晶体二极管的选用常识

2011-06-17 13:02:09来源: 互联网

晶体二极管的选用常识

电子发烧友导读:本内容从各种类型的二极管出发,一一介绍二极管的选择技巧。

晶体二极管的类型很多,仅普通二极管就有用于检波的检波二极管,用于整流的整流二极管,还有稳压、开关二极管等;特殊用途的二极管有,发光二极管,磁敏二极管、光电二极管,激光二极管等。在选用各类型晶体二极管时,既要根据他们的用途、性能和主要参数,又要根据各种电路的不同要求来选择二极管。

1.选用二极管的基本思路

首先要根据具体电路的要求选用不同类型、不同特性的二极管。

二极管的种类繁多,同一种类的二极管又有不同型号或不同系列。在电子电路中作检波用,就要选用检波二极管,并且要注意不同型号的管子的参数和特性差异。在电路中作整流用,就要选用整流二极管,并且要注意功率的大小,电路的工作频率和工作电压。在电路中作电子调谐用,可选用变容二极管和开关二极管。选用变容二极管要特别注意零偏压结电容和电容变化范围等参数,并且根据不同的频率覆盖范围,选用不同特性的变容二极管出在电子调谐电路中选用开关管时,只要最高反向工作电压高于电子调谐器的开关电压,最大平均整流电流大于工作电流就可以;而对反向恢复时间要求并不严格。电源稳压等稳压电路就要选用稳压管,并注意稳压值的选用。另外,在一些特殊电路中,我们还要选用发光二极管。光电二极管、磁敏二极管等等。我们在介绍各类型二极管的具体选用方法时再一一介绍。

第二,在选好二极管类型的基础上,要选好二极管的各项主要技术参数,使这些电参数和特性符合电路要求,并且要注意不同用途的二极管对哪些参数要求更严格,这些都是我们选用二极管的依据。比如选用整流二极管时,要特别注意最大整流电流,2AP1型二极管的最大整流电流为16mA;2CP1A型管为500mA等。使用时通过二极管的电流不能超过这个数值。并且对整流二极管来说,反向电流越小,说明二极管的单向导电性能越好。

在选用稳压管时,除了要注意稳定电压、最大工作电流等参数外,还要注意选用动态电阻较小的稳压管,因动态电阻越小,稳压管性能越好。例如,2CW53型稳压管的动态电阻Rz≤50mΩ;2CW55型管的Rz≤10mΩ。在选用开关二极管时,开关时间很重要,这主要由反向恢复时间这个参数决定。选用时,要注意此参数的对比,选用更符合要求的开关二极管。比如2CK19型开关二极管的反向恢复时间小于5nS;CAK6型管的反向恢复时间为150nS。

在选用二极管的各项主要参数时,除了从有关的资料和《晶体管手册》查出相应的参数值满足电路要求后,还最好用万用表及其他仪器复测一次,使选用的二极管参数符合要求,并留有一定的余量。

第三,根据电路的要求和电子设备的尺寸,选好二极管的外形、尺寸大小和封装形式。

二极管的外形、大小及封装形式多种多样,外形有圆形的、方形的、片状的、小型的。超小型的、有大中型的;封装形式有全塑封装、金属外壳封装等。我们在选择时,可根据性能要求和使用条件(包括整机的尺寸)选用符合条件的二极管。

在上述二极管的种类、型号、参数等均选好以后,再看一下二极管的外形是否完好无损,引出电极线有无折断,管上标志的规格、型号、极性等是否清楚。最后还应用万用表和其他方法来检查一下二极管的性能好坏。用万用表判别其好坏的方法如下:

利用二极管的单向导电特性,我们可以用万用电表测其正反向电阻,来判断它的好坏。测试的方法是将指针式万用电表置于R×100档或R×1k档,测二极管的电阻,然后将红表笔和黑表笔倒换一下再测。若两次测得的电阻一大一小,且大的那一次趋于无穷大,就可断定这个二极管是良好的。同时还可以断定二极两端的正负。即当测得阻值较小时,黑表笔接的那一端即为二极管的正极。

两次测量中可能发现如下几种情况:

① 一次电阻接近于无穷大,而另一次电阻较小,则断定二极管良好;

②两次测量,电阻都为无穷大,则断定二极管内断路;

③两次测量电阻都很小,则断定二极管短路即被击穿;

④两次测量电阻都一样,则断定二极管失去单向导电作用;

