发光二极管与光电二极管
发光二极管、光电二极管、变容二极管工作特性图文说明
发光二极管、光电二极管、变容二极管工作特性图文说明1.发光二极管发光二极管的实物和图形符号如图 1.20(b)和(c)所示。
它是一种将电能直接转换成光能的固体器件，简称LED(Light Emitting Diode)。
发光二极管和普通二极管相似，也由一个PN 结组成，结构如图1.20(a)所示。
发光二极管在正向导通时，发出一定波长的可见光。
光的波长不同，颜色也不同。
常见的LED有红、绿、黄等颜色。
发光二极管的驱动电压低、工作电流小，具有很强的抗振动和抗冲击能力，同时由于发光二极管体积小、可靠性高、耗电省、寿命长，被广泛用于信号指示等电路中。
(a) 结构组成(b) 实物(c) 图形符号图1.20发光二极管LED的反向击穿电压一般大于5V，但为使器件长时间稳定而可靠的工作，安全使用电压选择在5V以下，同时发光二极管在使用时也需要串联一个适当阻值的限流电阻。
3．光电二极管光电二极管的结构与普通二极管的结构基本相同，实物和图形符号如图1.21所示，只是在它的PN结处，通过管壳上的一个玻璃窗口能接收外部的光照，从而实现光电转换。
光电二极管的PN结可在反向偏置状态下运行，其主要特点是反向电流与光照度成正比。
图1.21光电二极管实物和图形符号除了上述常见的特殊二极管之外，还有用于高频电路的变容二极管、激光二极管等，其中激光二极管在计算机上的光盘驱动器、激光打印机中的打印头、条形码扫描仪、激光测距、激光医疗、光通信、激光指示等小功率光电设备中得到了广泛的应用。
3.变容二极管变容二极管与普通二极管不同的是其结电容的大小随反向偏压的增加而减小特别明显，因此，变容二极管使用时要反向偏置，其符号如图1.22(a)所示，图(b)是某种变容二极管的特性曲线。
(a)图形符号(b)C-U特性曲线图1.22 变容二极管变容二极管主要应用于高频电子线路中的电子调谐、调频、自动频率控制等电路中。
二极管种类及应用
二极管之邯郸勺丸创作一、二极管的种类二极管有多种类型：按资料分，有锗二极管、硅二极管、砷化镓二极管等；按制作工艺可分为面接触二极管和点接触二极管；按用途分歧又可分为整流二极管、检波二极管、稳压二极管、变容二极管、光电二极管、发光二极管、开关二极管、快速恢复二极管等；接构类型来分，又可分为半导体结型二极管，金属半导体接触二极管等；依照封装形式则可分为惯例封装二极管、特殊封装二极管等。
下面以用途为例，介绍分歧种类二极管的特性。
1．整流二极管整流二极管的作用是将交流电源整流成脉动直流电，它是利用二极管的单向导电特性工作的。
因为整流二极管正向工作电流较大，工艺上多采取面接触结构。
南于这种结构的二极管结电容较大，因此整流二极管工作频率一般小于3kHz。
整流二极管主要有全密封金属结构封装和塑料封装两种封装形式。
通常情况下额定正向T作电流LF在l A以上的整流二极管采取金属壳封装，以利于散热；额定正向工作电流在lA以下的采取全塑料封装。
另外，由于T艺技术的不竭提高，也有很多较大功率的整流二极管采取塑料封装，在使用中应予以区别。
由于整流电路通常为桥式整流电路(如图1所示)，故一些生产厂家将4个整流二极管封装在一起，这种冗件通常称为整流桥或者整流全桥(简称全桥)。
罕见整流二极管的外形如图2所示。
选用整流二极管时，主要应考虑其最大整流电流、最大反向丁作电流、截止频率及反向恢复时间等参数。
普通串联稳压电源电路中使用的整流二极管，对截止频率的反向恢复时间要求不高，只要根据电路的要求选择最大整流电流和最大反向工作电流符合要求的整流二极管(例如l N系列、2CZ系列、RLR系列等)即可。
开关稳压电源的整流电路及脉冲整流电路中使用的整流二极管，应选用工作频率较高、反向恢复时间较短的整流二极管或快恢复二极管。
2．检波二极管检波二极管是把叠加在高频载波中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。
检波二极管要求正向压降小，检波效率高，结电容小，频率特性好，其外形一般采取EA玻璃封装结构。
二极管及其种类与识别
稳压二极管
稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用！
. 稳压二极管的参数:
（1）稳定电压 （2）电压温度系数（3）动态电阻（4）稳定电流 ， 最大、最小稳定电流（5）最大允许功耗
稳压二极管
