3 半导体二极管的识别检测与选用(二)

[复习提问]

1、半导体二极管的结构、符号及分类？

2、半导体二极管的重要特性是什么？

[导入新课]二极管是电路中的关键器件，种类繁多，应用十分广泛，识别常用半导体二极管，掌握检测质量及选用方法是学习电子技术必须掌握的一项基本技

能，下面我们来学习相关知识。

[讲授新课] 1.1半导体二极管的识别、检测与应用（二）

九、二极管的型号命名

1、国产二极管

国产二极管的型号命名分为五个部分，各部分的含义见下表。

第一部分用数字“2”表示主称为二极管。

第二部分用字母表示二极管的材料与极性。

第三部分用字母表示二极管的类别。

第四部分用数字表示序号。

例如：

2、日本半导体器件的型号命名(JIS-C-7012工业标准)由五部分组成,各部分含义见下表。

第一部分用数字表示器件的类型或有效电极数。

第二部分用字母S表示该器件已在日本电子工业协会（JEIA）注册登记。

第三部分用字母表示器件的类别。

第四部分用数字表示登记序号。

第五部分用字母表示产品的改进序号。

日本半导体器件型号命名及含义

例如：

2SA733（PNP型高频晶体管）2SC4706（NPN型高频晶体管）2——三极管2——三极管

S——JEIA注册产品S——JEIA注册产品A——PNP型高频管C——NPN型高频管733——JEIA登记序号4706——JEIA登记序号

3、美国半导体器件型号命名由四部分组成。各部分的含义见下表。

第一部分用数字表示器件的类别。

第二部分用字母“N”表示该器件已在EIA注册登记。

第三部分用数字表示该器件的注册登记号。

第四部分用字母表示器件的规格号。

美国半导体器件型号命名及含义

例如：

lN 4007 2N 2907 A

l——二极管2——晶体管

N——ElA注册标志N——ElA注册标志

4007——ElA登记号2907——ElA登记号

A——规格号

1、整流二极管

整流二极管主要用于整流电路，即把交流电变换

成脉动的直流电。整流二极管都是面结型，因此结

电容较大，使其工作频率较低。一般为3kHZ以下。

从封装上看，有塑料封装和金属封装两大类。常用

的整流二极管有2CZ型、2DZ型、IN400 X型及用于

高压、高频电路的 2DGL型等。

2、检波二极管

检波二极管的主要作用是把高频信号中的低频信号检出。它们的结构为点接触型。其结电容较小、工作频率较高，一般都采用锗材料制成。这种管子的封装多采用玻璃外壳。常用的检波二极管有2AP 型等。

3、稳压二极管

稳压管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管，具有稳定电压的作用。

稳压管与普通二极管的主要区别在于，稳压管是工作在PN 结的反向击穿状态。通过在制造过程中的工艺措施和使用时限制反向电流的大小，能保证稳压管在反向击穿状态下不会因过热而损坏。从稳压管的反向特性曲线可以看出，当反向电压较小时，反向电流几乎为零，当反向电压增高到击穿电压Vz （也是稳压管的工作电压）时，反向电流Iz （稳压管的工作电流）会急剧增加，稳压管反向击穿。在特性曲线ab 段，当Iz 在较大范围内变化时，稳压管两端电压Vz 基本不变，具有

恒压特性，利用这一特性可以起到稳定电压的作用。 稳压管与一般二极管不一样，它的反向击穿是可逆的，只要不超过稳压管的允许值，PN 结就不会过热损坏，当外加反向电压去除后，稳压管恢复原性能，所以稳压管具有良好的重复击穿特性。 稳压管的主要参数有：

(1) 稳定电压VZ ：稳定电压VZ 指稳压管正常工作时，管子两端的电压，由于制造工艺的原因，稳压值也有一定的分散性，如2CW14型稳压值为6.0～7.5V 。 (2) 动态电阻rz ：动态电阻是指稳压管在正常工作范围内，端电压的变化量与相应电流的变化量的比值。 z

z

z I V r ??=

稳压管的反向特性愈陡，rZ 愈小，稳压性能就愈好。

(3) 稳定电流IZ：稳压管正常工作时的参考电流值，只有I≥IZ，才能保证稳压管有较好的稳压性能。

(4) 最大稳定电流IZmax ：允许通过的最大反向电流，I > IZmax管子会因过热而损坏。

(5) 最大允许功耗PZM：管子不致发生热击穿的最大功率损耗PZM =VZ IZmax

(6) 电压温度系数αV：温度变化10C时，稳定电压变化的百分数定义为电压温度系数。电压温度系数越小，温度稳定性越好，通常硅稳压管在VZ低于4V时具有负温度系数,高于6V时具有正温度系数, VZ在4～6V之间，温度系数很小。

