2.3 二極管

2.3.1 二極管的字母表示及命名

二極管是一種常用的具有一個PN結的半導體晶體器件。

（一）二極管的字母表示

二極管在電路中常用“D”加數字表示，如：D5表示編號為5的二極管。

（二）二極管的命名

根據國家有關標準規定，國產二極管的型號命名由5部分構成，具體如下：

在進行電容的焊接時，電烙鐵應與電容的塑料外殼保持一定的距離，以防止過熱造成塑料套管破裂。并且焊接時間不應超過10s，焊接溫度不應超過260℃。

判別正、負電極方法之一：在二極管的外殼上標有二極管的符號，帶有三角形箭頭的一端為正極，另一端是負極。

見表2-8為二極管材料代號和意義對照表。

表2-8 二極管材料代號和意義對照表

見表2-9為二極管類別代號和意義對照表。

表2-9 二極管類別代號和意義對照表

2.3.2 二極管的分類及電路圖形符號

根據作用的不同，二極管可分為普通二極管、穩壓二極管、整流二極管、發光二極管等。

1.普通二極管

如圖2-42所示為普通二極管的實物及電路圖形符號。

由一個PN結接出相應的電極引線，再加上管殼密封就是一只半導體二極管。

為了防止使用時極性接錯，管殼上標有“—p—”符號或色點，符號箭頭指示方向為正向，色環則表示該端為負極。

二極管正負極接錯，輕則可使電路無法正常工作，重則會燒壞二極管及電路中的其他元器件。

2.穩壓二極管

如圖2-43所示為穩壓二極管的實物及電路圖形符號。

圖2-42 普通二極管

圖2-43 穩壓二極管

穩壓二極管是由硅材料制成的面接觸型二極管，它利用PN結反向擊穿時的電壓基本上不隨電流的變化而變化的特點來達到穩壓的目的。

判別正、負電極方法之二：在點接觸二極管的外殼上，通常標有極性色點（白色或紅色）。一般標有色點的一端即為正極。還有的二極管上標有色環，帶色環的一端則為負極。

穩壓二極管的穩壓作用是通過二極管的PN結反向擊穿后，使其兩端電壓變化很小，基本上維持一個恒定值來實現的。當反向電壓小于擊穿電壓時，反向電流很小；當反向電壓接近擊穿電壓時，反向電流劇增。

穩壓二極管在反向擊穿前的導電特性與普通整流、檢波二極管相似；在擊穿電壓下，只要限制其通過的電流是可以安全工作在反向擊穿狀態下的，管子兩端電壓基本上保持不變，起到了穩壓的作用。

常用穩壓二極管的外形與普通小功率整流二極管相似，有塑料外殼、金屬外殼等封裝形式。

3.整流二極管

如圖2-44所示為整流二極管的實物及電路圖形符號。

圖2-44 整流二極管

將交流電流整流成直流電流的二極管稱整流二極管。

整流二極管主要用于整流電路中，其內部結構為一個PN結，利用PN結的單向導電性，將交流電變為直流電。由于整流二極管的正向電流較大，所以整流二極管多為面接觸型二極管，結面積大，結電容大，但工作頻率低。

