第七講：二極管ppt課件

1、主講：嚴(yán)清飛：453100829電子元器件分類 無論是在手機(jī)維修中還是電腦維修中還是其它電氣設(shè)備維修中，電子元器件可以分為兩大類 1、有源元件：二極管、三極管、穩(wěn)壓管受電壓控制的必須要有電才能工作的電子元器件 2、無源元件：電阻、電容、電感不受電壓控制也就是說不需要電都能通過信號(hào)半導(dǎo)體與半導(dǎo)體與PN結(jié)結(jié) 半導(dǎo)體：指導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的半導(dǎo)體：指導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)，如物質(zhì)，如 硅硅 鍺鍺 等等，在化學(xué)上是種等等，在化學(xué)上是種4價(jià)元素價(jià)元素 如果制造半導(dǎo)體的材料是純凈的話，該半導(dǎo)如果制造半導(dǎo)體的材料是純凈的話，該半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體體稱為本征半導(dǎo)體 本征半導(dǎo)體的特性就是本

2、征半導(dǎo)體的特性就是 摻雜特性，就是摻雜特性，就是 給給本征半導(dǎo)體摻入微量的其他元素，會(huì)大大提高本征半導(dǎo)體摻入微量的其他元素，會(huì)大大提高半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力。 P型半導(dǎo)體：在四價(jià)元素硅或鍺中摻入三型半導(dǎo)體：在四價(jià)元素硅或鍺中摻入三價(jià)元素硼和鋁構(gòu)成價(jià)元素硼和鋁構(gòu)成P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 N型半導(dǎo)體：在四價(jià)元素硅或鍺中摻入型半導(dǎo)體：在四價(jià)元素硅或鍺中摻入微量的五價(jià)元素磷和銻構(gòu)成微量的五價(jià)元素磷和銻構(gòu)成N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 PN結(jié)：將結(jié)：將P型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體采用型半導(dǎo)體采用特殊工藝，兩邊摻入不同的雜質(zhì)，使在特殊工藝，兩邊摻入不同的雜質(zhì)，使在兩導(dǎo)體交界面附近形成特殊的導(dǎo)電層即兩導(dǎo)體

3、交界面附近形成特殊的導(dǎo)電層即PN結(jié)結(jié)二極管 二極管是電子技術(shù)應(yīng)用中最常用的半導(dǎo)體器件之一。什么是二極管呢？二極管是由一個(gè)PN結(jié)，引出兩個(gè)電極，封上外殼而做成的半導(dǎo)體器件 二極管的兩個(gè)電極分別成為正極陽極和負(fù)極陰極一般的二極管的電路圖形，看下圖。二級(jí)管的分類二級(jí)管的分類 按材料分為兩種：一是硅二極管，二是鍺二極管。 按制作工藝分為面接觸二極管和點(diǎn)接角二極管。 按用途分類有整流二極管、檢波二極管、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管、光敏光電二極管、開關(guān)二極管和快恢復(fù)二極管。硅管與鍺管的區(qū)別：導(dǎo)通電壓不一樣，硅管的導(dǎo)通電壓為0.7V，鍺管的導(dǎo)通電壓為0.3V正向偏置電壓）。二極管的特性 單向?qū)щ娞匦詥蜗驅(qū)щ娞匦?/p>

4、 正向?qū)ǎ喝绻o二極管正極的電壓高于負(fù)極電壓正向?qū)ǎ喝绻o二極管正極的電壓高于負(fù)極電壓正向偏置電壓），只要正極電壓達(dá)到一定的值，二正向偏置電壓），只要正極電壓達(dá)到一定的值，二極管導(dǎo)通，導(dǎo)通后二極管相當(dāng)于一個(gè)導(dǎo)體，二極管的極管導(dǎo)通，導(dǎo)通后二極管相當(dāng)于一個(gè)導(dǎo)體，二極管的兩引腳之間的電阻很小，相當(dāng)于接通。電流流動(dòng)方向兩引腳之間的電阻很小，相當(dāng)于接通。電流流動(dòng)方向是從正極流向負(fù)極，電流不能從負(fù)極流向正極，否則是從正極流向負(fù)極，電流不能從負(fù)極流向正極，否則二極管已損壞。二極管已損壞。反向截止：如果給二極管正極加的電壓低于負(fù)極電壓反向截止：如果給二極管正極加的電壓低于負(fù)極電壓反向偏置電壓），二極管處于

