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[组图]常用二极管使用       ★★★ 【字体:
常用二极管使用
作者:imefan    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2008-2-4    

一、二极管的简易测试方法

  二极管的极性通常在管壳上注有标记,如无标记,可用万用表电阻档测量其正反向电阻来判断(一般用R×100或×1K档)具体方法如表一
表一 二极管简易测试方法
项目 正向电阻 反向电阻
测试方法
测试情况 硅管:表针指示位置在中间或中间偏右一点;锗管:表针指示在右端靠近满刻度的地方(如图所示)表明管子正向特性是好的。
如果表针在左端不动,则管子内部已经断路
硅管:表针在左端基本不动,极靠近OO位置,锗管:表针从左端起动一点,但不应超过满刻度的1/4(如上图所示),则表明反向特性是好的,如果表针指在0位,则管子内部已短路


二、二极管的主要参数

 1、正向电流IF
  在额定功率下,允许通过二极管的电流值。
 2、正向电压降VF
  二极管通过额定正向电流时,在两极间所产生的电压降。
 3、最大整流电流(平均值)Icm
  在半波整流连续工作的情况下,允许的最大半波电流的平均值。
 4、反向击穿电压VB
  二极管反向电流急剧增大到出现击穿现象时的反向电压值。
 5、正向反向峰值电压VRM
  二极管正常工作时所允许的反向电压峰值,通常VRM为VP的三分之二或略小一些。
 6、反向电流IR
  在规定的反向电压条件下流过二极管的反向电流值
 7、结电容C
  结电容包括电容和扩散电容,在高频场合下使用时,要求结电容小于某一规定数值。
 8、最高工作频率Fm
  二极管具有单向导电性的最高交流信号的频率。

三、常用晶体二极管

1、整流二极管

  将交流电源整流成为直流电流的二极管叫作整流二极管,它是面结合型的功率器件,因结电容大,故工作频率低。
  通常,IF在1安以上的二极管采用金属壳封装,以利于散热;IF在1安以下的采用全塑料封装(见图2)由于近代工艺技术不断提高,国外出现了不少较大功率的管子,也采用塑封形式。


(a)全密封金属结构

(b)塑料封装图2 二极管封装

表一
常用变容二极管
型号
产地
反向电压(V)
电容量(pF
电容比
使用波段
最小值
最大值
最小值
最大值
2CB11
中国
3
25
2.5
12
UHF
2CB14
中国
3
30
3
18
6
VHF
BB125
欧洲
2
28
2
12
6
UHF
BB139
欧洲
1
28
5
45
9
VHF
MA325
日本
3
25
2
10.3
5
UHF
ISV50
日本
3
25
4.9
28
5.7
VHF
ISV97
日本
3
25
2.4
18
7.5
VHF
ISV59.OSV70/IS2208
日本
3
25
2
11
5.5
UHF

2、检波二极管
  检波二极管是用于把迭加在高频载波上的低频信号检出来的器件,它具有较高的检波效率和良好的频率特性。

3、开关二极管
  在脉冲数字电路中,用于接通和关断电路的二极管叫开关二极管,它的特点是反向恢复时间短,能满足高频和超高频应用的需要。
  开关二极管有接触型,平面型和扩散台面型几种,一般IF<500毫安的硅开关二极管,多采用全密封环氧树脂,陶瓷片状封装,如图三所示,引脚较长的一端为正极。

图3、硅开关二极管全密封环环氧树脂陶瓷片状封装

4、稳压二极管
  稳压二极管是由硅材料制成的面结合型晶体二极管,它是利用PN结反向击穿时的电压基本上不随电流的变化而变化的特点,来达到稳压的目的,因为它能在电路中起稳压作用,故称为、稳压二极管(简称稳压管)其图形符号见图4

图4、稳压二极管的图形符号

  稳压管的伏安特性曲线如图5所示,当反向电压达到Vz时,即使电压有一微小的增加,反向电流亦会猛增(反向击穿曲线很徒直)这时,二极管处于击穿状态,如果把击穿电流限制在一定的范围内,管子就可以长时间在反向击穿状态下稳定工作。

图5、硅稳压管伏安特性曲线

5、变容二极管
  变容二极管是利用PN结的电容随外加偏压而变化这一特性制成的非线性电容元件,被广泛地用于参量放大器,电子调谐及倍频器等微波电路中,变容二极管主要是通过结构设计及工艺等一系列途径来突出电容与电压的非线性关系,并提高Q值以适合应用。

