专题2 特殊二极管及二极管的检测（讲义）-山东省（春季高考）电子技术类《模拟电子基础及应用》考纲讲练测

编写说明：本专辑为山东省（春季高考）电子技术类《模拟电子基础及应用考纲讲练测》，严格依据山东省春季高考考试大纲（专业课）电子技术类考试范围及要求编写，精准对标考纲，兼顾考点覆盖与实战应用。每套讲练测提供讲义、课件、练习三大配套教学文件，贯穿九大核心环节：考点解读、思维导图、知识梳理、背诵环节、常考题、高考真题、课堂练习、课堂小结及课后测验，形成“讲-练-测-评”闭环式教学与复习逻辑，助力考生夯实基础、突破重难点。 山东省电子技术类 《模拟电子基础及应用考纲讲练测》 专题2 特殊二极管及二极管的检测 讲义 [考点解读] （1）了解发光二极管、稳压二极管等特殊二极管的工作特点、主要参数和基本应用。 （2）了解二极管的主要参数，会使用万用表检测二极管。 [思维导图] [知识梳理] 1 二极管的主要参数 二极管的主要参数是反映二极管性能和质量的重要指标，也是选用二极管时的依据。主要参数包括： （1）最高反向工作电压 URM 最高反向工作电压是指二极管两端允许加的最大反向电压峰值。其数值通常取反向击穿电压UBR的一半，以保证二极管安全工作。选择二极管时，管子两端承受的反向电压不能超过此值，否则二极管可能被反向击穿而损坏。 （2）最大整流电流 IFM 最大整流电流是指二极管长时间正常工作时，允许通过的最大正向平均电流。选择二极管时，实际工作电流不能超过此值，否则二极管会因过热而损坏。 （3）反向饱和电流 IR 反向饱和电流是指二极管加反向电压（未击穿）时，流过二极管的反向电流。反向饱和电流越大，说明管子的单向导电性越差。反向饱和电流受温度影响较大，温度每升高10℃，反向饱和电流约增大一倍。因此，在高温环境中使用的二极管，应选择反向饱和电流较小的管子。 （4）最高工作频率 fM 最高工作频率是指二极管能够正常工作的最高频率。如果通过PN结的交流电频率高于此值，二极管的单向导电性将变差，不能正常工作。点接触型二极管的最高工作频率较高，适用于高频电路；面接触型二极管的最高工作频率较低，适用于工频整流电路。 考点总结：四个参数的符号和含义是高频考点。URM约为击穿电压的一半；IFM是最大正向平均电流；IR越小单向导电性越好；fM限制工作频率。 2 二极管的检测 使用万用表检测二极管是电子技术的基本技能。检测内容包括：管脚极性判定、质量判定、硅管与锗管判定。 （1）管脚极性的判定 ① 指针式万用表检测法：将指针式万用表置于R×100或R×1k档（黑表笔接内部电池正极，红表笔接内部电池负极）。分别测量二极管的正反向电阻，阻值小时（即导通），黑表笔所接的一端为二极管的正极，红表笔所接的一端为二极管的负极；阻值大时（即截止），黑表笔所接的一端为二极管的负极，红表笔所接的一端为二极管的正极。 ② 数字式万用表电阻档检测法：数字式万用表红表笔接内部电池正极，黑表笔接内部电池负极。测量小功率二极管的正反向电阻，阻值小时，红表笔所接的一端为二极管的正极，黑表笔所接的一端为二极管的负极；阻值大时，红表笔所接的一端为二极管的负极，黑表笔所接的一端为二极管的正极。 ③ 数字式万用表二极管档检测法：将数字式万用表置于二极管档，红表笔接二极管正极，黑表笔接二极管负极。若显示屏显示0.5～0.7V（硅管）或0.1～0.3V（锗管）的电压值，说明二极管正向导通，红表笔接的是正极，黑表笔接的是负极。若显示屏显示“1”（过量程），说明二极管处于反向截止状态，红表笔接的是负极，黑表笔接的是正极。 ④ 利用标示判定法：小功率二极管一端标有色环或色点的为二极管的负极；发光二极管的长脚为正极，短脚为负极；有的二极管管壳上直接印有“P、N”或专用符号来确定管脚。 （2）质量的判定 用万用表测量二极管的正反向电阻，根据测量结果判断二极管的质量： 检测结果 二极管状态 性能判断 正向电阻几百Ω～几kΩ，反向电阻几十kΩ以上 正常 单向导电性良好 正反向电阻阻值相差越大 正常 质量越好 正反向电阻阻值均很大（表针基本不动） 内部断路 已损坏，不能使用 正反向电阻阻值均很小（表针指示接近零） 内部短路 已损坏，不能使用 （3）硅管与锗管的判定 将万用表置于二极管测量档，红表笔接二极管正极，黑表笔接二极管负极，测量二极管的正向导通压降： ① 若显示屏显示电压为0.5～0.7V，说明被测管是硅二极管。 ② 若显示屏显示电压为0.1～0.3V，说明被测管是锗二极管。 易错提醒：指针式万用表黑表笔接内部电池正极，红表笔接内部电池负极；数字式万用表正好相反，红表笔接内部电池正极，黑表笔接内部电池负极。两种万用表判断极性的方法不同，切勿混淆。 3 特殊二极管 特殊二极管是指具有特殊功能或特殊用途的二极管。常见的有发光二极管、稳压二极管、光电二极管、变容二极管等。 （1）发光二极管（LED） 发光二极管是一种将电能转换为光能的半导体器件。 ① 结构与材料：发光二极管的管芯也包含一个PN结，但使用的半导体材料是砷化镓（GaAs）、磷化镓（GaP）等化合物半导体，不同材料发出不同颜色的光。 ② 工作特点：发光二极管同样具有单向导电性，工作在正偏置状态。当加正向电压时，PN结中的电子与空穴复合，释放出的能量以光的形式辐射出来，发出可见光或红外光。发光二极管的导通电压高于普通二极管，一般在1.5～3V之间。 ③ 主要参数：发光二极管的主要参数包括最大工作电流（一般为20～30mA）、正向工作电压（1.5～3V）、发光强度、发光颜色（红、绿、黄、蓝、白等）等。使用时必须串联限流电阻，以限制通过LED的电流，防止烧毁。 ④ 引脚识别：发光二极管的长脚为正极，短脚为负极。也可通过观察管壳内部电极，较大的电极为负极，较小的电极为正极。 ⑤ 应用：发光二极管广泛应用于电路的状态显示（电源指示灯、工作状态指示灯）、信息显示（LED显示屏）、装饰工程、照明等领域。 （2）稳压二极管 稳压二极管是一种工作在反向击穿区的特殊二极管。 ① 结构与材料：稳压二极管是一种面接触型硅二极管。 ② 工作特点：稳压二极管正常工作在反向击穿区。当反向电压超过其击穿电压后，反向电流在较大范围内变化时，其两端的电压保持基本不变，利用这一特性实现稳压。稳压二极管的正向特性与普通二极管相似，但反向击穿特性曲线比普通二极管更陡。 ③ 主要参数： A. 稳定电压 UZ：稳压二极管正常工作时，管子两端的稳定电压值。 B. 最小工作电流 IZmin：保证稳压二极管进入稳压区所需的最小反向电流。 C. 最大工作电流 IZmax：稳压二极管正常工作时允许通过的最大反向电流。 D. 最大耗散功率 PZM：稳压二极管在给定使用条件下所允许消耗的最大功率，PZM = UZ × IZmax。 ④ 应用：稳压二极管主要用于并联型稳压电路，通过稳压二极管的稳压作用和限流电阻的调节作用，使输出电压保持稳定。 （3）光电二极管 光电二极管是一种将光信号转换为电信号的半导体器件。 ① 结构：光电二极管采用具有光敏特性的半导体材料，其PN结封装在透明管壳中，以便接收光线。 ② 工作特点：光电二极管工作在反向偏置状态。在无光照时，反向电阻很大，反向电流很小（即暗电流）。当有光照时，光能激发产生大量电子-空穴对，反向电阻减小，反向电流显著增大。光照越强，反向电流越大。 ③ 应用：光电二极管广泛应用于光敏传感器、光电控制器、光通信接收、条形码扫描、照度计等领域。 （4）变容二极管 变容二极管是一种利用PN结电容随反向电压变化而变化的半导体器件。 ① 工作特点：变容二极管工作在反向偏置状态。当反向电压增大时，PN结的耗尽层变宽，结电容减小；当反向电压减小时，PN结的耗尽层变窄，结电容增大。变容二极管相当于一个可以通过电压控制的自动微调电容器，其电容量一般为皮法（pF）级。 ② 应用：变容二极管广泛应用于彩色电视机的电子调谐器、直接调频、自动频率控制及倍频器等微波电路中。 考点总结：四种特殊二极管的工作状态必须分清：发光二极管正偏（电能→光能），稳压二极管反向击穿（稳压），光电二极管反偏（光→电），变容二极管反偏（压控电容）。 4 二极管的型号识别 （1）我国半导体器件型号命名方法（国家标准） 根据国家标准GB/T 249-2017《半导体分立器件型号命名方法》，半导体器件的型号由五部分组成： 第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分 电极数目 材料和极性 器件类型 序号 规格号 2-二极管 A-N型锗材料 P-普通管 数字表示器件的登记序号 字母表示同型号中的档次 3-三极管 B-P型锗材料 W-稳压管 C-N型硅材料 Z-整流管 D-P型硅材料 K-开关管 E-化合物材料 F-发光管 （2）常见二极管型号示例 ① 2CZ14：2（二极管）、C（N型硅材料）、Z（整流管）、14（序号）。表示：N型硅材料整流二极管，序号为14。 ② 2CW52：2（二极管）、C（N型硅材料）、W（稳压管）、52（序号）。表示：N型硅材料稳压二极管，序号为52。 ③ 2CP10：2（二极管）、C（N型硅材料）、P（普通管）、10（序号）。表示：N型硅材料普通二极管，序号为10。 ④ 2AK1：2（二极管）、A（N型锗材料）、K（开关管）、1（序号）。表示：N型锗材料开关二极管，序号为1。 易错提醒：“Z”表示整流管，“W”表示稳压管，“P”表示普通管，“K”表示开关管，“F”表示发光管。这些字母是二极管型号识别的关键，考试中经常考查。 [背诵环节] 1. 二极管的主要参数有哪些？各代表什么含义？ 【答案】 ① URM（最高反向工作电压）：允许加的最大反向电压峰值，约为击穿电压的一半。② IFM（最大整流电流）：允许通过的最大正向平均电流。③ IR（反向饱和电流）：反映单向导电性，越小越好。④ fM（最高工作频率）：超过此值二极管不能正常工作。 2. 如何用指针式万用表判定二极管的极性？ 【答案】 将指针式万用表置于R×100或R×1k档，测量二极管正反向电阻。阻值小时（导通），黑表笔所接一端为二极管正极；阻值大时（截止），黑表笔所接一端为二极管负极。 3. 如何用数字式万用表区分硅二极管和锗二极管？ 【答案】 将数字式万用表置于二极管档，红表笔接二极管正极，黑表笔接二极管负极，测量正向导通压降。若显示0.5～0.7V为硅管；若显示0.1～0.3V为锗管。 4. 稳压二极管正常工作在什么区域？其主要参数有哪些？ 【答案】 稳压二极管正常工作在反向击穿区。主要参数包括：稳定电压UZ、最小工作电流IZmin、最大工作电流IZmax、最大耗散功率PZM。 5. 发光二极管的工作特点是什么？使用时应注意什么？ 【答案】 发光二极管工作在正偏置状态，将电能转换为光能，具有单向导电性。使用时必须串联限流电阻，以限制通过LED的电流，防止烧毁。发光二极管的长脚为正极，短脚为负极。 6. 二极管型号2CZ14代表什么含义？ 