2.3 二极管

2.3.1 二极管的字母表示及命名

二极管是一种常用的具有一个PN结的半导体晶体器件。

（一）二极管的字母表示

二极管在电路中常用“D”加数字表示，如：D5表示编号为5的二极管。

（二）二极管的命名

根据国家有关标准规定，国产二极管的型号命名由5部分构成，具体如下：

在进行电容的焊接时，电烙铁应与电容的塑料外壳保持一定的距离，以防止过热造成塑料套管破裂。并且焊接时间不应超过10s，焊接温度不应超过260℃。

判别正、负电极方法之一：在二极管的外壳上标有二极管的符号，带有三角形箭头的一端为正极，另一端是负极。

见表2-8为二极管材料代号和意义对照表。

表2-8 二极管材料代号和意义对照表

见表2-9为二极管类别代号和意义对照表。

表2-9 二极管类别代号和意义对照表

2.3.2 二极管的分类及电路图形符号

根据作用的不同，二极管可分为普通二极管、稳压二极管、整流二极管、发光二极管等。

1.普通二极管

如图2-42所示为普通二极管的实物及电路图形符号。

由一个PN结接出相应的电极引线，再加上管壳密封就是一只半导体二极管。

为了防止使用时极性接错，管壳上标有“—p—”符号或色点，符号箭头指示方向为正向，色环则表示该端为负极。

二极管正负极接错，轻则可使电路无法正常工作，重则会烧坏二极管及电路中的其他元器件。

2.稳压二极管

如图2-43所示为稳压二极管的实物及电路图形符号。

图2-42 普通二极管

图2-43 稳压二极管

稳压二极管是由硅材料制成的面接触型二极管，它利用PN结反向击穿时的电压基本上不随电流的变化而变化的特点来达到稳压的目的。

判别正、负电极方法之二：在点接触二极管的外壳上，通常标有极性色点（白色或红色）。一般标有色点的一端即为正极。还有的二极管上标有色环，带色环的一端则为负极。

稳压二极管的稳压作用是通过二极管的PN结反向击穿后，使其两端电压变化很小，基本上维持一个恒定值来实现的。当反向电压小于击穿电压时，反向电流很小；当反向电压接近击穿电压时，反向电流剧增。

稳压二极管在反向击穿前的导电特性与普通整流、检波二极管相似；在击穿电压下，只要限制其通过的电流是可以安全工作在反向击穿状态下的，管子两端电压基本上保持不变，起到了稳压的作用。

常用稳压二极管的外形与普通小功率整流二极管相似，有塑料外壳、金属外壳等封装形式。

3.整流二极管

如图2-44所示为整流二极管的实物及电路图形符号。

图2-44 整流二极管

将交流电流整流成直流电流的二极管称整流二极管。

整流二极管主要用于整流电路中，其内部结构为一个PN结，利用PN结的单向导电性，将交流电变为直流电。由于整流二极管的正向电流较大，所以整流二极管多为面接触型二极管，结面积大，结电容大，但工作频率低。

整流二极管的外面封装有金属壳封装、塑料封装和玻璃封装等多种形式，其管形大小随整流管的参数而异。

4.发光二极管

如图2-45所示为发光二极管的实物及电路图形符号。

发光二极管的内部结构为一个PN结，而且具有二极管的通性，即单向导电性。当发光二极管的PN结上加上正向电压时，会产生发光现象。

图2-45 发光二极管

采用不同材料制成的发光二极管可以发出不同颜色的光，比较常见的有红、绿以及红外光单色发光二极管，双向变色发光二极管和三色发光二极管等。

5.双向触发二极管

如图2-46所示为双向触发二极管的实物及电路图形符号。

双向触发二极管的正、反向伏安特性完全对称，当两端所加正、负电压的数值小于正向转折电压时，呈现高阻态；当两端所加正、负电压的数值大于正向转折电压时，呈现负阻态。

判别正、负电极方法之三：以阻值较小的一次测量为准，黑表笔所接的一端为正极，红表笔所接的一端则为负极。

双向触发二极管常用来触发双向晶闸管，或用于过电压保护、定时、移相电路中。

6.开关二极管

如图2-47所示为开关二极管的实物。

图2-46 双向触发二极管

图2-47 开关二极管

开关二极管用于接通和关断电路，其特点是反向恢复时间短，能满足高频和超高频应用的需要。

开关二极管是利用二极管的单向导电特性制成的，在半导体PN结加上正向偏压后，在导通状态下电阻很小，加上反向偏压后截止，其电阻很大。开关二极管利用这一特性，在电路中起到控制电流接通或关断的作用，成为一个理想的电子开关。

