特殊二極管及其應用（二）一、發光二極管符號及工作原理發光二極管簡寫為LED，采用砷化鎵、磷化鎵等半導體材料制成，它是一種在通過正向電流時由PN結兩側的多子直接復合釋放出光能的光發射器件，其發光顏色取決于所用材料。目前市場上主要顏色有紅、橙、黃、綠、藍幾種。1.發光二極管簡介

發光二極管的實物圖1.3.2特殊二極管及其應用（二）2.發光二極管的電路符號及特性發光二極管的工作電壓比普通二極管高，普通發光二極管的工作電壓一般為1.2～2.5V，安全使用電壓應選擇5V以下。工作電流一般為幾mA～幾十mA，工作時一般應接限流電阻。

發光二極管符號陽極陰極發光二極管伏安特性發光二極管伏安特性與普通二極管相似，當正向導通時可以發出一定波長的可見光，也有可以發出紅外光等不可見光的發光二極管。3.發光二極管的特點發光二極管具有驅動電壓低、工作電流小、具有很強的抗振動和抗沖擊能力、體積小、可靠性高、耗電省和壽命長等優點，廣泛應用于信號指示等電路中。使用時要保證LED的正向工作電流在規定的范圍之內，具體型號LED的工作電流可查閱手冊等資料。（1）電源通斷指示電路利用發光二極管發光的特點，可以用于電源指示等電路中。4.發光二極管的應用舉例（2）發光數碼管發光數碼管是電子技術中的主要顯示器件，常用的七段顯示數碼管是用LED經過一定的排列組成的，如圖所示。14（3）其他顯示由兩個數碼管組成車速顯示。由單顆LED燈組成顯示屏，配合驅動電路顯示文字、字符等信息。二、光電二極管符號及工作原理1.光電二極管簡介光電二極管也稱光敏二極管，它也是一種特殊二極管。光電二極管和普通二極管一樣具有一個PN結，不同之處是在光電二極管的外殼上有一個透明的窗口以接收光線照射，實現光電轉換。它能將光信號轉變為電信號輸出。2.工作原理光電二極管在設計和制作時盡量使PN結面積相對較大，以便接收入射光。它是在反向電壓作用下工作的，沒有光照時，反向電流極其微弱，叫暗電流；有光照時，反向電流迅速增大到幾十微安，稱為光電流。光的強度越大，反向電流也越大。光電二極管可用來作為光控元件。可以實現把光信號轉換成電信號，制成光電傳感器件。3.光電二極管的符號光電二極管的符號4.光電二極管的應用光電二極管可以用作光控開關器件、光信號接收設備、光電池、太陽能電池及光伏發電照明等。三、光電耦合電路1.光耦合電路簡介光耦合電路常稱為光電耦合器，它是以光為媒介傳輸電信號的一種電——光——電轉換器件。它由發光源和受光器兩部分組成。把發光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內，彼此間用透明絕緣體隔離。光電耦合器主要由三部分組成：光的發射、光的接收及信號放大。發光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發光源為發光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等。2.光電耦合的主要特點（1）光信號單向傳輸。（2）隔離性能好。（3）光信號不受電磁波干擾，工作穩定可靠。（5）抗共模干擾能力強，能很好地抑制干擾并消除噪音。（6）無觸點，使用壽命長，體積小，耐沖擊能力強。（7）易與邏輯電路連接。（8）工作溫度范圍寬。（4）光發射器件與光敏器件的光譜匹配十分理想，響應速度快，傳輸效率高。3.光耦合器的應用當無信號輸入時，三極管VT處于截止狀態，發光二極管上無電流通過，不發光，則a、b兩端電阻非常大，相當于開關“斷開”，為常開狀態。當輸入端加信號時，三極管VT導通，發光二極管發光，則a、b兩端電阻變得很小，相當于開關“閉合”。3.光耦合器的應用無信號輸入時，三極管VT截止，但發光二極管有電流通過而發光，使a、b兩端處于導通狀態，相當于開關“接通”。當有信號輸入時，三極管VT導通，由于三極管集電結壓降在0.3V以下，小于發光二極管的正向導通電壓，所以發光二極管無電流通過不發光，a、b兩端電阻極大，相當于開關“斷開”，故稱“常閉”式。特殊二極管及其應用（一）1.3.1特殊二極管及其應用（一）1.穩壓二極管的符號及特點穩壓二極管是用特殊工藝制造的硅半導體二極管。穩壓二極管在正向導通時也具有穩壓的特性，穩壓值就是正向導通電壓，硅穩壓二極管的正向導通電壓為0.7V；反向擊穿電壓等于穩壓管的穩壓值。穩壓二極管的符號一、穩壓二極管符號及工作原理2.穩壓二極管伏安特性曲線正向特性擊穿電壓反向電流反向特性穩壓管工作在反向擊穿區，由于曲線很陡直，反向電流在很大范圍內變化時，端電壓變化很小，因而具有穩壓作用。3.穩壓管的主要參數（1）穩定電壓UZ指在規定的測試電流下，穩壓管工作在擊穿區時的穩定電壓。（2）最小穩定電流IZmin（3）最大穩定電流IZmax指穩壓管進入反向擊穿區時的轉折點電流。指穩壓管長期工作時，允許通過的最大反向電流，其工作電流應小于IZmax。（4）穩定電流IZ指穩壓管在穩定電壓時的工作電流，其范圍在IZmin～IZmax之間。（5）最大耗散功率PM工作時允許承受的最大功率，其值為PM=IZmaxUZ。（6）動態電阻rz穩壓管兩端電壓變化量和電流變化量之比。即為rZ=ΔUZ/ΔIZ。rZ越小，穩壓性能越好。3.穩壓管的主要參數4.穩壓二極管的應用穩壓管反向擊穿后，只要穩壓管兩端電壓增大一點，反向電流就會增大許多，對穩壓管而言容易形成破壞性的熱擊穿，因此，在電路中應與穩壓管串聯一個電阻，起到限流作用。

注意：如多個穩壓管一起使用時，穩壓管之間只能串聯，不能并聯。多個穩壓管并聯使用，會怎么樣呢？例題分析

若硅穩壓二極管DZ1

、DZ2的反向擊穿電壓分別是UZ1=5V和UZ2=10V，那么下圖中UO

為多少？設穩壓管的正向導通電壓為0.7V。UO=10.7VDZ1

正向導通，兩端電壓為0.7V，DZ2反向擊穿，兩端電壓為10V。練習

硅穩壓二極管DZ1

、DZ2的反向擊穿電壓分別是UZ1=5V和UZ2=10V，設穩壓管的正向導通電壓為0.7V。若調整穩壓二極管DZ1

、DZ2的極性，還可以得到幾種不同的穩定電壓？他們分別是多少？答：還可以得到3種不同的穩定電壓，它們分別是5.7V，1.4V和15V。5.穩壓二極管限幅電路限幅電路是限制信號輸出幅度的電路，它能按限定的范圍削平信號電壓的波形幅度，又稱限幅器或削波器等。限幅電路常用于整形、波形變換、過壓保護。例題分析1

若下圖中，輸入正弦交流電壓峰值為10V，硅穩壓二極管VD的反向擊穿電壓為5V，那么下圖中UO

的波形該怎樣畫？設穩壓管的正向導通電壓為0.7V。-10ui

/VO105t-5OtuO/V50.7例題分析2

若下圖中，輸入正弦交流電壓峰值為10V，硅穩壓二極管VD的反向擊穿電壓為5V，那么下圖中UO

的波形該怎樣畫？設穩壓管的正向導通電壓為0.7V。-10ui

/VO105