1、认识
1 二极管的表示方法
二极管常用电气符号为D,电气图形符号如下图:
2 半导体二极管的型号
国家标准对半导体器件型号的命名举例如下:
3 二极管的分类及作用
1) 普通二极管:4007渣油储罐清洗处理系列,主要用于整流;5408、6A10与4007系列形状相似,但体积较大,因此多用于大电流和大功率中。
普通二极管有单向导通的特性,所以可以用于整流回路。同时二级管导通后其管体电压恒定不变,所以又常用作限幅之用。 2) 发光二极管:有正负极之分。正脚长,负脚短。常用的有黄、红、绿、橙,双等。规格有Φ3、Φ5、Φ8。
另外公司还使用到一种双发光二极管,相当于两个普通发光二极管组成,有共阴和共阳两种。其有三只引脚,中间一只引脚为公共端,公共端分别与另外两只脚加上工作电压时(注意电压的极性),发光二极管发红光和绿光,当另外两只引脚都加电压时,二极管发橙光。
3) 稳压二极管:主要用于稳压。常见有47和DW系列,47系列稳压值如见下图: 型号 | 稳压值(V) | 型号 | 稳压值(V) | 型号 | 稳压值(V) | 型号 | 稳压值(V) |
4728 | 2.8 | 4735 | 6.2 | 4740 | 10 | 4747 | 20 |
4730 | 3.9 | 4736 | 6.8 | 4742 | 12 | 4748 | 28 |
4731 | 4.3 | 4738 | 8.2 | 空气净化风扇4744 | 15 | 4751 | 30 |
4733 | 5.1 | 雨水弃流井4739 | 9.1 | 4746 | 18 | 4753 | 36 |
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4) 开关二极管:利用的是二极管的高速转换特性。常见型号有1N4148,1N4150,1N4448。
5) 检波二极管:主要用于高频电子线路中,检波即从调幅波中取出低频信号。
6) 变容二极管:在高频电子线路中利用电容的充放电来改变工作在二极管两端的电压而改变二极管的导通。
4 半导体二极管的伏安特性曲线
半导体二极管的伏安特性曲线如下图所示。处于第一象限的是正向伏安特性曲线,处于第三象限的是反向伏安特性曲线。 数字家庭影院4.1 正向特性
1) 当V>0蜂鸣器电路,即处于正向特性区域。正向区又分为两段:
A 当0<V<Vth时,正向电流为零,Vth称为死区电压或开启电压。
B 当V>Vth时,开始出现正向电流,并按指数规律增长。
2) 硅二极管的死区电压Vth=0.5V左右, 锗二极管的死区电压Vth=0.1V左右。
4.2 反向特性
1) 当V<0时,即处于反向特性区域。反向区也分两个区域:
2) 当VBR<无水氯化镁V<0时,反向电流很小,且基本不随反向电压的变化而变化,此时的反向电流也称反向饱和电流IS。
3) 当V≥VBR时,反向电流急剧增加,VBR称为反向击穿电压。
4) 在反向区,硅二极管和锗二极管的特性有所不同。硅二极管的反向击穿特性比较硬、比较陡,反向饱和电流也很小;锗二极管的反向击穿特性比较软,过渡比较圆滑,反向饱和电流较大。从击穿的机理上看,硅二极管若|VBR|≥7 V时,主要是雪崩击穿;若VBR≤4 V则主要是齐纳击穿,当在4V~7V之间两种击穿都有,有可能获得零温度系数点。
5 半导体二极管的参数
半导体二极管的参数包括最大整流电流IF、反向击穿电压VBR、最大反向工作电压VRM、
反向电流IR、最高工作频率fmax和结电容Cj等。几个主要的参数介绍如下:
1) 最大整流电流IF——二极管长期连续工作时,允许通过二极管的最大整流电流的平均值。
2) 反向击穿电压VBR和最大反向工作电压VRM——二极管反向电流急剧增加时对应的反向电压值称为反向击穿电压VBR。为安全计,在实际工作时,最大反向工作电压VRM一般只按反向击穿电压VBR的一半计算。
3) 反向电流IR——在室温下,在规定的反向电压下,一般是最大反向工作电压下的反向电流值。硅二极管的反向电流一般在纳安(nA)级;锗二极管在微安(mA)级。
4) 正向压降VD——在规定的正向电流下,二极管的正向电压降。小电流硅二极管的正向压降在中等电流水平下,约0.6~0.8V;锗二极管约0.2~0.3V。
5) 动态电阻rd——反映了二极管正向特性曲线斜率的倒数。显然, rd与工作电流的大小有关,即: rd =△VD /△ID
2、测试和判别好坏
2.1 普通二极管