7.快恢复二极管

如图2-48所示为快恢复二极管的实物及电路图形符号。

图2-48 快恢复二极管

快恢复二极管有两个引脚，引线比较粗，有正、负极性之分。

快恢复二极管的开关特性好，反向恢复时间很短，正向压降低，反向击穿电压较高，主要用于开关电源电路中。

8.光敏二极管

如图2-49所示为光敏二极管的实物及电路图形符号。

光敏二极管在光线照射下其反向电阻会由大变小。

光敏二极管的顶端有能射入光线的窗口，光线可通过该窗口照射到管芯上。

图2-49 光敏二极管

判别正、负电极方法之四：观察二极管外壳，带有银色带一端为负极。

2.3.3 二极管的特性

1.普通二极管的特性

二极管有正极、负极之分，并且导通电流只能从二极管的正极流向负极。

严格地说，二极管是一个非线性器件，当二极管两端的电压加到一定值时，二极管才开始导通，当电压大到一定程度时，电流又不再上升。

我们把导通时的电压称为起始电压。不同材料构成的二极管的起始电压不同，一般来说，锗材料二极管的起始电压为0.25V左右，硅材料二极管的起始电压为0.65V左右。

2.微波炉中的二极管

下面，来认识微波炉的两种二极管——双向二极管和高压二极管。

（1）双向二极管

双向二极管并联于高压电容器两端，如图2-50所示。

图2-50 微波炉双向二极管

双向二极管用于保护磁控管在外界电网电压过高时，不受开机时电容器充电的过大浪涌电流冲击而烧坏。另外，由于某种原因使高压电容器两端的电压过高时，双向二极管击穿，电容器通过双向二极管迅速放电，从而有效地保护磁控管和高压电容器。

有的机型不设置双向二极管。

检修时如果没有同型号二极管更换，也可去除不用，对电路的工作没有影响，但该机失去了高压过电压保护功能。

（2）高压二极管

高压二极管也属于微波炉系统专用器件之一，如图2-51所示。

高压二极管在微波炉电路中的作用是整流，其耐压在万伏以上，额定电流为1A。

图2-51 微波炉高压二极管

普通二极管工作时需要加正偏电压，即二极管的正极接电源正极，二极管的负极接电源负极。但稳压二极管此类特殊的二极管工作时需要加反偏电压，即二极管的正极接电源负极，二极管的负极接电源正极。

2.3.4 二极管的检测

与电阻器的检测类似，二极管的检测也有在路检测和开路检测两种方式。

1.二极管的在路检测

对于普通二极管，可以利用二极管的单向导通性对其正、反向电阻进行比较，从而判断二极管的好坏。

（1）极性的判断

在路检测时，通过电路板背面的标识可以区分二极管的正极和负极。

（2）在路检测

二极管的在路检测方法如下。

1）小心对二极管两端的引脚进行清洁，去除表面污物，如图2-52所示，以确保测量准确。

图2-52 清除二极管表面污物

2）将指针式万用表的量程调至“R×10k”挡，如图2-53所示，然后再将两表笔相接进行调零校正。

图2-53 选择合适的挡位

3）将连接万用表负极的黑表笔接至二极管正极的引脚处，如图2-54所示，将连接万用表正极的红表笔接至二极管负极的引脚处。此时，万用表会测得当前二极管的正向阻值，记为R₁。

图2-54 第一次检测二极管

4）将两表笔对换，即将接万用表负极的黑表笔接至二极管的负极，接万用表正极的红表笔接至二极管的正极，如图2-55所示。此时，万用表会测得二极管的反向阻值，记为R₂。

图2-55 第二次测量二极管

5）将两次测得的阻值进行对比。一般来说，二极管的正、反向阻值相差悬殊，正向阻值R₁应为一个固定值，而反向阻值R₂则趋于无穷大：若正向阻值R₁和反向阻值R₂都趋于无穷大，则说明二极管存在断路故障；若正向阻值R₁和反向阻值R₂都趋于零，则说明二极管存在击穿短路故障；若正向阻值R₁和反向阻值R₂相近，此时并不能确定二极管是否损坏，因为在路检测时，常常会受到电路上其他元器件的影响而无法正常测量，这时就需要采用开路的方法进一步检测。

整流二极管从原理上计讲，从输入交流中得到输出的直流是整流。以整流电流的大小（100mA）作为界线通常把输出电流大于100mA的叫整流。

2.二极管的开路检测

（1）极性的判断

采用开路检测方法时，通常需要先判断二极管的正负极性，其方法如下。

用万用表的红、黑表笔分别接二极管的两个引脚，此时万用表会测得一个阻值，记为R₁。若阻值R₁为一个固定值，则表明当前红表笔（接万用表正极）所检测的一端为二极管的负极，黑表笔（接万用表负极）所检测的一端为二极管的正极，如图2-56所示。

图2-56 两次测量二极管

若阻值R₁趋于无穷大，则表明当前黑表笔所测的一端为二极管的负极，红表笔所测的一端为二极管的正极。

（2）开路检测

1）确定了二极管的正负极性后，再对二极管分别进行正向、反向阻值的测量。将所测的正向阻值记为R_a，反向阻值记为R_b。

2）分析测量结果。若正向阻值R_a为一固定阻值，而反向阻值R_b趋于无穷大，则可判定二极管良好；若正向阻值R_a和反向阻值R_b都趋于无穷大，则说明二极管存在断路故障；若正向阻值R_a和反向阻值R_b都趋于零，则说明二极管存在击穿短路；若R_a与R_b相近（即相差不大），则说明二极管失去单向导电性或单向导电性不良。

3.微波炉中二极管的检测

（1）双向二极管的检测

如图2-57所示为双向二极管的电阻法检测示意图。

图2-57 双向二极管的电阻法检测示意图

电阻法的检测方法与普通二管的检测一样，若测双向二极管有阻值则为该管击穿、漏电损坏。双向二极管击穿、漏电，一般引起微波炉不加热或将电源熔丝熔断。

（2）高压二极管

如图2-58所示为高压二极管的电阻法检测示意图。

图2-58 高压二极管的电阻法检测示意图

电阻法的检测方法与普通二极管测量方法一样。

如果测得高压二极管正反向电阻均有一定值，则该二极管击穿损坏；如果测得高压二极管正反向电阻均为无穷大，则该管开路。