高中电子控制技术-二极管
电子入门基础知识之二极管
电子入门基础知识之二极管本文章主要介绍二极管的特性及使用方法，属于电子行业的基础知识，希望能对初学者和电子爱好者起到一定的帮助作用，介绍的内容可能比较浅，还希望大神和前辈多提指导意见。
二极管是电子设计中经常用的电子元器件，二极管有哪些特性、该怎么使用？今天简单介绍一下。
1. 什么是二极管二极管属于半导体，是由N型半导体和P型半导体构成的，这两种半导体相交的界面上形成PN结。
一个PN结就是一个二极管，P区的引线称为阳极，N区的引线称为阴极。
2. 二极管的特性二极管具有单向导电特性，可以整理为：正向导通，反向截至。
正向导通：当PN结加上正向电压，即P区接电源正级，N区接电源负极时，PN结处于导通状态。
要注意的是二极管正向导通时存在压降。
二极管导通之后，如果用万用表测量二极管的两端，就会发现二极管的两端存在电压，电压的降取决于二极管采用的是锗管还是硅管：锗管的电压降是0.2V左右；而硅管的电压降是0.5V左右。
如果电路上的电压低于二极管正常导通的电压降，则二极管将不能导通。
反向截至：当PN结加上反向电压，即P区接电源负级，N区接电源正极时，PN结处于截至状态。
二极管接反向电压时，存在着一个耐压的问题：如果加在二极管的反向电压过高，二极管受不了，就会击穿，此时二极管不再处于截止状态，而是处于导通状态。
二极管的伏安特性曲线如下：有如下几个参数需要介绍：死区电压：当二极管加正向电压时，电压低于死区电压时，二极管相当于还处于截止状态；电压降：当二极管加正向电压时，且电压高于死区电压时，二极管导通，此时二极管上的电压大小；反向漏电流：当二极管加反向电压时，二极管截止，但是也有部分漏电流通过二极管，称为反向漏气流，这个电流希望越小越好；击穿电压：当二极管加反向电压达到一定时，二二极管由反向截止状态而被击穿导通，此时的反向电压称为击穿电压。
电子元器件的方向及极性辨识请点这里。
二极管的基本认识
二极管的基本认识二极管是一种电子元件，也被称为晶体二极管或二极管二极管。
它是由半导体材料制成的，具有两个极，分别称为正极（阳极）和负极（阴极）。
二极管是一种非线性电子元件，具有许多重要的特性和应用。
首先，让我们来了解一下二极管的结构。
二极管通常由两种不同类型的半导体材料（P型和N型）组成。
其中，P型半导体具有正电荷（空穴）的载流子，而N型半导体具有负电荷（电子）的载流子。
这两种材料在二极管的结构中形成一个PN结。
在PN结的接口处，电子和空穴通过复合释放出能量，这被称为二极管的正向偏置。
二极管的工作原理基于PN结的特性。
当二极管的正极连接到正电压，而负极连接到负电压时，二极管处于正向偏置状态。
在这种情况下，电流可以通过二极管流动，而且二极管的正极电压较高，负极电压较低。
这使得电子能够通过PN结流动，并产生二极管的导通。
另一方面，当二极管的正极连接到负电压，而负极连接到正电压时，二极管处于反向偏置状态。
在这种情况下，PN结会产生一个电势垒，阻止电流通过二极管。
因此，二极管处于截止状态，电流无法流动。
二极管有一些重要的特性。
其中之一是正向电压丢失，也称为二极管的压降。
当二极管处于正向偏置状态时，正极电压比负极电压高，这导致正向电压丢失。
这个丢失的电压取决于二极管的类型和材料，通常在几百毫伏到几伏之间。
另一个重要的特性是二极管的反向击穿电压。
当反向电压超过二极管的反向击穿电压时，二极管会失去正常的工作状态，电流会大幅度增加。
这可能导致二极管受损，因此需要谨慎选择二极管的额定反向电压。
二极管有许多应用。
其中之一是电路中的整流。
二极管在单向电流传输方面非常有效，因此它们常被用作整流器，将交流电信号转换为直流电信号。
此外，二极管还被用于电源电路、保护电路和信号处理电路中。
除了基本的二极管，还有一些其他类型的二极管。
例如，肖特基二极管是一种结构独特的二极管，具有更快的开关速度和较低的正向电压丢失。
此外，LED（发光二极管）是一种能够将电能转换为光能的二极管，被广泛应用于照明、显示和指示等领域。
【高中物理】高二物理教案 二极管和发光二极管
