電子設(shè)計基礎(chǔ)（四）：二極管

　　編輯本段半導(dǎo)體二極管參數(shù)符號及其意義

　　CT---勢壘電容Cj---結(jié)(極間)電容， 表示在二極管兩端加規(guī)定偏壓下，鍺檢波二極管的總電容Cjv---偏壓結(jié)電容Co---零偏壓電容Cjo---零偏壓結(jié)電容Cjo/Cjn---結(jié)電容變化Cs---管殼電容或封裝電容Ct---總電容CTV---電壓溫度系數(shù)。在測試電流下，穩(wěn)定電壓的相對變化與環(huán)境溫度的絕對變化之比CTC---電容溫度系數(shù)Cvn---標(biāo)稱電容IF---正向直流電流(正向測試電流)。鍺檢波二極管在規(guī)定的正向電壓VF下，通過極間的電流;硅整流管、硅堆在規(guī)定的使用條件下，在正弦半波中允許連續(xù)通過的最大工作電流(平均值)，硅開關(guān)二極管在額定功率下允許通過的最大正向直流電流;測穩(wěn)壓二極管正向電參數(shù)時給定的電流IF(AV)---正向平均電流IFM(IM)---正向峰值電流(正向最大電流)。在額定功率下，允許通過二極管的最大正向脈沖電流。發(fā)光二極管極限電流。IH---恒定電流、維持電流。Ii--- 發(fā)光二極管起輝電流IFRM---正向重復(fù)峰值電流IFSM---正向不重復(fù)峰值電流(浪涌電流)Io---整流電流。在特定線路中規(guī)定頻率和規(guī)定電壓條件下所通過的工作電流IF(ov)---正向過載電流IL---光電流或穩(wěn)流二極管極限電流ID---暗電流IB2---單結(jié)晶體管中的基極調(diào)制電流IEM---發(fā)射極峰值電流IEB10---雙基極單結(jié)晶體管中發(fā)射極與第一基極間反向電流IEB20---雙基極單結(jié)晶體管中發(fā)射極向電流ICM---最大輸出平均電流IFMP---正向脈沖電流IP---峰點(diǎn)電流IV---谷點(diǎn)電流IGT---晶閘管控制極觸發(fā)電流IGD---晶閘管控制極不觸發(fā)電流IGFM---控制極正向峰值電流IR(AV)---反向平均電流IR(In)---反向直流電流(反向漏電流)。在測反向特性時，給定的反向電流;硅堆在正弦半波電阻性負(fù)載電路中，加反向電壓規(guī)定值時，所通過的電流;硅開關(guān)二極管兩端加反向工作電壓VR時所通過的電流;穩(wěn)壓二極管在反向電壓下，產(chǎn)生的漏電流;整流管在正弦半波最高反向工作電壓下的漏電流。IRM---反向峰值電流IRR---晶閘管反向重復(fù)平均電流IDR---晶閘管斷態(tài)平均重復(fù)電流IRRM---反向重復(fù)峰值電流IRSM---反向不重復(fù)峰值電流(反向浪涌電流)Irp---反向恢復(fù)電流Iz---穩(wěn)定電壓電流(反向測試電流)。測試反向電參數(shù)時，給定的反向電流Izk---穩(wěn)壓管膝點(diǎn)電流IOM---最大正向(整流)電流。在規(guī)定條件下，能承受的正向最大瞬時電流;在電阻性負(fù)荷的正弦半波整流電路中允許連續(xù)通過鍺檢波二極管的最大工作電流IZSM---穩(wěn)壓二極管浪涌電流IZM---最大穩(wěn)壓電流。在最大耗散功率下穩(wěn)壓二極管允許通過的電流iF---正向總瞬時電流iR---反向總瞬時電流ir---反向恢復(fù)電流Iop---工作電流Is---穩(wěn)流二極管穩(wěn)定電流f---頻率n---電容變化指數(shù);電容比Q---優(yōu)值(品質(zhì)因素)δvz---穩(wěn)壓管電壓漂移di/dt---通態(tài)電流臨界上升率dv/dt---通態(tài)電壓臨界上升率PB---承受脈沖燒毀功率PFT(AV)---正向?qū)ㄆ骄纳⒐β蔖FTM---正向峰值耗散功率PFT---正向?qū)偹矔r耗散功率Pd---耗散功率PG---門極平均功率PGM---門極峰值功率PC---控制極平均功率或集電極耗散功率Pi---輸入功率PK---最大開關(guān)功率PM---額定功率。硅二極管結(jié)溫不高于150度所能承受的最大功率PMP---最大漏過脈沖功率PMS---最大承受脈沖功率Po---輸出功率PR---反向浪涌功率Ptot---總耗散功率Pomax---最大輸出功率Psc---連續(xù)輸出功率PSM---不重復(fù)浪涌功率PZM---最大耗散功率。在給定使用條件下，穩(wěn)壓二極管允許承受的最大功率RF(r)---正向微分電阻。在正向?qū)〞r，電流隨電壓指數(shù)的增加，呈現(xiàn)明顯的非線性特性。在某一正向電壓下，電壓增加微小量△V，正向電流相應(yīng)增加△I，則△V/△I稱微分電阻RBB---雙基極晶體管的基極間電阻RE---射頻電阻RL---負(fù)載電阻Rs(rs)----串聯(lián)電阻Rth----熱阻R(th)ja----結(jié)到環(huán)境的熱阻Rz(ru)---動態(tài)電阻R(th)jc---結(jié)到殼的熱阻r δ---衰減電阻r(th)---瞬態(tài)電阻Ta---環(huán)境溫度Tc---殼溫td---延遲時間tf---下降時間tfr---正向恢復(fù)時間tg---電路換向關(guān)斷時間tgt---門極控制極開通時間Tj---結(jié)溫Tjm---最高結(jié)溫ton---開通時間toff---關(guān)斷時間tr---上升時間trr---反向恢復(fù)時間ts---存儲時間tstg---溫度補(bǔ)償二極管的貯成溫度a---溫度系數(shù)λp---發(fā)光峰值波長△ λ---光譜半寬度η---單結(jié)晶體管分壓比或效率VB---反向峰值擊穿電壓Vc---整流輸入電壓VB2B1---基極間電壓VBE10---發(fā)射極與第一基極反向電壓VEB---飽和壓降VFM---最大正向壓降(正向峰值電壓)VF---正向壓降(正向直流電壓)△VF---正向壓降差VDRM---斷態(tài)重復(fù)峰值電壓VGT---門極觸發(fā)電壓VGD---門極不觸發(fā)電壓VGFM---門極正向峰值電壓VGRM---門極反向峰值電壓VF(AV)---正向平均電壓Vo---交流輸入電壓VOM---最大輸出平均電壓Vop---工作電壓Vn---中心電壓Vp---峰點(diǎn)電壓VR---反向工作電壓(反向直流電壓)VRM---反向峰值電壓(最高測試電壓)V(BR)---擊穿電壓Vth---閥電壓(門限電壓、死區(qū)電壓)VRRM---反向重復(fù)峰值電壓(反向浪涌電壓)VRWM---反向工作峰值電壓V v---谷點(diǎn)電壓Vz---穩(wěn)定電壓△Vz---穩(wěn)壓范圍電壓增量Vs---通向電壓(信號電壓)或穩(wěn)流管穩(wěn)定電流電壓av---電壓溫度系數(shù)Vk---膝點(diǎn)電壓(穩(wěn)流二極管)VL ---極限電壓