【答案】 2（二极管）、C（N型硅材料）、Z（整流管）、14（序号）。表示：N型硅材料整流二极管，序号为14。 [常考题] 1. 二极管的主要参数中，反映二极管单向导电性好坏的参数是（　　　）。 A. URM B. IFM C. IR D. fM 【答案】 C 2. 用指针式万用表检测二极管时，万用表应置于（　　　）。 A. R×1 B. R×10 C. R×100或R×1k D. R×10k 【答案】 C 3. 用数字式万用表二极管档测量某二极管，红表笔接一端，黑表笔接另一端，显示屏显示0.65V，则该二极管为（　　　）。 A. 锗管，红表笔接的是正极 B. 锗管，红表笔接的是负极 C. 硅管，红表笔接的是正极 D. 硅管，红表笔接的是负极 【答案】 C 4. 发光二极管使用时必须（　　　）。 A. 并联限流电阻 B. 串联限流电阻 C. 直接接电源 D. 工作在反向击穿区 【答案】 B 5. 下列特殊二极管中，工作在反向击穿区的是（　　　）。 A. 发光二极管 B. 光电二极管 C. 稳压二极管 D. 变容二极管 【答案】 C 6. 二极管型号2CW52中的“W”表示该二极管为（　　　）。 A. 普通管 B. 整流管 C. 稳压管 D. 开关管 【答案】 C [高考真题] 1. 型号为2CW系列的二极管是（　　　）。 A. 普通管 B. 整流管 C. 稳压管 D. 开关管 【答案】 C 2. 下列哪个参数不是普通二极管的主要参数？（　　　） A. 最高反向工作电压 B. 最大整流电流 C. 反向饱和电流 D. 最大耗散功率 【答案】 D 3. 用指针式万用表测量二极管的正反向电阻，若正反向电阻均很大，说明二极管（　　　）。 A. 正常 B. 内部断路 C. 内部短路 D. 性能变差 【答案】 B 4. 发光二极管的导通电压一般为（　　　）。 A. 0.3V B. 0.7V C. 1.5～3V D. 5～10V 【答案】 C 5. 光电二极管正常工作时，应加（　　　）。 A. 正向电压 B. 反向电压 C. 交流电压 D. 不加电压 【答案】 B 6. 温度升高时，二极管的反向饱和电流将（　　　）。 A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 先增后减 【答案】 B 7. 变容二极管正常工作时，其电容量随反向电压的增大而（　　　）。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 先增大后减小 【答案】 B 8. 二极管型号2CP10中的“P”表示该二极管为（　　　）。 A. 普通管 B. 整流管 C. 稳压管 D. 开关管 【答案】 A [课堂练习] 1. 二极管型号2CZ14中的“Z”表示该二极管为（　　　）。 A. 普通管 B. 整流管 C. 稳压管 D. 开关管 【答案】 B 【解析】 2CZ14中，2表示二极管，C表示N型硅材料，Z表示整流管，14表示序号。 2. 用指针式万用表检测二极管时，若测得的正反向电阻均很小，说明二极管（　　　）。 A. 正常 B. 断路 C. 短路 D. 质量良好 【答案】 C 【解析】 正反向电阻均很小（指针指示接近零），说明二极管内部已击穿短路。 3. 变容二极管正常工作时应工作在（　　　）。 A. 正向导通区 B. 反向截止区 C. 反向击穿区 D. 反向偏置状态 【答案】 D 【解析】 变容二极管工作在反向偏置状态，利用PN结电容随反向电压变化而变化的特性实现变容。 4. 二极管反向饱和电流的大小主要受下列哪个因素影响？（　　　） A. 