電工電子技術(shù)（第3版） 課件 5.1.2 二極管

二極管田玉主講老師：電工電子技術(shù)

知識(shí)目標(biāo)01

1.認(rèn)識(shí)二極管結(jié)構(gòu)、類型及參數(shù)2.認(rèn)識(shí)二極管的伏安特性能力目標(biāo)021.會(huì)利用二極管導(dǎo)電特性分析二極管的應(yīng)用

思政目標(biāo)03強(qiáng)化甘于寂寞，辛苦耕耘，厚積薄發(fā)的信念

學(xué)習(xí)目標(biāo)K知識(shí)引入電子工業(yè)的起點(diǎn)——電子管(真空二極管)的發(fā)明——1904年，英國(guó)人弗萊明（J.A.Fleming）半導(dǎo)體器件誕生:美國(guó)物理學(xué)家肖克利(W.B.Shockley),發(fā)明半導(dǎo)體二極管晶體二極管（一）二極管結(jié)構(gòu)二極管是由一個(gè)PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線及管殼封裝而成的。二極管結(jié)構(gòu)PN結(jié)管殼正極+

晶體二極管（二）二極管分類01按材料可分為：鍺二極管、硅二極管。02按結(jié)構(gòu)可分為：點(diǎn)接觸型二極管、面接觸型二極管和平面型二極管。03按用途可分為：普通二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管、檢波二極管、齊納二極管、開(kāi)關(guān)二極管、隔離二極管、肖特基二極管、旋轉(zhuǎn)二極管等。常用二極管符號(hào)晶體二極管（三）二極管特性伏安特性曲線U(V)0.500.8-50-25I(mA)204060

(

A)4020死區(qū)正向?qū)▍^(qū)反向截止區(qū)反向擊穿區(qū)

死區(qū)：外加正向電壓很小，外電場(chǎng)不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)阻力，正向電流幾乎為0。硅二極管的死區(qū)電壓0.5V左右，鍺二極管的死區(qū)電壓0.1V左右反向擊穿區(qū)：外加反向電壓超過(guò)反向擊穿電壓時(shí)，反向電流突然增大，二極管失去單向?qū)щ娦浴６O管不允許工作在此區(qū)域。反向截止區(qū)：外加反向電壓與PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)方向一致，推動(dòng)少子漂移形成很小反向漂移電流，該電流受溫度影響敏感。正向?qū)▍^(qū)：外加正向電壓大于PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)阻力，推動(dòng)多子擴(kuò)散，形成大電流。硅二極管的正向電壓0.7V左右，鍺二極管的正向電壓為電壓0.3V左右晶體二極管（三）二極管特性伏安特性曲線U(V)0.500.8-50-25I(mA)204060

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A)4020死區(qū)正向?qū)▍^(qū)反向截止區(qū)反向擊穿區(qū)

二極管導(dǎo)通之前的死區(qū)，就像成功曙光之前的暗夜，是成功的必經(jīng)之路，沒(méi)有成功之前的默默奮斗，甘于寂寞，辛苦耕耘，是不可能有厚積薄發(fā)的機(jī)會(huì)的。

二極管反向截止區(qū)向擊穿區(qū)陡然變化且電流直線增大,管子損壞。說(shuō)明事物積累到一定階段，量變引起質(zhì)變，必須防微杜漸，不以惡小而為之，錘煉個(gè)人品格。如果將特性曲線比作人生，你如何度過(guò)每個(gè)階段？晶體二極管（四）二極管應(yīng)用開(kāi)關(guān)：正偏時(shí)視其為“短路”，截止時(shí)視其為“開(kāi)路”+－VDPNUD=0+－+－VD導(dǎo)通壓降實(shí)際二極管V—A特性正偏VDPN+－UD=∞+－VD+－反偏理想二極管V—A特性1.順序棧實(shí)例演示1.最大整流電流IOM指二極管長(zhǎng)期使用時(shí)，允許流過(guò)二極管的最大正向平均電流。2.反向工作峰值電壓URWM是保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓，一般是二極管反向擊穿電壓UBR的一半或三分之二。二極管擊穿后單向?qū)щ娦员黄茐模踔吝^(guò)熱而燒壞。3.反向電流IRM指二極管加最高反向工作電壓時(shí)的反向電流。反向電流大，說(shuō)明管子的單向?qū)щ娦圆?，IRM受溫度的影響較大，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流較大，為硅管的幾十到幾百倍。晶體二極管（五）二極管參數(shù)I(mA)40302010

0-5-10-15-20(μA)0.40.8－12－8－4U(V)穩(wěn)壓二極管的反向電壓幾乎不隨反向電流的變化而變化、這就是穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓作用。D穩(wěn)壓二極管是一種特殊的面接觸型二極管，其反向擊穿可逆。正向特性與普通二極管相似反向ΔIZΔUZ實(shí)物圖圖符號(hào)及文字符號(hào)顯然穩(wěn)壓管的反向擊穿伏安特性曲線比普通二極管的更加陡峭。晶體二極管（六）特殊二極管穩(wěn)壓二極管01使用穩(wěn)壓二極管時(shí)應(yīng)該注意的事項(xiàng)+US－DZ(1)穩(wěn)壓二極管正負(fù)極的判別DZ+－(2)穩(wěn)壓二極管使用時(shí)，應(yīng)反向接入電路UZ－(3)穩(wěn)壓管應(yīng)接入限流電阻(4)電源電壓應(yīng)高于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值(5)穩(wěn)壓管都是硅管。其穩(wěn)定電壓UZ最低為3V，高的可達(dá)300V，穩(wěn)壓二極管在工作時(shí)的正向壓降約為0.6V。晶體二極管（六）特殊二極管穩(wěn)壓二極管01發(fā)光二極管是一種能把電能直接轉(zhuǎn)換成光能的固體發(fā)光元件。加正向電壓導(dǎo)通時(shí)發(fā)光，發(fā)光二極管和普通二極管一樣，管芯由PN結(jié)構(gòu)成，具有單向?qū)щ娦?。?shí)物圖圖符號(hào)和文字符號(hào)D單個(gè)發(fā)光二極管常作為電子設(shè)備通斷指示燈或快速光源及光電耦合器中的發(fā)光元件等。發(fā)光二極管一般使用砷化鎵、磷化鎵等材料制成。現(xiàn)有的發(fā)光二極管能發(fā)出紅黃綠等顏色的光。發(fā)光管正常工作時(shí)應(yīng)正向偏置，因死區(qū)電壓較普通二極管高，因此其正偏工作電壓一般在1.3V以上。發(fā)光管屬功率控制器件，常用來(lái)作為數(shù)字電路的數(shù)碼及圖形顯示的七段式或陣列器件。晶體二極管（六）特殊二極管發(fā)光二極管02光電二極管也稱光敏二極管，是將光信號(hào)變成電信號(hào)的半導(dǎo)體器件，其核心部分也是一個(gè)PN結(jié)。光電二極管PN結(jié)的結(jié)面積較小、結(jié)深很淺，一般小于一個(gè)微米。D光電二極管和穩(wěn)壓管類似，也是工作在反向電壓下。無(wú)光照時(shí)，反向電流很小，稱為暗電流；有光照射時(shí)，攜帶能量的光子進(jìn)入PN結(jié)后，把能量傳給共價(jià)鍵上的束縛電子，使部分價(jià)電子掙脫共價(jià)鍵的束縛，產(chǎn)生電子—空穴對(duì)，稱為光生載流子。光生載流子在反向電壓作用下形成反向光電流，其強(qiáng)度與光照