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[导读]二极管、三极管的用途极为广泛,现在的二极管、三极管种类繁多,但是二极管区分正负极的方法大同小异,目前很多人分不清二极管的正负极,同样也是对三极管的发射极、基极、集电极的判断拿捏不准,小编将带领大家分分钟掌握二极管正负极识别以及发射极、基极、集电极。

早期的二极管

早期的二极管包含“猫须晶体(Cat's Whisker Crystals)”和真空管(ThermionicValves)。1904年,英国物理学家弗莱明根据“爱迪生效应”发明了世界上第一只电子二极管--真空电子二极管。它是依靠阴极热发射电子到阳极实现导通。

电子二极管原理-21ic.png

电源正负极接反则不能导电,它是一种能够单向传导电流的电子器件。早期电子二极管存在体积大,需预热,功耗大,易破碎等问题促使了晶体二极管的发明。

晶体二极管

晶体二极管又称半导体二极管,1947年,美国人发明。在半导体二极管内部有一个PN结和两个引出端。这种电子器件按照外加电压的方向,具备单向电流的传导性。现今最普遍的二极管大多是使用半导体材料如硅或锗。

晶体二极管-21ic.png

晶体二极管结构

关于PN结晶体二极管的核心是PN结,关于PN结首先要了解三个概念:

本征半导体:

指不含任何掺杂元素的半导体,如纯硅晶片或纯锗晶片。

P型半导体:

掺杂了产生空穴的含较低电价杂质的半导体,如在本征半导体中Si(4+)中掺入Al(3+)的半导体。

N型半导体:

掺杂了产生空穴的含较低电价杂质的半导体,如在本征半导体中硅Si(4+)中掺入磷P(5+)的半导体。由P型半导体和N型半导体相接触时,就产生一个独特的P-N结界面,在界面的两侧形成空间电荷层,构成自建电场。当外加电压等于零时,由于P-N 结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态,这也是常态下的PN结。

以PN结为核心结构,加上引线或引脚形成单向导电的二极管。当外加电压方向由P极指向N极时,导通。

二极管结构示意图-21ic.jpg

晶体二极管的分类

按材料不同分类

二极管分类-21ic.png

按PN结结构不同

二极管分类-21ic.png

晶体二极管的主要特性

二极管的伏安特性曲线

二极管的伏安特性曲线-21ic.png

对PN结外加电压Uw方向为P→N时,Uw大于起动电压,二极管导通;外加电压Uw方向为N→P时,Uw大于反向击穿电压,二极管击穿;二极管连续工作允计通过的最大正向电流。电流过大,二极管会因过热烧毁。大电流整流可加装散热片。

Urm最大反向电压

Urm一般小于反向击穿电压,选规格以Urm为准,并留有余量。过电压易损坏二极管。

反向饱和电流Is

二极管外加反向电压时的电流值。Is反向击穿前很小,变化也很小。Is会随温度的升高而升高,一般地,常温下硅管Is<1uA,锗管Is=30~300uA.

最高工作频率Fm

指二极管能保持良好工作特性的最高工作频率。

不同用途二极管材料结构性能差异

二极管正负极的判断

二极管正负极的判断1-21ic.jpg

1.普通二极管有色端标识一极为负极;

2.发光二极管长脚为正,短脚为负。如果脚一样长,发光二极管里面的大点是负极,小的是正极。有的发光二极管带有一个小平面,靠近小平面的一根引线为负极。

二极管正负极的判断-21ic.jpg

万用表中:红笔接“+”,黑笔接“-”;在测发光二极管时,低阻挡测不出来,可用RX10K档测,两表笔接触二极管的两级。如果电阻较小,黑表笔所接的是正极,电阻较大,黑表笔所接的是负极。发光二极管,若与TTL组件相连使用时,一般需串接一个470R的降压电阻,以防器件的损坏。

二极管封装及其方向如下图示:

二极管封装及其方向21ic.jpg

印制板中通过PCB板上丝印来判别二极管方向的方法总结如下:

通常情况下:

(1)有缺口的一端为负极;

(2)有横杠的一端为负极;

(3)有白色双杠的一端为负极;

(4)三角形箭头方向的一端为负极;

(5)插件二极管丝印小圆一端是负极,大圆是正极。在立式焊接的情况下原件本体在正极圈里。

(6)插件发光二极管方孔为第一脚为正极。

三极管发射极、基极、集电极的判断

三极管的原理和二极管的原理相似,相当于由两个二极管组成,三极管用万用表测量管脚极性用万用表R&TImes;100或者R&TImes;1K档分别测量各管脚间电阻,必有一只脚对其它两脚电阻值相似,那么这只脚是基极,如果红表笔(正表笔)接基极,测得与其它两脚电阻都小,那么这只管子是PNP管。如果测得电阻很大,那么这个管子是NPN管。找到基极后,分别测基极对其余两脚的正向电阻,其中阻值稍小的那个是集电极,另外一个是发射极,这是因为集电结较大,正偏导通电流也较大,所以电阻稍小一点。

三极管.jpg

 

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