反向电压 B. 温度 C. 正向电流 D. 频率 【答案】 B 【解析】 反向饱和电流受温度影响较大，温度升高，反向饱和电流增大。 5. 用数字式万用表二极管档测量某二极管，红表笔接一端，黑表笔接另一端，显示屏显示“1”，则说明（　　　）。 A. 二极管正向导通，红表笔接正极 B. 二极管正向导通，红表笔接负极 C. 二极管反向截止，红表笔接正极 D. 二极管反向截止，红表笔接负极 【答案】 D 【解析】 数字式万用表二极管档显示“1”表示过量程，说明二极管处于反向截止状态，红表笔接的是负极，黑表笔接的是正极。 6. 稳压二极管正常工作时，通过它的电流应（　　　）。 A. 小于IZmin B. 大于IZmax C. 在IZmin和IZmax之间 D. 等于零 【答案】 C 【解析】 稳压二极管正常工作时，电流必须在IZmin和IZmax之间，才能保证稳定电压。 7. 用万用表检测二极管时，正反向电阻相差越大，说明二极管的（　　　）。 A. 单向导电性越好 B. 单向导电性越差 C. 击穿电压越高 D. 最高工作频率越高 【答案】 A 【解析】 正反向电阻相差越大，说明二极管的单向导电性越好。 8. 二极管型号2AK1中的“A”表示（　　　）。 A. N型锗材料 B. P型锗材料 C. N型硅材料 D. P型硅材料 【答案】 A 【解析】 2AK1中，A表示N型锗材料，K表示开关管。 9. 下列哪个不是二极管按用途分类的类型？（　　　） A. 整流管 B. 稳压管 C. 开关管 D. 面接触型 【答案】 D 【解析】 面接触型是按PN结面积分类的，不是按用途分类。 10. 发光二极管的引脚识别中，正极为（　　　）。 A. 长脚 B. 短脚 C. 有色环的一端 D. 管壳内部较大的电极 【答案】 A 【解析】 发光二极管的长脚为正极，短脚为负极。 11. 下列关于光电二极管的说法正确的是（　　　）。 A. 工作在正偏置状态 B. 光照越强，反向电流越大 C. 将电能转换为光能 D. 导通电压约为1.5～3V 【答案】 B 【解析】 光电二极管工作在反偏置状态，光照越强，反向电流越大。 12. 某一极管型号为2CZ21B，其中“B”表示（　　　）。 A. 材料为N型硅 B. 器件为整流管 C. 同型号中的档次 D. 序号为21 【答案】 C 【解析】 二极管型号的第五部分（字母）表示同型号中的档次，“B”表示B档。 [课堂小结] 一、二极管的主要参数 ① URM（最高反向工作电压）：约为击穿电压的一半。 ② IFM（最大整流电流）：超过会过热损坏。 ③ IR（反向饱和电流）：越小单向导电性越好，受温度影响大。 ④ fM（最高工作频率）：超过不能正常工作。 二、二极管的检测 ① 极性判定：指针式万用表（R×100/R×1k），阻值小时黑表笔接正极。 ② 质量判定：正反向电阻相差大则好；均很大为断路，均很小为短路。 ③ 硅锗判定：数字万用表二极管档，硅管0.5～0.7V，锗管0.1～0.3V。 三、特殊二极管 ① 发光二极管（LED）：正偏置，电能→光能，需串联限流电阻，长脚为正极。 ② 稳压二极管：反向击穿区，稳定电压UZ，需限流电阻。 ③ 光电二极管：反偏置，光→电，光照越强反向电流越大。 ④ 变容二极管：反偏置，电压控制电容量（pF级）。 四、二极管型号识别 ① 2CZ14：2（二极管）+C（N型硅）+Z（整流）+14（序号）。 ② 常见后缀字母含义：P-普通、Z-整流、W-稳压、K-开关、F-发光。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $