二極管的符號、判別、參數和分類

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二極管符號

二極管（國標）



二極管的判別及參數

1.簡述



半導體是一種具有特殊性質的物質，它不像導體一樣能夠完全導電，又不像絕緣體那樣不能導電，它介于兩者之間，所以稱為半導體。半導體最重要的兩種元素是硅(讀“guī”)和鍺(讀“zhě”)。我們常聽說的美國硅谷，就是因為那里有好多家半導體廠商。

二極管應該算是半導體器件家族中的元老了。很久以前，人們熱衷于裝配一種礦石收音機來收聽無線電廣播，這種礦石后來就被做成了晶體二極管。

二極管最明顯的性質就是它的單向導電特性，就是說電流只能從一邊過去，卻不能從另一邊過來(從正極流向負極)。我們用萬用表來對常見的1N4001型硅整流二極管進行測量，紅表筆接二極管的負極，黑表筆接二極管的正極時，表針會動，說明它能夠導電；然后將黑表筆接二極管負極，紅表筆接二極管正極，這時萬用表的表針根本不動或者只偏轉一點點，說明導電不良(萬用表里面，黑表筆接的是內部電池的正極)。

常見的幾種二極管中有玻璃封裝的、塑料封裝的和金屬封裝的等幾種。像它的名字，二極管有兩個電極，并且分為正負極，一般把極性標示在二極管的外殼上。大多數用一個不同顏色的環來表示負極，有的直接標上“—”號。大功率二極管多采用金屬封裝，并且有個螺母以便固定在散熱器上。





2．半導體二極管的極性判別及選用

(1) 半導體二極管的極性判別

一般情況下，二極管有色點的一端為正極，如2AP1～2AP7，2AP11～2AP17等。如果是透明玻璃殼二極管，可直接看出極性，即內部連觸絲的一頭是正極，連半導體片的一頭是負極。塑封二極管有圓環標志的是負極，如IN4000系列。

無標記的二極管，則可用萬用表電阻擋來判別正、負極，萬用表電阻擋示意圖見圖T304。

根據二極管正向電阻小，反向電阻大的特點，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極。如果測得的正、反向電阻均很小，說明管子內部短路；若正、反向電阻均很大，則說明管子內部開路。在這兩種情況下，管子就不能使用了。





(2) 半導體二極管的選用

通常小功率鍺二極管的正向電阻值為300～500Ω，硅管為1kΩ或更大些。鍺管反向電阻為幾十千歐，硅管反向電阻在500kΩ以上(大功率二極管的數值要大得多)。正反向電阻差值越大越好。

點接觸二極管的工作頻率高，不能承受較高的電壓和通過較大的電流，多用于檢波、小電流整流或高頻開關電路。面接觸二極管的工作電流和能承受的功率都較大，但適用的頻率較低，多用于整流、穩壓、低頻開關電路等方面。

選用整流二極管時，既要考慮正向電壓，也要考慮反向飽和電流和最大反向電壓。選用檢波二極管時，要求工作頻率高，正向電阻小，以保證較高的工作效率，特性曲線要好，避免引起過大的失真。

3．半導體分立元器件命名方法

電容器濾波形成平滑的直流。事實上好多電器的電源部分都是這樣的。二極管也用來做檢波器，把高頻信號中的有用信號“檢出來”，老式收音機中會有一個“檢波二極管”，一般用2AP9型鍺管。



利用二極管單向導電的特性，常用二極管作整流器，把交流電變為直流電，即只讓交流電的正半周(或負半周)通過，再用

二極管的類型也有好幾種，對于電子制作來說，常常用到以下的二極管： 用于穩壓的穩壓二極管，用于數字電路的開關二極管，用于調諧的變容二極管，以及光電二極管等，最常看見的是發光二極管。

1．發光二極管

(1) 符號 　(2) 發光二極管




發光二極管在日常生活電器中無處不在，它能夠發光，有紅色、綠色和黃色等，有直徑為3mm或5mm圓形的，也有規格為2×5mm長方形的。與普通二極管一樣，發光二極管也是由半導體材料制成的，也具有單向導電的性質，即只有極性正確才能發光。

發光二極管的發光顏色一般和它本身的顏色相同，但是近年來出現了透明的發光管，它也能發出紅黃綠等顏色的光，只有通電了才能知道。 辨別發光二極管正負極的方法，有實驗法和目測法。實驗法就是通電看看能不能發光，若不能就是極性接錯或是發光管損壞。

注意發光二極管是一種電流型器件，雖然在它的兩端直接接上3V的電壓后能夠發光，但容易損壞，在實際使用中一定要串接限流電阻，工作電流根據型號不同一般為1mA到30mA。另外，由于發光二極管的導通電壓一般為1.7V以上，所以一節1.5V的電池不能點亮發光二極管。同樣，一般萬用表的R×1擋到R×1k擋均不能測試發光二極管，而R×10k擋由于使用15V的電池，能把有的發光管點亮。

用眼睛來觀察發光二極管，可以發現內部的兩個電極一大一小。一般來說，電極較小、個頭較矮的一個是發光二極管的正極，電極較大的一個是它的負極。若是新買來腳較長的一個是正極。