整流二極管的外面封裝有金屬殼封裝、塑料封裝和玻璃封裝等多種形式，其管形大小隨整流管的參數而異。

4.發光二極管

如圖2-45所示為發光二極管的實物及電路圖形符號。

發光二極管的內部結構為一個PN結，而且具有二極管的通性，即單向導電性。當發光二極管的PN結上加上正向電壓時，會產生發光現象。

圖2-45 發光二極管

采用不同材料制成的發光二極管可以發出不同顏色的光，比較常見的有紅、綠以及紅外光單色發光二極管，雙向變色發光二極管和三色發光二極管等。

5.雙向觸發二極管

如圖2-46所示為雙向觸發二極管的實物及電路圖形符號。

雙向觸發二極管的正、反向伏安特性完全對稱，當兩端所加正、負電壓的數值小于正向轉折電壓時，呈現高阻態；當兩端所加正、負電壓的數值大于正向轉折電壓時，呈現負阻態。

判別正、負電極方法之三：以阻值較小的一次測量為準，黑表筆所接的一端為正極，紅表筆所接的一端則為負極。

雙向觸發二極管常用來觸發雙向晶閘管，或用于過電壓保護、定時、移相電路中。

6.開關二極管

如圖2-47所示為開關二極管的實物。

圖2-46 雙向觸發二極管

圖2-47 開關二極管

開關二極管用于接通和關斷電路，其特點是反向恢復時間短，能滿足高頻和超高頻應用的需要。

開關二極管是利用二極管的單向導電特性制成的，在半導體PN結加上正向偏壓后，在導通狀態下電阻很小，加上反向偏壓后截止，其電阻很大。開關二極管利用這一特性，在電路中起到控制電流接通或關斷的作用，成為一個理想的電子開關。

7.快恢復二極管

如圖2-48所示為快恢復二極管的實物及電路圖形符號。

圖2-48 快恢復二極管

快恢復二極管有兩個引腳，引線比較粗，有正、負極性之分。

快恢復二極管的開關特性好，反向恢復時間很短，正向壓降低，反向擊穿電壓較高，主要用于開關電源電路中。

8.光敏二極管

如圖2-49所示為光敏二極管的實物及電路圖形符號。

光敏二極管在光線照射下其反向電阻會由大變小。

光敏二極管的頂端有能射入光線的窗口，光線可通過該窗口照射到管芯上。

圖2-49 光敏二極管

判別正、負電極方法之四：觀察二極管外殼，帶有銀色帶一端為負極。

2.3.3 二極管的特性

1.普通二極管的特性

二極管有正極、負極之分，并且導通電流只能從二極管的正極流向負極。

嚴格地說，二極管是一個非線性器件，當二極管兩端的電壓加到一定值時，二極管才開始導通，當電壓大到一定程度時，電流又不再上升。

我們把導通時的電壓稱為起始電壓。不同材料構成的二極管的起始電壓不同，一般來說，鍺材料二極管的起始電壓為0.25V左右，硅材料二極管的起始電壓為0.65V左右。

2.微波爐中的二極管

下面，來認識微波爐的兩種二極管——雙向二極管和高壓二極管。

（1）雙向二極管

雙向二極管并聯于高壓電容器兩端，如圖2-50所示。

圖2-50 微波爐雙向二極管

雙向二極管用于保護磁控管在外界電網電壓過高時，不受開機時電容器充電的過大浪涌電流沖擊而燒壞。另外，由于某種原因使高壓電容器兩端的電壓過高時，雙向二極管擊穿，電容器通過雙向二極管迅速放電，從而有效地保護磁控管和高壓電容器。

有的機型不設置雙向二極管。

檢修時如果沒有同型號二極管更換，也可去除不用，對電路的工作沒有影響，但該機失去了高壓過電壓保護功能。

（2）高壓二極管

高壓二極管也屬于微波爐系統專用器件之一，如圖2-51所示。

高壓二極管在微波爐電路中的作用是整流，其耐壓在萬伏以上，額定電流為1A。

圖2-51 微波爐高壓二極管

普通二極管工作時需要加正偏電壓，即二極管的正極接電源正極，二極管的負極接電源負極。但穩壓二極管此類特殊的二極管工作時需要加反偏電壓，即二極管的正極接電源負極，二極管的負極接電源正極。