【高中物理】高二物理教案二极管和发光二极管【高中物理】高二物理教案二极管和发光二极管（一）教学目的1.常识性了解二极管的单向导电特性;2.对二极管应用的初步了解高三;3.常识性了解发光二极管的特点。
（二）实验设备（按实验分组配置，每组设备如下）1.课本图15-2的实验1个2CZ半导体二极管；0.3安2.5V小灯泡（带小灯座）1对；2个1号干电池（带电池盒）；1个单极开关；连接几根电线。
2.课本图15-4的实验一个gd55-2 LED；一个200欧姆滑动变阻器；2个1号干电池（带盒）；1个单极开关；几根电线。
3.课本图15-7的实验两个红色和两个绿色发光二极管；1个玩具马达；2个100欧姆定值电阻器；2个1号干电池（带电池盒）；1个单极开关；几根电线。
(三)教学过程1.引入新课程举例说明在日常生活中和现代科技中经常遇到的许多自动控制装置,如:自动报警装置、路灯发光和熄灭的自动控制等。
这些自动控制装置都是由电子元件组成的。
今天,我们就常见的有用的电子元件的初步。
首先二极管。
领导：（第一节）2.进行新课（1）二极管的单向导电性二极管是半导体二极管的简称,半导体二极管也叫晶体二极管,它由半导体材料构成,是电子技术中最常见的电子元件之一。
顾名思义,它有二根引线,一根叫正极,一根叫负极。
黑板书写：（二极管是半导体二极管的缩写。
）在黑板上画出二极管的符号,说明符号上的箭头指向表示允许电流通过的方向。
展示不同规格（类型）的二极管，让学生对二极管有一个直观的印象：即二极管有两条引线。
指出判断二极管正负极的方法。
学生实验根据教材图15-2 A和B要求学生连接电路，打开开关，观察小灯泡的发光情况。
然后，通过讨论，黑板得出结论：(二极管的单向导电性:当二极管的正极与电池的正极连接、二极管的负极与电池的负极连接时,小灯泡才发光,否则小灯泡不发光。
)（2）发光二极管二极管有许多种,如普通二极管、发光二极管、光敏二极管等,下面我们来介绍发光二极管。
二极管部分一轮复习课件高三通用技术选择性必修《电子控制技术》
1 23
一个正在工作的三极管，如 果测得三个脚的对地电位分 别是：1号脚3.0V，2号脚 2.3V，3号脚5.0V ，请根据 所测数据判断三极管的型号 一级每个脚是什么极？
实物脚位 1-e 2-b 3-c
+Vcc
R1
R3
c
b
R2
e
共发射极接法
+Vcc
R1
R3
c
be R2
共集电极极接法
如图所示，RT是负系数热敏电阻，现要求当温度低的时候加热丝开始加热，请你将剩下的 电路连接完整。三极管为NPN型三极管，采用共发射极接法。
●A.10Ω B.35 Ω C.350Ω D.3500Ω
A
8、如图所示电路中，硅二极管 V1 、V2 、V3 的工作状态为 ( )A.V1 导通，V2 、V3 截止B.V1 、V2 截止，V3 导通C.V1 截止，V2 、V3 导 通D.V1 、V2 、V3 都导通
9、如图所示是土壤湿度检测器原理图,将湿度检测探头插入土 壤中,若湿 度上升,则探头两极电阻变小。关于该电路下列说法不正确的是( )
C
三极管
三极管的形成
e bc
C为集电极 b为基极 e为发射极
将4号主族元素的材料上，划分为三个区域。 每个区域分别掺入3号主族和5号主族。所 以有两个PN结，分别叫发射结和集电结。
由于掺入的顺序不同分为两种 掺入顺序3、5、3，为PNP 掺入顺序5、3、5，为NPN
c
b e
NPN型
e b
D
A.如果土壤很干,探头两极电阻很大,则 V1 截止,LED1 、LED2 、LED3 均处于熄灭状态 B.随着土壤湿度上升,LED1 先点亮,而 LED2 、LED3 仍然熄灭C.当土壤湿度上升到一定 值,LED1、LED2 、LED3 将都处于点亮状态D.图中 RP1 主要起到调节 LED 发光亮度的 作用
高中物理二极管基础知识
高中物理二极管基础知识
二极管是有源半导体器件，是由三层半导体结构组成的，它是电路中的重要部件，在半导
体电路设计中发挥着重要作用。
首先，二极管由N型半导体和P型半导体两层半导体物质组成，中间嵌入绝缘物质，形