稳压二极管是利用PN结反向击穿特性所表现出的稳压性能制成的器件。 稳压管的主要参数有：①稳压值VZ 。指当流过稳压管的电流为某一规 定值时，稳压管两端的压降。目前各种型号的稳压管其稳压值在2～ 200V，以供选择。②电压温度系数。稳压管的稳压值VZ的温度系数在 VZ低于4V时为负温度系数值；当VZ的值大于7V时，其温度系数为正 值；而VZ的值在6V左右时，其温度系数近似为零。目前低温度系数的 稳压管是由两只稳压管反向串联而成，利用两只稳压管处于正反向工 作状态时具有正、负不同的温度系数，可得到很好的温度补偿。例如 2DW7型稳压管是稳压值为±6～7V的双向稳压管。③动态电阻rZ。表 示稳压管稳压性能的优劣，一般工作电流越大，rZ越小。④允许功耗 PZ。由稳压管允许达到的温升决定，小功率稳压管的PZ值为100～ 1000mW,大功率的可达50W。⑤稳定电流IZ。测试稳压管参数时所加 的电流。实际流过稳压管的电流低于IZ时仍能稳压，但rZ较大。
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检波二极管
检波的作用是把调制在高频电磁波的低频信号检出来。检波二极管要求结电 容小，反向电流小，所以检波二极管常采用点触式二极管。
变容二极管
变容二极管是利用PN结的空间电荷层具有电容特性的原理制成的特殊二极管。它的特点是 结电容随加到管子上的反向电压大小而变化。在一定范围内，反向偏压越小，结电容越大； 反之，反向电容偏压越大，结电容越小。人们利用变容二极管的这种特性取代可变电容器 的功能。变容二极管多采用硅或砷化镓材料制成，采用陶瓷或环氧树脂封装。变容二极管 在电视机、收音机和录像机中多用于调谐电路和自动频率微调电路中。
各种二极管的性能和应用
PN 结 在一块纯净的半导体晶片上，采用特殊的掺杂工艺，在两侧分别掺入三价元素和 五价元素。一侧形成P型半导体，另一侧形成N型半导体，如图6.2所示。 在结合面的两侧分别留下了不能移动的正负离子，呈现出一个空间电荷区。这个 空间电荷区就称为PN结。
PN结单向导电性－－正偏（P＋N－）导通，反偏（P－N＋）载止。
PN结
2/33
Diode
二极管 1： 二极管的分类。 LG二极管按功能分类： 1.整流二极管（Rectifier Diode） 2.开关二极管（Switching Diode）也叫快速恢复二极管 3.肖特基二极管（Schottky Diode） 3.稳压管（Zener Diode） 4.瞬态电压抑制二极管（TVS Diode） 5.发光二极管（Light-emitting Diode） 6.其他类型：红外二极管（LED的一种，遥控器）， 变容二极管（Varactor Diode，高频调谐，早期收音模块）， 光电二极管（Photo Diode，光信号转电信号，接收头一部分/SMPS PC901/激光头ABCD）， 二极管的结构如右图所示。
30 C′
R
1 A′ 00
C
A 0.2 0.4 5 - 0.6 0.8 5 （μA ）
uv/V
D D′
图1.7 二极管伏安特性曲线
这个电流愈小二极管的单向导电性愈好。温升时，IRM增大。
2/33
Diode
3.二极管级间电容 二极管的两极之间有电容，此电容由两部分组成：势垒电容CB和扩散电容CD。 当外加电压发生变化时，耗尽层的宽度要相应地随之改变，即PN结中存储的电荷量要随之变化，就像电容充放电一样。
Zener Diode （稳压二极管）
TVS Diode （瞬态抑制电压二 极管）
二极管及应用PPT课件
NO.3 光电（光敏）二极管
1、符号
NO.3 光电（光敏）二极管
2、特性：将光信号转变成电信号 3、工作条件：加反向电压。工作在反向偏置状态（反向 截止区）。
NO.3 光电（光敏）二极管
4、主要参数： （1）最高工作电压 VRM：光电二极管在无光照条件下，反 向电流不超过 0.1 A 时所能承受的最高反向电压。VRM 越 大，管子性能越稳定。
6、两个稳压二极管串联 （1）U导通=0.7V，UZ1=6V，UZ2=8V。 ③两反
NO.2 稳压二极管
6、两个稳压二极管串联 （1）U导通=0.7V，UZ1=6V，UZ2=8V。 ④两正
NO.2 稳压二极管
7、两个稳压二极管并联 假设两个硅稳压二极管，VZ1的稳压值是6V，VZ2的稳压值是
8V，他们的导通压降均为0.7V。现将他们两并联，可以得到几种输 出电压值？
NO.2 稳压二极管
7、两个稳压二极管并联 （1）U导通=0.7V，UZ1=6V，UZ2=8V。 ①一正一反
NO.2 稳压二极管
7、两个稳压二极管并联 （1）U导通=0.7V，UZ1=6V，UZ2=8V。 ②一反一正
NO.2 稳压二极管
7、两个稳压二极管并联 （1）U导通=0.7V，UZ1=6V，UZ2=8V。 ③两反
8V，他们的导通压降均为0.7V。现将他们两串联，可以得到几种输 出电压值？
NO.2 稳压二极管
6、两个稳压二极管串联 （1）U导通=0.7V，UZ1=6V，UZ2=8V。 ①一正一反