2.3.4 二極管的檢測

與電阻器的檢測類似，二極管的檢測也有在路檢測和開路檢測兩種方式。

1.二極管的在路檢測

對于普通二極管，可以利用二極管的單向導通性對其正、反向電阻進行比較，從而判斷二極管的好壞。

（1）極性的判斷

在路檢測時，通過電路板背面的標識可以區分二極管的正極和負極。

（2）在路檢測

二極管的在路檢測方法如下。

1）小心對二極管兩端的引腳進行清潔，去除表面污物，如圖2-52所示，以確保測量準確。

圖2-52 清除二極管表面污物

2）將指針式萬用表的量程調至“R×10k”擋，如圖2-53所示，然后再將兩表筆相接進行調零校正。

圖2-53 選擇合適的擋位

3）將連接萬用表負極的黑表筆接至二極管正極的引腳處，如圖2-54所示，將連接萬用表正極的紅表筆接至二極管負極的引腳處。此時，萬用表會測得當前二極管的正向阻值，記為R₁。

圖2-54 第一次檢測二極管

4）將兩表筆對換，即將接萬用表負極的黑表筆接至二極管的負極，接萬用表正極的紅表筆接至二極管的正極，如圖2-55所示。此時，萬用表會測得二極管的反向阻值，記為R₂。

圖2-55 第二次測量二極管

5）將兩次測得的阻值進行對比。一般來說，二極管的正、反向阻值相差懸殊，正向阻值R₁應為一個固定值，而反向阻值R₂則趨于無窮大：若正向阻值R₁和反向阻值R₂都趨于無窮大，則說明二極管存在斷路故障；若正向阻值R₁和反向阻值R₂都趨于零，則說明二極管存在擊穿短路故障；若正向阻值R₁和反向阻值R₂相近，此時并不能確定二極管是否損壞，因為在路檢測時，常常會受到電路上其他元器件的影響而無法正常測量，這時就需要采用開路的方法進一步檢測。

整流二極管從原理上計講，從輸入交流中得到輸出的直流是整流。以整流電流的大小（100mA）作為界線通常把輸出電流大于100mA的叫整流。

2.二極管的開路檢測

（1）極性的判斷

采用開路檢測方法時，通常需要先判斷二極管的正負極性，其方法如下。

用萬用表的紅、黑表筆分別接二極管的兩個引腳，此時萬用表會測得一個阻值，記為R₁。若阻值R₁為一個固定值，則表明當前紅表筆（接萬用表正極）所檢測的一端為二極管的負極，黑表筆（接萬用表負極）所檢測的一端為二極管的正極，如圖2-56所示。

圖2-56 兩次測量二極管

若阻值R₁趨于無窮大，則表明當前黑表筆所測的一端為二極管的負極，紅表筆所測的一端為二極管的正極。

（2）開路檢測

1）確定了二極管的正負極性后，再對二極管分別進行正向、反向阻值的測量。將所測的正向阻值記為R_a，反向阻值記為R_b。

2）分析測量結果。若正向阻值R_a為一固定阻值，而反向阻值R_b趨于無窮大，則可判定二極管良好；若正向阻值R_a和反向阻值R_b都趨于無窮大，則說明二極管存在斷路故障；若正向阻值R_a和反向阻值R_b都趨于零，則說明二極管存在擊穿短路；若R_a與R_b相近（即相差不大），則說明二極管失去單向導電性或單向導電性不良。

3.微波爐中二極管的檢測

（1）雙向二極管的檢測

如圖2-57所示為雙向二極管的電阻法檢測示意圖。

圖2-57 雙向二極管的電阻法檢測示意圖

電阻法的檢測方法與普通二管的檢測一樣，若測雙向二極管有阻值則為該管擊穿、漏電損壞。雙向二極管擊穿、漏電，一般引起微波爐不加熱或將電源熔絲熔斷。

（2）高壓二極管

如圖2-58所示為高壓二極管的電阻法檢測示意圖。

圖2-58 高壓二極管的電阻法檢測示意圖

電阻法的檢測方法與普通二極管測量方法一樣。

如果測得高壓二極管正反向電阻均有一定值，則該二極管擊穿損壞；如果測得高壓二極管正反向電阻均為無窮大，則該管開路。