在pn結(jié)的兩端加上電極引線并用外殼封裝起來,就構(gòu)成了二極管,其中陽極為p區(qū),陰極為n區(qū),其符號如圖所示,圖中箭頭的方向?yàn)檎螂娏鞯姆较颉?br>二極管的種類很多,按不同的功能和用途可分為:普通二極管(主要用于信號檢測、取樣、小電流的整流等)、整流二極管(在各種電源設(shè)備中,做不同功率的整流)、穩(wěn)壓二極管(用于各種穩(wěn)壓電源和晶閘管電路中)、發(fā)光二極管(做為顯示器件)、光電二極管(用作光電轉(zhuǎn)換)、變?nèi)荻O管(用于調(diào)頻系統(tǒng)等高頻電路中)等。
1、二極管的伏安特性
二極管的伏安特性如圖所示,可分為正向特性、反向特性和反向擊穿特性三種不同情況。
1.正向特性
當(dāng)二極管處于正向偏置時,正向電流隨外加電壓的增加而上升,但是在正向電壓較小的部分,電流近似為零,且增加緩慢,這是由于外加電壓還不足以克服pn結(jié)內(nèi)電場對多子運(yùn)動的阻礙作用,這一段稱為“死區(qū)”,該段特性如圖1.4橙線部分所示。相應(yīng)的電壓稱為死區(qū)電壓。只有當(dāng)外加的正向電壓大于死區(qū)電壓后,正向電流才隨電壓的增加而迅速增大,二極管進(jìn)入完全導(dǎo)通狀態(tài),該段特性如圖1.4藍(lán)線部分所示。一般地,我們在工程估算時認(rèn)為此時鍺管的管壓降約為0.1~0.3v,硅管的管壓降約為0.6~0.7v。
2.反向特性
當(dāng)二極管處于反向偏置時,二極管中的反向電流主要是由少子的漂移運(yùn)動形成,因其不隨反向電壓的增加而變化,故稱之為反向飽和電流。該段特性如圖1.4黑線部分所示。
3.反向擊穿特性
當(dāng)反向電壓繼續(xù)增加到某一數(shù)值時,二極管中的反向電流會突然增大,我們稱此時二極管發(fā)生了反向擊穿,該段特性如圖1.4紅線部分所示。發(fā)生反向擊穿時pn結(jié)有很大的反向電流,嚴(yán)重時將導(dǎo)致pn結(jié)損壞,所以普通二極管應(yīng)該避免被擊穿,但穩(wěn)壓二極管則必須要工作于擊穿狀態(tài),因?yàn)樵趽舸﹨^(qū)雖然電流變化較大而電壓卻能保持基本不變,正是利用這個特性,穩(wěn)壓管才能夠起到穩(wěn)壓的作用。
2、選用二極管時需要注意幾個參數(shù)
1.最大整流電流 i f :是指二極管長期使用時允許通過的最大正向平均電流,電流過大會導(dǎo)致二極管燒壞。
2.最大反向工作電壓 u r :因?yàn)槎O管具有單向?qū)ㄐ裕栽诠ぷ鲿r不可避免地要承受反向電壓,這個指標(biāo)是為防止二極管被反向擊穿所規(guī)定的最大反向工作電壓。
3.反向電流 i r :指二極管處于反向偏置但未被擊穿時的電流大小。反向電流越小二極管的性能越好。
4.最高工作頻率 f m :因?yàn)閜n結(jié)存在電容效應(yīng),所以每個二極管都有一個最高工作頻率。在高頻電路中一定要注意選用最高工作頻率高于實(shí)際工作頻率的二極管。
3、二極管的測試與選用
使用二極管時,通常萬用表來判別其極性和質(zhì)量的好壞。其原理主要是依據(jù)其單向?qū)ㄌ匦?,正向?qū)〞r呈現(xiàn)很小的電阻,反向截止時呈現(xiàn)出很大的電阻,因此可用萬用表的歐姆檔來鑒別。
測量前將萬用表調(diào)至r×100或r×10歐姆檔,紅、黑兩個探筆各接二極管的一個極,得到一個電阻值,然后紅、黑筆對調(diào)再測一次,得到另一個電阻值,若二者相差比較大,說明二極管的單向?qū)ㄐ暂^好,二極管基本正常,測量電阻較小的那一次黑筆所連接的應(yīng)該是二極管的正極。若兩次測量電阻值接近,說明二極管性能嚴(yán)重?fù)p壞;若兩次測量電阻均很小,說明二極管可能短路損壞;若兩次測量電阻均較大,說明二極管可能存在斷路。