二极管和三极管的开关特性 (二极管伏安特性研究实验报告)

二极管是一种 常用的半导体器件,也被称为晶体二极管。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, 电路符号及形状如下图所示。

二极管在电路中的主要应用,二极管在电路中的应用特性

二极管在电路中的主要应用,二极管在电路中的应用特性

二极管 最重要的特性就是单向导电性,即在电路中, 电流只 能从 二极管 的正极流入,负极流出。不同种类二极管的功能和基本特性大致相同。

一、二极管的功能

二极管是诞生最早的半导体器件之一,应用非常广泛,突出的特点是单向导 电性, 即正向 导通, 向截止特性,常见二极管有整流二极管、稳压二极管、检 波二极 管等。

1、整流二极管的功能

整流二极管可以构成半波整流电路或全波整流电路。

a. 二极管半波整流电路

下图所示为二极管构成的半波整流电路,在交流电压处于正半周时,二极管导通 在交流电压处于负半周时,二极管截止,因而交流电经二极管 VD 整流后就变为脉动直流电压(缺少半个周期)。然后再经 RC 滤波即可得到比较稳定的直流电压。

二极管在电路中的主要应用,二极管在电路中的应用特性

b.二极管全波整流电路

下图所示为二极管 构成的 全波整流电路,在该电路中,变压器次级绕组采用中心抽头方式,两输出端分别连接了两个整流二极管。这样,由变压器 次级绕 组中间抽头为基准组成上下两个半波整流电路。 VD1 对交流电正半周电压进行整流 二极管 VD2对交流电负半周的电压进行整流,这样最后得到两个合成的电流,称为全波 整流。

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2、稳压二极管的功能

下图所示为稳压二极管构成的稳压电路。在该电路中,二极管 VD起整流的作用,二极管VS起稳压的作用。

二极管在电路中的主要应用,二极管在电路中的应用特性

稳压二极管VS负极接外加电压的高端,正极接外加电压的低端。当稳压 二极管 VS反 电压接近稳压 二极管 VS的击穿电压值(5V)时,电流急剧增大,稳压二极管VS呈反向 击穿 状态,该状态下稳压二极管两端的电压保持不变(5V),从而实现稳定直流电压的功 能。 为了满足电路的需要,工厂要制造出各种稳压值的稳压二极管,出厂后的稳压二极管 稳压值是不会变的,例如有5V的稳压二极管、6V的稳压二极管,还有9V、10V、12V、15V 等稳压二极管。

3、检波二极管的功能

下图所示为检波二极管构成的超外差收音机检波电路,在该电路中,VD为检波二极管。第二中放输出的调幅波加到二极管VD负极,由于二极管单向导电特性,其负半周调幅波通过二极管,正半周被截止,通过二极管VD输出的调幅波只有负半周。负半周的调幅波再由RC滤波器滤除其中的高频成分,电容C3阻止其中的直流成分,输出的就是调制在载波上的音频信号,这个过程称为检波。

二极管在电路中的主要应用,二极管在电路中的应用特性

二、二极管的极性识别

二极管的基本特性是单向导电性,因而二极管的两端是有极性的。了判别极性,在半导体二极管的表面白色一定代表负极,或用黑线隔开,或根据半导体二极管引脚的长短进行划分正、负极,如下图所示。

二极管在电路中的主要应用,二极管在电路中的应用特性