二极管PPT课件.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第三讲,半导体二极管,晶体二极管的知识全解,1.普通二极管的基础知识,2,.二极管的工作原理,3,.二极管故障处理方法解说,4,.二极管重要特性,1.普通二极管基础知识,二极管分类,划分方法及种类,解 说,按功能划分,普通二极管,常见的二极管,整流二极管,专门用于整流的二极管,发光二极管,专用于指示信号的二极管,能发出可见光,稳压二极管,专门用于稳压的二极管,光敏二极管,对光有敏感作用的二极管,按照材料划分,硅二极管,硅材料二极管,常用的二极管,锗二极管,锗材料二极管,按外部封装材料划分,塑封二极管,大量使用的二极管使用这种封装材料,金属封装二极管,大功率整流二极管采用这种封装材料,玻璃封装二极管,检波二极管采用这种封装材料,二极管外形特征：,1）二极管共有两个引脚,两个引脚轴向伸出；,2）二极管的体积不大,比一般电阻要小些；,3）部分二极管的外壳上标有二极管电路符号.,正极，电流从正极流向负极,此三角形表示电流方向,电流方向,负极,二极管外形特征和电路符号,二极管电路符号识图信息,二极管只有两个引脚:电路符号中已表示出了这两个引脚；,电路符号中表示出二极管的正负极性:三角形底边这端为正极，另一端为负极。,二极管电路符号,功能不同，电路符号也不同。下表是几种常用二极管的电路符号,它的电路符号与普通二极管电路符号不同之处在于负极表示方式不同,。,稳压二极管符号,在普通二极管符号的基础上，用箭头形象的表示了这种二极管能够发光,。,发光二极管符号,比较新旧两种符号的不同之处是，三角形老符号要涂黑，新符号不涂黑.,旧电路符号,电路符号中表示出两根引脚，通过三角形表示正极、负极引脚.,新电路符号,解 说,名 称,电路符号,二极管结构,二极管采用两种不同特性的半导体材料制成，一块是,P型半导体,，另一块是,N型半导体,，通过特殊工艺使两块半,导体连接在一起，在它们的界面处形成了一个PN结，所以二极管的基本结构是PN结，特性也就是PN结特性。,二极管的两根引脚分别引出于两个半导体材料，从P型材料上引出正极性引脚，从N型材料上引出负极性引脚。,二极管工作原理,P,型,半,导,体,N,型,半,导,体,N型材料端是负极性引脚,P型材料端是正极性引脚,耗尽区,PN结,二极管有,导通,和,截止,两种工作状态。而且导通和截止有一定的工作条件。如果给二极管的正极加上,高于,负极的电压，称为二极管的,正向偏置,电压，当该电压达到一定数值时二极管导通，导通后二极管相当于一个导体，电阻很小，相当于接通，如图所示。,二极管导通的条件,：,正向偏置电压;正向偏置电压大到一定程度，对于硅管而言0.7V，对于锗管而言为0.2V。,电流从VD,1,正极流过负极,I,R,1,VD,1,+,-,二极管正极为正电压，处于正向偏置状态,E,1,I,R,1,VD,1,二极管导通通路,E,1,二极管导通后，在回路中的电流流向是从正极流向负极，不能从负极流向正极，否则二极管已经损坏。,二极管正向导通工作原理,如果给二极管正极加的电压,低于,负极加的电压，称为二极管的,反向偏置,电压。给二极管加反向偏置电压后，二极管截止，二极管两引脚间电阻很大，相当于开路。如图所示，只要是反向电压二极管就没有电流流动，如果反向电压过大，二极管会击穿，电流从负极流向正极，说明二极管已经损坏。,综上所述，给二极管加上一定正向电压二极管处于导通状态，给二极管加上反向电压时，二极管处于截止状态。,(,正向导通，反向截至,),二极管截止状态工作原理,R,1,VD,1,+,-,二极管正极为负电压，反向偏置状态,二极管截止，为开路，回路中没有电流,R,1,VD,1,E,1,E,1,二极管导通和截止工作状态判断方法,分析二极管工作状态时，应判断二极管是导通还是截止。下表是二极管工作状态识别方法，表中，“,”表示正极性电压，“,”表示负极性电压。