⑤两次测量电阻相差不太大,则断定二极管的单向导电性差。

2.各种二极管的选用方法

(1)检波二极管的选用

检波二极管在电子电路中用来把调制在高频电磁波上的低频信号(如音频信号)检出来。一般高频检波电路选用锗点接触型检波二极管。它的结电容小,反向电流小,工作频率高。选用检波二极管时,要选择工作频率满足要求,结电容小,反向电流小的二极管均可,但主要考虑的是工作频率。按频率的要求选用,2AP1型~2AP8型(包括2AP8A、2AP8B型)适用于150MHz以下;2AP9、2AP10型适用于100MHz以下;2AP31A型适用于400MHz以下;2AP32型适用于 2000MHz以下等。晶体管收音机的检波电路可选用2AP9、2AP10型管,它的工作频率可达100MHz、结电容小于1pF,适合作小信号检波。

检波二极管有正负极性区分,一般在二极管的壳体上印有二极管符号,表示检波二极管引线的正极和负极。标志不清的可以看二极管外形,端头较小且有一圈凹痕的一端,装有晶片、一是负极。也可以用指针式万用表的R×1k档测量检波二极管的直流电阻。当欧姆表指示为数百欧时,是二极管的正向电阻,这时万用表的黑表笔接触的一端就是二极管的正极;如果测量的检波二极管的电阻很大(在数百千欧以上),则是二极管的反向电阻,万用表的黑表笔接触的一端是二极管的负极。检波二极管的正向电阻在200Ω~900Ω较好;而它的反向电阻则是越大越好。

在收音机、录音机的检波电路中,可选用2AP9、2AP1O等型号的二极管。自动音量控制电路中也可选用上述检波二极管。当然在急需的条件下,损坏了一个PN结的高频晶体三极管也可用作检波二极管。

(2)稳压二极管的选用

稳压二极管是工作在反向击穿状态下的,使管子两端电压基本不变的一种特殊二极管。选用稳压管时,要根据具体电子电路来考虑,简单的并联稳压电源,输出电压就是稳压管的稳定电压。晶体管收音机的稳压电源可选用2CW54型的稳压管,其稳定电压达6.5V即可。

稳压管的稳压值离散性很大,即使同一厂家同一型号产品其稳定电压值也不完全一样,这一点在选用时应加注意。对要求较高的电路选用前对稳压值应进行检测。

使用稳压管时应注意,二极管的反向电流不能无限增大,否则会导致二极管的过热损坏。因此,稳压管在电路中一般需串联限流电阻。在选用稳压管时,如需要稳压值较大的管子,维修现场又没有,可用几只稳压值低的管子串联使用;当需要稳压值较低的管子时而又买不到,可以用普通硅二极管正向导通代替稳压管用。比如用两只2CZ82A硅二极管串联,可当作一个1.4V的稳压管使用;但稳压管一般不得并联使用。

目前国产稳压管还有三个电极的,如2DW7型稳压管。这种稳压管是将两个稳压二极管相互对称地封装在一起,使两个稳压管的温度系数相互抵消,提高了管子的稳定性。这种三个电极的稳压管的外形很像晶体三极管,选用的时候要加以区别。

在收录机、彩色电视机的稳压电路中,可以选用1N4370型、1N746-1N986型系列稳压二极管。比如1N966型管(2CW8)的稳定电压为16V,动态电阻为17Ω,电压温度系数为0.09。1N975型(2CW71)稳定电压力39V,动态电阻为80Ω,反向测试电流为3.0mA,反向漏电流为5uA,功耗为500mw。

在电气设备和其他无线电电子设备的稳压电路中可选用硅稳压二极管,如 2CW100-2CW121系列型稳压管。

(3)整流二极管的选用

在整流电路中,要选用整流二极管。选用前要先了解整流电路的输入电压、输出电流。整流电路的形式及各项参数值等。然后根据电路的具体要求选用合适的整流二极管。在串联型电源电路中可选用一般的整流二极管。只要有足够大的整流电流和反向工作电压就可以选用。在低压整流电路中,所选用的整流二极管的正向电压应尽量小。在选用彩色电视机行扫描电路中整流二极管时,除了考虑最高反向电压、最大整流电流、最大功耗等参数外,还要重点考虑二极管的开关时间,不能用普通整流二极管。一般可选用FR-200、FR-206以及FR300-307系列整流管,它们的开关时间小于0.85uS。在电视机的稳压电源中,一般为开关型稳压电源,应选用反向恢复时间短的快速恢复整流二极管。可选用PFR150-157系列,其反向恢复时间为0.85uS。在收音机、收录机的电源部分用于整流的二极管,可选用硅塑封的普通整流二极管,比如2CE系列,1N4000系列,1N5200系列。1N4001型(2CZ85B)整流二极管的额定正向整流电流为1A。

(4)变容二极管的选用

变容二极管是专门作为“压控可变电容器”的特殊二极管,它有很宽的容量变化范围,很高的Q值。变容二极管的导电特性与检波二极管相似,但结构却不同。变容二极管为获得较大的结电容和较宽的可变范围,多用面接触型和台面型结构。变容二极管适用于电视机的电子调谐电路;在调频收音机的AFC电路中,作为压控可变电容在振荡回路中使用。

