二极管、三极管的识别与检测

任务Ⅱ.1二极管器件的认识与检测

教学目的

☆熟悉常用二极管的分类、用途。

☆熟悉常用二极管参数识别。

☆掌握利用数字存储半导体管特性图示仪和万用表检测及故障的判断方法。

知识能力

一、二极管的结构及符号

将PN结加上金属引脚和外壳后，就成了二极管，如图Ⅱ-1（a）所示，图Ⅱ-1（b）是它的符号。二极管内部就是一个PN结，我们将与P区相连的电极称正极，与N区相连的电路称为负极，由于PN结具有单向导电性，所以二极管也具有单向导电性。

二极管按材料不同分硅和锗二极管；按其结构不同可分为点接触型和面接触型两类。

图Ⅱ-1 普通二极管的结构与符号图Ⅱ-2 常见二极管的外形二极管的实际种类较多，这样电路中的成品元件在外形上有较大区别。如图Ⅱ-2所示为常见二极管的外形。如何从元件形式上区分正负极，是我们首先关注的。外表上看，对于锥形二极管来说，锥端为负极，圆端为正极，如图Ⅱ-2(b)所示；对于圆柱形二极管来说，常在一端用色环或色点表示负极，另一端为正极，如图Ⅱ-2(a)、(d)、(e)所示；对于球冠形二极管，如图Ⅱ-2(f)、(g)所示，长脚表示正极，短脚表示负极。

二极管的种类与用途较多，为在绘制电路图时便于区分与描述，人为规定了二极管的图形符号。对于不同种类的二极管，规定了不同的符号。如图Ⅱ-3所示为几种二极管图形符号。

图Ⅱ-3 二极管图形符号

二、二极管的主要性能参数

二极管的特性可以通过其参数来描述，实际应用中可以通过元器件手册来查找，并依据参数合理选择二极管。二极管参数较多，常用的有最高反向电压、最大整流电流、反向电流、最高工作频率等参数。

1. 最大整流电流I F

最大整流电流是一项普通参数，指二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。使用时如果超过这一值，将有可能烧坏二极管。不同二极管的最大整流电流是不同的，例如2CZ56D型最大整流电流为3A，2CZ83D型最大整流电流为0.3A。

在实际中，只要知道了电流的耗电电流，就可以与最大整流电流参数比较，从而选用合适型号的管子。在选用时为保证管子不被烧坏，一般要求所选最大整流电流应大于电路耗电电流的2倍以上。

2. 反向电流I R

反向电流指二极管未击穿时的反向电流值，其值愈小，二极管的单向导电性能愈好，但其值会随温度的升高而增加。

3. 最高反向工作电压U RM

最高反向工作电压是指二极管正常工作时允许承受的最大反向工作电压。一般是击穿电压的一半或三分之二。二极管实际使用时承受的反向电压不应超过此值，以免发生击穿现象。

4. 最高工作频率f M

最高工作频率指保证二极管单向导电性的最高工作频率。由于电容效应，相当于在二极管两端并联了一个电容，通过的信号频率超过这一值时单向导电性变差，此值主要取决于PN结结电容的大小。三、特殊二极管

二极管的种类很多，应用范围很广，主要是利用它的单向导电性。可用于整流、检波、限幅、箝位、元件保护和在数字电路中作开关使用。常用的特殊二极管有稳压二极管，发光二极管、光电二极管和变容二极管等。

1.稳压二极管

稳压管是一种较常用特殊二极管，在电路中与适当的限流电阻配合具有稳定电压的功能, 如图Ⅱ-3(b)。与普通二极管相比，主要区别是稳压管的反向击穿特性比普通二极管的更陡，在稳压管的反向击穿区，电流可以在较大的范围内变化，而电压的变化很小，稳压管就是利用这一特性，在电路中起到稳压的作用。正常工作时，稳压管应工作在PN结的反向击穿状态，通过限流电阻适当的限制反向电流的大小，能保证稳压管在反向击穿状态下不会因过热而损坏。