普通二极管(包括检波二极管、整流二极管、阻尼二极管、开关二极管、续流二极管)是由一个PN结构成的半导体器件,具有单向导电特性。通过用万用表检测其正、反向电阻值,可以判别出二极管的电极,还可估测出二极管是否损坏。
1) 极性的判别:将万用表置于二极管档,两表笔分别接二极管的两个电极,测出一个结果后,对调两表笔,再测出一个结果。两次测量的结果中,有一次测量出的读数较大(为反向压降,应为∞大),一次测量出的读数较小(为正向压降,硅管值大约为500左右,锗管为200左右)。在读数较小的一次测量中,红笔接的是二极管的正极,黑表笔接的是二极管的负极。
小功率二极管的N极(负极)大多一端用一种黑圈标出来。
2) 单向导电性能的检测及好坏的判断:通常,锗材料二极管的正向电阻值为300左右,反向电阻值为1kΩ左右。硅材料二极管的正向电阻值为5kΩ左右,反向电阻值为∞(无穷大)。正向电阻越小越好,反向电阻越大越好。正、反向电阻值相差越悬殊,说明二极管的单向导电特性越好。
若测得二极管的正、反向电阻值均接近0或阻值较小,则说明该二极管内部已击穿短路或漏电损坏。若测得二极管的正、反向电阻值均为无穷大,则说明该二极管已开路损坏。
3) 反向击穿电压的检测:二极管反向击穿电压(耐压值)可以用晶体管直流参数测试表测量。其方法是:测量二极管时,应将测试表的“NPN/PNP”选择键设置为NPN状态,再将被测二极管的正极接测试表的“C”插孔内,负极插入测试表的“e”插孔,然后按下“V(BR)”键,测试表即可指示出二极管的反向击穿电压值。
也可用兆欧表和万用表来测量二极管的反向击穿电压、测量时被测二极管的负极与兆欧表的正极相接,将二极管的正极与兆欧表的负极相连,同时用万用表(置于合适的直流电压档)监测二极管两端的电压。摇动兆欧表手柄(应由慢逐渐加快),待二极管两端电压稳定而不再上升时,此电压值即是二极管的反向击穿电压。
2.2 稳压二极管
1) 正、负电极的判别:从外形上看,金属封装稳压二极管管体的正极一端为平面形,负极一端为半圆面形。塑封稳压二极管管体上印有彩标记的一端为负极,另一端为正极。对标志不清楚的稳压二极管,也可以用万用表判别其极性,测量的方法与普通二极管相同。
若测得稳压二极管的正、反向读数均很小或均为无穷大,则说明该二极管已击穿或开路损坏。
2) 稳压值的测量:用0~30V连续可调直流电源,对于13V以下的稳压二极管,可将稳压电源的输出电压调至15V,将电源正极串接1只1.5kΩ限流电阻后与被测稳压二极管的负极相连接,电源负极与稳压二极管的正极相接,再用万用表测量稳压二极管两端的电压值,所测的读数即为稳压二极管的稳压值。若稳压二极管的稳压值高于15V,则应将稳压电源调至20V以上。稳压电压误差为±5%。
也可用低于1000V的兆欧表为稳压二极管提供测试电源。其方法是:将兆欧表正端与稳压二极管的负极相接,兆欧表的负端与稳压二极管的正极相接后,按规定匀速摇动兆欧表手柄,同时用万用表监测稳压二极管两端电压值(万用表的电压档应视稳定电压值的大小而定),待万用表的指示电压指示稳定时,此电压值便是稳压二极管的稳定电压值。
若测量稳压二极管的稳定电压值忽高忽低,则说明该二极管的性能不稳定。
2.3 发光二极管
1) 正、负极的判别 :将发光二极管放在一个光源下,观察两个金属片的大小,通常金属片大的一端为负极,金属片小的一端为正极。
2) 性能好坏的判断:用指针万用表R×10k档,测量发光二极管的正、反向电阻值。正常时,正向电阻值(黑表笔接正极时)约为10~20kΩ,反向电阻值为250kΩ~∞(无穷大)。较高灵敏度的发光二极管,在测量正向电阻值时,管内会发微光。若用万用表R×1k档测量发光二极管的正、反向电阻值,则会发现其正、反向电阻值均接近∞(无穷大),这是因为发光二极管的正向压降大于1.6V(高于模拟万用表R×1k档内电池的电压值1.5V)的缘故。
用携带式数字万用表的二极管档测量发光二极管,正常时,正向读数(红笔接正极时)约为1700,并发微光,反向读数为∞(无穷大)。
双发光二极管检测同普通发光二极管,用携带式数字万用表的二极管档测量,用红表笔接触中间引脚(公共端),黑表笔分别接触另外两引脚,如果是正常的管子,则能发红光和绿光,同时说明该管是共阳型。如果不亮,可以把黑表笔接触中间引脚(公共端),黑表笔分别接触另外两引脚,应能发光,同时说明此管为共阴型。如果两次没读数、读数很小或一次亮一次不亮,说明该管子已坏。