　　二極管和半導(dǎo)體的關(guān)系

　　二極管的正負(fù)二個端子。正端A稱為陽極，負(fù)端K 稱為陰極。電流只能從陽極向陰極方向移動。一些初學(xué)者容易產(chǎn)生這樣一種錯誤認(rèn)識：“半導(dǎo)體的一‘半’是一半的‘半’;而二極管也是只有一‘半’電流流動(這是錯誤的)，所有二極管就是半導(dǎo)體 ”。其實(shí)二極管與半導(dǎo)體是完全不同的東西。我們只能說二極管是由半導(dǎo)體組成的器件。半導(dǎo)體無論那個方向都能流動電流。

　　六、半導(dǎo)體二極管的極性判別及選用

　　1 半導(dǎo)體二極管的極性判別

　　一般情況下，二極管有色點(diǎn)的一端為正極，如2AP1～2AP7，2AP11～2AP17等。如果是透明玻璃殼二極管，可直接看出極性，即內(nèi)部連觸絲的一頭是正極，連半導(dǎo)體片的一頭是負(fù)極。塑封二極管有圓環(huán)標(biāo)志的是負(fù)極，如IN4000系列。

　　無標(biāo)記的二極管，則可用萬用表電阻擋來判別正、負(fù)極，萬用表電阻擋示意圖見圖T304。

　　根據(jù)二極管正向電阻小，反向電阻大的特點(diǎn)，將萬用表撥到電阻擋(一般用R×100或R×1k擋。不要用R×1或R×10k擋，因為R×1擋使用的電流太大，容易燒壞管子，而R×10k擋使用的電壓太高，可能擊穿管子)。用表筆分別與二極管的兩極相接，測出兩個阻值。在所測得阻值較小的一次，與黑表筆相接的一端為二極管的正極。同理，在所測得較大阻值的一次，與黑表筆相接的一端為二極管的負(fù)極。如果測得的正、反向電阻均很小，說明管子內(nèi)部短路;若正、反向電阻均很大，則說明管子內(nèi)部開路。在這兩種情況下，管子就不能使用了。

