主頁 > 技術文（wén）章 > 中職學生實驗中（zhōng）對二極管電路認識（shí）2025-09-01

中職學生實驗中對二極管電路認識

概（gài）述：電子實驗室設備根據實驗電路在其上任意拚插元件盒成實驗電路，適合職（zhí）業院校的電子電器應用與維修、電子與信息技術、電子技術應用等專業《電工（gōng）基礎》、《電路基礎》、《電路》、《電子技術（shù）基礎》、《電子電路基礎》和《電子電路》等課程和非電類專業的《電工與電子技術》中模擬與數字（zì）電路模塊的（de）數學（xué）與實驗實訓（xùn），還可以滿足電子實訓；電子元件識別與檢測、電路板焊接、電子產品裝配、電子產品調試、PCB板圖的設計等實訓項目。元件盒（hé）盒體透明直觀，內裝元件一目了然，盒蓋印有永不褪（tuì）色元件符號，線條清晰美觀，盒蓋與盒體采用壓卡式結構，拆裝維修方便。是中職理想的（de）實（shí）訓（xùn）設（shè）備，本文章（zhāng）學（xué）生在實驗中對對二極（jí）管電路認識。
許多中職學生初學者對二極管很“熟悉”，提起二極管的特性可以脫口而出它的單向導（dǎo）電（diàn）特性，說到它在電路（lù）中的應用第一反應是整（zhěng）流，對二（èr）極管的其他特性和應用了解不多，認識上也認為掌握了二極管的單向導電特性，就能分析二極管參與的各種電路，實際上這樣的（de）想（xiǎng）法是錯誤的，而且在某種程度上是害了自（zì）己，因為（wéi）這種定（dìng）向思維影響了對各種二極管電路工作原理（lǐ）的分析，許多二極管電路無法用（yòng）單向導電特性來解釋其（qí）工作原理。二極管（guǎn）除單向導電特性外，還（hái）有許多特（tè）性，很多的電路中並不是利用單（dān）向（xiàng）導電特（tè）性就能分析（xī）二極管所構成電（diàn）路的工作原（yuán）理，而需要掌握（wò）二極管更多的特性才能正確分析這些電路，例（lì）如二極管構成的簡易直流穩壓電路，二極管構成（chéng）的（de）溫度補償電路等。二極管簡易直流穩壓電路及故障（zhàng）處理二極管簡易穩壓電路主要用於一些局部的直流電壓供給電路中，由於電路簡單，成本低，所以應用比較廣泛。
一、二極管（guǎn）的工作原理：
　　晶體二極（jí）管為一個由p型半導體和n型半導體形成的p-n結，在其界（jiè）麵處兩側形成空間電荷層，並建有自建電（diàn）場。當（dāng）不存在外加電壓時，由於p-n 結兩邊載流子濃（nóng）度差引起的擴散（sàn）電流和自建電場引（yǐn）起的（de）漂移（yí）電流相等而處於電平衡狀態。
　　當外界有正向電壓偏置時，外界電場（chǎng）和自建電場（chǎng）的互相抑消作用（yòng）使載流子的（de）擴散電流增加引起了正向電（diàn）流。
    當（dāng）外界有反向電壓偏置時（shí），外界電場和自建電場進一步加強，形成在一定反向電壓範圍內與反向（xiàng）偏置電壓值無關的（de）反向飽和電流I0。
    當外加的反向電壓（yā）高到一定程度時，p-n結空間（jiān）電荷層中的電場強度達到臨界值產生載流子的倍增過（guò）程，產生大（dà）量電子空穴對（duì），產生了數值很大的（de）反向擊穿（chuān）電流，稱為二極（jí）管的擊（jī）穿現象。
二、二極管的類型：
　　二極管種類有很多（duō），按照所用的半導體材料，可分（fèn）為鍺二極（jí）管（Ge管）和矽二極管（Si管）。根據其不同用途，可分為檢波二極管（guǎn）、整流二極管、穩壓二極管、開關二極管等。按照（zhào）管芯結構，又可分為點接觸型二極管、麵接觸型二極管及平麵型二極管。點接觸型二極管是用一（yī）根很細的金屬（shǔ）絲壓在光潔的半導體晶片表麵，通以脈衝電流，使觸（chù）絲一端與晶片牢固地燒（shāo）結在一起，形成一個“PN結”。由於是點接觸，隻允（yǔn）許通過較小的電流（不超過幾（jǐ）十毫安），適用於高頻小電流電路，如收音機的檢波等。
    麵接（jiē）觸型二極管的“PN結”麵積較大，允許（xǔ）通過較大（dà）的電流（幾安到（dào）幾十安），主（zhǔ）要用於把交流電變換成直流電的“整流”電路中。
    平麵型二極管是一種特製（zhì）的矽（guī）二極管，它不僅能（néng）通過較大的電流，而且性能（néng）穩（wěn）定可（kě）靠，多用於開關、脈衝及高頻電路中。
三、二極管的導電特性：
    二極管最重（chóng）要的特性就是單方（fāng）向導電性。在電路中，電流隻能從二極管的正極流入，負極流（liú）出。下麵通過簡單的實（shí）驗說（shuō）明二極管的正（zhèng）向特性和反向特性。
1、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（jí）管就會導通，這種連接方式，稱為正向偏（piān）置。必須說明，當加在（zài）二極管兩端的正（zhèng）向電壓很小時，二（èr）極管仍然（rán）不能導通，流過二極管的正向（xiàng）電流十分微弱。隻有當（dāng）正向電（diàn）壓（yā）達到某一數值（這一數值稱為“門檻電壓”，鍺管約為0.2V，矽管約為0.6V）以後，二極管才能直正導通。導通後二極管兩端的（de）電壓基本上保持不變（鍺管約（yuē）為（wéi）0.3V，矽（guī）管（guǎn）約為0.7V），稱為二極（jí）管的“正向壓降”。