NO.2 稳压二极管
6、两个稳压二极管串联 （1）U导通=0.7V，UZ1=6V，UZ2=8V。 ②一反一正
NO.2 稳压二极管
NO.4 变容二极管
发光二极管与光电二极管
最大稳定工作电流取决于最大耗散功率，即 PZmax =VZIZmax 。而Izmin对应VZmin。 若IZ＜IZmin则不 能稳压。
思考练习
第1章 半导体二极管
1.4 特殊二极管
一、稳压二极管
课程引入
例1：稳压管的稳压过程。
教学目标 重点难点
IR
IZ Io
教学内容
思考练习
RL
Io
IR
Vo
IZ IR
Vo
第1章 半导体二极管
1.4 特殊二极管
二、发光二极管与光电二极管
课程引入 教学目标 重点难点 教学内容 思考练习
1、发光二极管
发光二极管(LED):是一种将电能转化为光能的特殊二极管,根据 材料的不同可发出红、绿、兰、黄光泽。其工作电压一般为(1.5～ 3V),工作电流为(10mA～30mA)。
（1）工作原理（与光电二极管相反） 当管子正向偏置并通过一定的电流时，
会发出一定波长的光。
（2）发光光谱比较窄 波长由二极管基本材料决定
第1章 半导体二极管
1.4 特殊二极管
二、发光二极管与光电二极管
课程引入
1、发光二极管
教学目标
例2
重点难点
R
S
5V
LED
教学内容
思考练习
S闭和，LED亮；S端开，LED灭
第1章 半导体二极管
1.4 特殊二极管
二、发光二极管与光电二极管
课程引入 教学目标 重点难点 教学内容 思考练习
2、光电二极管 是一种将光信号转化为电信号的特殊二极管,如影碟机中
的激光二极管. （1）符号以及特性曲线
（2）光电转换原理
（3）用途：光控元件
光电二极管
光电二极管又名：photodiode光电二极管是一种能够将光根据使用方式，转换成电流或者电压信号的光探测器。
光电二极管与常规的半导体二极管基本相似，只是光电二极管可以直接暴露在光源附近或通过透明小窗、光导纤维封装，来允许光到达这种器件的光敏感区域来检测光信号。
许多用来设计光电二极管的二极管使用了一个PIN结，而不是一般的PN结，来增加器件对信号的响应速度。
光电二极管常常被设计为工作在反向偏置状态。
工作原理一个光电二极管的基础结构通常是一个PN结或者PIN结。
当一个具有充足能量的光子冲击到二极管上，它将激发一个电子，从而产生自由电子（同时有一个带正电的空穴）。
这样的机制也被称作是内光电效应。
如果光子的吸收发生在结的耗尽层，则该区域的内电场将会消除其间的屏障，使得空穴能够向着阳极的方向运动，电子向着阴极的方向运动，于是光电流就产生了。
实际的光电流是暗电流和光照产生电流的综合，因此暗电流必须被最小化来提高器件对光的灵敏度。
光电压模式当偏置为0时，光电二极管工作在光电压模式，这是流出光电二极管的电流被抑制，两端电势差积累到一定数值。
光电导模式当工作在这一模式时，光电二极管常常被反向偏置，急剧的降低了其响应时间，但是噪声不得不增加作为代价。
同时，耗尽层的宽度增加，从而降低了结电容，同样使得响应时间减少。
反向偏置会造成微量的电流（饱和电流），这一电流与光电流同向。
对于指定的光谱分布，光电流与入射光照度之间呈线性比例关系。
尽管这一模式响应速度快，但是它会引发更大的信号噪声。
一个良好的PIN二极管的泄漏电流很小（小于1纳安），因此负载电阻的约翰逊&mid dot;奈奎斯特噪声（Johnson–Nyqu ist noise）会造成较大的影响。
其他工作模式雪崩光电二极管具有和常规光电二极管相似的结构，但是需要高得多的反向偏置电压。
这将允许光照产生的载流子通过雪崩击穿大量增加，在光电二极管内部产生内部增益，从而进一步改善器件的响应率。
光电子实验
目录实验一发光二极管、光电二极管和光电三极管的应用实例（光开关）实验二光电器件伏安特性测试实验实验三光电器件光照特性测试实验实验四制作简易光功率计和测量激光器的光功率实验五LED光源I —P特性曲线测试实验一发光二极管、光电二极管和光电三极管的应用实例（光开关）实验目的：1. 具体了解常用半导体光电器件的使用方法和电路，培养同学的动手能力。
2. 通过实验中的应用光电器件的电路的制作，提高分析和解决实际问题的能力。
实验器材：1. 半导体光电器件：发光二极管、光电二极管、光电三极管、反射型光电开关。
2. 电子器件：半导体三极管（NPN型：9013）、电阻3. 电路板（Light Switch Circuit ）、导线、焊接材料、干电池（6V ）。
4. 工具：万用电表、电烙铁、剪刀、镊子。
实验内容和步骤：1. 发光二极管（LED的研究1）按照图1-1连接电路板（Light Switch Circuit ）中Fig.1所示的电路，发光二极管相对于电源处于正向连接。