5、截止?fàn)顟B(tài)，二極管兩反向偏置電壓），二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，二極管兩引腳之間電阻很大，相當(dāng)于開路。只要是反向電壓，引腳之間電阻很大，相當(dāng)于開路。只要是反向電壓，二極管中就沒有電流流動(dòng)，如果加的反向電壓太大，二極管中就沒有電流流動(dòng)，如果加的反向電壓太大，二極管會(huì)擊穿，電流從負(fù)極流向正極，說明二極管損二極管會(huì)擊穿，電流從負(fù)極流向正極，說明二極管損壞。壞。11 我們可以用個(gè)簡單的比喻來描述二極管的正向?qū)ǚ聪蚪刂沟奶匦?。我們把二極管看成一道平時(shí)關(guān)閉的但單方向向里開的們，當(dāng)沒有外力作用時(shí)，相當(dāng)于二極管沒有加偏壓，二極管是關(guān)閉的，當(dāng)給門一個(gè)相里推的力時(shí)，門打開，就像給二極管加上正向偏壓一樣，二極管導(dǎo)通。當(dāng)給們

6、一個(gè)向外拉的力時(shí)，門不能打開，就像給二極管加上反向偏置電壓一樣，二極管不能導(dǎo)通。二極管有一個(gè)對(duì)反向偏壓的耐壓值，當(dāng)反向偏壓太大時(shí)，二極管會(huì)被擊穿損壞，就像門一樣，當(dāng)給它向外拉的力太大，門就會(huì)打開，但門也損壞了。12 當(dāng)給二極管加上外接電源時(shí)，我們說給二極管加上了偏置電壓，偏置電壓的概念非常重要，在后面的許多內(nèi)容中經(jīng)常涉及到，偏置有兩種，正向偏置和反向偏置。 正向偏置 就是 給 二極管的正極接電源的正極，負(fù)極接電源的負(fù)極。 反向偏置 就是給二極管的負(fù)極接電源的正極，正極接電源的負(fù)極。二極管導(dǎo)通條件 正極電壓大于負(fù)極電壓一定值開啟電壓） 開啟電壓：硅管0.6V0.7V 鍺管：0.2V0.3V 穩(wěn)壓

7、二極管是負(fù)極大于正極電壓一定值才導(dǎo)通的它的穩(wěn)壓值） 15二極管的應(yīng)用二極管的應(yīng)用 橋式整流 用四只二極管構(gòu)成橋式整流，充分利用了交流電的正負(fù)兩個(gè)周期。 全波整流在交流電的正負(fù)兩個(gè)周期時(shí)都有兩個(gè)二極管導(dǎo)通將電壓輸出，這樣經(jīng)過整流后的波形等于是吧負(fù)半周的電壓都轉(zhuǎn)成正的了，在經(jīng)過C1濾波以后就成了平滑的直流電。 171819 起始電壓起始電壓利用我們推彈簧門的經(jīng)驗(yàn)來說明這一問題，如果我們用力比較小，利用我們推彈簧門的經(jīng)驗(yàn)來說明這一問題，如果我們用力比較小，就不能推開門。我們不斷的加力，當(dāng)力量達(dá)到一定程度時(shí)。們才就不能推開門。我們不斷的加力，當(dāng)力量達(dá)到一定程度時(shí)。們才能被推開，把這個(gè)能被推開，把這個(gè)

8、剛剛能夠把門打開的力叫做起始力，就像二剛剛能夠把門打開的力叫做起始力，就像二極管開始導(dǎo)通的起始電壓一樣，隨著力量的加大，門的縫隙也越極管開始導(dǎo)通的起始電壓一樣，隨著力量的加大，門的縫隙也越來越大，但當(dāng)力量大到一定地步時(shí)，門全部打開，門的縫隙也就來越大，但當(dāng)力量大到一定地步時(shí)，門全部打開，門的縫隙也就不會(huì)再加大了不會(huì)再加大了 二極管的工作也是一樣，當(dāng)二極管加上偏置電壓，并且二極二極管的工作也是一樣，當(dāng)二極管加上偏置電壓，并且二極管兩端的電壓達(dá)到一定值時(shí)，二極管開始導(dǎo)通，這個(gè)使二極管剛管兩端的電壓達(dá)到一定值時(shí)，二極管開始導(dǎo)通，這個(gè)使二極管剛能導(dǎo)通的電壓叫起始電壓。隨著電壓增加二極管的電流增大，但能

