第3章 半导体器件的种类与检测
3.1 二极管的种类与检测
二极管是一种常用的半导体器件，它是由一个P型半导体和N型半导体形成的P-N结，并在P-N结两端引出相应的电极引线，再加上管壳密封制成的。
二极管种类有很多，根据制作半导体材料的不同，可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si管）。根据结构的不同，可分为点接触型二极管、面接触型二极管。根据实际功能的不同，又分为整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、变容二极管、发光二极管、光敏二极管等。如图3-1所示为几种常见二极管的实物外形。
图3-1 常见二极管的实物外形
3.1.1 二极管的种类特点
二极管的种类很多，在电路中所起的作用也各不相同，因此在识别二极管时，应根据二极管的种类、作用进行判别。
常见的几种固定二极管及其图像符号、功能特点见表3-1。
表3-1 常见的几种固定二极管及其图像符号、功能特点
3.1.2 二极管的识别方法
（1）二极管命名识别
通常，半导体二极管都采用直标法标注命名。但具体命名规格根据国家、地区及生产厂商的不同而有所不同。
二极管采用直标法的识读方法见表3-2。
表3-2 二极管采用直标法的识读方法
材料/极性的表示符号对照表见表3-3。
表3-3 材料/极性的表示符号对照表
类型的表示符号对照表如表3-4所示。
表3-4 类型的表示符号对照表
日本二极管有效极数或类型的表示符号对照表如表3-5所示。
表3-5 日本二极管有效极数或类型的表示符号对照表
常用二极管参数如表3-6、表3-7所示。
表3-6 常用的1N4000系列二极管耐压比较表1
表3-7 常用二极管耐压比较表2
美国生产的二极管类型的表示符号对照表如表3-8所示。
表3-8 美国生产的二极管类型的表示符号对照表
美国生产的二极管有效极数的表示符号对照表如表3-9所示。
表3-9 美国生产的二极管有效极数的表示符号对照表
（2）二极管的电路标注与识别
二极管的电路标注与识别方法见表3-10。
表3-10 二极管的电路标注与识别方法
3.1.3 二极管的主要参数
（1）共性参数
①最大整流电流IOM 最大整流电流是指二极管长期连续工作时，允许通过的最大正向平均电流值，与PN结面积及外部散热条件等有关，PN结的面积越大，最大整流电流也越大。电流超过允许值时，PN结将因过热而烧坏。在整流电路中，二极管的正向电流必须小于该值。
②最大反向电压URM 最大反向电压是指保证二极管不被击穿而给出的最高反向工作电压。有关手册上给出的最大反向电压约为击穿电压的一半，以确保二极管安全工作。点接触型二极管的最大反向电压约为数十伏，面接触型可达数百伏。在电路中如二极管受到过高的反向电压，则其将会被击穿损坏。
③最大反向电流IRM 最大反向电流是指二极管在规定温度的工作状态下加上最大反向电压时的反向电流。反向电流越大，说明二极管的单向导电性越差，且受温度影响也越大；反向电流越小，说明二极管的单方向导电性能越好。硅管的反向电流较小，一般在几微安以下；锗管的反向电流较大，一般在几十微安至几百微安。
值得注意的是：反向电流与温度有着密切的关系，大约温度每升高10℃，反向电流就会增大一倍。
④最高工作频率FM 最高工作频率是指二极管能正常工作的最高频率。选用二极管时，必须使它的工作频率低于最高工作频率。超过此值时，由于结电容的作用，二极管将不能很好地体现单向导电性。
（2）特殊参数
①稳压二极管的最大工作电流和稳定电压 稳压二极管的最大工作电流是指稳压二极管长时间工作时允许通过的最大反向电流值，如图3-2所示。在使用稳压二极管时，其工作电流不能超过这个数值，否则可能会把稳压二极管烧坏。在实际电路中通常使用限流电阻，对稳压二极管进行保护。
图3-2 稳压二极管的功能
稳压二极管的稳定电压是指在起稳压作用的范围内，稳压二极管两端的反向电压值。
②变容二极管的结电容变化范围和品质因数 变容二极管的结电容是指在特定反向偏压下，变容二极管内部PN结的电容，其结构和特性如图3-3所示。
图3-3 变容二极管的结构和特性
在实用电路中，它作为一个微调电容，改变偏压的值，就可以改变其电容的大小，常用在调谐器电路中，与电感L构成谐振电路。结电容的变化范围就是指反向电压从0V变化到某一值时结电容变化的范围。
品质因数则是指电容器存储的能量与损耗的能量之比值。
③发光二极管的发光强度和发光波长 发光二极管的发光强度是表示发光二极管亮度的指数，其值为通过规定的电流时在管芯垂直方向上单位面积所通过的光通量，单位是mcd。
发光二极管的发光波长是发光二极管在一定工作条件下所发出光的峰值对应的波长，也称峰值波长（
λ
）。发光二极管的发光颜色与发光波长有关。
④开关二极管的反向恢复时间和正向电流 反向恢复时间是衡量开关管特性好坏的一个参数。开关二极管的开关时间为开通时间和反向恢复时间的总和。开通时间是指开关二极管从截止至导通所需的时间，反向恢复时间远大于开通时间。因此，反向恢复时间为开关二极管的主要参数。一般硅开关二极管的反向恢复时间为3～10ns；锗开关二极管的反向恢复时间要长一些。
正向电流是反映开关二极管在正向工作电压下工作时允许通过开关管的正向电流。
3.1.4 普通二极管的检测
由于二极管具有正向导通、反向截止的性质，在对二极管进行检测时，可根据该特性来判断所测二极管的性能是否良好。
以下以稳压二极管为例进行检测，具体检测方法见表3-11。
表3-11 二极管的检测方法和步骤
3.1.5 发光二极管的检测
发光二极管的检测方法见表3-12。
表3-12 发光二极管的检测方法
3.1.6 光敏二极管的检测
光敏二极管的检测方法见表3-13。
表3-13 光敏二极管的检测方法
3.1.7 变容二极管的检测
由于变容二极管本身的特性，变容二极管的软故障比较多，所谓软故障就是二极管并不表现为开路或短路这样明显的故障，而是只表现为性能变差、热稳定性差等，有时可能无法用万用表检测出来。但一般来说，还是使用检测其电阻的方式来判定变容二极管的好坏。变容二极管的检测方法见表3-14。
表3-14 变容二极管的检测方法
3.1.8 双向触发二极管的检测
检测脱开电路板的双向触发二极管时，通常不需要判断二极管的正、负极性，双向触发二极管的检测方法见表3-15。
表3-15 双向触发二极管的检测方法