观察发光二极管的发光情况，记录毫安表的电流及其方向；发光二极管引脚图图1-12）按照图1-2连接电路板（Light Switch Circuit ）中Fig.1所示的电路，发光二极管相对于电源处于反向连接，观察发光二极管的发光情况，记录毫安表的电流及其方向;图1-22. 光电二极管（photodiode）的研究1）按照图1-3连接电路板（Light Switch Circuit对于电源处于正向连接。
测量并记录其电流及其方向;2）按照图1-4连接电路板（Light Switch Circuita）有光照时和b）无光照时时电流，并作记录（包括电流的方向）；3. 光电三极管的研究1）按照图1-5连接电路板（Light Switch Circuit对于电源处于反向连接。
图1-3图1-5光电三极管引脚图）中Fig.2所示的电路，光电二极管相）中Fig.2所示的电路，光电二极管相对于电源处于反向连接。
光电子器件教材
光电子器件教材
光电子器件是一种把光能转换为电能或把电能转换为光能的电子
器件。
它可以根据输入能量和控制信号自动发生变化，对环境、温度、压力等变量响应灵敏。
由于有着宽泛的应用，光电子器件开始受到越
来越多的关注，是近几十年研究最多的一类电子器件。
光电子器件一般包括发光二极管（LED）、激光二极管（LD）、
光电二极管（PD）、发射器（EMI）和探测器（DMI）等，按其输出信
号又可分为直接光信号和交叉光信号，交叉信号分为相位和强度两种。
在应用上，目前光电子器件的主要应用在五大领域：通信技术，雷达
技术，医学技术，电子和信号处理技术以及计算机光学技术。
从原理上说，光电子器件可分为两大类：发光二极管和光电二极管。
发光二极管以交叉光信号形式在两个端口形成开关，当端口供应
电流时，它就可以发出光信号，可以用于指示和检测等。
光电二极管
是一种特殊的传感器，它可以根据照亮时的电流变化来检测光信号，
用来检测、测量和计算等。
光电子器件的发展为我们的现代生活增添了很多便利，它不仅可
以用于日常生活中，而且在一些科研尖端技术领域也发挥着重要作用。
因此，学习和了解光电子器件是非常必要的。
发光二极管和光电二极管的工作原理
发光二极管和光电二极管的工作原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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发光二极管（Light Emitting Diode，LED）是一种将电能转换为光能的半导体器件。
二极管功能种类及应用
二极管功能种类及应用二极管是一种半导体器件，具有单向导电性能，广泛应用于电子电路中。
本文将介绍二极管的功能种类及其应用。
功能种类：1. 整流二极管（Rectifier diode）：主要用于将交流电转换为直流电。
在整流电源中，整流二极管的作用是只允许电流在一个方向上通过，将交流信号转换为具有单向导电性质的直流信号。
2. 齐纳二极管（Zener diode）：主要用于稳压和电压参考。
齐纳二极管在其反向工作区域具有稳定的电压特性，可以用作稳压器或电压参考元件，使电路中的电压保持在特定的范围内。
3. 光电二极管（Photodiode）：主要用于光电转换。
光电二极管能够将光能转换为电能，常用于光电探测器、光电传感器、光通信和光测量等领域。
4. 发光二极管（Light-emitting diode，LED）：主要用于发光。
发光二极管具有发光特性，可将电能转换为光能，广泛应用于显示屏、指示灯、照明等领域。
5. 肖特基二极管（Schottky diode）：主要用于高频、高速开关和整流。
肖特基二极管具有较低的正向压降和快速开关特性，适用于高频电路、高速开关电路和功率电路。
6. 可变电容二极管（Varactor diode）：主要用于电容调节。
可变电容二极管的电容值可以通过调节反向偏置电压来实现，常用于电子调谐电路、频率合成电路和频率调制电路等。
7. 热敏二极管（Thermistor）：主要用于温度测量和控制。
热敏二极管的电阻值随温度的变化而变化，可用于测量和控制温度，广泛应用于温度传感器、温控电路等。
应用：1. 整流器：整流二极管常用于电源中的整流电路，将交流电转换为直流电，为后续电路提供稳定的直流电源。
2. 电压稳压器：齐纳二极管常用于稳压电路中，通过控制反向电压来保持电路中的电压稳定。
3. 光电传感器：光电二极管常用于光电传感器中，能够将光信号转换为电信号，用于检测光强、测量距离等。
4. 显示器：发光二极管常用于显示屏、指示灯等领域，通过发光实现信息的显示和指示。
光电传感器的组成
光电传感器的组成
