半导体二极管：原理与稳压检测

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：半导体二极管又叫晶体二极管，简称二极管，它的内部由一个PN结构成，外部引出两个电极，从P区引出的电极为二极管的正极，又叫阳极；从N区引出的电极为二极管的负极，又叫阴极。二极管正向电压未达到死区电压时，并不能导通，只有在正向电压达到或超过死区电压时，二极管才能导通。稳压二极管的检测。变化则为稳压二极管。检测结果相差不大说明已坏或不是光电二极管。

1.二极管的结构、符号和分类

（1）结构和符号。半导体二极管又叫晶体二极管，简称二极管，它的内部由一个PN结构成，外部引出两个电极，从P区引出的电极为二极管的正极，又叫阳极；从N区引出的电极为二极管的负极，又叫阴极。然后再将其封装在管壳内，如图1 pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=3 3（a）所示。

图1 pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=3 3　电路图形符号

二极管有一个PN结、两个电极，其主要特性是单向导电性。

二极管的电路图形符号如图1 pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=3 3（b）所示，文字符号用VD表示。图形符号中箭头的方向表示二极管正向导通时电流的方向，正常工作时电流由正极流向负极。二极管是电子线路经常使用的器件。

（2）类型。二极管的分类方法有很多种，见表1 pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=3 2。

表1 pagenumber_ebook=11,pagenumber_book=4 2　二极管的种类

2.二极管的伏安特性

为了直观地说明二极管的性质，通常使用二极管两端的电压与通过二极管的电流之间的关系曲线，即二极管的伏安特性曲线，如图1 pagenumber_ebook=11,pagenumber_book=4 4所示。

图1 pagenumber_ebook=11,pagenumber_book=4 4　二极管的伏安特性

在图1 pagenumber_ebook=11,pagenumber_book=4 4所示的坐标图中，位于第一象限的曲线表示二极管的正向特性，位于第三象限的曲线表示二极管的反向特性。

（1）正向特性。所谓正向特性是指给二极管加正向电压（二极管正极接高电位，负极接低电位）时的特性。当正向电压小于某一数值（该电压称为死区电压，硅管为0.5V，锗管为0.2V）时，通过二极管的电流很小，几乎为零。当正向电压超过死区电压时，电流随电压的升高而明显增加，此时二极管进入导通状态。二极管导通后，二极管两端的电压几乎不随电流的变化而变化，此时二极管两端的电压称为导通管压降，用UT表示，硅管为0.7V，锗管为0.3V。

（2）反向特性。二极管正向电压未达到死区电压时，并不能导通，只有在正向电压达到或超过死区电压时，二极管才能导通。所谓反向特性是指给二极管加反向电压（二极管正极接低电位，负极接高电位）时，当反向电压小于某值（此电压称为反向击穿电压UBR）时，反向电流很小，并且几乎不随反向电压的变化而变化，该反向电流称为反向饱和电流，简称反向电流，用IJR表示。通常硅管的反向电流在几十微安以下，锗管的反向电流可达几百微安。在应用时，反向电流越小，二极管的热稳定性越好，质量越高。

当反向电压增加到反向击穿电压UBR时，反向电流会急剧增大，这种现象称为反向击穿。反向击穿破坏了二极管的单向导电性，如果没有限流措施，二极管很可能因电流过大而损坏。

无论硅管还是锗管，即使工作在最大允许电流下，二极管两端的电压降一般也都在0.7V以下，这是由二极管的特殊结构所决定的。所以，在使用二极管时，电路中应该串联限流电阻，以免因电流过大而损坏二极管。

不同材料、不同结构的二极管电压、电流特性曲线虽有区别，但形状基本相似，都不是直线，故二极管是非线性元件。

3.二极管的检测

（1）普通单色二极管的检测。

1）正向导通电压1.5～2.5V。外加电压越大越亮。注意实际电压不能使通过LED的电流超过其最大工作电流。

2）检测时，要用R×10k挡（因内电池电压为9V），方法同普通二极管，只是正向电大得多，甚至测量时还微微发光。

（2）稳压二极管的检测。

1）工作在反压状态，具有稳压作用，检测方法同普通二极管。

2）不同处：用R×1k挡测反向电阻很大，换用R×10k，其反向电阻减小很多。若换挡电阻基本不变，说明是普通二极管。变化则为稳压二极管。使用R×10k挡时内电池电压为9V，若稳压二极管反向击穿电压小于9V，则因被击穿而电阻减小很多。而普通二极管反向击穿电压比普通管大得多，不会击穿。

（3）普通光电二极管的检测。

1）光电二极管工作在反向偏置状态。

2）无光照时，光电二极管与普通二极管一样，反向电流小，反向电阻大（几十兆欧姆以上）；有光照时，反向电流明显增加，反向电阻明显减小（几千欧姆～几十千欧姆），反向电流与光照成正比。检测有无光照电阻相差很大。检测结果相差不大说明已坏或不是光电二极管。

半导体二极管：原理与稳压检测

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