1.2.2 二极管(课件）-高二《汽车电工电子基础》同步教学（西南交大出版社）

 理论课堂 一个PN结加上相应的外引线，然后用外壳封装就成为最 简单的二极管。 1.2.2 二极管 1．二极管的结构和分类 从P区引出的引线叫做阳极或正极，从N区引出的引线叫 做阴极或负极。 常用 D（Diode）表示二极管。 图中的箭头表示正偏时的正向电流方向。 分类： 按材料分 硅二极管 锗二极管 按结构分 点接触型 面接触型 点接触型 金属触丝 N 型锗 P型层 阳极 阴极 面接触型 P型扩散层 锡 支架 N型硅 SiO2保护层 阴极 阳极 2．二极管的伏安特性 即PN结的特性——单向导电性 （1）正向特性 死区电压 硅管—— 0.5V 锗管—— 0.1V 正向导通压降UF 硅管—— 0.7V 锗管—— 0.3V （2）反向特性 （3）反向击穿特性 二极管两端加上反向电压时，在开始很大范围内，二极管相当于非常大的电阻，反向电流很小，且不随反向电压而变化。 反向电流IR 硅管——几十μA以下 锗管——几十到几百μA 二极管反向电压加到一定数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿。 （1）最大整流电流IFM ——指二极管长期工作时允许通过的最大正向平均电流值。 （2）最高反向工作电压URM ——指二极管不击穿时所允许加的最高反向电压，URM通常是反向击穿电压的一半，以确保二极管安全工作。 （3）最大反向电流IRM ——在常温下承受最高反向工作电压URM时的反向漏电流，一般很小，但受温度影响很大。 （4）最高工作频率fM ——指二极管保持单向导电性时外加电压的最高频率。 3．二极管的主要参数 4．二极管的应用 （1）整流 整流就是利用二极管的单向导电特性将交流电变成单方向脉动的直流电的过程。 在汽车交流发电机中，就是利用二极管组成的整流板将发电机发出的三相交流电整流为直流电。 （2）钳位 二极管正向导通时，正向压降很小，可以忽略，因此强制使其阳极电位与阴极电位基本相等，这种现象称为二极管的钳位。 如图所示，若A点UA=0，二极管D正偏导通，压降很小，所以F点的电位也被钳制在0V左右，即UF近似为0。 （3）限幅 利用二极管正向导通后两端电压很小且基本不变的特性可以构成各种限幅电路，使输出电压限制在某一电压值以内。 下图为一正、负对称限幅电路:ui=10sinωt（V），US1=US2=5V。可见，如忽略二极管正向导通压降，输出被限制在大约±5V之间。 O t uO/ V 5  5 -10 ui / V O t 10 5 -5 当开关S断开时，由于电流的突然中断，电感L将产生一个高于电源电压很多倍的自感电动势eL， eL与U叠加作用于开关S上，使开关S的寿命缩短。 二极管D的接入，使eL通过二极管产生放电电流以释放能量，从而保护了开关S。 （4）续流 在电子线路中，经常利用二极管来保护其他元器件免受过高电压的损害。下图所示电路是利用二极管来保护开关S的保护电路。  理论课堂 1.2.2 二极管 5．特殊二极管及其应用 （1）稳压二极管 a) 符号 b) 伏安特性 工作在反向 击穿状态 一种将电能直接转换成光能的固体器件。 （2）发光二极管（LED —— Light Emitting Diode） LED也是由一个PN结组成的，当正向导通时可以发出一定波长的可见光，常有红、绿、黄等颜色。 也有可以发出红外光等不可见光的发光二极管。 一般LED的工作电流为几十mA，正向导通压降为（12)V，安全使用电压应选择5V以下。 （3）光敏二极管 a) 结构 b) 符号 $