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    正向性
    外加正向電壓時,在正向特性的起始部分,正向電壓很小,不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場的阻擋作用,正向電流幾乎為零,這一段稱為死區(qū)。這個不能使二極管導(dǎo)通的正向電壓稱為死區(qū)電壓。當正向電壓大于死區(qū)電壓以后,PN結(jié)內(nèi)電場被克服,二極管正向?qū)?,電流隨電壓增大而迅速上升。在正常使用的電流范圍內(nèi),導(dǎo)通時二極管的端電壓幾乎維持不變,這個電壓稱為二極管的正向電壓。當二極管兩端的正向電壓超過一定數(shù)值 ,內(nèi)電場很快被削弱,特性電流迅速增長,二極管正向?qū)ā? 叫做門坎電壓或閾值電壓,硅管約為0.5V,鍺管約為0.1V。硅二極管的正向?qū)▔航导s為0.6~0.8V,鍺二極管的正向?qū)▔航导s為0.2~0.3V。
    小功率二極管的N極(負極),在二極管外表大多采用一種色圈標出來,有些二極管也用二極管專用符號來表示P極(正極)或N極(負極),也有采用符號標志為“P”、“N”來確定二極管極性的。發(fā)光二極管的正負極可從引腳長短來識別,長腳為正,短腳為負。用數(shù)字式萬用表去測二極管時,紅表筆接二極管的正極,黑表筆接二極管的負極,此時測得的阻值才是二極管的正向?qū)ㄗ柚担@與指針式萬用表的表筆接法剛好相反。
    半導(dǎo)體是一種具有特殊性質(zhì)的物質(zhì),它不像導(dǎo)體一樣能夠完全導(dǎo)電,又不像絕緣體那樣不能導(dǎo)電,它介于兩者之間,所以稱為半導(dǎo)體。半導(dǎo)體最重要的兩種元素是硅(讀“gui”)和鍺(讀“zhe”)。我們常聽說的美國硅谷,就是因為起先那里有好多家半導(dǎo)體廠商。
    二極管應(yīng)該算是半導(dǎo)體器件家族中的元老了。很久以前,人們熱衷于裝配一種礦石收音機來收聽無線電廣播,這種礦石后來就被做成了晶體二極管。
    二極管的正負二個端子。正端A稱為陽極,負端K ;稱為陰極。電流只能從陽極向陰極方向移動。一些初學(xué)者容易產(chǎn)生這樣一種錯誤認識:“半導(dǎo)體的一‘半’是一半的‘半’;而二極管也是只有一‘半’電流流動(這是錯誤的),所有二極管就是半導(dǎo)體 ;”。其實二極管與半導(dǎo)體是完全不同的東西。我們只能說二極管是由半導(dǎo)體組成的器件。半導(dǎo)體無論那個方向都能流動電流。
    發(fā)光分類
    1.按發(fā)光管發(fā)光顏色分
    按發(fā)光管發(fā)光顏色分,可分成紅色、橙色、綠色(又細分黃綠、標準綠和純綠)、藍光等。另外,有的發(fā)光二極管中包含二種或三種顏色的芯片。根據(jù)發(fā)光二極管出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色,上述各種顏色的發(fā)光二極管還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型。散射型發(fā)光二極管適合做指示燈用。
    2.按發(fā)光管出光面特征分
    按發(fā)光管出光面特征分圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、側(cè)向管、表面安裝用微型管等。
    圓形燈按直徑分為φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。國外通常把φ3mm的發(fā)光二極管記作T-1;把 ;φ5mm的記作T-1(3/4);把φ4.4mm的記作T-1(1/4)。由半值角大小可以估計圓形發(fā)光強度角分布情況。從發(fā)光強度角分布圖來分有三類:
    ⑴高指向性。一般為尖頭環(huán)氧封裝,或是帶金屬反射腔封裝,且不加散射劑。半值角為5°~20°或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用,或與光檢出器聯(lián)用以組成自動檢測系統(tǒng)。
    ⑵標準型。通常作指示燈用,其半值角為20°~45°。
    ⑶散射型。這是視角較大的指示燈,半值角為45°~90°或更大,散射劑的量較大。

    擊穿