稳压二极管的主要参数：①稳定电压UZ，因工艺方面的原因，稳压管的稳定电压离散性较大，即使是同一型号的管子UZ也不尽相同，使用时应根据实际情况选用；②稳定电流IZ，实际应用时一般要求电流至少等于此值；③动态电阻rZ，越小稳压效果越好；④最大稳定电流IZM，保证稳压管不被热击穿允许通过的最大反向电流；⑤额定功率PZ（PZ=UZIZM）管子不发生热击穿的最大耗散功率。

2. 发光二极管

发光二极管是一种能将电信号转换为光信号的二极管，也称为发射二极管,如图Ⅱ-3 (e)。当发光二极管的PN结加上正向电压时，管子导通并发光，常用于信号指示、数字和字符显示。根据发出的光可见与否，可分为可见光发光二极管（LED）和不可见光发光二极管（如红外线法光二极管）。

3. 光电二极管

光电二极管又称为光敏二极管和接收二极管，如图Ⅱ-3(f)。使用时工作在反向偏置状态，在光照情况下，反向电流（也称光电流）随光照强度的增强而增大。

4. 变容二极管

变容二极管具有可变电容的特性，如图Ⅱ-3(c)。变容二极管工作在反向偏置状态下，电容大小与反向电压的大小成反比。

四、半导体元器件型号命名方法

常见二极管表面均标有其型号（采用数字或字母组成），我国二极管命名由五部分组成，如图Ⅱ-4所示。

图Ⅱ-4 二极管命名方式

二极管型号详细命名规则参见表Ⅱ-1。

表Ⅱ-1 二极管命名规则

五、二极管的检测及故障判断

1. 普通二极管正反向阻值

锗二极管的正向电阻为几百欧～千欧，反向电阻应为几百千欧以上。硅二极管正向阻值为几千欧，反向电阻接近∞。不论何种材料的二极管，正、反向阻值相差越多,表明二极管的性能越好。若正、反向阻值相差不大，或正向电阻太大表明二极管性能变质，此二极管不宜选用；若正向阻值为∞，表明二极管已经开路；若测得的反向电阻很小，甚至为零，说明二极管已击穿。一般来说硅管正向阻值大于6kΩ，锗管正向阻值大于1kΩ时即可判断为变质。实际测量中可参看下表Ⅱ-2所示阻值。

表Ⅱ-2 常见二极管正、反向阻值表（MF47型万用表测得）

在电路中出现二极管短路故障以后，不可盲目代换元件，应先分析造成短路的原因，排除故障后再行代换，否则将造成元件再次短路或故障范围的扩大。同时为保险起见，代换元件参数（最高反向电压和最大整流电流）应高于原二极管参数。

2. 普通二极管的识别检测

二极管的极性可直观识别。其正负极都标在外壳上，标注形式有的是电路符号，有的用色点或标志环来表示，有的借助二极管的外形特征来识别。也可用万用表判别二极管极性，如图Ⅱ-5所示。通常用万用表的R×100或R×1k挡，测试前要注意调零。用红黑表笔同时接触二极管的两根引线，然后对调表笔重新测量。

图Ⅱ-5 用万用表测量二极管极性

检测小功率二极管的正反向电阻，不宜使用R×1或R×10k挡，前者流过二极管的正向电流较大，可能烧坏管子；后者加在二极管两端的反向电压太高，易将管子击穿。在所测阻值小的那次测量中，黑表笔所接的是二极管的正极，红表笔所接的是二极管的负极。晶体二极管正、反向电阻相差越大越好。两者相差越大，就表明二极管的单向导电特性越好；如果二极管的正、反向电阻值很相近，表明管子已坏。若正、反向电阻都很大，则明管子内部已断路，不能使用。

3. 稳压二极管的识别检测

稳压二极管在反向击穿前的导电特性与一般二极管相似，因而可以通过检测正反向电阻的方法来判别极性。然后将万用表拨至R×10k挡上，黑表笔接二极管的负极，红表笔接二极管的正极，若此时测的反向电阻值变得很小，说明该管为稳压二极管；若测的反向电阻仍很大，说明该管为普通二极管。

技能能力

六、任务内容

1．普通二极管、稳压管、发光二极管、光电二极管的分类及技术参数认识。

2．普通二极管、稳压管、发光二极管、光电二极管测量。

七、仪表及材料准备

YB4805数字存储半导体管特性图示仪、MF47型万用表、普通二极管、稳压管等各种型号二极管若干。