,电压极性及状态,工 作 状 态,正向偏置电压足够大,二极管,正向导通,，两引脚间电阻很小.,正向偏置电压不够大,二极管不足以正向导通，两引脚间内阻还比较大.,反向偏置电压不太大,二极管,截止,，两个引脚之间的内阻很大.,反向偏置电压很大,二极管,反向击穿,，两引脚之间内阻很小，二极管无单向导电性，二极管损坏.,+,-,+,-,二极管主要参数,参数名称,符号,解 说,最大整流电流,Im,是指二极管长时间正常工作下，允许通过二极管的最大正向电流值。,反向电流,Ico,是指二极管加上规定的反向偏置电压情况下，同过二极管的反向电流值。,最大反向工作电压,Urm,二极管工作时承受最大的反向电压值，它约等于反向击穿电压的一半。,最高工作频率,Fm,二极管保持良好的工作特性的最高频率。,常见二极管外形,常见二极管外形,普通二极管,检波二极管,桥整二极管,开关二极管,快速整流二极管,常见二极管外形,发光二极管,金封二极管,金封可控硅,稳压二极管,二极管正负引脚表示方法,电路符号极性标注,正极,负极,外壳上标出电路符号,色点标注,正极,负极,常见的标注形式,负极引脚,正极引脚,银色环表示负极引脚,外形特征识别二极管极性方法,正极,负极,二极管故障种类和特征,故障名称,故 障 特 征,开 路,二极管正、负极之间已经断开，正向和反向电阻均为无穷大。二极管开路后，它的负极没有电压输出。,击 穿,二极管正负极间已经通路，正反向电阻一样大。二极管击穿后，不一定表现为正负极间电阻为零，会有一些电阻值。负极没有正常信号电压输出，会出现电路过流故障。,正向电阻 变大,二极管正向电阻太大，信号在二极管上压降增大，造成负极输出信号电压下降，二极管会因为发热而损坏。,性能变劣,二极管没有开路和击穿等明显故障，但性能变劣不能很好的地起作用，使电路稳定性变差，或造成输出信号电压下降。,2.二极管故障处理方法,二极管的四种检测方法,1.脱开电路,正向检测法,：,用万用表的R,10档，,黑表笔接二极管的正极，红表笔接二极管的负极,，此时表针应向右偏转一个很大的角度，所指示阻值较小。此时,阻值越小越好,。,0,R,10,挡,测量正向电阻,解 说,几十到几K,说明二极管正向电阻正常。,正向电阻为零或远小于几欧姆,说明二极管已经击穿。,几百K,正向电阻很大，说明二极管已经开路。,几十K,二极管正向电阻较大，正向特性不好。,测量时表针不稳定,测量时表针不能稳定在某一阻值上，二极管稳定性能差。,2.脱开电路,反向检测法,：,用万用表的R,10K档，,黑表笔接二极管的极负，红表笔接二极管的正极，,此时表针应向右偏转一个很小的角度，所指示阻值较大。此时,阻值越大越好,。,0,R10K挡,测量反向电阻,解 说,数百K,说明二极管反向电阻正常。,反向电阻为零,说明二极管已经击穿。,远小于几百K,二极管反向电阻小，反向特性不好。,表针不动,稳压管已开路；开关和整流管正常。,测量时表针不稳定,二极管稳定性能变差。,3.断电在路检测法：,该方法与测量阻值判断方法、二极管脱开电路检测方法基本相似。,（1）测量正向电阻受外电路的影响低于测量反向电阻受外电路的影响。（2）当测量结果受到怀疑时，应脱开电路后测量。,4.通电在路检测法：,通电情况下测量二极管的导通管压降。电路通电后，万用表直流电压2.5V挡，,红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极,。测试结果解说如表：,类型、管压降,解 说,硅二极管,0.6V,说明二极管,工作正常，处于正向导通状态,远大于0.6V,二极管没有导通，如果导通则二极管有故障,接近0V,二极管处于,击穿状态，,无单向导电性，所在回路的电流会剧增。,锗二极管,0.2V,二极管工作正常，并且处于,正向导通,状态,远大于0.2V,说明二极管,处于截止或二极管有故障,。,接近0V,二极管处于,击穿,状态，无单向导电性，所在回路的电流会剧增。,二极管测试过程中注意事项：,1）不同材料的二极管的正向电阻大小和反向电阻大小不同，目前常用,硅二极管的正向和反向电阻均大于锗管。,2）同一个二极管用同一个万用表的不同量程测量正、反向电阻值不同，同一个二极管用不同型号的万用表测量的正反向电阻值也是不同的。,3）测量二极管正向电阻时，如果表针不能稳定停在某一个阻值上，而是不断的摆动，说明二极管热稳定性不好。