9、導(dǎo)通的電壓叫起始電壓。隨著電壓增加二極管的電流增大，但電壓達(dá)到一定程度時(shí)，二極管的電流基本不再上升。電壓達(dá)到一定程度時(shí)，二極管的電流基本不再上升。 二極管可由不同的半導(dǎo)體材料制成，不同二極管的起始電壓二極管可由不同的半導(dǎo)體材料制成，不同二極管的起始電壓不同，一般來說，鍺二極管的起始電壓為不同，一般來說，鍺二極管的起始電壓為0.15-0.3V左右，硅左右，硅材料二極管的起始電壓為材料二極管的起始電壓為0.6-0.8左右。左右。 在實(shí)際工作中，我們可以利用二極管起始電壓的特性來判斷在實(shí)際工作中，我們可以利用二極管起始電壓的特性來判斷二極管的制造材料。二極管的制造材料。20工作條件工作條件 一般的普

10、通二極管工作時(shí)需要加正偏電一般的普通二極管工作時(shí)需要加正偏電壓，即二極管的正極接電源的正極，二壓，即二極管的正極接電源的正極，二極管的負(fù)極接電源的負(fù)極。此時(shí)，二極極管的負(fù)極接電源的負(fù)極。此時(shí)，二極管導(dǎo)通，有電流流過二極管。但這個(gè)正管導(dǎo)通，有電流流過二極管。但這個(gè)正向?qū)ㄒ彩怯袟l件，只有給二極管的正向?qū)ㄒ彩怯袟l件，只有給二極管的正向壓降二極管的正極電壓減去負(fù)極電向壓降二極管的正極電壓減去負(fù)極電壓大于或等于起始電壓時(shí)，二極管才壓大于或等于起始電壓時(shí)，二極管才能導(dǎo)通。能導(dǎo)通。 但有些特殊的二極管需要反向偏置才能但有些特殊的二極管需要反向偏置才能正常工作，如穩(wěn)壓二極管和變?nèi)荻O管。正常工作，如穩(wěn)壓二

11、極管和變?nèi)荻O管。21穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管 穩(wěn)壓二極管簡稱穩(wěn)壓管穩(wěn)壓二極管簡稱穩(wěn)壓管 穩(wěn)壓二極管是利用二極管反向擊穿的特性來穩(wěn)壓二極管是利用二極管反向擊穿的特性來工作的，正常工作時(shí)，穩(wěn)壓二極管是反向偏置工作的，正常工作時(shí)，穩(wěn)壓二極管是反向偏置的，即穩(wěn)壓二極管的正極接電源的負(fù)極。穩(wěn)壓的，即穩(wěn)壓二極管的正極接電源的負(fù)極。穩(wěn)壓二極管的負(fù)極接電源的正極，當(dāng)反向偏置電壓二極管的負(fù)極接電源的正極，當(dāng)反向偏置電壓大于大于二極管的額定反向電壓時(shí)，二極管被大于大于二極管的額定反向電壓時(shí)，二極管被擊穿導(dǎo)通，穩(wěn)壓二極管的電壓基本不變，從而擊穿導(dǎo)通，穩(wěn)壓二極管的電壓基本不變，從而達(dá)到穩(wěn)壓的目的。在手機(jī)電路中常用語受話