2、反向特性（xìng）
　　在電子電路中（zhōng），二極管的正極接在低（dī）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，此時二極管處於截（jié）止狀態，這種連接方式，稱為（wéi）反向偏置。二極管處於反向偏置時，仍然會有微弱的反向電流流過二極管，稱為漏（lòu）電流。當二極管兩端（duān）的反（fǎn）向電壓增大到某一數值（zhí），反向電流會急劇（jù）增大，二極管將失（shī）去（qù）單方向導電特性（xìng），這種狀態稱為二極管的擊穿。
四、二極（jí）管的主要參數：
　　用來表示（shì）二極管的性能好壞和適用（yòng）範圍的技術指標，稱（chēng）為（wéi）二極管的參數（shù）。不同（tóng）類型的二極管有不同（tóng）的特性參數。對初學（xué）者而言，必須了解以下幾個（gè）主要參數：
1、額定正向工作電流
    是指二（èr）極管（guǎn）長期連續工作時允許通過的最大正向電流值。因為電流通過管子時會使管芯發熱，溫度上升，溫度超過容許限度（矽（guī）管為140左右，鍺管為90左右）時，就會使管芯過熱而損壞。所以，二極管使用中不要（yào）超（chāo）過二極管額定正向工作電流值。例如，常用的IN4001－4007型鍺（zhě）二極管的（de）額定正向工作電流為1A。
2、最高反向工（gōng）作電（diàn）壓
    加在二極（jí）管兩端的反向電壓（yā）高到一定值時，會將管子擊（jī）穿（chuān），失去單向導（dǎo）電能力。為了保證使用安全，規（guī）定了最（zuì）高反向工作電（diàn）壓值。例如，IN4001二（èr）極管反向耐壓為50V，IN4007反向耐壓為1000V。
3、反向電流
    反向電流是指二極管在規定的溫度和最高（gāo）反向電壓作用下，流過二極管的反（fǎn）向電流。反向電流越小，管子的單方向導電性能（néng）越好。值得注意的是反向電流與溫（wēn）度有著（zhe）密切的關係，大約溫度每升高10，反向電流增大一倍。例如（rú）2AP1型鍺二極管，在25時反向電流若為250uA，溫（wēn）度升高到35，反向（xiàng）電流將上升到500uA，依此類推，在（zài）75時，它的反向電流已達8mA，不僅失去了單方向導電特性，還會使管子過熱而損壞。又如，2CP10型（xíng）矽（guī）二極管，25時反向電流僅為（wéi）5uA，溫度（dù）升高到75時，反向（xiàng）電流也不過160uA。故矽二極管比鍺二極（jí）管（guǎn）在高（gāo）溫下具有較好的（de）穩定性。
五、測試二極管的好壞：
　　初（chū）學者在（zài）業餘條件下（xià）可以使用萬用表測試二極管性能的好（hǎo）壞。測試前先把（bǎ）萬用表的（de）轉換開關撥到歐姆檔的RX1K檔位（注意不要使用RX1檔，以免電流（liú）過大燒壞二極（jí）管），再將紅、黑（hēi）兩根表筆短路，進行歐（ōu）姆調零。
1、正向特性測（cè）試：
    把（bǎ）萬用（yòng）表的黑表（biǎo）筆（bǐ）（表內正（zhèng）極）搭觸二極管的正（zhèng）極，，紅表筆（表內負極）搭觸二極管（guǎn）的負極。若表針不擺到0值而是停在標度盤的中間，這時（shí）的阻值就是二極管的正向電阻，一般（bān）正向電阻越小越好。若正向電阻為0值，說明管芯短路損壞，若正向電阻接近無窮大（dà）值，說明管（guǎn）芯斷（duàn）路。短路和（hé）斷路的管子都不能使用。
2、反向特性測試：
    把萬且表的紅表（biǎo）筆搭觸二極管的正（zhèng）極，黑表筆（bǐ）搭觸二極（jí）管的負（fù）極，若表針指在無窮大值或接近（jìn）無窮大值，管子就是合（hé）格的（de）。
六、二（èr）極管的應用：
1、整流二極管
　　利用二極（jí）管單向導電（diàn）性，可以把方向交替變化的交流電變換（huàn）成單（dān）一方向的脈動（dòng）直流電。
2、開關元件（jiàn）
    二極管在（zài）正向電壓作用下電阻很（hěn）小，處於導通（tōng）狀態，相當於一隻接通的開關；在反向電壓作用下，電阻很大，處於截止狀態（tài），如同一隻斷開（kāi）的開關。利（lì）用二極管的開關特性，可以組成各種邏輯電路（lù）。
3、限幅元件
    二極管正向導通後，它的正向壓降基本（běn）保持不變（矽管為0.7V，鍺管為0.3V）。利用這一特性，在電路（lù）中作為（wéi）限幅元（yuán）件，可以（yǐ）把信號幅度限製在一定範（fàn）圍內（nèi）。
4、繼流二極管（guǎn）
    在開關電源的電感中和繼電器等感性（xìng）負載中起繼流作用（yòng）。
5、檢波二極（jí）管
    在收音機中起檢波作用。
6、變容二極管
使用於電視機的高頻頭中。

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