成由N型半导体和P型半导体组成的多层结构。
其次，二极管有两种类型，分别是P-N结晶和P-N增强型二极管，P-N结晶型二极管是最简单的。
其工作效果为：当正向电压小于反向电压时二极管为关闭状态，反之大于时开启。
由此可见，二极管的工作原理很简单，它的作用是对电路输入电压的开启和关闭。
此外，二极管还具有反向阻抗性能。
当二极管处于开启状态时，反向电阻很大，这样即使
反向电流流入，也不会把正向电源电压拉低，因此二极管具有很好的反向阻抗性能。
再者，由于二极管的集成有限，其功能和能量损耗也很小，因此是用于移动电源供电非常
有用的装置。
总而言之，通过介绍可以认识到二极管几乎可以应用于所有的半导体电路中，其工作原理简单，反向阻抗性能好，功能及能量损耗也较小，应用面很广，可以很好地满足工程师们在日常工作中的需要。
电子技术常见知识点
电子技术常见知识点一、二极管1、二极管符号：2、二极管的工作特性（1）二极管具有单向导电性加正向电压二极管导通将二极管的正极接电路中的高电位，负极接低电位，称为正向偏置（正偏）。
此时二极管内部呈现较小的电阻，有较大的电流通过，二极管的这种状态称为正向导通状态。
加反向电压二极管截止将二极管的正极接电路中的低电位，负极接高电位，称为反向偏置（反偏）。
此时二极管内部呈现很大的电阻，几乎没有电流通过，二极管的这种状态称为反向截止状态。
（2）二极管的特性曲线正向特性当正向电压较小时，二极管呈现的电阻很大，基本上处于截止状态，这个区域常称为正向特性的“死区”，一般硅二极管的“死区”电压约为0.5V，锗二极管约为0.2V。
当正向电压超过“死区”电压后，二极管的电阻变得很小，二极管处于导通状态，二极管导通后两端电压降基本保持不变，硅二极管约为0.7V，锗二极管约为0.3V。
反向特性反向截止区二极管加反向电压时，仍然会有反向电流流过二极管，称为漏电流。
漏电流基本不随反向电压的变化而变化，称为反向截止区。
反向击穿区当加到二极管两端的反向电压超过某一规定数值时，反向电流突然急剧增大，这种现象称为反向击穿现象。
实际应用时，普通二极管应避免工作在击穿范围。
3、二极管的检测（1）万用表置于R×1k挡。
测量正向电阻时，万用表的黑表笔接二极管的正极，红表笔接二极管的负极。
（2）万用表置于R×1k挡。
测量反向电阻时，万用表的红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极。
（3）根据二极管正、反向电阻阻值变化判断二极管的质量好坏。
4、光电二极管的检测使光电二极管处于反向工作状态，即万用表黑表笔接光电二极管的负极，红表笔接其正极，在没有光照射时，其阻值应在数十kΩ至数百kΩ，该电阻值称为暗电阻。
再将光电二极管移到光线明亮处，其阻值应会大大降低，万用表指示值通常只有数kΩ，该电阻值称为亮电阻。
5、二极管整流电路（1）半波整流当输入电压为正半周时，二极管VD因正向偏置而导通，在负载电阻上得到一个极性为上正下负的电压。
二极管 课件-高中通用技术苏教版(2019)选择性必修1《电子控制技术》
万用表检测二极管
（2）二极管质量的简易判断：如表所示。
正向电阻
反向电阻
管子质量
较小（几KΩ以下）较大（几百KΩ以上） 好
0
0
∞
∞
短路 开路
正向电阻、反向电阻比较接近
管子质量不好
34
万用表检测二极管
例题
B
例题
下列关于二极管的说法正确的是（ ）
A
A.硅二极管的正向导通压降约为0.7V
B.红光LED与蓝光LED发光时的正向压降相等
稳压二极管（反偏）
V
可以多次被反向击穿，工作在 反偏状态，利用二极管反向击穿时 通过管子的电流在很大范围内变化， 而管子两端的电压却几乎不变的特 点实现的。
稳压管电路
光敏二极管（反偏）
V
光电二极管的PN结工作在反偏 状态，其反向电流随光照增强而增加 （即反向电阻随光照增强而减小）。
二极管正负极判断
如钳图制所在示某电一路中电，位二水极平管上V1（、钳V2位、作V3用的工）作。状态为
A. V1导通，V2、V3截止
B. V1 、V2截止， V3 导通
