1.3 特殊二极管（课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（高教版）

1.3 特殊二极管 整流二极管、检波二极管、开关二极管具有相似的伏安特性曲线，均属于普通二极管。为了适应各种不同功能的要求，许多特殊二极管应运而生，如稳压管、发光管、光电管等。 1.3.1 稳压管 1．工作特性及应用 稳压管又称齐纳二极管，实物外形见下图。通常用文字“V”代表，它是一种用特殊工艺制造的硅二极管，只要反向电流不超过极限电流，管子工作在击穿区并不会损坏，属可逆击穿，这与普通二极管破坏性击穿是截然不同的。稳压管工作在反向击穿区域时，利用其陡峭的反向击穿特性在电路中起稳定电压作用。 稳压管的外形及电路符号 1 稳压管的伏安特性曲线如的正向特性与普通二极管相同。 反向特性曲线在击穿区域比普通二极管更陡直，这表明稳压管击穿后，通过管子的电流变化(ΔIz)很大，而管子两端电压变化(ΔVz)很小，或说管子两端电压基本保持一个固定值。 稳压管在电路中主要功能是起稳压作用。 稳压管的伏安特性曲线 正向特性 击穿特性 2 2．稳压管主要参数 稳定电压VZ 指稳压管的反向击穿电压。 稳定电流IZ 指管子在正常工作时的参考电流值，其值在稳压区域的最大电流IZmax与最小电流IZmin之间。当流过管子的电流小于IZmin时管子不能起稳压作用。 最大稳定电流IZmax 指稳压管最大工作电流，超过IZmax时，管子将过热损坏。 耗散功率PZM 指管子不致因热击穿而损坏的最大耗散功率。它近似等于稳定电压与最大稳定电流的乘积，即PZM=VZ·IZmax。 动态电阻rZ 反映稳压管的稳压性能，动态电阻越小，稳压性能越好。 温度系数k 温度系数反映由温度变化引起的稳定电压变化。 3 1.3.2 发光二极管 发光二极管是一种把电能变成光能的半导体器件。发光二极管由磷化镓、砷化镓等半导体材料制成，电路符号和实物照片见下图。 当给发光二极管加上偏压，有一定的电流流过时二极管就会发光，这是由于PN结的电子与空穴直接复合放出能量的结果。发光二极管的种类很多，按发光的颜色可分为：红色、蓝色、黄色、绿色，还有三色变色发光二极管和眼睛看不见的红外光二极管；按外形可分为：圆形、方形等。 发光二极管电路符号 发光二极管实物图 4 ●发光二极管的管脚引线以较长者为正极，较短者为负极。如管帽上有凸起标志，那么靠近凸起标志的管脚就为正极。 ●发光二极管好坏的判别可用万用表的R×10k挡测其正、反向阻值，当正向电阻小于50kΩ，反向电阻大于200kΩ时均为正常。如正、反向电阻均为无穷大，表明此管已坏。 应用提示 5 1.3.3 光电二极管 光电二极管又称为光敏二极管。光电二极管也是由一个PN结构成，但是它的PN结面积较大，通过管壳上的一个玻璃窗口来接收入射光。 当没有光照射时反向电阻很大，反向电流很小；当有光照射时，反向电阻减小，反向电流增大。 光电二极管电路符号 光电二极管元件外形 6 晶体三极管简称三极管，是一种利用输入电流控制输出电流的电流控制型器件，它由两个PN结构成的三个电极半导体器件，在电路中主要作为放大和开关元件使用。 1.4.1 结构与分类 1．外形 近年来生产的小、中功率管多采用硅酮塑料封装；大功率三极管多采用金属封装，通常做成扁平形状并有螺钉安装孔，有的大功率管制成螺栓形状。 1.4 三极管 塑料封装小功率管 塑料封装中功率管 金属封装小功率管 金属封装大功率管 8 2.结构 三极管的核心是两个互相联系的PN结，按两个PN结的组合方式不同，可分为NPN型和PNP型两类。 三极管内部有发射区、基区和集电区，引出电极分别为发射极e、基极b、集电极c。发射区与基区之间的PN结称为发射结，集电区与基区之间的PN结称为集电结。 PNP型三极管 NPN型三极管 9 3.分类 三极管的种类很多，通常按以下方法进行分类： 按半导体制造材料可分为：硅管和锗管。硅管受温度影响较小、工作稳定，因此在自动控制设备中常用硅管。 按三