汽车电工电子技术基础（第2版）教学课件作者赵福堂编著第7章晶体二极管.ppt

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1、第7章晶体二极管7.1晶体二极管的结构及分类7.2二极管的特性7.3二极管的主要参数7.4二极管的简易测试7.5二极管的应用7.6滤波电路7.1晶体二极管的结构及分类具有一个PN结的半导体器件称为半导体二极管或晶体二极管，简称二极管。具体地说，晶体二极管是由一个PN结加上接触电极、引线和管壳构成的。P区引出线叫正极，N区引出线叫负极，其结构如图7一1(a)所示。二极管的符号如图7一1(b)所示。根据PN结接触面的大小，二极管可分为点接触型和面接触型两类，如图7一2所示。下一页返回7.1晶体二极管的结构及分

2、类面接触型二极管(一般是硅管)的PN结面积大，可以通过较大的电流(几百毫安至几百安)，但是，由于其结电容大，因此，不能用于高频电路，只适用于低频电路和整流电路。根据所用半导体材料的不同，二极管又分为硅管和锗管两类。依据用途的不同，二极管又分为普通二极管、整流二极管、开关二极管和稳压二极管，还有光电二极管、发光二极管等。上一页下一页返回7.1晶体二极管的结构及分类为了满足汽车等机动车中交流发电机整流电路的需要，专门研制了汽车用整流二极管，分为正极管和负极管两种。正极管的外壳为负极，引出线为正极，以红色标记;

3、负极管的外壳为正极，引出线为负极，以黑色标记。汽车专用硅整流二极管外形如图7一3所示。按国家标准GB249-1974规定，国产二极管的型号由五个部分组成，见表7一1。上一页返回7.2二极管的特性7.2.1单向导电性由PN结的单向导电性可知，给二极管两端加正向电压时，二极管处于导通状态，允许通过较大的电流，其正向电阻值很小;给二极管两端加反向电压时，二极管处于截止状态，允许通过的反向电流很小，其反向电阻值很大。当二极管负极通过灯泡与电源负极连接，二极管正极与电源正极连接，即给二极管加上正向电压时，如图7一4

4、(a)所示，电路中的灯泡将发亮，说明二极管处于导通状态，相当于电路接通，其等效电路如图7一4(b)所示。当二极管负极与电源正极连接，二极管正极通过灯泡与电源负极连接，即给二极管加上反向电压时，如图7-5(a)所示，电路中的小灯泡始终不亮，说明二极管处于截止状态，相当于电路断开，其等效电路如图7一5(b)所示。下一页返回7.2二极管的特性7.2.2伏安特性二极管的单向导电性，可用其伏安特性来表示。将二极管按图7一6连接，可以测出它的伏安特性，即流过二极管中的电流和加在它两端电压之间的关系曲线。1.正向特性二

5、极管两端不加电压时，其电流为0，故特性曲线从坐标原点开始。当外加正向电压时，二极管内有正向电流通过。当正向电压较小时，外电场不足以削弱内电场，多数载流子的扩散运动受到较大阻碍。此时，二极管的正向电流很小，称为死区。硅管的死区电压约为0.5V,锗管的死区电压约为0.1V。上一页下一页返回7.2二极管的特性2.反向特性当给二极管加上反向电压时，反向电流极小，可以认为二极管是不导通的。反向电流越小，说明二极管的反向电阻越大，反向截止性能越好。在一定范围内，二极管反向电流基本上恒定，与反向电压的高低无关，故称为反

6、向饱和电流。一般硅管的反向电流比锗管小很多(通常硅管为几微安到几十微安，而锗管可达几百微安)。当反向电压增加到某一值时，反向电流将突然增大，这种现象称为反向击穿，此时的反向电压称为反向击穿电压UBR。二极管发生反向击穿后，由于其反向电流突然增大，可能导致PN结烧坏，因此在二极管工作时，所加的反向电压值应小于其反向击穿电压。上一页返回7.3二极管的主要参数1.最大整流电流IOM最大整流电流是指二极管长时间使用时，允许流过的最大正向平均电流。使用时通过二极管的平均电流要小于这个电流，否则，电流过大，将因PN结

7、过热而烧坏二极管。点接触型二极管的最大整流电流在几十毫安以下，而专门为整流电路设计的整流二极管的最大整流电流可达几个安培或更大。总之，最大整流电流的大小由PN结的面积与散热条件决定。下一页返回7.3二极管的主要参数2.最高反向工作电压URM为确保二极管安全使用所允许施加的最大反向电压称为二极管的最高反向工作电压URM。一般在半导体器件手册中给出的最高反向工作电压为击穿电压的一半或三分之二例如2CP10型硅二极管的最高反向工作电压为25V，而反向击穿电压约为50V点接触型二极管的最高反向工作电压一般是数十伏

8、，而面接触型二极管的最高反向工作电压可达数百伏。3.反向电流lR二极管加最高反向工作电压时的反向电流lR是二极管质量指标之一。反向电流愈大，说明二极管的单性导电性愈差，且受温度影响愈大;反之，反向电流愈小，则单向导电性愈好。上一页返回7.4二极管的简易测试7.4.1判断二极管的极性1.从外观上识别二极管的极性二极管的极性，有的可以从外观上进行识别，如图7一8所示。2.用万用表来识别二极管的极性7.4.2判断二极管的好坏在判断二