C. V1截止，V2 、V3 导通
D. V1 、V2、 V3 都导通
万用表检测二极管——指针式多用电表
检测内容：好坏（损坏时的表现）、极性
在两次测量中所测阻值较小的一次中，与黑表笔相接的一端为 二极管的正极，与红表笔相接的一端为二极管的负极。
二极管的特性--- 单向导电性（半波整流电路）
二极管的特性--- 单向导电性（全波整流电路）
例题
如图所示的两个电路，下列关于流过电阻R1、R2电流方向的判
断中正确的是（ ）
A
A.由a到b,由c到d B.由a到b,由d 到c C.由b到a,由c到d D.由b到a,由d 到c
小专题专项复习考点21电子元器件之二极管课件高三通用技术一轮选择性必修《电子控制技术》
4.应用
（1）整流 整流电路将交变电流变成直流，整流电路输出的直流电不能作为直流电源使用，后 面还需要接滤波和稳压电路
正弦交变电流的正半周期输出，负 半周期则被阻止。半波整流只能利 用半个周期的交变电流，效率较低。
4.应用
（1）整流 整流电路将交变电流变成直流，整流电路输出的直流电不能作为直流电源使用，后 面还需要接滤波和稳压电路
【解析】晶闸管具有单向导电性，因此UI是负半周期时， UL=0，当UI是正半周期且晶闸管的控制极电压有出现 过高电平，晶闸管即一直导通，VT也一直处于导通状 态，即UI波形与UL波形相同。答案选A
A
本节内容结束 THANKS
【聚焦考点】
1.如图所示是温度控制电路，当温度上升到50°C时，VD2亮。下列电子元器件在电 路图中用到且说法正确的是（ ）
C
2.如图所示的两个整流电路，下列关于流过电阻R1,R2电流方向的判断中 正确的是（ ）
A
3.(2023.12Z20二联考)小明设计了低温报警模型电路，原理图如 图a所示。他用面包板搭建了该电路，如图b所示。图b中搭建错 误的是（ ）
一轮小专题专项复习考点21——电子元器件之二极管
二极管
1.常见二极管及电路符号、特性
半导体二极管简称二极管，是由一个半导体PN结、两个电极引线和管壳组 成，与P区相连的称为正极，与N区相连的称为负极。在电路中有整流、检 波、稳压的作用。
普通 发光 光敏 稳压
Байду номын сангаас
2.正负极的判断
二极管的极性通常在管壳上用电路符号表示，也可用色环或色点表示， 靠近色环或色点的一端的电极为负极。对于发光二极管（LED）,引脚长的 为正极，管壳内金属片大的一端为负极
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0 1k
在 R 100或 R 1 k 挡测量
极性的判定
b. 用数字式万用表检测
红表笔是(表内电源)正极， 黑表笔是(表内电源)负极。
200
2k 20k 200k
2M 20M
在 挡进行测量，当 PN 结完 好且正偏时，显示值为 PN 结两端 的正向压降 (V)。 反偏时，显示 。
二极管好坏的判定
普通锗二极管
3— 三极管
P — 普通管 W — 稳压管 Z — 整流管 K — 开关管 U — 光电管 X — 低频小功率管 G — 高频小功率管 D — 低频大功率管 A — 高频大功率管
2CZ
硅整流二极管
例：
2CW
硅稳压二极管
普通硅二极管
发光二极管 发光二极管工作时导通电压比普通二极管大，其工作电压随 材料的不同而不同，一般为1.7V～2.4V。普通绿、黄、红、 橙色发光二极管工作电压约为2V；白色发光二极管的工作电 压通常高于2.4V；蓝色发光二极管的工作电压一般高于3.3V。 发光二极管的工作电流一般在2mA～25mA的范围，正常发光时 的额定电流约为20mA。。
触丝
半导体片
二极管都会有一个色环，表示二极管的负极
极性的判定
（2）用万用表检测二极管 a. 用指针式万用表检测
红表笔是(表内电源)负极， 黑表笔是(表内电源)正极。 正反向电阻各测量一次， 测量时手不要接触引脚。 一般硅管正向电阻为几千欧， 锗管正向电阻为几百欧；反向电 阻为几百千欧。 正反向电阻相差不大为劣质 管。
发光二极管引脚正极比负极长