    外加反向電壓超過某一數(shù)值時,反向電流會突然增大,這種現(xiàn)象稱為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極管反向擊穿電壓。電擊穿時二極管失去單向?qū)щ娦?。如果二極管沒有因電擊穿而引起過熱,則單向?qū)щ娦圆灰欢〞挥谰闷茐?,在撤除外加電壓后,其性能仍可恢?fù),否則二極管就損壞了。因而使用時應(yīng)避免二極管外加的反向電壓過高。
    二極管是一種具有單向?qū)щ姷亩似骷?,有電子二極管和晶體二極管之分,電子二極管因為燈絲的熱損耗,效率比晶體二極管低,所以現(xiàn)已很少見到,比較常見和常用的多是晶體二極管。二極管的單向?qū)щ娞匦裕瑤缀踉谒械碾娮与娐分?,都要用到半?dǎo)體二極管,它在許多的電路中起著重要的作用,它是誕生最早的半導(dǎo)體器件之一,其應(yīng)用也非常廣泛。
    二極管的管壓降:硅二極管(不發(fā)光類型)正向管壓降0.7V,鍺管正向管壓降為0.3V,發(fā)光二極管正向管壓降會隨不同發(fā)光顏色而不同。主要有三種顏色,具體壓降參考值如下:紅色發(fā)光二極管的壓降為2.0--2.2V,黃色發(fā)光二極管的壓降為1.8—2.0V,綠色發(fā)光二極管的壓降為3.0—3.2V,正常發(fā)光時的額定電流約為20mA
    二極管的電壓與電流不是線性關(guān)系,所以在將不同的二極管并聯(lián)的時候要接相適應(yīng)的電阻。
    晶體二極管為一個由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的pn結(jié),在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層,并建有自建電場。當不存在外加電壓時,由于pn結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。當外界有正向電壓偏置時,外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。當外界有反向電壓偏置時,外界電場和自建電場進一步加強,形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流I0。當外加的反向電壓高到一定程度時,pn結(jié)空間電荷層中的電場強度達到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程,產(chǎn)生大量電子空穴對,產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流,稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。pn結(jié)的反向擊穿有齊納擊穿和雪崩擊穿之分
    二極管最重要的特性就是單方向?qū)щ娦浴T陔娐分?,電流只能從二極管的正極流入,負極流出。
    正向特性
    在電子電路中,將二極管的正極接在高電位端,負極接在低電位端,二極管就會導(dǎo)通,這種連接方式,稱為正向偏置。必須說明,當加在二極管兩端的正向電壓很小時,二極管仍然不能導(dǎo)通,流過二極管的正向電流十分微弱。只有當正向電壓達到某一數(shù)值(這一數(shù)值稱為“門坎電壓”,又稱“死區(qū)電壓”,鍺管約為0.1V,硅管約為0.5V)以后,二極管才能真正導(dǎo)通。導(dǎo)通后二極管兩端的電壓基本上保持不變(鍺管約為0.3V,硅管約為0.7V),稱為二極管的“正向壓降”。
    反向特性
    在電子電路中,二極管的正極接在低電位端,負極接在高電位端,此時二極管中幾乎沒有電流流過,此時二極管處于截止狀態(tài),這種連接方式,稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時,仍然會有微弱的反向電流流過二極管,稱為漏電流。當二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值,反向電流會急劇增大,二極管將失去單方向?qū)щ娞匦?,這種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。
    一)普通二極管的檢測(包括檢波二極管、整流二極管、阻尼二極管、開關(guān)二極管、續(xù)流二極管)是由一個PN結(jié)構(gòu)成的半導(dǎo)體器件,具有單向?qū)щ娞匦?。通過用萬用表檢測其正、反向電阻值,可以判別出二極管的電極,還可估測出二極管是否損壞。
    1.極性的判別將萬用表置于R×100檔或R×1k檔,兩表筆分別接二極管的兩個電極,測出一個結(jié)果后,對調(diào)兩表筆,再測出一個結(jié)果。兩次測量的結(jié)果中,有一次測量出的阻值較大(為反向電阻),一次測量出的阻值較?。檎螂娮瑁?。在阻值較小的一次測量中,黑表筆接的是二極管的正極,紅表筆接的是二極管的負極。