12、電達(dá)到穩(wěn)壓的目的。在手機(jī)電路中常用語受話電路，振動(dòng)電路路，振動(dòng)電路 鈴聲電路，手機(jī)線路的受話鈴聲電路，手機(jī)線路的受話 蜂蜂鳴鳴 振動(dòng)振動(dòng) 一般都帶有線圈，由于這些線圈會(huì)產(chǎn)一般都帶有線圈，由于這些線圈會(huì)產(chǎn)生一個(gè)阻止電流流動(dòng)的感生電壓，從而導(dǎo)致一生一個(gè)阻止電流流動(dòng)的感生電壓，從而導(dǎo)致一個(gè)很高的反峰電壓對(duì)電路造成損害，當(dāng)反峰電個(gè)很高的反峰電壓對(duì)電路造成損害，當(dāng)反峰電壓大于穩(wěn)壓二極管的額定反向偏壓時(shí)，穩(wěn)壓二壓大于穩(wěn)壓二極管的額定反向偏壓時(shí)，穩(wěn)壓二極管被擊穿導(dǎo)通，使其兩端的電壓保持在恒定極管被擊穿導(dǎo)通，使其兩端的電壓保持在恒定狀態(tài)，從而防止反峰電壓損害其他電路的部件。狀態(tài)，從而防止反峰電壓損害其他電路的

13、部件。22變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管 電容是一個(gè)存儲(chǔ)電荷的原件，當(dāng)其兩端的電電容是一個(gè)存儲(chǔ)電荷的原件，當(dāng)其兩端的電壓變化時(shí)，其存儲(chǔ)的電荷也發(fā)生變化，因此就壓變化時(shí)，其存儲(chǔ)的電荷也發(fā)生變化，因此就出現(xiàn)充放電現(xiàn)象，出現(xiàn)充放電現(xiàn)象，PN結(jié)除了單向?qū)щ娡?，也結(jié)除了單向?qū)щ娡?，也具有上述特性，也就是說它具有電容效應(yīng)，具有上述特性，也就是說它具有電容效應(yīng)， 變?nèi)荻O管是一種特殊的二極管，它利用變?nèi)荻O管是一種特殊的二極管，它利用了了PN結(jié)的電容效應(yīng)，為了使這種電容效應(yīng)顯結(jié)的電容效應(yīng)，為了使這種電容效應(yīng)顯著，給二極管加上反向偏置，當(dāng)二極管兩端的著，給二極管加上反向偏置，當(dāng)二極管兩端的反向電壓發(fā)生變化時(shí)，二極管的結(jié)

14、電容也隨之反向電壓發(fā)生變化時(shí)，二極管的結(jié)電容也隨之變大變小。變大變小。 二極管的結(jié)電容大小除了與本身結(jié)構(gòu)和工藝二極管的結(jié)電容大小除了與本身結(jié)構(gòu)和工藝外，還與外加的反向電壓有關(guān)。外，還與外加的反向電壓有關(guān)。 變?nèi)荻O管是利用變?nèi)荻O管是利用PN結(jié)的電容效應(yīng)，并采結(jié)的電容效應(yīng)，并采用特殊工藝使德、得結(jié)電容隨反向偏壓的變化用特殊工藝使德、得結(jié)電容隨反向偏壓的變化比較靈敏的一種特殊二極管，變?nèi)荻O管的圖比較靈敏的一種特殊二極管，變?nèi)荻O管的圖形符號(hào)看圖形符號(hào)看圖23 變?nèi)荻O管的特性變?nèi)荻O管的特性 在手機(jī)電路中，變?nèi)荻O管起著非常重要的作用，在手機(jī)電路中，變?nèi)荻O管起著非常重要的作用，是一個(gè)非常重要

15、的器件。與一般二極管不同的是變?nèi)菔且粋€(gè)非常重要的器件。與一般二極管不同的是變?nèi)荻O管是反向偏壓才能正常工作的，即變?nèi)荻O管的二極管是反向偏壓才能正常工作的，即變?nèi)荻O管的負(fù)極接電源的正極，變?nèi)荻O管的正極接電源的負(fù)極，負(fù)極接電源的正極，變?nèi)荻O管的正極接電源的負(fù)極，在電路中，變?nèi)荻O管的正極總是接地的在電路中，變?nèi)荻O管的正極總是接地的 看圖看圖 當(dāng)變?nèi)荻O管的反向偏壓增大時(shí)，變?nèi)荻O管的結(jié)當(dāng)變?nèi)荻O管的反向偏壓增大時(shí)，變?nèi)荻O管的結(jié)電容變小，當(dāng)電容變小，當(dāng) 變?nèi)荻O管的反向偏壓減小時(shí)，變?nèi)葑內(nèi)荻O管的反向偏壓減小時(shí)，變?nèi)荻O管的結(jié)電容增大。二極管的結(jié)電容增大。24 變?nèi)荻O管是一個(gè)電壓控制元