半导体器件的命名方式 第一部分
数字 电极数
2— 二极管
第二部分
字母 材料和极性
第三部分
字母(汉拼) 器件类型
第四部分 第五部分
数字
序号
字母(汉拼) 规格号
A — 锗材料 N 型 B — 锗材料 P 型 C — 硅材料 N 型 D — 硅材料 P 型 A — 锗材料 PNP B — 锗材料 NPN C — 硅材料 PNP D — 硅材料 NPN 2CP 2AP
30℃的纯锗中掺入一亿分之一的杂质，电导率增加几百倍）
半导体
半导体主要由硅（Si）或锗(Ge)制造而成，它们 的最外层电子（价电子）都是四个。 在硅（或锗）半导体晶体中，掺入微量的五价元 素，如磷、砷、锑，则构成N(Negative)型半导体， 也叫电子型。 在硅（或锗）半导体晶体中，掺入微量的三价元 素，如硼、铝、铟，则构成P(Positive)型半导体， 也叫空穴型。
伏安特性
1、正向特性 当二极管加上导通电压时，便有正向电流通过，但外电场还不 能克服PN结内电场对多数载流子扩散运动所形成的阻力，此时正向 电流很小，二极管呈现很大的电阻。当正向电压超过一定数值（此 时为导通电压,也叫正向压降）后，二极管电阻变得很小，电流增 长很快。硅二极管的导通电压为0.7V,锗二极管的导通电压为0.3V
半导体
自然界中的物质，按其导电能力可分为三大类： 导体、半导体和绝缘体。
一、半导体的特点：
①导电能力介于导体与绝缘体之间。 ②热敏性：温度可明显改变半导体的电导率。 ③光敏性：光照可改变半导体的电导率，还可产生电动势， 这是BJT的光电效应。 ④掺杂性 ：通过掺入杂质可明显改变半导体的电导率，（在
（1）若测得的反向电阻很大（几百千欧以上）， 正向电阻很小（几千欧以下），表明二极管性能 良好。 （2）若测得的反向电阻和正向电阻都很小，表明 二极管短路，已损坏。 （3）若测得的反向电阻和正向电阻都很大，表明二 极管断路，已损坏。
发光二极管 发光二极管是可发光的特殊二极管，英文缩写是LED。管子正 向导通，当导通电流足够大时，能把电能直接转换为光能， 发出光来。目前发光二极管的颜色有红、黄、橙、绿、白和 蓝6种，所发光的颜色主要取决于制作管子的材料。
PN结
在一块半导体单晶上一侧掺杂成为 P 型半导体， 另一侧掺杂成为 N 型半导体，两个区域的交界处就 形成了一个特殊的薄层(不能移动的正、负离子)，称 为 PN 结。 P
PN结
N
单向导电性
（1）正向偏置：P“+”，N“-”
P
N
I
电路中有较大的正向电流，PN结导通，相当于导线。 当PN结两端加上正向电压时,因电子流向正极，空穴 流向负极，使半导体的PN结减薄，使电流流过
伏安特性
2、反向特性 从图可见，当反向电压的值增大到VBR时，反向电压值稍 有增大，反向电流会急剧增大，称此现象为反向击穿，VBR为 反向击穿电压，一般的二极管不允许工作在反向击穿区。
二极管
根据使用的不同，二极管的外形各异
直 插 式 二 极 管
贴 片 式 二 极 管
极性的判定
（1）目测判别极性
单向导电性
（2）反向偏置：P“-”，N“+”
P
N
IS
电路中有很小的反向电流，PN结截止，相当于断路。 当PN结两端加上反向电压时,因电子流向负极，空穴 流向正极，使半导体的PN结增厚，电流无法通过。
单向导电性
当反向电压达到一定数值时，反向电流急剧增加 的现象称为反向击穿（电击穿）。若不加限流措施 ，PN结将过热而损坏，此称为热击穿。电击穿是可 逆的，而热击穿是不可逆的，应该避免。
单向导电性
半导体二极管本质上就是一个PN结，具有单向导 电性。二极管按半导体材料的不同可以分为硅二极 管、锗二极管等。
阳极 +
-
阴极
伏安特性
二极管两端的电压u及其流过二极管的电流i之间的关系曲线，称为二 极管的伏安特性。 1、正向特性 二极管外加正向电压时，电流和电压的关系称为二极管的正向特性。 如下图所示，当二极管所加正向电压比较小时（0<u<Vth），二极管上流 经的电流为0，管子仍截止，此区域称为死区，Vth称为死区电压（开启电 压）。硅二极管的死区电压约为0.5V，锗二极管的死区电压约为0.1V。