  变容二极管的结构与普通二极管相似,其符号如图6所示,几种常用变容二极管的型号参数见表一

<>图6、变容二极管图形符号

表一
常用变容二极管
型号
产地
反向电压(V)
电容量(pF
电容比
使用波段
最小值
最大值
最小值
最大值
2CB11
中国
3
25
2.5
12
UHF
2CB14
中国
3
30
3
18
6
VHF
BB125
欧洲
2
28
2
12
6
UHF
BB139
欧洲
1
28
5
45
9
VHF
MA325
日本
3
25
2
10.3
5
UHF
ISV50
日本
3
25
4.9
28
5.7
VHF
ISV97
日本
3
25
2.4
18
7.5
VHF
ISV59.OSV70/IS2208
日本
3
25
2
11
5.5
UHF


 
 图7(a)是利用变容管的变容特性来调谐本机振荡的频率(电视接收机调谐器中作本机振荡)。
 图7(b)是一个调谐信号源,用变容管和单结晶体管与恒流二极管组成的锯齿振荡器,利用输出信号进行调频,由于变容管大多数在反偏压下工作,所以应加恒流保护,以防止击穿。
图7、变容二极管的容压特性及等效电路图8(a)是利用变容管的变容特性来调谐本机振荡的频率(电视接收机调谐器中作本机振荡),图8(b)是一个调谐信号源,用变容管和单结晶体管与恒流二极管组成的锯齿波振荡器,利用输出信号进行调频,由于变容管大多数在反偏压下工作,所以应加恒流保护,以防止击穿。

 
图8、变容管应用实例

6、阶跃恢复二极管

  阶跃恢复二极管是一种特殊的变容管,也称作电荷储存二极管,简称阶跃管,它具有高度非线性的电抗,应用于倍频器时代独有的特点,利用其反向恢复电流的快速突变中所包含的丰富谐波,可获得高效率的高次倍频,它是微波领域中优良的倍频元件。
  阶跃管的特性是建立在PN结杂质的特殊分布上,和变容管相似,阶跃管的符号如图9所示,它的直流伏安特性与一般PN结构相同

 
图9、阶跃恢复二极管的图形符号

阶段管的特点是:当处于导通状态的二极管突然加上反向电压时,瞬间反向电流立即达到最值IR,并维持一定的时间ts,接差又立即恢复到零,电流和时间的关系见图10所示

 
<>图10、阶跃管电流与时间的关系

  阶跃管主要用于倍频电路和超高速脉冲整形和发生电路,图11(a)是一个曲型的高次频器,利用阶跃管,很容易做到高达20次倍频而仍保持高效率。图11(b)是利用阶跃管的脉冲整形电路,图11(c)是整形前后的波形比较

 
<>图11、阶跃恢复二极管的典型应用

7、发光二极管

  电致发光器件,将电信号转换成光信号。正偏导通时发光通常由磷砷化镓(GaAsP)、磷化镓(GaP)制成光的波长(颜色)与材料有关发光二极管的开启电压和正向导通电压比普通二极管大,正向电压一般为1.3-2.4V。亮度与正向电流成正比,一般需要几个毫安以上。

8、光电二极管

  通常由硅材料制成,管壳有接收光照的透镜窗口。正常工作在反偏状态。无光照时,只有很小的反向饱和电流,称为暗电流;有光照时,PN结受光激发,产生大量电子空穴对,形成较大的光电流。光电二极管的电流与照度成正比,用于信号检测、光电传感器、电机转速测量等。

9、桥式整流组件
  在使用中,由于整流二极管多接成桥式整流的形式,所以有一种专供整流用桥式整流组件,它们简称“半桥”和“整桥(全桥)”。
 (1)半桥:其内部由两个相互独立的二极管组成,只是极性的接法不同。
 (2)全桥:由4只二极管合在一起制成。
 

 
三相桥式整流电路图10、高压硅堆(硅柱)

 (1)结构:用于电视机行扫描输出级中进行中、高压整流的器件。它是利用二极管串联后能提高VRM的原理,用多只二极管(高压硅粒子)串联后并封装在一起制成。
 (2)性能测量:用R×10K档(其他档位无法测出)进行测量,其正向电阻上万K欧左右,而反向电阻则为无穷大。

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