電工電子技術（第3版） 課件 5.1.2 二極管

二極管田玉主講老師：電工電子技術

知識目標01

1.認識二極管結構、類型及參數2.認識二極管的伏安特性能力目標021.會利用二極管導電特性分析二極管的應用

思政目標03強化甘于寂寞，辛苦耕耘，厚積薄發(fā)的信念

學習目標K知識引入電子工業(yè)的起點——電子管(真空二極管)的發(fā)明——1904年，英國人弗萊明（J.A.Fleming）半導體器件誕生:美國物理學家肖克利(W.B.Shockley),發(fā)明半導體二極管晶體二極管（一）二極管結構二極管是由一個PN結加上相應的電極引線及管殼封裝而成的。二極管結構PN結管殼正極+

晶體二極管（二）二極管分類01按材料可分為：鍺二極管、硅二極管。02按結構可分為：點接觸型二極管、面接觸型二極管和平面型二極管。03按用途可分為：普通二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管、檢波二極管、齊納二極管、開關二極管、隔離二極管、肖特基二極管、旋轉二極管等。常用二極管符號晶體二極管（三）二極管特性伏安特性曲線U(V)0.500.8-50-25I(mA)204060

(

A)4020死區(qū)正向導通區(qū)反向截止區(qū)反向擊穿區(qū)

死區(qū)：外加正向電壓很小，外電場不足以克服PN結內電場阻力，正向電流幾乎為0。硅二極管的死區(qū)電壓0.5V左右，鍺二極管的死區(qū)電壓0.1V左右反向擊穿區(qū)：外加反向電壓超過反向擊穿電壓時，反向電流突然增大，二極管失去單向導電性。二極管不允許工作在此區(qū)域。反向截止區(qū)：外加反向電壓與PN結內電場方向一致，推動少子漂移形成很小反向漂移電流，該電流受溫度影響敏感。正向導通區(qū)：外加正向電壓大于PN結內電場阻力，推動多子擴散，形成大電流。硅二極管的正向電壓0.7V左右，鍺二極管的正向電壓為電壓0.3V左右晶體二極管（三）二極管特性伏安特性曲線U(V)0.500.8-50-25I(mA)204060

(

A)4020死區(qū)正向導通區(qū)反向截止區(qū)反向擊穿區(qū)

二極管導通之前的死區(qū)，就像成功曙光之前的暗夜，是成功的必經之路，沒有成功之前的默默奮斗，甘于寂寞，辛苦耕耘，是不可能有厚積薄發(fā)的機會的。

二極管反向截止區(qū)向擊穿區(qū)陡然變化且電流直線增大,管子損壞。說明事物積累到一定階段，量變引起質變，必須防微杜漸，不以惡小而為之，錘煉個人品格。如果將特性曲線比作人生，你如何度過每個階段？晶體二極管（四）二極管應用開關：正偏時視其為“短路”，截止時視其為“開路”+－VDPNUD=0+－+－VD導通壓降實際二極管V—A特性正偏VDPN+－UD=∞+－VD+－反偏理想二極管V—A特性1.順序棧實例演示1.最大整流電流IOM指二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。2.反向工作峰值電壓URWM是保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓，一般是二極管反向擊穿電壓UBR的一半或三分之二。二極管擊穿后單向導電性被破壞，甚至過熱而燒壞。3.反向電流IRM指二極管加最高反向工作電壓時的反向電流。反向電流大，說明管子的單向導電性差，IRM受溫度的影響較大，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流較大，為硅管的幾十到幾百倍。晶體二極管（五）二極管參數I(mA)40302010

0-5-10-15-20(μA)0.40.8－12－8－4U(V)穩(wěn)壓二極管的反向電壓幾乎不隨反向電流的變化而變化、這就是穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓作用。D穩(wěn)壓二極管是一種特殊的面接觸型二極管，其反向擊穿可逆。正向特性與普通二極管相似反向ΔIZΔUZ實物圖圖符號及文字符號顯然穩(wěn)壓管的反向擊穿伏安特性曲線比普通二極管的更加陡峭。晶體二極管（六）特殊二極管穩(wěn)壓二極管01使用穩(wěn)壓二極管時應該注意的事項+US－DZ(1)穩(wěn)壓二極管正負極的判別DZ+－(2)穩(wěn)壓二極管使用時，應反向接入電路UZ－(3)穩(wěn)壓管應接入限流電阻(4)電源電壓應高于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值(5)穩(wěn)壓管都是硅管。其穩(wěn)定電壓UZ最低為3V，高的可達300V，穩(wěn)壓二極管在工作時的正向壓降約為0.6V。晶體二極管（六）特殊二極管穩(wěn)壓二極管01發(fā)光二極管是一種能把電能直接轉換成光能的固體發(fā)光元件。加正向電壓導通時發(fā)光，發(fā)光二極管和普通二極管一樣，管芯由PN結構成，具有單向導電性。實物圖圖符號和文字符號D單個發(fā)光二極管常作為電子設備通斷指示燈或快速光源及光電耦合器中的發(fā)光元件等。發(fā)光二極管一般使用砷化鎵、磷化鎵等材料制成。現有的發(fā)光二極管能發(fā)出紅黃綠等顏色的光。發(fā)光管正常工作時應正向偏置，因死區(qū)電壓較普通二極管高，因此其正偏工作電壓一般在1.3V以上。發(fā)光管屬功率控制器件，常用來作為數字電路的數碼及圖形顯示的七段式或陣列器件。晶體二極管（六）特殊二極管發(fā)光二極管02光電二極管也稱光敏二極管，是將光信號變成電信號的半導體器件，其核心部分也是一個PN結。光電二極管PN結的結面積較小、結深很淺，一般小于一個微米。D光電二極管和穩(wěn)壓管類似，也是工作在反向電壓下。無光照時，反向電流很小，稱為暗電流；有光照射時，攜帶能量的光子進入PN結后，把能量傳給共價鍵上的束縛電子，使部分價電子掙脫共價鍵的束縛，產生電子—空穴對，稱為光生載流子。光生載流子在反向電壓作用下形成反向光電流，其強度與光照