光电传感器是一种能够将光信号转换为电信号的设备，常用于检测、测量、定位等应用。
光电传感器的组成主要包括光源、光电二极管（Photodiode）或光电晶体管（Phototransistor）以及相关的电路。
以下是光电传感器的基本组成部分：
1.光源：
光电传感器的光源通常是一个发光二极管（LED）。
LED会发出特定波长的光，根据应用需求，可以选择不同颜色的LED。
光源的稳定性和亮度对传感器性能至关重要。
2.光电二极管（Photodiode）或光电晶体管（Phototransistor）：
光电二极管是一种能够将光信号转换为电流信号的半导体器件。
当光照射到光电二极管上时，它会产生电流。
光电晶体管类似，但它可以放大电流信号。
这两者是光电传感器中常用的光敏元件。
3.光学透过装置：
用于引导、集中或散射光线，以便更好地捕捉目标的光信号。
这可能包括透镜、光纤等光学组件。
4.接收电路：
用于处理从光电二极管或光电晶体管获取的电流信号。
这可能包括放大器、滤波器、比较器等电路，以确保传感器的灵敏度和稳定性。
5.输出接口：
将传感器产生的电信号转换为数字信号或模拟信号，以便与其他电子设备进行通信。
这可以是模拟输出电压、数字脉冲或其他形式的信号。
这些组件共同工作，使光电传感器能够检测光信号并将其转换为电信号，从而实现各种应用，如物体检测、位置测量、光电编码等。
在实际应用中，具体的光电传感器的设计和性能会因传感器类型和用途而异。
光电二极管的结构和原理
光电二极管的结构和原理光电二极管是应用广泛的一种电子器件，它是一种能够将光信号转化为电信号的器件，广泛应用于电信领域、信息技术、传感器等领域。
一、光电二极管的结构光电二极管是一种特殊的半导体二极管，其结构一般由两个区域组成，即P型和N型半导体区域，它们分别称为P区域和N区域。
P区域含有多个空穴，而N区域则含有多个自由电子。
当这两部分形成PN结时，就会出现电子和空穴的扩散运动。
光电二极管还包括接收光信号的透镜等组成部分。
透镜是将光聚焦到光电二极管的PN结上，使光电二极管的PN结受到光照射。
二、光电二极管的原理1. PN结原理光电二极管是基于PN结的原理设计制作的。
PN结是一种半导体材料中的结构，包括P型半导体和N型半导体两部分。
在PN结的P区域中，充满了空穴，而在N区域中则充满了自由电子。
当两部分结合在一起时，空电子和自由电子开始进行扩散与约束的运动。
空穴从P区域开始，并在与自由电子碰撞并重新结合后逐渐消失，而自由电子则从N区域开始，并在与空穴碰撞后逐渐消失。
PN结的一个重要的性质是其电阻特性。
当PN结未被光照射时，其内部存在一个势垒，导致电子从N区域向P区域扩散，并在PN 结的势垒处失去能量，不能通过PN结。
但是，当PN结被光照射时，光子会被材料吸收并激发电子，使电子从势垒中脱离，通过PN结到达另一端，并产生电流。
2. 光子的能量在光电二极管中，光子是被用来传达信息的。
当光照射到光电二极管的PN结上时，能量会被吸收并导致电子跳出势垒的束缚，并产生一个电子空穴对，从而产生一个电流流动。
光子的能量和波长之间存在着关系，当光子的能量越高时，其波长越短。
这种能量-波长关系称为能谱，是光电二极管操作的关键所在。
能量高的光子将带来更高的光电流，因此光子的能量和波长是优先考虑的因素。
三、光电二极管的应用光电二极管广泛应用于各种光信息处理和控制领域，如：1. 通信：光电二极管可以用于光通信，在智能手机和网络路由器等设备中起着重要的作用。
常见的二极管种类
常见的二极管种类
常见的二极管种类有普通二极管、肖特基二极管、发光二极管和光电二极管。
一、普通二极管
普通二极管是一种基本的电子元件，它由P型半导体和N型半导体组成。
普通二极管主要用于整流电流、保护电路和信号检测等方面。
普通二极管的特点是具有较高的导通电压和较低的反向电流。
常见的普通二极管有1N4148、1N4007等。
二、肖特基二极管
肖特基二极管是一种利用金属与半导体之间的肖特基障垒形成的二极管。
它具有较低的导通电压和快速的开关速度。
肖特基二极管适用于高频电路、开关电路和功率控制等领域。
常见的肖特基二极管有1N5819、BAT54S等。
三、发光二极管
发光二极管（LED）是一种能够将电能转化为光能的二极管。
它具有小尺寸、低功耗和长寿命等特点。
发光二极管广泛应用于指示灯、显示屏、照明和通信等领域。
常见的发光二极管有红色、绿色、蓝色等。
四、光电二极管
光电二极管是一种能够将光信号转化为电信号的二极管。
它具有高
灵敏度、快速响应和较低的噪声等特点。
光电二极管常用于光电传感器、光电开关和光通信等领域。
常见的光电二极管有光敏二极管、光电晶体管等。
以上是常见的四种二极管种类。
