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標(biāo)題: 二極管的符號、判別、參數(shù)和分類 [打印本頁]

作者: 我愛電子 時(shí)間: 2011-8-24 10:06
標(biāo)題: 二極管的符號、判別、參數(shù)和分類

二極管符號

二極管（國標(biāo)）

二極管的判別及參數(shù)

1.簡述

半導(dǎo)體是一種具有特殊性質(zhì)的物質(zhì)，它不像導(dǎo)體一樣能夠完全導(dǎo)電，又不像絕緣體那樣不能導(dǎo)電，它介于兩者之間，所以稱為半導(dǎo)體。半導(dǎo)體最重要的兩種元素是硅(讀“guī”)和鍺(讀“zhě”)。我們常聽說的美國硅谷，就是因?yàn)槟抢镉泻枚嗉野雽?dǎo)體廠商。

二極管應(yīng)該算是半導(dǎo)體器件家族中的元老了。很久以前，人們熱衷于裝配一種礦石收音機(jī)來收聽無線電廣播，這種礦石后來就被做成了晶體二極管。

二極管最明顯的性質(zhì)就是它的單向?qū)щ娞匦�，就是說電流只能從一邊過去，卻不能從另一邊過來(從正極流向負(fù)極)。我們用萬用表來對常見的1N4001型硅整流二極管進(jìn)行測量，紅表筆接二極管的負(fù)極，黑表筆接二極管的正極時(shí)，表針會動，說明它能夠?qū)щ�；然后將黑表筆接二極管負(fù)極，紅表筆接二極管正極，這時(shí)萬用表的表針根本不動或者只偏轉(zhuǎn)一點(diǎn)點(diǎn)，說明導(dǎo)電不良(萬用表里面，黑表筆接的是內(nèi)部電池的正極)。

常見的幾種二極管中有玻璃封裝的、塑料封裝的和金屬封裝的等幾種。像它的名字，二極管有兩個(gè)電極，并且分為正負(fù)極，一般把極性標(biāo)示在二極管的外殼上。大多數(shù)用一個(gè)不同顏色的環(huán)來表示負(fù)極，有的直接標(biāo)上“—”號。大功率二極管多采用金屬封裝，并且有個(gè)螺母以便固定在散熱器上。

2．半導(dǎo)體二極管的極性判別及選用

(1) 半導(dǎo)體二極管的極性判別

一般情況下，二極管有色點(diǎn)的一端為正極，如2AP1～2AP7，2AP11～2AP17等。如果是透明玻璃殼二極管，可直接看出極性，即內(nèi)部連觸絲的一頭是正極，連半導(dǎo)體片的一頭是負(fù)極。塑封二極管有圓環(huán)標(biāo)志的是負(fù)極，如IN4000系列。

無標(biāo)記的二極管，則可用萬用表電阻擋來判別正、負(fù)極，萬用表電阻擋示意圖見圖T304。

根據(jù)二極管正向電阻小，反向電阻大的特點(diǎn)，將萬用表撥到電阻擋(一般用R×100或R×1k擋。不要用R×1或R×10k擋，因?yàn)镽×1擋使用的電流太大，容易燒壞管子，而R×10k擋使用的電壓太高，可能擊穿管子)。用表筆分別與二極管的兩極相接，測出兩個(gè)阻值。在所測得阻值較小的一次，與黑表筆相接的一端為二極管的正極。同理，在所測得較大阻值的一次，與黑表筆相接的一端為二極管的負(fù)極。如果測得的正、反向電阻均很小，說明管子內(nèi)部短路；若正、反向電阻均很大，則說明管子內(nèi)部開路。在這兩種情況下，管子就不能使用了。

(2) 半導(dǎo)體二極管的選用

通常小功率鍺二極管的正向電阻值為300～500Ω，硅管為1kΩ或更大些。鍺管反向電阻為幾十千歐，硅管反向電阻在500kΩ以上(大功率二極管的數(shù)值要大得多)。正反向電阻差值越大越好。

點(diǎn)接觸二極管的工作頻率高，不能承受較高的電壓和通過較大的電流，多用于檢波、小電流整流或高頻開關(guān)電路。面接觸二極管的工作電流和能承受的功率都較大，但適用的頻率較低，多用于整流、穩(wěn)壓、低頻開關(guān)電路等方面。

選用整流二極管時(shí)，既要考慮正向電壓，也要考慮反向飽和電流和最大反向電壓。選用檢波二極管時(shí)，要求工作頻率高，正向電阻小，以保證較高的工作效率，特性曲線要好，避免引起過大的失真。

