任务1.4 二极管的识别与检测
任务目标
• 能识别各种插装式二极管，正确理解其主要技术参数。
• 能用万用表测试二极管的极性及质量。
半导体是指导电性能介于导体和绝缘体之间的物质，是一种具有特殊性质的物质。它的种类繁多，这里仅介绍最常用的半导体器件。
1.4.1 二极管概述
微视频二极管简介
半导体二极管由一个PN结、电极引线和外加密封管壳制成，具有单向导电性。其结构及图形符号如图1-12所示。
图1-12 二极管的结构、图形符号
a）点接触型 b）面接触型 c）平面型 d）图形符号
1.二极管的分类
1）二极管按结构分：可分为点接触型和面接触型两种。点接触型二极管常用于检波、变频等电路；面接触型主要用于整流等电路中。
2）二极管按材料分：可分为锗二极管和硅二极管。锗管正向压降为0.2～0.3V，硅管正向压降为0.5～0.7V。
3）二极管按用途分：可分为普通二极管、整流二极管、开关二极管、发光二极管、变容二极管、稳压二极管、光电二极管等。
2.二极管的外形
二极管是典型的半导体元器件，具有单向导电的特性，通过二极管的电流只能沿一个方向流动。一般在二极管的管壳上都标有极性，二极管极性接错有可能烧坏二极管以及其他元器件。常见二极管的外形及图形符号如表1-13所示。
表1-13 常见二极管的外形及图形符号
（续）
1.4.2 二极管的主要技术参数
不同类型的二极管有不同的特性参数。
（1）最大正向电流IF
指二极管长期工作时，允许通过的最大正向平均电流。
（2）最高反向工作电压URM
指正常工作时，二极管所能承受的反向电压的最大值。一般手册上给出的最高反向工作电压约为击穿电压的一半，以确保二极管安全运行。
（3）最高工作率fM
指二极管能保持良好工作性能条件下的最高工作频率。
（4）反向饱和电流IS
指在规定的温度和最高反向电压作用下，二极管未击穿时流过二极管的反向电流。反向饱和电流越小，二极管的单向导电性能越好。
1.4.3 二极管的极性识别与检测
1.二极管极性识别
（1）观察外壳上的符号标记
通常在二极管的外壳上标有二极管的符号，带有三角的一端为正极，另一端是负极，如图1-13所示。
（2）观察外壳上的色点
在一些二极管的外壳上标有色环，带色环的一端为负极，如图1-14所示。
图1-13 标有符号的二极管
图1-14 标有色环的二极管
2.用万用表检测二极管
（1）判断极性
1）用指针式万用表进行测量时，以阻值较小的一次测量为准，黑表笔所接的一端为正极，红表笔所接的一端则为负极。测量过程如下：
选择电阻R×100Ω或R×1kΩ档，进行欧姆调零，然后将红、黑表笔分别接二极管的两个电极，若测得的电阻值很小（几千欧以下），则黑表笔所接电极为二极管正极，红表笔所接电极为二极管的负极；若测得的阻值很大（几百千欧以上），则黑表笔所接电极为二极管负极，红表笔所接电极为二极管的正极，如图1-15所示。
图1-15 用指针式万用表判别二极管的极性
a）欧姆调零 b）电阻值小 c）电阻值大
2）用数字式万用表进行测量时，如图1-16所示。把万用表置于二极管测试档进行测试，所测显示电压为0.5～0.8V，则所测为正向偏置，红表笔所接为正极、黑表笔所接为负极；如所测显示为“1”，则为反向偏置，红表笔所接为负极，黑表笔所接为正极。
图1-16 用数字式万用表判别二极管的极性
a）置二极管测试档 b）正向偏置 c）反向偏置
（2）判断二极管好坏
将两表笔分别接在二极管的两个引线上，测出电阻值。然后对换两表笔，再测出一个阻值，然后根据这两次测得的结果，判断出二极管的质量好坏与极性。
测量的结果：
• 一次阻值大，一次阻值小；阻值小时黑表笔接的是二极管的正极，红表笔接的是二极管的负极。二极管正常。
• 两次阻值都很大，二极管断路。
• 两次阻值都很小，二极管短路。
• 正向电阻值大于正常值的上限，反向电阻值小于正常值的下限，表示二极管性能不太好。
若用数字式万用表的二极管档进行检测，不同材料的二极管，正向压降值不同：锗管为0.150～0.300V，硅管为0.400～0.700V。
若显示屏显示“0000”数值，则表明二极管已短路；若显示“OL”或“超载”，则说明二极管内部短路或处于反向状态，此时可交换表笔再测。
使用中要求较为严格的二极管或特殊二极管，使用中还要检测其他参数，如额定功率、最高工作电压、稳压值等。
1.4.4 任务实施
1.器材和设备
1）指针式、数字式万用表各一块。
2）各种不同标称值的二极管。
2.实施步骤
以下检测数据填入表1-14中。
表1-14 二极管检测数据记录
（1）用指针式万用表检测二极管
1）从外形或二极管体上的标志识别其类型及型号。
2）用指针式万用表检测普通二极管的方法与步骤如下。
① 万用表选择合适的档位。档位一般选择R×1kΩ（或R×100Ω）档量程，选择量程后，万用表应校零。
② 交换表笔测量二极管两次，阻值小的一次为正向电阻值，且此时黑表笔所接触的电极引脚为二极管的正极，阻值大的一次为反向电阻值。
比较正向、反向电阻值，判断二极管的质量好坏。
（2）用数字式万用表检测二极管
用数字式万用表检测二极管的方法和步骤如下。
1）按下电源开关“POWER”。
2）将功能量程选择开关拨到“
”的量程档上。
3）将两表笔接于被测二极管两端，交换表笔测量两次，便可读出显示值。
4）比较正向、反向电压值，判断二极管的质量好坏。
另外，开关二极管、阻尼二极管、隔离二极管、钳位二极管、快恢复二极管等，可参考普通整流二极管的识别与判断。
（3）几种特殊二极管的检测
1）稳压二极管的检测。
稳压二极管的极性与性能好坏的测量同普通二极管的测量方法相似，不同之处在于：当使用指针式万用表的R×1kΩ档测量二极管时，测得其反向电阻是很大的，此时，将万用表转换到R×10kΩ档，如果出现指针向右偏转较大角度，即反向电阻值减小很多的情况，则该二极管为稳压二极管；如果反向电阻基本不变，说明该二极管是普通二极管，而不是稳压二极管。
稳压二极管的测量原理是：万用表R×1kΩ档的内电池电压较小，通常不会使普通二极管和稳压二极管击穿，所以测出的反向电阻都很大。当将万用表转换到R×10kΩ档时，万用表内电池电压变得很大，使稳压二极管出现反向击穿现象，所以其反向电阻下降很多，由于普通二极管的反向击穿电压比稳压二极管高得多，所以普通二极管不会被击穿，但反向电阻仍然很大。
若测得稳压二极管的正、反向电阻均很小或均为无穷大，则说明该二极管已被击穿或开路损坏。
2）发光二极管的检测。
指针式万用表检测：对发光二极管的检测主要采用万用表的R×10kΩ档，其测量方法及对其性能的好坏判断与普通二极管相同。但发光二极管的正向、反向电阻均比普通二极管大得多。用指针式万用表时，把转换开关置于R×10kΩ档测量它的正、反向电阻值。正常时，正向阻值为15～40kΩ；反向阻值大于500kΩ。正反电阻若接近0，说明它已击穿损坏；若均为无穷大，说明它已开路损坏；若反向阻值远远小于500kΩ，则说明它已漏电损坏。此种检测方法，不能实地看到发光二极管的发光情况，因为R×10kΩ档不能向发光二极管提供较大正向电流。若用指针式万用表R×1kΩ档测量发光二极管的正、反向电阻值，则会发现其正、反向电阻值均接近无穷大，这是因为发光二极管的正向压降大于1.6V（高于万用表R×1kΩ档内电池的电压值1.5V）的缘故。
数字式万用表检测：用数字式万用表的R×20MΩ档，测量发光二极管的正、反向电阻值。正常时，正向电阻小于反向电阻。较高灵敏度的发光二极管，用数字式万用表小量程电阻档测它的正向电阻时，管内会发微光，所选的电阻量程越小，管内发出的光越强。用数字式万用表的二极管档测量发光二极管的正向导通压降，正常值为1.5～1.7V，且管内会有微光。红色发光二极管约为1.6V，黄色约为1.7V，绿色约为1.8V，蓝、白、紫色发光二极管约为3～3.2V。