電子設計基礎（四）：二極管

　　編輯本段半導體二極管參數符號及其意義

　　CT---勢壘電容Cj---結(極間)電容， 表示在二極管兩端加規定偏壓下，鍺檢波二極管的總電容Cjv---偏壓結電容Co---零偏壓電容Cjo---零偏壓結電容Cjo/Cjn---結電容變化Cs---管殼電容或封裝電容Ct---總電容CTV---電壓溫度系數。在測試電流下，穩定電壓的相對變化與環(huán)境溫度的絕對變化之比CTC---電容溫度系數Cvn---標稱(chēng)電容IF---正向直流電流(正向測試電流)。鍺檢波二極管在規定的正向電壓VF下，通過(guò)極間的電流;硅整流管、硅堆在規定的使用條件下，在正弦半波中允許連續通過(guò)的最大工作電流(平均值)，硅開(kāi)關(guān)二極管在額定功率下允許通過(guò)的最大正向直流電流;測穩壓二極管正向電參數時(shí)給定的電流IF(AV)---正向平均電流IFM(IM)---正向峰值電流(正向最大電流)。在額定功率下，允許通過(guò)二極管的最大正向脈沖電流。發(fā)光二極管極限電流。IH---恒定電流、維持電流。Ii--- 發(fā)光二極管起輝電流IFRM---正向重復峰值電流IFSM---正向不重復峰值電流(浪涌電流)Io---整流電流。在特定線(xiàn)路中規定頻率和規定電壓條件下所通過(guò)的工作電流IF(ov)---正向過(guò)載電流IL---光電流或穩流二極管極限電流ID---暗電流IB2---單結晶體管中的基極調制電流IEM---發(fā)射極峰值電流IEB10---雙基極單結晶體管中發(fā)射極與第一基極間反向電流IEB20---雙基極單結晶體管中發(fā)射極向電流ICM---最大輸出平均電流IFMP---正向脈沖電流IP---峰點(diǎn)電流IV---谷點(diǎn)電流IGT---晶閘管控制極觸發(fā)電流IGD---晶閘管控制極不觸發(fā)電流IGFM---控制極正向峰值電流IR(AV)---反向平均電流IR(In)---反向直流電流(反向漏電流)。在測反向特性時(shí)，給定的反向電流;硅堆在正弦半波電阻性負載電路中，加反向電壓規定值時(shí)，所通過(guò)的電流;硅開(kāi)關(guān)二極管兩端加反向工作電壓VR時(shí)所通過(guò)的電流;穩壓二極管在反向電壓下，產(chǎn)生的漏電流;整流管在正弦半波最高反向工作電壓下的漏電流。IRM---反向峰值電流IRR---晶閘管反向重復平均電流IDR---晶閘管斷態(tài)平均重復電流IRRM---反向重復峰值電流IRSM---反向不重復峰值電流(反向浪涌電流)Irp---反向恢復電流Iz---穩定電壓電流(反向測試電流)。測試反向電參數時(shí)，給定的反向電流Izk---穩壓管膝點(diǎn)電流IOM---最大正向(整流)電流。在規定條件下，能承受的正向最大瞬時(shí)電流;在電阻性負荷的正弦半波整流電路中允許連續通過(guò)鍺檢波二極管的最大工作電流IZSM---穩壓二極管浪涌電流IZM---最大穩壓電流。在最大耗散功率下穩壓二極管允許通過(guò)的電流iF---正向總瞬時(shí)電流iR---反向總瞬時(shí)電流ir---反向恢復電流Iop---工作電流Is---穩流二極管穩定電流f---頻率n---電容變化指數;電容比Q---優(yōu)值(品質(zhì)因素)δvz---穩壓管電壓漂移di/dt---通態(tài)電流臨界上升率dv/dt---通態(tài)電壓臨界上升率PB---承受脈沖燒毀功率PFT(AV)---正向導通平均耗散功率PFTM---正向峰值耗散功率PFT---正向導通總瞬時(shí)耗散功率Pd---耗散功率PG---門(mén)極平均功率PGM---門(mén)極峰值功率PC---控制極平均功率或集電極耗散功率Pi---輸入功率PK---最大開(kāi)關(guān)功率PM---額定功率。硅二極管結溫不高于150度所能承受的最大功率PMP---最大漏過(guò)脈沖功率PMS---最大承受脈沖功率Po---輸出功率PR---反向浪涌功率Ptot---總耗散功率Pomax---最大輸出功率Psc---連續輸出功率PSM---不重復浪涌功率PZM---最大耗散功率。在給定使用條件下，穩壓二極管允許承受的最大功率RF(r)---正向微分電阻。在正向導通時(shí)，電流隨電壓指數的增加，呈現明顯的非線(xiàn)性特性。在某一正向電壓下，電壓增加微小量△V，正向電流相應增加△I，則△V/△I稱(chēng)微分電阻RBB---雙基極晶體管的基極間電阻RE---射頻電阻RL---負載電阻Rs(rs)----串聯(lián)電阻Rth----熱阻R(th)ja----結到環(huán)境的熱阻Rz(ru)---動(dòng)態(tài)電阻R(th)jc---結到殼的熱阻r δ---衰減電阻r(th)---瞬態(tài)電阻Ta---環(huán)境溫度Tc---殼溫td---延遲時(shí)間tf---下降時(shí)間tfr---正向恢復時(shí)間tg---電路換向關(guān)斷時(shí)間tgt---門(mén)極控制極開(kāi)通時(shí)間Tj---結溫Tjm---最高結溫ton---開(kāi)通時(shí)間toff---關(guān)斷時(shí)間tr---上升時(shí)間trr---反向恢復時(shí)間ts---存儲時(shí)間tstg---溫度補償二極管的貯成溫度a---溫度系數λp---發(fā)光峰值波長(cháng)△ λ---光譜半寬度η---單結晶體管分壓比或效率VB---反向峰值擊穿電壓Vc---整流輸入電壓VB2B1---基極間電壓VBE10---發(fā)射極與第一基極反向電壓VEB---飽和壓降VFM---最大正向壓降(正向峰值電壓)VF---正向壓降(正向直流電壓)△VF---正向壓降差VDRM---斷態(tài)重復峰值電壓VGT---門(mén)極觸發(fā)電壓VGD---門(mén)極不觸發(fā)電壓VGFM---門(mén)極正向峰值電壓VGRM---門(mén)極反向峰值電壓VF(AV)---正向平均電壓Vo---交流輸入電壓VOM---最大輸出平均電壓Vop---工作電壓Vn---中心電壓Vp---峰點(diǎn)電壓VR---反向工作電壓(反向直流電壓)VRM---反向峰值電壓(最高測試電壓)V(BR)---擊穿電壓Vth---閥電壓(門(mén)限電壓、死區電壓)VRRM---反向重復峰值電壓(反向浪涌電壓)VRWM---反向工作峰值電壓V v---谷點(diǎn)電壓Vz---穩定電壓△Vz---穩壓范圍電壓增量Vs---通向電壓(信號電壓)或穩流管穩定電流電壓av---電壓溫度系數Vk---膝點(diǎn)電壓(穩流二極管)VL ---極限電壓