    2.單負導(dǎo)電性能的檢測及好壞的判斷通常,鍺材料二極管的正向電阻值為1kΩ左右,反向電阻值為300左右。硅材料二極管的電阻值為5 kΩ左右,反向電阻值為∞(無窮大)。正向電阻越小越好,反向電阻越大越好。正、反向電阻值相差越懸殊,說明二極管的單向?qū)щ娞匦栽胶??!∪魷y得二極管的正、反向電阻值均接近0或阻值較小,則說明該二極管內(nèi)部已擊穿短路或漏電損壞。若測得二極管的正、反向電阻值均為無窮大,則說明該二極管已開路損壞。
    3.反向擊穿電壓的檢測二極管反向擊穿電壓(耐壓值)可以用晶體管直流參數(shù)測試表測量。其方法是:測量二極管時,應(yīng)將測試表的“NPN/PNP”選擇鍵設(shè)置為NPN狀態(tài),再將被測二極管的正極接測試表的“C”插孔內(nèi),負極插入測試表的“e”插孔,然后按下“V(BR)”鍵,測試表即可指示出二極管的反向擊穿電壓值。 也可用兆歐表和萬用表來測量二極管的反向擊穿電壓、測量時被測二極管的負極與兆歐表的正極相接,將二極管的正極與兆歐表的負極相連,同時用萬用表(置于合適的直流電壓檔)監(jiān)測二極管兩端的電壓。如圖4-71所示,搖動兆歐表手柄(應(yīng)由慢逐漸加快),待二極管兩端電壓穩(wěn)定而不再上升時,此電壓值即是二極管的反向擊穿電壓。
    反向性
    外加反向電壓不超過一定范圍時,通過二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運動所形成反向電流。由于反向電流很小,二極管處于截止狀態(tài)。這個反向電流又稱為反向飽和電流或漏電流,二極管的反向飽和電流受溫度影響很大。一般硅管的反向電流比鍺管小得多,小功率硅管的反向飽和電流在nA數(shù)量級,小功率鍺管在μA數(shù)量級。溫度升高時,半導(dǎo)體受熱激發(fā),少數(shù)載流子數(shù)目增加,反向飽和電流也隨之增加
    二極管主要應(yīng)用
    經(jīng)過多年來科學(xué)家們不懈努力,半導(dǎo)體二極管發(fā)光的應(yīng)用已逐步得到推廣,目前發(fā)光二極管廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品的指示燈、光纖通信用光源、各種儀表的指示器以及照明。發(fā)光二極管的很多特性是普通發(fā)光器件所無法比擬的,主要具有特點有:安全、高效率、環(huán)保、壽命長、響應(yīng)快、體積小、結(jié)構(gòu)牢固。因此,發(fā)光二極管是一種符合綠色照明要求的光源 [3] 。目前,發(fā)光二極管在很多領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用,下面介紹幾點其主要應(yīng)用:
    (1)電子用品中的應(yīng)用
    發(fā)光二極管在電子用品中一般用作屏背光源或作顯示、照明應(yīng)用。從大型的液晶電視、電腦顯示屏到媒體播放器MP3、MP4以及手機等的顯示屏都將發(fā)光二極管用作屏背光源 [3] 。
    (2)汽車以及大型機械中的應(yīng)用
    發(fā)光二極管在汽車以及大型機械中得到廣泛應(yīng)用。汽車以及大型機械設(shè)備中的方向燈、車內(nèi)照明、機械設(shè)備儀表照明、大前燈、轉(zhuǎn)向燈、剎車燈、尾燈等都運用了發(fā)光二極管。主要是因為發(fā)光二極管的響應(yīng)快、使用壽命長(一般發(fā)光二極管的壽命比汽車以及大型機械壽命長) [3] 。
    (3)煤礦中的應(yīng)用
    由于發(fā)光二極管較普通發(fā)光器件具有效率高、能耗小、壽命長、光度強等特點,因此礦工燈以及井下照明等設(shè)備使用了發(fā)光二極管。雖然還未完全普及,但在不久將得到普遍應(yīng)用,發(fā)光二極管將在煤礦應(yīng)用中取代普通發(fā)光器件 [3] 。
    (4)城市的裝飾燈
    在當今繁華的商業(yè)時代,霓虹燈是城市繁華的重要標志,但霓虹燈存在很多缺點,比如壽命不夠長等。因此,用發(fā)光二極管替代霓虹燈有著很多優(yōu)勢,因為發(fā)光二極管與霓虹燈相比除了壽命長,還有節(jié)能、驅(qū)動和控制簡易、無需維護等特點。發(fā)光二極管替代霓虹燈將是照明設(shè)備發(fā)展的必然結(jié)果

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