；金屬封裝二極管通常在表面印有與極性一致的二極管符號(hào)；發(fā)光二極管則通常用引腳長(zhǎng)短來識(shí)別正負(fù)極，長(zhǎng)腳為正，短腳為負(fù)。整流橋的表面通常標(biāo)注內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)或者交流輸入端以及直流輸出端的名稱，交流輸入端用“AC”或者“～”表示；直流輸出端以“+”、“-”符號(hào)表示。貼片二極管由于外形多種多樣，其極性也有多種標(biāo)注方法：在有引線的貼片二極管中，管體有白色色環(huán)的一端為負(fù)極；在有引線而無色環(huán)的貼片二極管中，引線較長(zhǎng)的一端為正極；在無引線的貼片二極管中，表面有色帶或者有缺口的一端為負(fù)極。2．二極管的檢測(cè)用指針式萬用表檢測(cè)二極管時(shí)，黑表筆所接二極管的正極，紅表筆所接負(fù)極。若測(cè)得正反向電阻均為無窮大，則表明二極管已經(jīng)開路損壞；若正反向電阻均為0，則表明二極管已經(jīng)短路損壞。正常情況下，鍺二極管的正向電阻約1.6kΩ。用數(shù)字式萬用表測(cè)二極管時(shí)，紅表筆接二極管的正極，黑表筆接負(fù)極。這與指針式萬用表的表筆接法剛好相反。三、二極管的主要參數(shù)1.額定正向工作電流額定正向工作電流指二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)允許通過的最大正向電流值。因?yàn)殡娏魍ㄟ^二極管會(huì)使管芯發(fā)熱，溫度上升，溫度超過容許限度，就會(huì)使管芯過熱而損壞，所以二極管使用中不要超過規(guī)定的工作電流值。硅管容許溫度約為140oC，鍺管約為90oC。常用的IN4001的額定正向工作電流為1A。2.最大浪涌電流最大浪涌電流，是允許流過的過量正向電流，它不是正常電流，而是瞬間電流。其值通常是額定正向工作電流的20倍左右。3.最高反向工作電壓加在二極管兩端的反向工作電壓高到一定值時(shí)，管子將會(huì)擊穿，失去單向?qū)щ娔芰?。為了保證使用安全，規(guī)定了