(3) 發光二極管的伏安特性 發光二極管的伏安特性與普通二極管類似，但它的正向壓降較大，并在正向壓降達到一定值時發光。發光顏色和構成PN結的材料有關，通常有紅、黃、綠、藍和紫等顏色。發光亮度近似和工作電流密度成正比，但摻雜ZnO和GaP的發光二極管，其發光亮度隨電流密度的增加會很快趨向飽和。另外，隨結溫的升高，LED的發光亮度將會減弱。

由于發光二極管的響應時間(光信號對電信號的延遲時間)一般小于100ns，故直流信號、交流信號或脈沖信號均可作為它的驅動信號。

國產LED器件用FG × 1 × 2 × 3 × 4 × 5 × 6命名，其中×1表示材料，×1取值1，2，3分別對應LED的材料為GaAsP，GaAsAl和GaP。×2表示發光顏色，×2取1"6時表示發光顏色為紅、橙、黃、綠、藍和復色，× 3表示封裝形式。× 4表示外形，取0 " 6各整數時，分別指發光二極管的外形為圓形、長方形、符號形、三角形、正方形、組合形和特殊形。× 5 × 6為序號。

使用發光二極管時，若用電壓源驅動，則應在電路中串接限流電阻，以防止LED中電流過大而損壞。用交流信號驅動時，為防止LED被反向擊穿，可在兩端反極性并連整流二極管。幾種紅色發光二極管的參數見表B313。



2．Z310半導體發光器件：LED數碼管

常用的LED數碼管如圖T310(a)所示。它是利用發光二極管的制造工藝，由7個條狀管芯 和一個點狀管芯的發光二極管制成。LED數碼管有兩種不同的結構形式，其等效電路分別如圖T311所示。各段發光二極管的陽極連在一起作為公共端，因此稱為共陽極數碼管。工作時應當將陽極連電源正極，各驅動輸入端通過限流電阻接相應的譯碼驅動器的輸出。當譯碼驅動器的輸出為低電平時，數碼管相應的段變亮。






LED數碼管各段發光二極管的伏安特性與普通二極管類似，只是正向壓降稍大，在正向電流達到適當大小時就能發光。在一定范圍內，發光亮度和正向電流的大小近似成正比，但正向電流應小于允許的最大電流，并應留有適當的裕量，一般以不超過極限電流的70%為宜。因此，它的驅動輸入端和譯碼電路或電壓源相連時，應當串接合適的限流電阻，以免損壞器件。

表B314列出了幾種數碼管的參數。

二極管串聯組成，稱為導光柱型。國產LED數碼管的管腳排列規格很多，因此，使用時除查產品說明書外，主要采用實測的方法來確定各管腳的功能，下面以共陽極數碼管為例來說明。



LED數碼管的大小規格很多，一般尺寸大的工作電壓也大，這是因為大尺寸數碼管的每一段可能是由幾個發光

先按圖T312準備好測試線路，把數碼管的左下角接地，再使A端逐個和其它管腳接觸。若A端和所有管腳都已接觸過，而數碼管各段全不亮，則左下角管腳即為陽極或空腳(設數碼管是好的)。若A端接觸管腳時數碼管上某段變亮，則A端接觸的管腳為陽極。然后使A和陽極連好，用地線分別接觸陽極以外的各管腳，相應的段就會變亮，從而可確定管腳和顯示段間的對應關系。





3．Z312半導體光敏器件：光敏二極管　



光敏二極管又稱光電二極管，目前使用最多的是光電二極管。它有四種類型：PN結型，PIN結型，雪崩型和肖特基結型。以下簡介PN結型光敏二極管。

PN結型光敏二極管同普通二極管一樣，也是PN結構造，只是結面積較大，結深較淺，管殼上有光窗，從而使人射光容易注入PN結的耗盡區中進行光電轉換，大的結面積增加了有效光面積，提高了光電轉換效率。

在無光照射時，光敏二極管的伏安特性和普通二極管一樣，此時的反向飽和電流叫暗電流，一般在幾微安到幾百微安之間，其值隨反向偏壓的增大和環境溫度的升高而增大。在檢測弱光電信號時，必須考慮用暗電流小的管子。

在有光照時，光敏二極管在一定的反偏電壓范圍內(UR≥5V)，其反向電流將隨光照強度(10-3～103 lx范圍內)的增加而線性增加，這時的反向電流又叫光電流。因此，對應一定的光照強度，光敏二極管相當于一個恒流源。在有光照而無外加電壓時，光敏二極管相當于一個電池，P區為正，N區為負。

光敏二極管有一定光譜響應范圍，并對某波長的光有最高的響應靈敏度(峰值波長)。因此，為獲取最大的光電流，應選擇光譜響應特性符合待測光譜的光敏二極管，同時加大照度和調整入射的角度。

光敏二極管的響應時間，一般小于幾百微秒，主要取決于結電容和外部電路電阻的乘積。表B316列出了幾種光敏二極管的參數，其中靈敏度指輸入給定波長的單位功率時，光敏二極管能輸出的光電流值。

spy007868

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