【笔记】1.4 特殊二极管

news2025/5/16 1:50:54

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一、稳压二极管

稳压二极管又名齐纳二极管,简称稳压管,是一种用特殊工艺制作的面接触型硅半导体二极管,这种管子的杂质浓度比较大,容易发生击穿,其击穿时的电压基本上不随电流的变化而变化,从而达到稳压的目的。稳压管工作于反向击穿区

1、稳压管的伏安特性和符号

在这里插入图片描述
从稳压二极管的伏安特性曲线可以看出,稳压二极管电流在 I Z m i n I_{Zmin} IZmin I Z m a x I_{Zmax} IZmax之间才可以稳压。

从稳压二极管的符号可以看出,稳压二极管的一横多了一个出头。

2、稳压管的主要参数

(1)稳定电压 U Z U_Z UZ

它是指当稳压管中的电流为规定值时,稳压管在电路中其两端产生的稳定电压值。

(2)稳定电流 I Z I_Z IZ

它是指稳压管工作在稳压状态时,稳压管中流过的电流,有最小稳定电流 I Z m i n I_{Zmin} IZmin和最大稳定电流 I Z m a x I_{Zmax} IZmax之分。

(3)耗散功率 P M P_M PM

它是指稳压管正常工作时,管子上允许的最大耗散功率.

3、应用稳压管应注意的问题

(1)稳压管稳压时,一定要外加反向电压,保证管子工作在反向击穿区。当外加的反向电压值大于或等于 U Z U_Z UZ时,才能起到稳压作用;若外加的电压值小于 U Z U_Z UZ,稳压二极管相当于普通的二极管使用。
(2)在稳压管稳压电路中,一定要配合限流电阻的使用,保证稳压管中流过的电流在规定的范围之内。

例:稳压二极管的应用

在这里插入图片描述
计算负载电阻变化时,对应的二极管电流是不是在 I Z m i n I_{Zmin} IZmin I Z m a x I_{Zmax} IZmax之间,如果在,就可以稳压。

i L 1 = u 0 R L 1 = U Z R L 1 = 10 V 1.5 k Ω = 6.7 m A i_{L1}=\frac{u_0}{R_{L1}}=\frac{U_Z}{R_{L1}}=\frac{10V}{1.5k\Omega}=6.7mA iL1=RL1u0=RL1UZ=1.5kΩ10V=6.7mA
i L 2 = u 0 R L 2 = U Z R L 2 = 10 V 4 k Ω = 2.5 m A i_{L2}=\frac{u_0}{R_{L2}}=\frac{U_Z}{R_{L2}}=\frac{10V}{4k\Omega}=2.5mA iL2=RL2u0=RL2UZ=4kΩ10V=2.5mA
i Z = i − i L = u i − U Z R − i L i_Z=i-i_L=\frac{u_i-U_Z}{R}-i_L iZ=iiL=RuiUZiL
i Z 1 = u i − U Z R − i L 1 = 12 − 10 0.2 − 6.7 = 3.3 m A i_{Z1}=\frac{u_i-U_Z}{R}-i_{L1}=\frac{12-10}{0.2}-6.7=3.3mA iZ1=RuiUZiL1=0.212106.7=3.3mA
i Z 2 = u i − U Z R − i L 2 = 12 − 10 0.2 − 2.5 = 7.5 m A i_{Z2}=\frac{u_i-U_Z}{R}-i_{L2}=\frac{12-10}{0.2}-2.5=7.5mA iZ2=RuiUZiL2=0.212102.5=7.5mA

稳压管中流过的电流在 I Z m i n I_{Zmin} IZmin I Z m a x I_{Zmax} IZmax之内,可以稳压。

思考题

思考题:有两个稳压管DZ1和DZ2,其稳定电压分别为 U Z 1 U_{Z1} UZ1=5.5V和 U Z 2 U_{Z2} UZ2=8.5V,正向压降都是0.5V,能否得到0.5V、3V、6V、9V和14V几种稳定电压?

0.5V:0.5

3V:8.5-5.5

6V:5.5+0.5

9V:8.5+0.5

14V:8.5+5.5

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*二、发光二极管

发光二极管是一种光发射器件,英文缩写是LED(Light Emitting Diode )。此类管子通常由镓(Ga)、砷(As)、磷(P)等元素的化合物制成,管子正向导通,当导通电流足够大时,能把电能直接转换为光能,发出光来。

发光二极管工作时导通电压比普通二极管大,其工作电压随材料的不同而不同,一般为1.7V~2.4V。普通绿、黄、红、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2mA~25mA的范围。

普通发光二极管的外形和符号如下图所示。

在这里插入图片描述
与传统灯泡比起来,LED的优越之处在于: ·
★点亮无延迟,响应时间更快,传统玻壳灯泡则有0.3秒的延迟;
★更强的抗震性能 ;
★发光纯度高,无需灯罩滤光,光波长误差在10纳米以内 ;
★发光热量很小,对灯具材料的耐热性要求不是很高 ;
★光束集中,更易于控制,且不需要用反射器聚光,有利于减小灯具的深度;
★耗电量低,达到传统灯泡同等的发光亮度时,耗电量仅为传统灯泡的6%,省电节油 ;
★超长寿命,无灯丝结构不发热,正常使用在6年以上 ;
★车辆控制电路不易氧化 。

三、光电二极管

光电二极管又称为光敏二极管,它是一种光接受器件,其PN结工作在反偏状态,可以将光能转换为电能,实现光电转换。

在这里插入图片描述

四、变容二极管

变容二极管又称为电压调谐电容或调谐二极管。当在二极管两端加反偏电压时,会产生电容效应,通常其电容量随着反偏电压的增大而减小。

优点:
(1)体型小易于安装;
(2)易于实现自动电子调谐,方便设计遥控的电子调谐器。

如今的电视系统或通信系统中的频道选择及呼叫等电路,基本上都由变容二极管完成。

在这里插入图片描述

五、激光二极管

激光二极管工作时接正向电压,可发射出激光。

激光二极管的应用非常广泛,在计算机的光盘驱动器,激光打印机中的打印头,激光唱机,激光影碟机中都有激光二极管。

二极管的符号

在这里插入图片描述

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