3．半導(dǎo)體分立元器件命名方法

電容器濾波形成平滑的直流。事實(shí)上好多電器的電源部分都是這樣的。二極管也用來做檢波器，把高頻信號中的有用信號“檢出來”，老式收音機(jī)中會有一個(gè)“檢波二極管”，一般用2AP9型鍺管。

利用二極管單向?qū)щ姷奶匦�，常用二極管作整流器，把交流電變?yōu)橹绷麟姡粗蛔尳涣麟姷恼胫?或負(fù)半周)通過，再用

二極管的類型也有好幾種，對于電子制作來說，常常用到以下的二極管：用于穩(wěn)壓的穩(wěn)壓二極管，用于數(shù)字電路的開關(guān)二極管，用于調(diào)諧的變?nèi)荻䴓O管，以及光電二極管等，最�？匆姷氖前l(fā)光二極管。

1．發(fā)光二極管

(1) 符號　(2) 發(fā)光二極管

發(fā)光二極管在日常生活電器中無處不在，它能夠發(fā)光，有紅色、綠色和黃色等，有直徑為3mm或5mm圓形的，也有規(guī)格為2×5mm長方形的。與普通二極管一樣，發(fā)光二極管也是由半導(dǎo)體材料制成的，也具有單向?qū)щ姷男再|(zhì)，即只有極性正確才能發(fā)光。

發(fā)光二極管的發(fā)光顏色一般和它本身的顏色相同，但是近年來出現(xiàn)了透明的發(fā)光管，它也能發(fā)出紅黃綠等顏色的光，只有通電了才能知道。辨別發(fā)光二極管正負(fù)極的方法，有實(shí)驗(yàn)法和目測法。實(shí)驗(yàn)法就是通電看看能不能發(fā)光，若不能就是極性接錯(cuò)或是發(fā)光管損壞。

注意發(fā)光二極管是一種電流型器件，雖然在它的兩端直接接上3V的電壓后能夠發(fā)光，但容易損壞，在實(shí)際使用中一定要串接限流電阻，工作電流根據(jù)型號不同一般為1mA到30mA。另外，由于發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓一般為1.7V以上，所以一節(jié)1.5V的電池不能點(diǎn)亮發(fā)光二極管。同樣，一般萬用表的R×1擋到R×1k擋均不能測試發(fā)光二極管，而R×10k擋由于使用15V的電池，能把有的發(fā)光管點(diǎn)亮。

用眼睛來觀察發(fā)光二極管，可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的兩個(gè)電極一大一小。一般來說，電極較小、個(gè)頭較矮的一個(gè)是發(fā)光二極管的正極，電極較大的一個(gè)是它的負(fù)極。若是新買來腳較長的一個(gè)是正極。

(3) 發(fā)光二極管的伏安特性發(fā)光二極管的伏安特性與普通二極管類似，但它的正向壓降較大，并在正向壓降達(dá)到一定值時(shí)發(fā)光。發(fā)光顏色和構(gòu)成PN結(jié)的材料有關(guān)，通常有紅、黃、綠、藍(lán)和紫等顏色。發(fā)光亮度近似和工作電流密度成正比，但摻雜ZnO和GaP的發(fā)光二極管，其發(fā)光亮度隨電流密度的增加會很快趨向飽和。另外，隨結(jié)溫的升高，LED的發(fā)光亮度將會減弱。

由于發(fā)光二極管的響應(yīng)時(shí)間(光信號對電信號的延遲時(shí)間)一般小于100ns，故直流信號、交流信號或脈沖信號均可作為它的驅(qū)動信號。

國產(chǎn)LED器件用FG × 1 × 2 × 3 × 4 × 5 × 6命名，其中×1表示材料，×1取值1，2，3分別對應(yīng)LED的材料為GaAsP，GaAsAl和GaP。×2表示發(fā)光顏色，×2取1"6時(shí)表示發(fā)光顏色為紅、橙、黃、綠、藍(lán)和復(fù)色，× 3表示封裝形式。× 4表示外形，取0 " 6各整數(shù)時(shí)，分別指發(fā)光二極管的外形為圓形、長方形、符號形、三角形、正方形、組合形和特殊形。× 5 × 6為序號。

使用發(fā)光二極管時(shí)，若用電壓源驅(qū)動，則應(yīng)在電路中串接限流電阻，以防止LED中電流過大而損壞。用交流信號驅(qū)動時(shí)，為防止LED被反向擊穿，可在兩端反極性并連整流二極管。幾種紅色發(fā)光二極管的參數(shù)見表B313。

