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二极管实用知识及故障检测 什么是二极管 二极管是一种常见的电子元器件，目前常见的二极管基本上都是晶体二极管。由于晶体二极管的结构特点，可以在电路中起到整流、开关、检波、变容、稳压、触发等作用。因此，晶体二极管被广泛地应用于电路中。 晶体二极管制造的主要材料是硅和锗，这两种材料都属于半导体材料。半导体材料是指常温下导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，具有独特的性质。在晶体二极管内部，拥有P型半导体和N型半导体组成的P-N结，此结构是晶体二极管能够在电路中起到各种作用的基础。 二极管的特性 1、二极管单向导电特性 晶体二极管最普遍的特性是只允许电流由单一方向通过、反向时则阻断，这是由于晶体二极管内部结构所决定的。晶体二极管具有单向导电性，电流只能从一端流向另一端，而不能反向流动，否则二极管将可能损坏。 二极管的特性 2、二极管的伏安特性曲线和击穿现象 二极管的伏安特性曲线，横轴为加在二极管两极的电压，正电压表示二极管正极电压高于负极电压。纵轴表示二极管中的电流，正方向表示电流从正极流向负极。 二极管正向特性曲线落在坐标轴第一象限，在正向时正极电压大于负极电压，此时电流从二极管的正极流向负极。反向特性曲线落在坐标轴的第三象限，在反向时正极电压小于负极电压，此时电流是从负极流向正极。 外加正向电压时，在正向特性的起始部分，正向电压很小，不足以克服PN结内电场的阻挡作用，正向电流几乎为零，这一段称为死区。这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。当正向电压大于死区电压以后，PN结内电场被克服，二极管导通，电流随电压增大而迅速上升。在正常使用的电流范围内，导通时二极管的端电压几乎维持不变，这个电压称为二极管的正向电压。 正向特性曲线给二级管加上的正向电压小于一定值时，正向电流小。当正向电压大到一定的程度时，正向电流迅速增大，并且正向的电压也增大，但是增大率比较小。此时这个电压U1称为起始电压。 外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成的反向电流，由于反向电流很小，二极管处于截止状态。这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流，二极管的反向饱和电流受温度影响很大。 反向特性曲线给二极管加上了反向电压小于一定值时，反向电流始终很小，当所加的反向电压大到一定值时，反向电流迅速增大，二极管处于击穿状态。使反向的电流迅速增大的反向电压U2称为击穿电压。需要注意的是当二极管处于击穿状态时，它会失去单向导电的特性。 二极管的特性 3、二极管的伏安特性曲线和击穿现象 二极管的击穿现象，分为电击穿和热击穿两种。 当二极管两极的外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，二极管失去单向导电性，这种现象称为电击穿。如果二极管没有因电击穿而引起过热或烧毁，则二极管的单向导电性不一定会永久丧失，在撤除外加电压后，其性能是可以恢复的。 热击穿是永久性的击穿，当二极管长时间处于击穿的状态时，由于流过二极管的反向电流大，管内的PN结因为发热而导致损坏。 4、二极管正向压降基本不变特性 二极管正向导通之后的管压降基本不变，但也不是绝对的不变。当温度升高时，管压降会有所减小；温度降低时，管压降会增大，但是变化幅度不大。当正向电流变化很大时，正向的压降会有微小的变化，正向电流增大正向压降也会增大，反之亦然，利用这一特性能够制成温度补偿电路。 5、二极管正向电阻小、反向电阻大特性 二极管的特性 二极管有正向和反向之分，所以它的两根引脚之间的电阻分为正向电阻和反向电阻两种。正向电阻是二极管正向导通后正、负极之间的电阻，也就是PN结的正向电阻，这个电阻很小。反向电阻是二极管处于反向偏置而未击穿时的电阻，也就是PN结的反向电阻，这一电阻很大。正、反电阻的大小是相对而言的，反向电阻要远远大于正向电阻。 二极管正向电阻的大小还和正向电流的大小相关，当二极管的正向电流在变化时，二极管的正向电阻将随之微小变化，正向电流越大，正向电阻越小，反之则越大。 R1 Ro1 正向导通 VD1 R1 正向电阻很小 Ro1 R1 反向截止 R1 VD1 反向电阻很大 二极管的分类 划分方式 种类 材料 硅二极管 正向导通压降为0.6～0.7V左右 锗二极管 正向导通压降为0.15～0.3V左右 外壳封装材料 塑料封装二极管 塑料封装二极管应用较多 金属封装二极管 大功率的整流二极管会用金属作为封装材料 玻璃封装二极管 制成检波二极管 功能 普通二极管 常见的二极管 整流二极管 用于将交流电能转变为直流电能，包含一个PN结，有正极和负极两个端子 发光二极管 用于指示信号等，能发光 稳压二极管 专门用于直流稳压 光敏二极管 对光线比较敏感 变容二极管 电容变化范围比较大 开关二极管 用于电子电路的开关 瞬变电压抑制二极管 对电路进行快速的过压保护，分双极性和单极型 恒流二极管