稳压管正常工作的条件:

一是工作在反向击穿状态；

二是稳压管中的电流要在稳定电流和最大允许电流之间。

当稳压管正偏时，它相当于一个普通二极管。右图为

最常用的稳压电路，当Vi或RL变化时，稳压管中的

电流发生变化，但在一定范围内其端电压变化很小，

因此起到稳定输出电压的作用。

4、阻尼二极管

阻尼二极管多用在高频电压电路中，能承受较高的反向击穿电压和较大的峰值电流。一般用在电视机电路中。常用的阻尼二极管有2CN1、2CN2、BS－4等。

5、光电二极管（光敏二极管）

光电二极管跟普通二极管一样，也是由一个PN结构成。它的管壳上备有一个玻璃窗口，以便于接受光照。而且它的PN结面积较大，是专为接收入射光而设计的。它是利用PN结在施加反向电压时，在光线照射下反向电阻由大变小的原理来工作的。就是说，当没有光照射时反向电流很小，而反向电阻很大。当有光照射时，反向电阻减小，反向电流增大。

N型：2CU P型：2DU

光电二极管的主要参数有：

暗电流：无光照时的反向饱和电流。一般<1μA。

光电流：指在额定照度下的反向电流，一般为几十毫安。

灵敏度：指在给定波长（如0.9μm）的单位光功率时，光电二极管产生的光电流。一般≥0.5μA/μW。

峰值波长：使光电二极管具有最高响应灵敏度（光电流最大）的光波长。一般光电二极管的峰值波长在可见光和红外线范围内。

响应时间：指加定量光照后，光电流达到稳定值的63%所需要的时间，一般为

10-7S。

6、发光二极管

发光二极管是一种把电能变成光能的半导体器件。它具有一个PN结，与普通二极管一样，具有单向导电的特性。当给发光二极管加上正向电压，有一定的电流流过时就会发光。发光二极管是由磷砷化镓、镓铝砷等半导体材料制成的。当给PN结加上正向电压时，P区的空穴进入到N区，N区的电子进入到P区，这时便产生了电子与空穴的复合，复合时便放出了能量，此能量就以光的形式表现出来。

发光二极管的种类以发光的颜色可分为，红色光的、黄色光的、绿色光的等。还有三色变色发光二极管和眼睛看不见的红外光二极管。其形状有圆形、圆柱形、方形、矩形。如图6-2（a）所示。

对于发红光、绿光、黄光的发光二极管，管脚引线以较长者为正极，较短者

为负极。发光二极管可以用直流、交流、脉冲等电源点燃，如图6-2所示。改变R的大小，就可以改变其发光的亮度。

（a）（b）

图6-2 发光二极管外形及点燃电路

发光二极管好坏的判别可用万用表的 R×10k挡测其正、反向阻值。当正向电

阻小于 50k ，反向电阻大干 200k时均为正常。如正、反向电阻均为无穷大，表明此管已坏。

一般普通发光二极管的电压其压降约为1.5~2.0 V，其工作电流一般取10~20 mA 为宜

十一、二极管的选管原则

(1)二极管应按照用途、参数及使用环境选择。

(2)使用二极管时,正、负极不可接反。通过二极管的电流,承受的反向电压及环境温度等都不应超过手册中所规定的极限值。

(3)更换二极管时,应用同类型或高一级的代替。

十二、半导体二极管电路的分析

1、理想模型

理想二极管（相当于开关）：正偏时，导通，正向电压降为零，正向电阻为零；反偏时，截止，反向电阻为无穷大，反向电流为零。

2、限幅电路：限幅器的功能就是限制输出电压的幅度。

正偏时，导通，正向电压降为（硅管取0.7V,锗管为

0.2V），正向电阻为零；反偏时，截止，反向电阻为无穷

大，反向电流为零。

[课堂小结]

1、选用二极管时，实际电路中的工作电压应小于最高反向工作电压。

2、常用的二极管都有哪些，各自的原理是什么。

3、最大正向电流I OM是指半导体二极管在正常工作情况下，长期允许通过的最大正向电流。若超过该值时，二极管会因过热而损害。

4、将二极管的正向电阻与反向电阻进行比较，阻值相差越大，说明二极管的单向导电性越好。

5、稳压二极管是利用其反向击穿特性，它是工作在反向击穿状态。

[布置作业]

习题册