普通二极管主要用于整流和保护电路，肖特基二极管适用于高频电路和功率控制，发光二极管用于指示灯和显示屏，光电二极管用于光电传感和光通信。
不同种类的二极管在电子设备中起到了重要的作用，它们的特性和应用领域各有不同，为电子技术的发展做出了贡献。
二极管的符号、判别、参数和分类
二极管符号二极管（国标）二极管的判别及参数1.简述半导体是一种具有特殊性质的物质，它不像导体一样能够完全导电，又不像绝缘体那样不能导电，它介于两者之间，所以称为半导体。
半导体最重要的两种元素是硅(读“guī”)和锗(读“zhě”)。
我们常听说的美国硅谷，就是因为那里有好多家半导体厂商。
二极管应该算是半导体器件家族中的元老了。
很久以前，人们热衷于装配一种矿石收音机来收听无线电广播，这种矿石后来就被做成了晶体二极管。
二极管最明显的性质就是它的单向导电特性，就是说电流只能从一边过去，却不能从另一边过来(从正极流向负极)。
我们用万用表来对常见的1N4001型硅整流二极管进行测量，红表笔接二极管的负极，黑表笔接二极管的正极时，表针会动，说明它能够导电；然后将黑表笔接二极管负极，红表笔接二极管正极，这时万用表的表针根本不动或者只偏转一点点，说明导电不良(万用表里面，黑表笔接的是内部电池的正极)。
常见的几种二极管中有玻璃封装的、塑料封装的和金属封装的等几种。
像它的名字，二极管有两个电极，并且分为正负极，一般把极性标示在二极管的外壳上。
大多数用一个不同颜色的环来表示负极，有的直接标上“—”号。
大功率二极管多采用金属封装，并且有个螺母以便固定在散热器上。
2．半导体二极管的极性判别及选用(1) 半导体二极管的极性判别一般情况下，二极管有色点的一端为正极，如2AP1～2AP7，2AP11～2AP1 7等。
如果是透明玻璃壳二极管，可直接看出极性，即内部连触丝的一头是正极，连半导体片的一头是负极。
塑封二极管有圆环标志的是负极，如IN4000系列。
无标记的二极管，则可用万用表电阻挡来判别正、负极，万用表电阻挡示意图见图T304。
根据二极管正向电阻小，反向电阻大的特点，将万用表拨到电阻挡(一般用R ×100或R×1k挡。
不要用R×1或R×10k挡，因为R×1挡使用的电流太大，容易烧坏管子，而R×10k挡使用的电压太高，可能击穿管子)。
光电元件知识点总结
光电元件知识点总结一、光电元件的定义光电元件是一种可以把光信号转换成电信号的器件，或者把电信号转换成光信号的器件。
光电元件具有灵敏度高、响应速度快、可靠性好等特点，广泛应用于光通信、光电子、光电测量、光电开关等领域。
二、光电元件的分类光电元件主要包括光电探测器、光电脉冲调制器、光发射器件等几大类。
其中光电探测器主要包括光电二极管、光电三极管、光敏电阻、光电场效应管等；光电脉冲调制器主要包括光电开关、光电倍增管、光电触发器等；光发射器件主要包括LED、LD、光电继电器等。
三、光电二极管光电二极管是一种将光信号转换为电信号的器件。
它主要由PN结及PN结两侧的金属电极组成。
当光线照射到PN结上时，光子能量会导致PN结的电子和空穴对被激发出来，从而产生电流。
光电二极管的工作波长范围取决于所使用的半导体材料，一般包括可见光和红外光等不同波长范围。
四、光电三极管光电三极管是一种依靠光信号控制电信号的器件。
它是在三极管基础上加上一个光敏电阻接在基极和发射极间的器件，当光线照射到光敏电阻上时，会改变光敏电阻的电阻值，从而影响基极与发射极之间的电流。
光电三极管的输出电流与输入光信号的强度呈线性关系。
五、光敏电阻光敏电阻是一种可以将光信号转换为电阻信号的器件。
它是一种半导体材料加工成薄膜状，当光线照射到其表面时，光子能量会激发出电子和空穴对，从而改变材料的电阻值。
光敏电阻的灵敏度取决于其材料的光敏特性和加工工艺。
六、光电场效应管光电场效应管是一种可以将光信号转换为电信号的器件。
它采用光电效应和场效应相结合的原理来实现。
当光线照射到场效应管的栅极上时，会激发出光电子，从而改变栅极和源极之间的电流，实现光信号的转换功能。
七、光电开关光电开关是一种利用光信号控制电信号开关的器件。
它主要由发光器件和光敏探测器两部分组成，当光线照射到光敏探测器上时，会产生电信号，从而控制开关的闭合和断开。
八、光电倍增管光电倍增管是一种可以将光信号转换为电信号并进行放大处理的器件。
光电耦合器工作原理
光电耦合器工作原理光电耦合器，也被称为光电隔离器，是一种用于隔离高电压与低电压之间的传感器设备。
在工业控制、通讯、医疗设备等领域广泛使用。
它将电学信号和光学信号转换成相应的信号输出，其中电学信号只能通过微小电容和微小电阻，以保证两个回路相互独立，安全可靠，不影响系统的性能。
1. 光电耦合器的构成光电耦合器的主要组成部分包括：发光二极管、光电二极管和光隔离体。