选用变容二极管时,要注意结电容和电容变化范围。使用变容二极管时,要避免变容二极管的直流控制电压与振荡电路直流供电系统之间的相互影响;通常采用电感或大电阻来作两者的隔离。另外,变容二极管的工作点要选择合适,即直流反偏压要选适当。一般要选用相对容量变化大的反向偏压小的变容二极管。

下面为几种变容二极管的选用参考参数:

1S2268型管:反向电压:25V

电容变化范围:3.5pF-6.0pF

品质因素Q值:200(50MHz)

2CC1型管:反向电压:25V

电容变化范围:3.6pF-6.5pF

Q值:250(50MHz)

MV201型管:反向电压:23V

电容变化范围:9.0pF-14pF

Q值:160(50MHz)。

(5)开关二极管的选用

开关二极管是利用PN结的单向导电性,在电路中对电流进行控制,来实现对电路开和关的控制。开关二极管常用于开关电路、限幅电路、检波电路等。开关二极管多以玻璃和陶瓷封装,硅开关二极管的开关时间比锗开关管短,只有几个nS。

在收录机、电视机及其他电子设备的开关电路中(包括检波电路),常选用2CK、2AK系列小功率开关二极管。2CK系列为硅平面开关二极管,(如2CK70-2CK71型)常用于高速开关电路;2AK系列为点接触锗开关二极管,常用于中速开关电路。新生产的整机配套用开关二极管也有用同外标准(同外型号)的开关二极管,比如 1N4148、1N4151、1N4152等。在彩色电视机的高速开关电路中,可选用这类开关二极管。在录像机、彩色电视机的电子调谐器等开关电路中,可选用MA165、MA166、MA167型高速开关二极管。

(6)发光二极管的选用

发光二极管和普通二极管一样是由一个N结组成的,它具有单向导电的特性。可见发光二极管有砷化铝(GaAs)、磷化镓(GaP)和磷砷化镓(GaAsP)发光二极管,因它们耗电低,可直接用集成电路或双极型电路推动发光,可选用作为家用电器和其他电子设备的通断指示或数指显示。如果我们把发光二极管(GaP/GaAsP)的管芯制成条状,用7条形发光二极管组成七段式数码管和符号管,可选用作为数字化仪表、计算机和其他电子设备的数字显示。它具有体积小、工作电压低,亮度高、寿命长、视角大的特点。比如BSR3161型发红光的磷化镓发光管的每段工作电压只有2.5V,发光强度大于0.35mcd;BSR4103G型发光二极管发光强度大于1.5mcd;BSR6103C型管的工作电压2.5V,发光强度大于10mcd。

选用发光二极管时,可先用万用表的R×1k档(最好用通断器串一个100Ω电阻来测)测其正反向电阻和发光管发光情况。发光二极管的正向电阻一般应小于50Ω-80Ω;反向电阻应大于400kΩ。在测正向电阻时,发光二极管本身应发光,如果测正、反向电阻时(两次测试)发光二极管都不亮,说明该二极管已损坏,不能选用;如果测得正、反向电阻均为零,说明发光管内部击穿短路;如果正、反向电阻均为无穷大,说明发光二极管内部开路、另外,还可用两只同型号的万用表,把两表的一只红表笔和一只黑表笔串联起来使用(以提供较高的正向电压),将万用表均拨到R×10档,测量发光管能否正常发光。

使用发光二极管时,第一,要注意判别正负极性。对全塑封的发光管电极引线较长的是正极,较短的是负极;对有金属管座的发光管(上面罩一光学透镜)。管侧有一突起,靠近突起的是正极。第二,使用调整发光二极管工作点时,不要只注意其电压值,主要使它的工作电流不能超过规定值。第三,大功率的砷化镓发光二极管因工作电流较大。管子易发热,使用时注意加散热片。第四,发光二极管的管帽大多用透明树脂封装,使用时不要沾上污物,不要磨损划伤。

红外发光二极管可选用作光电控制电路的光源;另外还可把小功率的红外发光管和硅光电二极管组装在一起,制成光电开关器件,在自动控制电路中做隔离式开关用。

使用变色和三色发光二极管时,第一要注意管脚排列,并要串接限流电阻,确保发光管通过规定电流。第二,焊接时,要注意散热,焊接时间不要过长。第三,注意保护管壳、管帽光洁,确保透光性好。第四,变色发光二极管的使用环境温度在+85℃以下,温度越低管子的发光亮度越高,在低温时,发光性能非常好。第五,使用时,注意管脚的正、负极,如将管子接反了,发光管就不能发光。

关键字:晶体二极管

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0617/article_10189.html
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