电子技术基础
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1.4 特殊二极管

1.4.1 稳压二极管

1. 稳压二极管的结构、符号

稳压二极管是一种用特殊工艺制成的面接触型二极管,特殊之处在于它工作在反向击穿状态。它是利用二极管反向击穿时电流在很大范围内变化,而二极管两端的电压几乎不变的特性,实现稳压的。稳压二极管的外形和符号如图1-17所示。

图1-17 稳压二极管的外形和符号

a)外形 b)符号

2. 稳压二极管的伏安特性

图1-18所示为硅稳压二极管的伏安特性曲线,由图可知,它与普通二极管的伏安特性相似,只是正向导通特性曲线和反向击穿特性均比普通二极管陡峭。从反向特性曲线上可看出,当反向电压增大到击穿电压时,反向电流急剧上升。此后,电流虽然在很大范围变化(IZminIZmax),但两端的电压变化较小(ΔUZ),可以认为管子两端的电压基本保持不变。只要外电路限流电阻保证在限流范围之内,稳压管处于电击穿而不会引起热击穿。

图1-18 硅稳压二极管的伏安特性曲线

3. 稳压管的主要参数

1)稳定工作电压UZ。稳压管在正常工作时的端电压,即反向击穿电压。由于稳压管的参数分散性很大,即使同一型号的稳压管,稳压值也有差异。但是,对于某一只具体的稳压管,UZ是确定的值。

2)稳定工作电流IZ。稳定工作电流IZ是指稳压管工作在稳压状态时流过的电流。当稳压管反向电流小于最小稳定电流IZmin时,没有稳压作用;当稳压管反向电流大于最大稳定电流IZmax时,管子因过流而损坏。

3)动态电阻rz。动态电阻rz是指稳压范围内电压变化量与相应的电流变化量之比,即rz=ΔUZ/ΔIZrz值很小,约几欧姆到几十欧姆。rz越小越好,说明稳压性能越好。

1.4.2 发光二极管

1. 发光二极管的结构、符号和伏安特性

发光二极管简称为LED,是一种把电能直接转换成光能的固体发光器件,发光二极管外形及符号如图1-19所示。采用不同的材料制作的发光二极管,可发出红、黄、绿等不同颜色的光。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。发光二极管的开启电压通常称作正向电压,它取决于制作材料。发光二极管的工作电压随材料的不同而不同,一般为1.7~2.4V。普通绿、黄、红以及橙色发光二极管工作电压约为2V;白色发光二极管的工作电压通常高于2.4V;蓝色发光二极管的工作电压一般高于3.3V。发光二极管的工作电流一般在2~25mA的范围。

图1-19 发光二极管外形及符号

a)外形 b)符号

2. 发光二极管的检测

一般可使用以下几种方法判断发光二极管的正负极和性能质量。

(1)观察法

发光二极管的极性判别如图1-20所示。一般发光二极管两引脚中,较长的是正极,较短的是负极。对于透明或半透明塑封发光二极管,可以用肉眼观察到它的内部电极的形状,正极的内电极较小,负极的内电极较大。

图1-20 发光二极管的极性判别

(2)用万用表测量法

普通发光二极管工作在正偏状态。一般用万用表R×10kΩ档,方法和普通二极管一样,一般正向电阻为15kΩ左右,反向电阻为无穷大,用机械式万用表判别发光二极管的极性如图1-21所示。

图1-21 用机械式万用表判别发光二极管的极性