前言:半導(dǎo)體二極管的問(wèn)世是1948年,其特性是單向?qū)щ?PN結(jié))。在實(shí)際應(yīng)用中,二極管的種類(lèi)很多,除了常用的整流二極管外,還有穩(wěn)壓二極管、光電二極管、變?nèi)荻O管、發(fā)光二極管等多種特殊二極管。所有的二極管都具有這樣的特性:施加一個(gè)大于開(kāi)啟電壓(正向電壓)時(shí)二極管測(cè)試方法,正向?qū)?,其電阻很?正向壓降硅材料管在0.7V左右,鍺材料管在0.3V左右),施加一定范圍的反向電壓時(shí),其反向電阻很大,但反向電壓大于一定值時(shí),反向電流迅速增加,稱(chēng)二極管反向擊穿。一般二極管工作時(shí)承受的反向電壓小于其擊穿電壓,但特殊二極管就各有特點(diǎn)。
一、穩(wěn)壓二極管
穩(wěn)壓二極管簡(jiǎn)稱(chēng)穩(wěn)壓管,又稱(chēng)齊納二極管。它是一種用特殊工藝制造的硅材料二極管,常用的文字符號(hào)是“VD”,圖形符號(hào)和伏安特性曲線(xiàn)如圖1所示。穩(wěn)壓二極管利用二極管反向擊穿時(shí)通過(guò)的電流有較大變化而其兩端電壓基本不變的特性制成。正常工作時(shí),要在其兩端施加不低于反向擊穿電壓的反向偏壓,但流過(guò)穩(wěn)壓管的電流有一定的限制,當(dāng)Iz>Izmax時(shí),管子易過(guò)熱損壞,電流Iz檢測(cè)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值時(shí),須使用萬(wàn)用表的高阻擋(R×10k擋),測(cè)其反向電阻。若實(shí)測(cè)電阻為Rx,可據(jù)Vz=EoRx/(Rx+nRo)來(lái)估算,其中Ro為萬(wàn)用表的中心阻值,n為最高擋的倍率,E0為萬(wàn)用表最高擋的電源電壓值。但若測(cè)得Rx非常大,表示被測(cè)管子的Vz大于E0,無(wú)法將被測(cè)管擊穿,不能測(cè)試,可借助于外電路進(jìn)行測(cè)量。
二、光電二極管
光電二極管又稱(chēng)光敏二極管,是利用半導(dǎo)體具有光敏特性的光接收管,包含一個(gè)PN結(jié),圖形符號(hào)和伏安特性曲線(xiàn)如圖2所示。正常工作時(shí)兩端加反向電壓,當(dāng)器件窗口無(wú)光照時(shí),反向電阻很大,只有很微弱的反向飽和電流通過(guò)(稱(chēng)暗電流);當(dāng)窗口有光照時(shí),有較大的電流(稱(chēng)亮電流),且光照越強(qiáng)。反向電流越大,電阻會(huì)越小,主要用于自動(dòng)控制電路。
檢測(cè)時(shí),可用萬(wàn)用表的Rx1k擋。黑表筆接管子的負(fù)極,紅表筆接正極,有光照時(shí)電阻小;無(wú)光照時(shí)電阻大;若上述兩種電咀差別很小,則表明光電二極管質(zhì)量不好。
三、發(fā)光二極管
發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱(chēng)LED,由磷、砷、鎵等半導(dǎo)體化合物,采用特殊工藝制成的半導(dǎo)體器件,也有一個(gè)PN結(jié),其圖形符號(hào)和伏安特性曲線(xiàn)如圖3所示。正常工作時(shí),其PN結(jié)工作在正向偏置狀態(tài),能發(fā)出紅、綠、藍(lán)、紅外等色光,可以用直流電源、交流電源、脈沖電源點(diǎn)亮,其正向壓降大約為1.2~2.5V之間,工作電流一般為幾到幾十毫安。常用作顯示器件,如指示燈和微光照明。
發(fā)光二極管以引線(xiàn)長(zhǎng)的為正極,較短的為負(fù)極,其極性亦可用萬(wàn)用表判別。選萬(wàn)用表的R×10k擋,測(cè)其正反向電阻,若正向電阻小于50k,反向電阻大于200k為正常,如正反向電阻均為無(wú)窮大或很小,表明此管已損壞。
四、變?nèi)荻O管
變?nèi)荻O管簡(jiǎn)稱(chēng)變?nèi)莨?,是利用PN結(jié)的電容效應(yīng),采用特殊工藝制成的。變?nèi)荻O管是PN結(jié)電容隨反向電壓變化的一種特殊二極管,其圖形符號(hào)和結(jié)電容Cj與反向偏壓Ud的關(guān)系如圖4所示。
工作時(shí),其兩端加反向偏壓,結(jié)電容的變化趨勢(shì)與所加反偏壓大小相反,結(jié)電容約在5—300pF之間。變?nèi)莨艹W鳛檎{(diào)諧電容使用,如自動(dòng)選臺(tái)的電視機(jī)就是用電壓去控制變?nèi)荻O管,以實(shí)現(xiàn)控制電路的諧振頻率選臺(tái)的。
檢測(cè)時(shí),用萬(wàn)用表的R×1k擋,其測(cè)量方法與普通二極管測(cè)試相同二極管測(cè)試方法,但要求反向漏電電流小且受溫度影響越小越好,以及反向擊穿電壓要高。
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