16、件，通常用于振蕩電路，與其他元件一起構(gòu)成壓控振蕩器，VCO。在VCO電路中，主要利用它的結(jié)電容隨反偏變化而變化的特性，通過改變變?nèi)荻O管的兩端的電壓便可改變變?nèi)荻O管兩邊的電容的大小，以改變振蕩回路，從而改變振蕩頻率。 一般情況下，我們從圖紙上看到變?nèi)荻O管的符號(hào)，不論是模擬手機(jī) GSM手機(jī)還是CDMA手機(jī)，基本都可以斷定這2是一個(gè)壓控振蕩器。 變?nèi)荻O管是一個(gè)電壓控制原件。那么它所存在的電路就一定有一個(gè)電壓控制信號(hào)，在 手機(jī)電路中，這個(gè)電壓控制信號(hào)來自頻率合成環(huán)路中的 鑒相器的輸出端，而變?nèi)荻O管的負(fù)極就是VCO電路的頻率控制端。25 在VCO電路中，從變?nèi)荻O管的負(fù)極出發(fā)，只能經(jīng)過電阻和電

17、感，遇上電容就回頭，這樣我們找到的芯片的端口就是鎖相環(huán)電路中鑒相器PD的輸出端，從圖中我們可以看出。在變?nèi)荻O管的負(fù)極到PD輸出端之間的電路就是一個(gè) 低通濾波器LPF)不管它的電路怎么變，在圖中的箭頭方向不能有電容，否則沒這個(gè)線路不是 VCO的控制信號(hào)線26發(fā)光二極管發(fā)光二極管 發(fā)光二極管簡稱為發(fā)光二極管簡稱為LED發(fā)光二極管在手機(jī)中主要用作發(fā)光二極管在手機(jī)中主要用作背景燈以及鍵盤燈，電容現(xiàn)在還有跑馬燈等等，發(fā)光背景燈以及鍵盤燈，電容現(xiàn)在還有跑馬燈等等，發(fā)光二極管一般分為紅二極管一般分為紅 綠綠 黃等等，它發(fā)光的顏色取決于黃等等，它發(fā)光的顏色取決于它的制作材料，法官二極管對(duì)電流有它的制作材料，

18、法官二極管對(duì)電流有 要求，一般的要求，一般的為為 及毫安到幾十毫安，發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度一般及毫安到幾十毫安，發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度一般分它的正向電流成線性關(guān)系，但如果流過反光二極管分它的正向電流成線性關(guān)系，但如果流過反光二極管的電流太大，就會(huì)造成發(fā)光二極管的損壞實(shí)際運(yùn)用中，的電流太大，就會(huì)造成發(fā)光二極管的損壞實(shí)際運(yùn)用中，一般在二極管的電路中串接一個(gè)限流電阻，用來防止一般在二極管的電路中串接一個(gè)限流電阻，用來防止大電流對(duì)二極管造成的損壞。發(fā)光二極管只工作在正大電流對(duì)二極管造成的損壞。發(fā)光二極管只工作在正偏狀態(tài)，正常情況下，它的正向電壓為偏狀態(tài)，正常情況下，它的正向電壓為1.5-3V之間。之間。發(fā)光二極管圖形符號(hào)發(fā)光二極管圖形符號(hào) 看圖看圖二極管的測量及好壞判斷二極管的測量及好壞判斷 1、二極管的測量、二極管的測量 將萬用表打到蜂鳴二極管檔，紅表筆接二極管的正極，黑筆接將萬用表打到蜂鳴二極管檔，紅表筆接二極管的正極，黑筆接二極管的負(fù)極，此時(shí)測量的是二極管的正向?qū)ㄗ柚?，也就是二極管的二極管的負(fù)極，此時(shí)