其中发光二极管是将电能转化成光能，光电二极管是将光能转化成电能，光隔离体则使得这两个电路相互独立。
发光二极管（LED）是光电耦合器的输出端，是将电能转化成光能的电子器件。
它通过正向电流激励发射区使得它产生了发射光，同时发射的波长也可以是红光、黄光、绿光等多种颜色。
与发光二极管相对应的接收端就是光电二极管（PD），它是将光能转化成电能的电子器件，具有以下性质：线性度高、响应速度较快、接收灵敏度高、波长范围宽，因此在光电耦合器中被广泛使用。
光学隔离体主要是在光电耦合器的发射端和接收端之间，将它们进行了隔离。
具体来说，光隔离体可以将发射端和接收端之间的电路隔离开来，避免了电路之间的干扰和短路等安全隐患。
2. 光电耦合器的工作原理光电耦合器的工作原理可以用以下流程图表示：晶体管和其他半导体器件的加工技术可以实现多车间的自动化生产制造吗？(1) 发射端的工作原理在光电耦合器的发射端，电源和发光二极管的阳极连接在一起。
当电源加电后，电流从电源经过正极，然后激励发光二极管的发射多极区，从而激发出发光二极管的发出光信号。
这个过程被称为电动力转换成光动力。
(2) 光学隔离体的工作原理在光学隔离体内部，有一个控制区域能够实现电之间的隔离。
这个隔离是由一个透明的光隔离体完成，它能够防止电流的交叉干扰，以达到在高电压和低电压条件下的实现安全。
(3) 接收端的工作原理在光电耦合器的接收端，信号电路和光电二极管的阴极连接，形成一个接收电路。
在外来光线照射下，光将被光电二极管的阳极吸收，逐渐转化成电流通过接收电路输出。
为什么发光二极管采用正向偏置而光电二极管采用反向偏置
当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。
在电子电路中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端，二极管就会导通，这种连接方式，称为正向偏置。
光电二极管反向偏置，是因为无光照时，反向电流很小，称为暗流。
有光照时，电流会急剧增加，称为光电流。
它的基本结构与普通二极管相似，管壳上装有玻璃窗口以便接受光照。
1．常用小型发光二极管的主要特性：①发光二极管是一个单向导电器件。
只允许电流从正极流向负极．只有正向接入时才导通并发光．反向接入则截止不通．当然也不发光(图7)。
这一点与普通二极管相似。
但发光二极管的管压降比普通二极管大，约为2V左右，电源电压必须大于管压降，发光二极管才能工作。
②发光二极管的亮度与其工作电流If有关，一般当If=1mA时起辉．随着lf的增加亮度不断增大．但当lf≥5mA 后．亮度增加不显著。
另外，发光二极管的最大工作电流一般为20～30mA，超过此值将损坏发光二极管。
因此，工作电流lF应在5～20mA范围内选择，为节省电能，一般选择lf=5mA。
③发光二极管的反向击穿电压一般在5V左右．使用中不应使发光二极管承受超过5V的反向电压(图7b中，相对发光二极管VD而言．电源GB就是一个反向电压)．否则发光二极管将被击穿损坏。
2．发光二极管正、负极判断与检测：①肉眼观察法。
发光二极管是一个有正、负极之分的器件，使用前应先分清它的正、负极。
由于发光二极管的管体一般都是用透明塑料制成，可以用肉眼观察来识别它的正、负极：将发光二极管拿起在明亮处，从侧面观察两条引出线在管体内的形状．较小的是正极．较大的是负极(见图6b)。
也可以用万用表或简易电路在检测发光二极管好坏的同时，判断出它的正、负极。
②万用表检测法。
用万用表检测发光二极管时，必须使用“R×lOk”档。
困为前面我们已经讲过。
发光二极管的管压降为2V．而万用表处于“R×lk”及其以下各电阻挡时．表内电池仅为1．5V。
光电门传感器的工作原理
光电门传感器的工作原理光电门传感器是一种常见的电子元件，它通过光电效应来检测物体的存在与否。
它的工作原理是利用光电二极管和发光二极管之间的光电转换效应。
光电二极管是一种特殊的二极管，其PN结部分被特殊材料掺杂后，可以将光能转化为电能。
当光照射到光电二极管上时，光子激发了其中的电子，使其获得足够的能量跃迁到导带中，从而形成电流。
光电二极管的导电能力与入射光的强度成正比，因此可以通过测量电流的大小来确定光的强度。
发光二极管是一种特殊的二极管，它能够将电能转化为光能。
当正向偏置电压施加在发光二极管上时，电子从N区向P区注入，与空穴复合时释放出能量，产生光子。
这些光子通过PN结边界的能带差距而产生，其能量与波长与半导体材料的带隙能量相关。
在光电门传感器中，光电二极管和发光二极管通常被放置在一个封闭的壳体内，壳体的一侧是发光二极管，另一侧是光电二极管。
当没有物体遮挡时，发光二极管发出的光会直接照射到光电二极管上，使光电二极管产生电流。