　　七、測試二極管的好壞

　　(一)普通二極管的檢測(包括檢波二極管、整流二極管、阻尼二極管、開關(guān)二極管、續(xù)流二極管)是由一個PN結(jié)構(gòu)成的半導(dǎo)體器件，具有單向?qū)щ娞匦浴Ｍㄟ^用萬用表檢測其正、反向電阻值，可以判別出二極管的電極，還可估測出二極管是否損壞。

　　1.極性的判別 將萬用表置于R×100檔或R×1k檔，兩表筆分別接二極管的兩個電極，測出一個結(jié)果后，對調(diào)兩表筆，再測出一個結(jié)果。兩次測量的結(jié)果中，有一次測量出的阻值較大(為反向電阻)，一次測量出的阻值較小(為正向電阻)。在阻值較小的一次測量中，黑表筆接的是二極管的正極，紅表筆接的是二極管的負(fù)極。

　　2.單負(fù)導(dǎo)電性能的檢測及好壞的判斷 通常，鍺材料二極管的正向電阻值為1kΩ左右，反向電阻值為300左右。硅材料二極管的電阻值為5 kΩ左右，反向電阻值為∞(無窮大)。正向電阻越小越好，反向電阻越大越好。正、反向電阻值相差越懸殊，說明二極管的單向?qū)щ娞匦栽胶谩?/p>

　　若測得二極管的正、反向電阻值均接近0或阻值較小，則說明該二極管內(nèi)部已擊穿短路或漏電損壞。若測得二極管的正、反向電阻值均為無窮大，則說明該二極管已開路損壞。

　　3.反向擊穿電壓的檢測 二極管反向擊穿電壓(耐壓值)可以用晶體管直流參數(shù)測試表測量。其方法是：測量二極管時，應(yīng)將測試表的“NPN/PNP”選擇鍵設(shè)置為NPN狀態(tài)，再將被測二極管的正極接測試表的“C”插孔內(nèi)，負(fù)極插入測試表的“e”插孔，然后按下“V(BR)”鍵，測試表即可指示出二極管的反向擊穿電壓值。

　　也可用兆歐表和萬用表來測量二極管的反向擊穿電壓、測量時被測二極管的負(fù)極與兆歐表的正極相接，將二極管的正極與兆歐表的負(fù)極相連，同時用萬用表(置于合適的直流電壓檔)監(jiān)測二極管兩端的電壓。如圖4-71所示，搖動兆歐表手柄(應(yīng)由慢逐漸加快)，待二極管兩端電壓穩(wěn)定而不再上升時，此電壓值即是二極管的反向擊穿電壓。

　　(二)穩(wěn)壓二極管的檢測

　　1.正、負(fù)電極的判別 從外形上看，金屬封裝穩(wěn)壓二極管管體的正極一端為平面形，負(fù)極一端為半圓面形。塑封穩(wěn)壓二極管管體上印有彩色標(biāo)記的一端為負(fù)極，另一端為正極。對標(biāo)志不清楚的穩(wěn)壓二極管，也可以用萬用表判別其極性，測量的方法與普通二極管相同，即用萬用表R×1k檔，將兩表筆分別接穩(wěn)壓二極管的兩個電極，測出一個結(jié)果后，再對調(diào)兩表筆進(jìn)行測量。在兩次測量結(jié)果中，阻值較小那一次，黑表筆接的是穩(wěn)壓二極管的正極，紅表筆接的是穩(wěn)壓二極管的負(fù)極。

　　若測得穩(wěn)壓二極管的正、反向電阻均很小或均為無窮大，則說明該二極管已擊穿或開路損壞。

　　2.穩(wěn)壓值的測量 用0~30V連續(xù)可調(diào)直流電源，對于13V以下的穩(wěn)壓二極管，可將穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)至15V，將電源正極串接1只1.5kΩ限流電阻后與被測穩(wěn)壓二極管的負(fù)極相連接，電源負(fù)極與穩(wěn)壓二極管的正極相接，再用萬用表測量穩(wěn)壓二極管兩端的電壓值，所測的讀數(shù)即為穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值。若穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值高于15V，則應(yīng)將穩(wěn)壓電源調(diào)至20V以上。

　　也可用低于1000V的兆歐表為穩(wěn)壓二極管提供測試電源。其方法是：將兆歐表正端與穩(wěn)壓二極管的負(fù)極相接，兆歐表的負(fù)端與穩(wěn)壓二極管的正極相接后，按規(guī)定勻速搖動兆歐表手柄，同時用萬用表監(jiān)測穩(wěn)壓二極管兩端電壓值(萬用表的電壓檔應(yīng)視穩(wěn)定電壓值的大小而定)，待萬用表的指示電壓指示穩(wěn)定時，此電壓值便是穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓值。

　　若測量穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓值忽高忽低，則說明該二極管的性不穩(wěn)定。

　　圖4-72是穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓值的測量方法。