整流稳压二极管器件介绍

图2-10 半导体二极管实物

常见半导体二极管的实物如图2-10所示。普通半导体二极管常用于检波、整流等，如2AP9、2AP10、2CP10、2CP21等。外表印的半导体二极管符号标志表示出了半导体二极管的正负电极。

1.整流二极管

利用二极管的单向导电性，将交流电源整流成为直流电源的二极管叫做整流二极管，它是面结合型的功率器件，由于PN结的面积较大，能承受较大的正向电流和反向电压，性能比较稳定，但是其结电容较大，因此工作频率范围较窄（3kHz以内），故工作频率低，不能用于检波。整流二极管主要用于工频大电流的整流电路，多由硅材料制成，常用的有2CZ型、2DZ型等，如表2-5所示。还有用于高压和高频整流电路的高压整流堆，如2CGL型、DH26型、2CL51型等。整流二极管的实物外形如图2-11所示，有金属封装和塑料封装两种。

图2-11 整流二极管

对于柱形二极管，外表一端用色环或色点表示负极；对于螺栓形的，螺栓的一端是正极。有的已将四个二极管封装在一起，称为整流桥或全桥。

表2-5 常用整流二极管的规格及参数

整流二极管的检测：将万用表选择“R×1kΩ”挡，黑表笔接整流二极管的正极、红表笔接负极，正向电阻值应为几到十几千欧，交换表笔测量被测管的反向电阻，正常时应为无穷大。

2.检波二极管

检波二极管是用于把叠加在高频载波上的低频信号检测出来的器件，它具有较高的检波效率和良好的频率特性，为点接触型，一般为锗管。检波二极管一般结电容小、反向电流小、高频特性好，主要用于高频检波电路。检波二极管主要型号有2AP型和1N4148（国外型号）等。检波二极管的实物外形如图2-12所示，常用于收音机电路中。

图2-12 检波二极管

检波二极管除了一般的二极管参数外，还有一个特殊参数为检波效率，指的是在检波二极管输出电路的电阻负载上产生的直流输出电压与加在输入端的正弦交流信号电压峰值之比的百分数，检波效率会随工作频率的增高而下降。

检波二极管的封装多采用玻璃或陶瓷外壳，以保证其良好的高频特性，也可以用于小电流整流。

检波二极管的检测方法与整流二极管的相同，但区别是检波二极管的工作电流比整流二极管的小很多。正向测得的电阻值较小，反向电阻值无穷大。

3.稳压二极管

稳压二极管也叫稳压管，是一种齐纳二极管。它是利用二极管反向击穿时其两端电压基本保持不变的特性制成的。稳压二极管是用特殊工艺制造的面结型硅半导体二极管，其特点是工作于反向击穿区，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，当其被反向击穿后，外加电压减小或消失，PN结能自动恢复而不至于损坏。利用PN结击穿又不损坏时，其反向电流在很大范围内变化，两端电压却能保持稳定不变的特性，来实现稳压电路的稳压。稳压二极管主要用于电路的稳压环节和直流电源电路中，常用的有2CW型和2DW型，实物外形如图2-13所示。

图2-13 稳压二极管

图2-14所示为简单稳压二极管（又称单向击穿二极管）的稳压电路。

稳压二极管的主要参数有稳定电压、稳定电流、最大允许耗散功率、动态电阻等。

（1）稳定电压U_Z

稳压二极管伏安特性曲线及电路符号如图2-15所示。它的正向特性曲线与普通二极管相似。稳定电压U_Z如图2-15a所示，它是指当稳压二极管中电流为规定值时，在电路中其两端产生的稳定电压值。在正常情况下稳压二极管工作在反向击穿区，由于曲线很陡，反向电流在很大范围内变化时，端电压变化很小，因而具有稳压作用。图2-15中的U_Z表示反向击穿电压，当电流的增量ΔI_Z很大时，只引起很小的电压变化ΔU_Z。只要反向电流不超过其最大额定电流，就不会形成破坏性的热击穿。在电路中应给稳压二极管串联一个具有适当阻值的限流电阻，不能让二极管击穿后电流无限增大，否则将立即被烧毁。(www.xing528.com)

图2-14 稳压电路

图2-15 稳压二极管伏安特性曲线及电路符号

例：2CW72型稳压二极管的稳定电压是7～8.8V，稳压值会随温度变化而有微小的变化。稳压二极管的特性曲线及测试电路如图2-16所示。

图2-16 稳压二极管电路测试的特性曲线

（2）最大稳定电流I_Zmax

最大稳定电流指稳压二极管允许长期流过的最大工作电流。受稳压二极管最大耗散功率限制。通常稳压二极管实际工作电流应小于最大值，否则稳压二极管会因电流过大而过热损坏。

（3）最大允许耗散功率P_ZM

最大允许耗散功率指电流增大到最大工作电流时，管中散发出的热量使管子损坏的功率，最大允许耗散功率为稳定电压值与最大稳定电流的乘积，一般一种型号的稳压二极管的P_ZM是固定的。

P_ZM=U_ZI_Zmax

（4）最小稳定电流I_Zmin

最小稳定电流I_Zmin是指稳压二极管正常工作时的最小电流值。

（5）稳定电流I_Z

稳定电流I_Z指稳压二极管工作在稳定状态时，稳压二极管中流过的电流。

（6）动态电阻r_Z

动态电阻r_Z指在反向击穿状态下，稳压二极管两端的电压变化量和相应的通过稳压二极管的电流变化量之比，r_Z=ΔU_Z/ΔI_Z，r_Z是稳压二极管的动态电阻。动态电阻是表征稳压二极管性能好坏的重要参数之一，越小稳压特性越好，一般为几欧至几百欧。

（7）稳压二极管的测量、判别方法与技巧

1）极性的判别。从外形上看，金属封装稳压二极管管体的正极一端为平面形，负极一端为半圆面形。塑封稳压二极管管体上印有彩色标记的一端为负极，另一端为正极。对标志不清楚的稳压二极管，也可以用万用表判别其极性，测量方法与普通二极管相同，即用万用表将两表笔分别接稳压二极管的两个电极，测出结果后，再对调两表笔进行测量。在两次测量结果中，阻值较小那一次，黑表笔接的是稳压二极管的正极，红表笔接的是稳压二极管的负极。

2）检查好坏。万用表置于“R×10kΩ”挡，黑表笔接稳压二极管的“-”极，红笔接“+”极，若此时的反向电阻很小（与使用“R×1kΩ”挡时的测试值相比较），因为万用表“R×1kΩ”挡内部使用的电池电压为1.5V，一般不会将被测稳压二极管反向击穿，使测得的电阻值比较大，说明该稳压二极管正常。因为万用表表内是15V或9V的叠层电池，“R×10kΩ”挡的内部电压都在9V以上，可达到被测稳压二极管的击穿电压，使其阻值大大减小。

3）测量稳压值。要测量稳压二极管的稳压值，必须使用高阻挡，这样稳压二极管才能进入反向击穿状态，一般用“R×10kΩ”挡来测量，当万用表置于高阻挡后，测其反向电阻，若测得的电阻为R_x，可求得稳压值V_z为

式中，n是所用挡的倍率，如所用万用表最高电阻挡是“R×10kΩ”，即n=10000；R_o是万用表的中心阻值；E_o是所用万用表最高挡的电池电压值。

例如：用MF50型万用表测定一只2CW14型稳压二极管的稳压值，R_o=10Ω，最高挡R×10kΩ、E_o=15V、R_x=75kΩ，通过计算得U_z=6.4V。