《電子技術(shù)》

二極管及其應(yīng)用

通過本章的學(xué)習(xí)，你將掌握如下內(nèi)容：

1.二極管具有單向?qū)щ娦裕?.常用二極管的種類；3.二極管的應(yīng)用；成人成才同步教育專家1.概念:

半導(dǎo)體二極又稱晶體二極管,簡(jiǎn)稱二極管,由一個(gè)PN結(jié)加上引線及管殼構(gòu)成.具有單向?qū)щ娦?為非線性元器件.

作用:檢波、整流、開關(guān)、穩(wěn)壓等

成人成才同步教育專家2.二極管的分類:a.按材料分:鍺二極管硅二極管

鍺管導(dǎo)通電壓:0.2-0.3V硅管導(dǎo)通電壓:0.6-0.8V導(dǎo)通電壓:當(dāng)正向電壓超過某一數(shù)值后,二極管導(dǎo)通,正向電流隨外加電壓增加迅速增大,該電壓稱為導(dǎo)通電壓.b.按作用分:整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管、發(fā)光二極管、光敏二極管等.成人成才同步教育專家3.常見二極管圖示:LED紅外光發(fā)射管紅外光接收管成人成才同步教育專家雙二極管BAV99成人成才同步教育專家4.半導(dǎo)體二極管中的PN結(jié)概述：PN結(jié)是在雜質(zhì)半導(dǎo)體的基礎(chǔ)上形成的一種具有特殊性質(zhì)的物理結(jié)構(gòu)，它是常用的二極管、三極管結(jié)構(gòu)的物理基礎(chǔ)，二極管的單向?qū)щ娦跃褪怯伤鼪Q定的。成人成才同步教育專家4.1PN結(jié)形成

半導(dǎo)體的摻雜特性:雜質(zhì)半導(dǎo)體有P型和N型兩種P型和N型半導(dǎo)體通過一定的方法結(jié)合起來，會(huì)在兩者的界面處形成具有特殊性質(zhì)的物理結(jié)構(gòu)——PN結(jié)

PN結(jié)有著很特殊的性質(zhì)——單向?qū)щ娦?。成人成才同步教育專?.2

二極管的基本結(jié)構(gòu)和符號(hào)在PN結(jié)二端加上引線并進(jìn)行封裝，就成為晶體二極管，簡(jiǎn)稱二極管。二極管的文字符號(hào)在國際標(biāo)準(zhǔn)中用VD表示，在中國用D來表示。常見的二極管外形和符號(hào)如圖2.2所示。成人成才同步教育專家4.3PN結(jié)的導(dǎo)電特性1.外加正向電壓使PN結(jié)導(dǎo)通2.外加加反向電壓使PN結(jié)截止成人成才同步教育專家4.4

二極管的伏安特性伏安特性就是指在二極管兩端加電壓時(shí)，通過二極管的電流與所加電壓的關(guān)系.關(guān)系用曲線表示，則稱為伏安特性曲線

可以使用實(shí)驗(yàn)的手段，描繪出二極管的伏安特性曲線。

成人成才同步教育專家

二極管的伏安特性曲線成人成才同步教育專家1．正向特性當(dāng)二極管外加正向很小時(shí)，正向電流很微弱。只有當(dāng)正向電壓超過某值后，正向電流明顯增大，這一電壓稱為導(dǎo)通電壓或門限電壓，用UTH表示。在室溫下，硅管的UTH=0．5～0．6V。鍺管的UTH＝0．1～0．2V。二極管導(dǎo)通后，隨電壓增大，電流將迅速增大成人成才同步教育專家2．反向特性二極管兩端加上反向電壓時(shí)，只有極微弱反向電流通過。在溫度一定情況下，反向電壓值變化時(shí)，反向電流基本不變，所以，常稱之為反向飽和電流，記作IS。小功率硅管的Is一般小于0．1μA，而鍺管約幾個(gè)微安。成人成才同步教育專家3．反向擊穿特性當(dāng)反向電壓達(dá)到某值時(shí)，如圖2.4中達(dá)到約－50V時(shí)，二極管進(jìn)入反向擊穿狀態(tài)。此時(shí)，uD只要有一點(diǎn)點(diǎn)變化，電流值就會(huì)迅速變大。這種狀態(tài)稱為反擊擊穿狀態(tài)。成人成才同步教育專家4.5

二極管應(yīng)用舉例1.整流：整流就是把交流電變?yōu)槊}動(dòng)直流電。利用二極管的單向?qū)щ娦?，可以?shí)現(xiàn)整流。

2.限幅：利用二極管導(dǎo)通后壓降很小且基本不變的特性，可以構(gòu)成限幅電路，使輸出電壓幅度限制在某一電壓值內(nèi)。3.保護(hù)：電子電路中，常利用二極管來保護(hù)其他元器件免受過高電壓的損害。成人成才同步教育專家4.6

特殊二極管具有特殊用途的二極管

1.穩(wěn)壓二極管：利用的是二極管在擊穿時(shí)陡峭的反向擊穿特性，實(shí)現(xiàn)電壓穩(wěn)定的。

2.發(fā)光二極管（LED）與發(fā)光數(shù)字管：發(fā)光二極管是用特殊的半導(dǎo)體材料（如砷化鎵等）制成的。材料不同所發(fā)出的光的顏色就不同。發(fā)光二極管特點(diǎn)是：正向工作電壓為（1.5~3.0）V，比普通二極管的正向工作電壓要高，工作電流?。?0~30）mA、耗電省、壽命長(zhǎng)等，常用于信號(hào)顯示、快速光源。成人成才同步教育專家3．光電二極管：光電二極管是一種能將接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出的半導(dǎo)體二極管，又稱光敏二極管，其基本特性是在光的照射下能產(chǎn)生光電流。4．光電耦合器：是一種以光為媒介，用來傳輸電信號(hào)的光電器件。它通常由發(fā)光器(可見光LED或紅外線LED)和受光器(光電半導(dǎo)體管)封裝在同一管殼內(nèi)組成。5．變?nèi)荻O管：利用反向偏壓來改變二極管電容量的一種特殊器件，已被廣泛用于彩色電視機(jī)的電子調(diào)諧器、直接調(diào)頻等電路中，通過控制直流電壓改變其電容量成人成才同步教育專家本節(jié)課總結(jié)

1.二極管是由PN結(jié)構(gòu)成的，PN結(jié)的單向?qū)щ娦詻Q定了二極管的單向?qū)щ娦浴＝o二極管外加正向電壓且等于或大于導(dǎo)通電壓Vth時(shí)，二極管導(dǎo)通；當(dāng)給二極管外加反向電壓時(shí)，二極管截止。2.二極管的伏安特性是二極管的電流與電壓關(guān)系曲線，總體上反映了二極管的特性。正向特性區(qū)域的非線性和近似線性關(guān)系是很重要的，不同用途的二極管所使用的線段不同。反向特性區(qū)域分為反向截止段和反向擊穿段。穩(wěn)壓二極管工作在擊穿段。3.二極管的主要參數(shù)在整流電路中最關(guān)注的有：最大整流電流IF和最高反向工作電壓URM。成人成才同步教育專家4.普通二極管的用途有：整流、限幅等。特殊二極管指的是具有特殊用途的二極管：穩(wěn)壓二極管用于穩(wěn)壓電路，發(fā)光二極管用作指示電路，其LED組件是數(shù)字電路中常用的顯示器件，光電二極管是重要的光電轉(zhuǎn)換器件，光電耦合器是常用的“電－光—電”轉(zhuǎn)換器件，它的使用讓不