　　二極管和半導體的關(guān)系

　　二極管的正負二個(gè)端子。正端A稱(chēng)為陽(yáng)極，負端K 稱(chēng)為陰極。電流只能從陽(yáng)極向陰極方向移動(dòng)。一些初學(xué)者容易產(chǎn)生這樣一種錯誤認識：“半導體的一‘半’是一半的‘半’;而二極管也是只有一‘半’電流流動(dòng)(這是錯誤的)，所有二極管就是半導體 ”。其實(shí)二極管與半導體是完全不同的東西。我們只能說(shuō)二極管是由半導體組成的器件。半導體無(wú)論那個(gè)方向都能流動(dòng)電流。

　　六、半導體二極管的極性判別及選用

　　1 半導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，即內部連觸絲的一頭是正極，連半導體片的一頭是負極。塑封二極管有圓環(huán)標志的是負極，如IN4000系列。

　　無(wú)標記的二極管，則可用萬(wàn)用表電阻擋來(lái)判別正、負極，萬(wàn)用表電阻擋示意圖見(jiàn)圖T304。

　　根據二極管正向電阻小，反向電阻大的特點(diǎn)，將萬(wàn)用表?yè)艿诫娮钃?一般用R×100或R×1k擋。不要用R×1或R×10k擋，因為R×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極。如果測得的正、反向電阻均很小，說(shuō)明管子內部短路;若正、反向電阻均很大，則說(shuō)明管子內部開(kāi)路。在這兩種情況下，管子就不能使用了。

　　七、測試二極管的好壞

　　(一)普通二極管的檢測(包括檢波二極管、整流二極管、阻尼二極管、開(kāi)關(guān)二極管、續流二極管)是由一個(gè)PN結構成的半導體器件，具有單向導電特性。通過(guò)用萬(wàn)用表檢測其正、反向電阻值，可以判別出二極管的電極，還可估測出二極管是否損壞。

