发光二极管的正负极的识别与测试的作用
1、作用:二极管的主要特点是单向导电,即在正向电压作用下,导通电阻很小;而在反向电压作用下,导通电阻极大或无穷大。正因为二极管具有以上特性,所以常用于无绳江苏人机中的整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪电路中。
晶体二极管可分为:整流二极管(eg)、隔离二极管(eg)、肖特基二极管(eg)、发光二极管、稳压二极管等。
2、鉴别方法:二极管的鉴别很简单。小功率二极管的N极(负极)大多在二极管表面用彩色圆圈标出。有些二极管还使用二极管专用符号来表示P极(正极)或N极。(负极),还有标有“P”和“N”的符号来判断二极管的极性。发光二极管的正负极可以从引脚的长度来识别。长针为正极,短针为负极。
二极管的识别
3、测试注意事项:用数字万用表测量二极管时,红色表笔接二极管正极,黑色表笔接二极管负极。此时测得的电阻即为二极管的正向导通电阻值。万用表表笔的连接方法正好相反。
半导体二极管几乎用于所有电子电路。它们在许多电路中发挥着重要作用。它们是最早的半导体器件之一,应用广泛。
二极管如何工作
晶体二极管是由p型半导体和n型半导体形成的pn结,在界面两侧形成空间电荷层,建立自建电场。无外加电压时,pn结两侧载流子浓度不同引起的扩散电流与自建电场引起的漂移电流相等,处于电平衡状态。
当外界存在正向偏压时,外电场与自建电场的相互抑制,使载流子的扩散电流增大,引起正向电流。
当外界有反向偏压时,外电场和自建电场进一步加强,在一定的反向电压范围内形成与反向偏压值无关的反向饱和电流I0。
当外加反向电压达到一定水平时,pn结空间电荷层中的电场强度达到临界值,导致载流子的倍增过程,大量的电子-空穴对,大量的反向击穿当前的。,称为二极管的击穿现象。
二极管类型
二极管的种类很多。按使用的半导体材料可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管)。按其用途不同可分为检测二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。按裸片结构可分为点接触二极管、面接触二极管和平面二极管。
点接触二极管是用极细的金属线压在光滑的半导体晶片表面,施加脉冲电流,使接触线的一端与晶片牢固地烧结在一起,形成“PN结”。由于是点接触,只允许通过很小的电流(不超过几十毫安),适用于高频小电流电路,如无线电检测。
面接触二极管的“PN结”面积大,允许大电流(几安到几十安)通过,主要用于将交流电转换为直流电的“整流”电路.
平面二极管是一种特殊的硅二极管,不仅可以通过大电流,而且性能稳定可靠,多用于开关、脉冲和高频电路中。
二极管的导电特性
二极管最重要的特性是单向导电性。在电路中,电流只能从二极管的正极流入,从负极流出。下面通过一个简单的实验来描述二极管的正向和反向特性。
积极的特征
在电子电路中,二极管的正极接高电位端,负极接低电位端,二极管就会导通。这种连接方法称为正向偏置。必须说明的是,当二极管两端施加的正向电压很小时,二极管仍然不能导通,流过二极管的正向电流很微弱。只有当正向电压达到一定值(这个值称为“阈值电压”,锗管约为0.2V,硅管约为0.6V)时,二极管才能直接导通。导通后,二极管两端的电压基本保持不变(锗管约为0.3V,硅管约为0.7V),称为二极管的“正向压降”。
反向特性
在电子电路中,二极管的正极接低电位端,负极接高电位端。此时二极管几乎没有电流流过,二极管处于截止状态。这种连接方法称为反向偏置。当二极管反向偏置时,仍然会有轻微的反向电流流过二极管,称为漏电流。当二极管两端的反向电压增加到一定值时,反向电流会急剧增加,二极管将失去其单向导通特性。这种状态称为二极管击穿。
二极管的主要参数
用来表示二极管性能和适用范围的技术指标称为二极管参数。不同类型的二极管具有不同的特性参数。对于初学者,必须了解以下主要参数:
1、额定正向工作电流
指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。因为当电流通过管子时,管芯会发热,温度会升高。当温度超过允许限度(硅管约140,锗管约90)时,管芯会过热而损坏。因此,二极管在使用中不应超过二极管的额定正向工作电流值。例如,常用的-4007锗二极管额定正向工作电流为1A。
2、最高反向工作电压
当施加在二极管两端的反向电压达到一定值时,管子将被击穿半导体熔断器符号,失去单向导电性。为保证使用安全,规定了最大反向工作电压值。例如二极管反向耐压为50V,反向耐压为.
3.反向电流
反向电流是指在规定温度和最高反向电压的作用下流过二极管的反向电流。反向电流越小,管的单向导电性越好。值得注意的是,反向电流与温度有着密切的关系,大约温度每升高10%,反向电流就会增加一倍。比如2AP1型锗二极管,如果反向电流在25,温度上升到35,反向电流会上升到35半导体熔断器符号,以此类推,在75,它的反向电流已经达到8mA,不仅失去了单向性导电性能,还会使管子过热而损坏。又如某型硅二极管,25℃时反向电流只有5uA,当温度升至75℃时,反向电流不够。
测试二极管的好坏
初学者可以用万用表在业余条件下测试二极管的性能。测试前先将万用表的开关拨到欧姆档的RX1K档(注意不要用RX1档,以免电流过大烧坏二极管),然后将红黑表笔短接将欧姆归零。
1. 正面特性测试
将万用表的黑色表笔(仪表中的正极)与二极管的正极接触,红笔(仪表的负极)与二极管的负极接触。如果指针没有摆动到0值而是停在表盘中间,此时的电阻就是二极管的正向电阻。一般来说,正向阻力越小越好。如果正向电阻为0,则表示管芯短路损坏。如果正向电阻接近于无穷大值,则意味着芯片坏了。不能使用短路管和开路管。
2、反向特性测试
用万用表红色表笔接二极管正极,黑色表笔接二极管负极。如果指针指向无穷大或接近无穷大,则管子合格。
二极管的应用
1.整流二极管
利用二极管的单向导电性,可以将交变方向的交流电转化为单方向的脉动直流电。
2.开关元件
在正向电压的作用下,二极管的电阻很小,处于导通状态,相当于一个导通开关。利用二极管的开关特性,可以形成各种逻辑电路。
3. 限制组件
二极管正向导通后,其正向压降基本保持不变(硅管为0.7V,锗管为0.3V)。利用这一特性,作为电路中的限幅元件,可以将信号幅度限制在一定范围内。
4. 继电器二极管
在开关电源的电感和继电器等感性负载中起继电器作用。
5.检测二极管
它在无线电中起着检测的作用。
6.变容二极管
用于电视机的高频头。