,4）使用数字式万用表时，表中有专用的PN结测量挡，此时可以用这一功能挡去测量，但二极管必须脱离电路。,5）测量二极管的方法可以在具体情况下灵活选用。修理过程中，先用在路检测法，或通路检测法，对已经拆下的或新替换的用脱开检测法。,二极管的选配和更换方法,二极管选配方法：,二极管损坏后要尽量选用相同型号的二极管进行代换。若无同型号可先查晶体管手册，或根据二极管在电路中的作用以及参数要求，选用参数相近或大于原型号的二极管代用。用途不同的二极管不宜相互代用，硅二极管和锗二极管之间也不能相互代用。,整流管主要考虑最大电流、最高反向工作电压和频率等参数。,当代用的二极管接入电路再度损坏或工作性能不好时，除考虑代用型号是否正确外，还要考虑二极管所在电路是否存在其他故障。,二极管更换方法：,拆下原二极管时，应认清二极管极性，焊上新二极管时要认清引脚极性，正、负引脚不能反接。,原二极管为开路故障时，可以直接用一个新二极管并联上去。,怀疑原二极管击穿或性能不良时，一定要先将原二极管拆下再将新二极管接上去。,3.二极管重要特性解说,单向导电性,单向导电性,的定义：,流过二极管的电流只能从正极流向负极，不能从负极流向正极，称为二极管的正向导电性。,单向导电性对识图的意义：,二极管电路符号中的三角形形象的表示了电流的流动方向。利用这一电路符号的提示作用，在电路分析时可以方便的知道电流在电路中的流动方向。,分析直流电路中二极管工作原理时，因为使二极管导通的电压只能从正极加到负极，所以分析这一电压从什么地方加来时，可以从二极管的正极开始向直流电压供给方向寻找。,要使二极管导通必须给二极管加上一个正向偏置电压，如果所加的电压达不到足够大的程度，二极管只能处于微导通状态：如果所加的是反向电压（负极高于正极电压），二极管不能导通，处于截止状态。,二极管正反向特性,(二极管,伏安特性曲线,),以O为坐标原点，以加在二极管两端的电压U为横轴、流过二极管的电流为纵轴建立直角坐标系，各轴的方向表示施与二极管的电压和电流方向。第一象限曲线反映了二极管的正向特性；第三象限曲线反映其反向特性。,给二极管加的正向电压小于某一定值,U1,（硅：0.6V，锗：0.2）时，正向电流很小，且小于,I1,。当正向电压大与,U1,后,，,正向电流I随U的微小增大而剧增。将,U1,称为起始电压。,给二极管加的反向电压小于某一定值,U,Z,(Urm)时，反向电流很小，当反向电压大与等于,U,Z,后,，,反向电流I迅速增大而处于电击穿状态。将,U,Z,称为反向击穿电压。,U,1,I,1,O,U,I,反向击穿电压,正向导通电压,U,Z,反向特性曲线,正向特性曲线,二极管正向压降不变特性,二极管正向导通后的管压降基本上保持不变，但下列因素会使管压降有微小变化：,当温度升高时管压降会有略有下降；温度降低时管压降会略微增大一点。,正向电流发生很大变化时，正向压降会有微小的变化。即当正向电压有一个微小的变化时，将引起正向电流一个很大的变化。,利用二极管管压降随温度微小变化的特征可以设计成温度补偿电路，在分析温度补偿电路时不了解二极管的这种特性，电路的工作原理就无法分析。,二极管正向电阻小，反向电阻大的特性,正向电阻是二极管正向导通后,正负极,之间的电阻，这一电阻值很小。,等效,R1,+V,VD,1,反向截止,R1,R,02,反向电阻很大,等效,+V,R1,VD,1,正向导通,R1,R,01,正向电阻很小,反向电阻是二极管处于反向偏置而未击穿时的电阻，这一电阻值很大。正、反向电阻值的大小是相对的，即：,反向电阻值远远大于正向电阻值，反向电阻愈大愈好。,当二极管的正向电流变化时，其正向电阻也在发生微小的变化，正向电流愈大，正向电阻愈小，反之则大。,在一些控制电路中，在利用这一特性实现电路的控制功能。,在电子开关电路中，,利用二极管正向电阻和反向电阻相差很大的特性，可以将二极管作为电子开关器件，,即所谓的开关二极管,：二极管导通时，其内阻很小，相当于开关接通；二极管截止时两引脚之间的电阻很大，相当于开关的断开。在电路中可以起到通与断的控制作用。,二极管正向电流与正向电阻关系的应用,