而当有物体遮挡时，物体会阻挡光线的传播，导致光电二极管上的光减弱或消失，从而减小或中断了电流的流动。
通过测量光电二极管上的电流变化，可以判断物体的存在与否。
当光电门传感器检测到有物体遮挡时，它会输出一个信号，用于控制其他电子设备的工作。
例如，在自动门系统中，光电门传感器可以检测到有人靠近门口，从而触发门的开启动作。
在自动售货机中，光电门传感器可以检测到物品是否已经取走，从而触发售货机的结账程序。
除了基本的存在检测功能外，光电门传感器还可以通过调整光源的亮度和灵敏度来实现不同的应用需求。
例如，在一些需要检测物体颜色的应用中，可以通过改变发光二极管的颜色来实现对不同颜色物体的检测。
总结一下，光电门传感器的工作原理是利用光电二极管和发光二极管之间的光电转换效应，通过测量光电二极管上的电流变化来判断物体的存在与否。
它在自动门系统、自动售货机等领域有着广泛的应用。
通过调整光源的亮度和灵敏度，可以实现对不同应用需求的适配。
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思考练习：
1.稳压二极管有何特点？为使稳压管正常工作， 其工作电压、电流应如何选择？
重点难点 教学内容
2.发光和光电二极管有何用处？使用中应注意 哪些问题？
定的稳压管反向 工作电流IZ下，所对应的
反向工作电压。
思考练习
第1章 半导体二极管
1.4 特殊二极管
一、稳压二极管
课程引入 教学目标 重点难点 教学内容 思考练习
(2) 动态电阻rZ
rZ =VZ /IZ， rZ愈小，反映稳压管的击穿特 性愈陡。
(3) 最大耗散功率 PZM
最大功率损耗取决于PN结的面积和散热等条件。 反向工作时PN结的功率损耗为 PZ= VZ IZ，由 PZM和 VZ可以决定IZmax。
（1）工作原理（与光电二极管相反） 当管子正向偏置并通过一定的电流时，
会发出一定波长的光。
（2）发光光谱比较窄 波长由二极管基本材料决定
第1章 半导体二极管
1.4 特殊二极管
二、发光二极管与光电二极管
课程引入
1、发光二极管
教学目标
例2
重点难点
R
S
5V
LED
教学内容
思考练习
S闭和，LED亮；S端开，LED灭
思考练习
第1章 半导体二极管
1.4 特殊二极管
一、稳压二极管
课程引入 教学目标 重点难点 教学内容 思考练习
1、基本概念
稳压二极管是应用在反向击 穿区的特殊硅二极管。稳压二极 管的伏安特性曲线与硅二极管的 伏安特性曲线完全一样。
第1章 半导体二极管
1.4 特殊二极管
一、稳压二极管
课程引入 教学目标 重点难点 教学内容
第1章 半导体二极管
1.4 特殊二极管
一、稳压二极管
课程引入
(4) 最大稳定工作电流 IZmax 和最小稳定工作电流IZmin
教学目标 重点难点 教学内容
最大稳定工作电流取决于最大耗散功率，即 PZmax =VZIZmax 。而Izmin对应VZmin。 若IZ＜IZmin则不 能稳压。
思考练习
第1章 半导体二极管
1.4 特殊二极管
一、稳压二极管
课程引入
例1：稳压管的稳压过程。
教学目标 重点难点
IR
IZ Io
教学内容
思考练习
RL
Io
IR
Vo
IZ IR
Vo
第1章 半导体二极管
1.4 特殊二极管
二、发光二极管与光电二极管
课程引入 教学目标 重点难点 教学内容 思考练习
1、发光二极管
发光二极管(LED):是一种将电能转化为光能的特殊二极管,根据 材料的不同可发出红、绿、兰、黄光泽。其工作电压一般为(1.5～ 3V),工作电流为(10mA～30mA)。
稳压二极管在工作时 应反接，并串入一只电阻。
电阻起限流作用，保 护稳压管；其次是当输入电 压或负载电流变化时，通过 该电阻上电压降的变化，取 出误差信号以调节稳压管的 工作电流，从而起到稳压作 用。
思考练习
第1章 半导体二极管
1.4 特殊二极管
一、稳压二极管
课程引入
2、主要参数
教学目标 重点难点 教学内容
第1章 半导体二极管
1.4 特殊二极管
二、发光二极管与光电二极管
课程引入 教学目标 重点难点 教学内容 思考练习
2、光电二极管 是一种将光信号转化为电信号的特殊二极管,如影碟机中
的激光二极管. （1）符号以及特性曲线
（2）光电转换原理
（3）用途：光控元件
第1章 半导体二极管
1.4 特殊二极管
课程引入 教学目标
第1章 半导体二极管
1.4 特殊二极管
课程引入 教学目标 重点难点 教学内容
教学目标： 1.掌握稳压二极管的稳压原理 2.熟悉二极管的主要参数 3.了解发光二极管和光电二极管的特性
思考练习
第1章 半导体二极管
1.4 特殊二极管
课程引入 教学目标
重点难点： 1.稳压管的性能、使用方法
重点难点
教学内容