2．Z310半導(dǎo)體發(fā)光器件：LED數(shù)碼管

常用的LED數(shù)碼管如圖T310(a)所示。它是利用發(fā)光二極管的制造工藝，由7個(gè)條狀管芯和一個(gè)點(diǎn)狀管芯的發(fā)光二極管制成。LED數(shù)碼管有兩種不同的結(jié)構(gòu)形式，其等效電路分別如圖T311所示。各段發(fā)光二極管的陽極連在一起作為公共端，因此稱為共陽極數(shù)碼管。工作時(shí)應(yīng)當(dāng)將陽極連電源正極，各驅(qū)動輸入端通過限流電阻接相應(yīng)的譯碼驅(qū)動器的輸出。當(dāng)譯碼驅(qū)動器的輸出為低電平時(shí)，數(shù)碼管相應(yīng)的段變亮。

LED數(shù)碼管各段發(fā)光二極管的伏安特性與普通二極管類似，只是正向壓降稍大，在正向電流達(dá)到適當(dāng)大小時(shí)就能發(fā)光。在一定范圍內(nèi)，發(fā)光亮度和正向電流的大小近似成正比，但正向電流應(yīng)小于允許的最大電流，并應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑Ａ�，一般以不超過極限電流的70%為宜。因此，它的驅(qū)動輸入端和譯碼電路或電壓源相連時(shí)，應(yīng)當(dāng)串接合適的限流電阻，以免損壞器件。

表B314列出了幾種數(shù)碼管的參數(shù)。

二極管串聯(lián)組成，稱為導(dǎo)光柱型。國產(chǎn)LED數(shù)碼管的管腳排列規(guī)格很多，因此，使用時(shí)除查產(chǎn)品說明書外，主要采用實(shí)測的方法來確定各管腳的功能，下面以共陽極數(shù)碼管為例來說明。

LED數(shù)碼管的大小規(guī)格很多，一般尺寸大的工作電壓也大，這是因?yàn)榇蟪叽鐢?shù)碼管的每一段可能是由幾個(gè)發(fā)光

先按圖T312準(zhǔn)備好測試線路，把數(shù)碼管的左下角接地，再使A端逐個(gè)和其它管腳接觸。若A端和所有管腳都已接觸過，而數(shù)碼管各段全不亮，則左下角管腳即為陽極或空腳(設(shè)數(shù)碼管是好的)。若A端接觸管腳時(shí)數(shù)碼管上某段變亮，則A端接觸的管腳為陽極。然后使A和陽極連好，用地線分別接觸陽極以外的各管腳，相應(yīng)的段就會變亮，從而可確定管腳和顯示段間的對應(yīng)關(guān)系。

3．Z312半導(dǎo)體光敏器件：光敏二極管　

光敏二極管又稱光電二極管，目前使用最多的是光電二極管。它有四種類型：PN結(jié)型，PIN結(jié)型，雪崩型和肖特基結(jié)型。以下簡介PN結(jié)型光敏二極管。

PN結(jié)型光敏二極管同普通二極管一樣，也是PN結(jié)構(gòu)造，只是結(jié)面積較大，結(jié)深較淺，管殼上有光窗，從而使人射光容易注入PN結(jié)的耗盡區(qū)中進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，大的結(jié)面積增加了有效光面積，提高了光電轉(zhuǎn)換效率。

在無光照射時(shí)，光敏二極管的伏安特性和普通二極管一樣，此時(shí)的反向飽和電流叫暗電流，一般在幾微安到幾百微安之間，其值隨反向偏壓的增大和環(huán)境溫度的升高而增大。在檢測弱光電信號時(shí)，必須考慮用暗電流小的管子。

在有光照時(shí)，光敏二極管在一定的反偏電壓范圍內(nèi)(UR≥5V)，其反向電流將隨光照強(qiáng)度(10-3～103 lx范圍內(nèi))的增加而線性增加，這時(shí)的反向電流又叫光電流。因此，對應(yīng)一定的光照強(qiáng)度，光敏二極管相當(dāng)于一個(gè)恒流源。在有光照而無外加電壓時(shí)，光敏二極管相當(dāng)于一個(gè)電池，P區(qū)為正，N區(qū)為負(fù)。

光敏二極管有一定光譜響應(yīng)范圍，并對某波長的光有最高的響應(yīng)靈敏度(峰值波長)。因此，為獲取最大的光電流，應(yīng)選擇光譜響應(yīng)特性符合待測光譜的光敏二極管，同時(shí)加大照度和調(diào)整入射的角度。

光敏二極管的響應(yīng)時(shí)間，一般小于幾百微秒，主要取決于結(jié)電容和外部電路電阻的乘積。表B316列出了幾種光敏二極管的參數(shù)，其中靈敏度指輸入給定波長的單位功率時(shí)，光敏二極管能輸出的光電流值。

作者: spy007868 時(shí)間: 2013-9-24 08:48
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