　　1.極性的判別 將萬(wàn)用表置于R×100檔或R×1k檔，兩表筆分別接二極管的兩個(gè)電極，測出一個(gè)結果后，對調兩表筆，再測出一個(gè)結果。兩次測量的結果中，有一次測量出的阻值較大(為反向電阻)，一次測量出的阻值較小(為正向電阻)。在阻值較小的一次測量中，黑表筆接的是二極管的正極，紅表筆接的是二極管的負極。

　　2.單負導電性能的檢測及好壞的判斷 通常，鍺材料二極管的正向電阻值為1kΩ左右，反向電阻值為300左右。硅材料二極管的電阻值為5 kΩ左右，反向電阻值為∞(無(wú)窮大)。正向電阻越小越好，反向電阻越大越好。正、反向電阻值相差越懸殊，說(shuō)明二極管的單向導電特性越好。

　　若測得二極管的正、反向電阻值均接近0或阻值較小，則說(shuō)明該二極管內部已擊穿短路或漏電損壞。若測得二極管的正、反向電阻值均為無(wú)窮大，則說(shuō)明該二極管已開(kāi)路損壞。

　　3.反向擊穿電壓的檢測 二極管反向擊穿電壓(耐壓值)可以用晶體管直流參數測試表測量。其方法是：測量二極管時(shí)，應將測試表的“NPN/PNP”選擇鍵設置為NPN狀態(tài)，再將被測二極管的正極接測試表的“C”插孔內，負極插入測試表的“e”插孔，然后按下“V(BR)”鍵，測試表即可指示出二極管的反向擊穿電壓值。

　　也可用兆歐表和萬(wàn)用表來(lái)測量二極管的反向擊穿電壓、測量時(shí)被測二極管的負極與兆歐表的正極相接，將二極管的正極與兆歐表的負極相連，同時(shí)用萬(wàn)用表(置于合適的直流電壓檔)監測二極管兩端的電壓。如圖4-71所示，搖動(dòng)兆歐表手柄(應由慢逐漸加快)，待二極管兩端電壓穩定而不再上升時(shí)，此電壓值即是二極管的反向擊穿電壓。

　　(二)穩壓二極管的檢測

　　1.正、負電極的判別 從外形上看，金屬封裝穩壓二極管管體的正極一端為平面形，負極一端為半圓面形。塑封穩壓二極管管體上印有彩色標記的一端為負極，另一端為正極。對標志不清楚的穩壓二極管，也可以用萬(wàn)用表判別其極性，測量的方法與普通二極管相同，即用萬(wàn)用表R×1k檔，將兩表筆分別接穩壓二極管的兩個(gè)電極，測出一個(gè)結果后，再對調兩表筆進(jìn)行測量。在兩次測量結果中，阻值較小那一次，黑表筆接的是穩壓二極管的正極，紅表筆接的是穩壓二極管的負極。

　　若測得穩壓二極管的正、反向電阻均很小或均為無(wú)窮大，則說(shuō)明該二極管已擊穿或開(kāi)路損壞。

　　2.穩壓值的測量 用0~30V連續可調直流電源，對于13V以下的穩壓二極管，可將穩壓電源的輸出電壓調至15V，將電源正極串接1只1.5kΩ限流電阻后與被測穩壓二極管的負極相連接，電源負極與穩壓二極管的正極相接，再用萬(wàn)用表測量穩壓二極管兩端的電壓值，所測的讀數即為穩壓二極管的穩壓值。若穩壓二極管的穩壓值高于15V，則應將穩壓電源調至20V以上。

　　也可用低于1000V的兆歐表為穩壓二極管提供測試電源。其方法是：將兆歐表正端與穩壓二極管的負極相接，兆歐表的負端與穩壓二極管的正極相接后，按規定勻速搖動(dòng)兆歐表手柄，同時(shí)用萬(wàn)用表監測穩壓二極管兩端電壓值(萬(wàn)用表的電壓檔應視穩定電壓值的大小而定)，待萬(wàn)用表的指示電壓指示穩定時(shí)，此電壓值便是穩壓二極管的穩定電壓值。

　　若測量穩壓二極管的穩定電壓值忽高忽低，則說(shuō)明該二極管的性不穩定。

　　圖4-72是穩壓二極管穩壓值的測量方法。