半导体二极管与整流滤波电路（教案）

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1、导体、半导体和绝缘体导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。第8章半导体二极管与整流滤波电路8.1半导体二极管PN外壳8.1.1半导体二极管的结构、符号及类型1.结构PN结+—阳极引线阴极引线2.符号阴极阳极PN3.类型（1）按材料分，有硅二极管、锗二极管和砷化镓二极管等。（2）按用途分，有整流、稳压、开关、发光、光

2、电、变容、阻尼二极管等。（3）按封装形式分，有塑封和金属封二极管等。（4）按功率分，有大功率、中功率及小功率等二极管。（5）按结构分，根据PN结面积大小，有点接触型、面接触型二极管,如下图:引线外壳触丝基片点接触型PN结面接触型小功率高频大功率低频半导体二极管的核心是PN结，它的特性就是PN结的特性——单向导电性。常利用伏安特性曲线来形象地描述二极管的单向导电性。所谓伏安特性，是指二极管的两端电压和流过二极管电流的关系，可用图8.2所示的电路来测试。8.1.2半导体二极管的伏安特性图8.2二极管伏安

3、特性测试电路（a）正向特性测试电路；（b）反向特性测试电路伏安特性UI导通压降:硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。UBR远远大于UF可以达到几十伏、上百伏UF死区电压硅管0.5V,锗管0.1V。PN+-正向偏置PN+-反向偏置反向截止区反向击穿区UBRUBR反向击穿电压8.1.3半导体二极管的主要参数1.最大整流电流IFM二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。3.最高反向工作电压URM手册上给出的最高反向工作电压URM一般是UBR的一半。4.反向电流IR指二极管加反向峰值工作电压时

4、的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要比硅管大几十到几百倍。以上均是二极管的直流参数，它是正确使用和合理选用二极管的依据。5.二极管的直流电阻R二极管的直流电阻R是指加在二极管两端的直流电压与流过二极管的直流电流的比值。二极管的正向电阻较小，约为几欧姆到几千欧姆；二极管的反向电阻很大，一般可达几百千欧姆以上。最高工作频率fM最高工作频率fM是指二极管正常工作时的上限频率值，它的大小与PN结

5、的结电容有关，超过此值，二极管的单向导电性能变差。8.1.4二极管的简易测试用万用表测试的方法:将万用表置于R×100或R×1k（Ω）档（R×1档电流太大，用R×10k（Ω）档电压太高，都易损坏管子）。如下图8.4所示。将万用表的红、黑表笔（棒）分别接被测二极管的两端，若测得阻值小，再将万用表的红、黑表笔（棒）对调测试，若测得阻值大，则表明二极管是好的；在测得阻值小的那一次中，与黑表笔（棒）相连的的管脚为二极管的正极，与红表笔（棒）相连的的管脚为二极管的负极图8.4（a）电阻小（b）电阻大8.1.5二极管

6、的使用注意事项（1）二极管应按照用途、参数及使用环境选择。（2）使用二极管时，正、负极不可接反。通过二极管的电流，承受的反向电压及环境温度等都不应超过手册中所规定的极限值。（3）更换二极管时，应用同类型或高一级的代替。（4）二极管的引线弯曲处距离外壳端面应不小于2mm，以免造成引线折断或外壳破裂。（5）焊接二极管时，应用35W以下的电烙铁，焊接要迅速，并用镊子夹住引线根部，以助散热，防止烧坏管子。（6）安装时，应避免靠近发热元件，对功率较大的三极管，应注意良好散热。（7）二极管在容性负载电路

7、中工作时，二极管整流电流应大于负载电流的20％8.2.1稳压二极管8.2特殊二极管1.符号及稳压特性(a)符号(b)伏安特性利用二极管反向击穿特性实现稳压。稳压二极管稳压时工作在反向电击穿状态。（4）稳定电流IZ、最大、最小稳定电流Izmax、Izmin。（5）最大允许功耗2.稳压二极管的参数:（1）稳定电压UZ（2）电压温度系数U（%/℃）稳压值受温度变化影响的的系数。（3）动态电阻8.2.2发光二极管1.单色发光二极管有红、绿、黄、橙、蓝等，几乎所有设备的的电源的指示灯、手机背景灯、七段数码显示器件

8、都使用的是单色发光二极管。如图8.6所示。单色发光二极管的两根引线中，长引脚是正极，短引脚是负极。图8.6单色发光二极管的外形及符号（a）实物图；（b）电路符号发光二极管的正向工作电压为2~2.5V，工作电流为5~20mA因此，发光二极管在使用时，必须在电路中加接限流保护电阻R，如图8.7所示。图8.7单色发光二极管的应用电路检测发光二极管时，一般用万用表R×10k（Ω）档，方法和普通二极管的一样。2.红外发光二极管红外发光二