3.3 二极管的识别与检测
3.3.1 二极管的种类和参数
二极管是内部设有一个PN结的电子器件，有正、负两个电极，具有单方向导电特性，电流只能从正极流向负极，文字符号为“VD”。
（1）二极管的种类 二极管的种类很多，如图3-9所示，按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si管）；根据使用功能分类，有整流二极管、检波二极管、稳压二极管、快恢复二极管、发光二极管、光敏二极管、肖特基二极管、变容二极管、开关二极管等；按照管芯结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。二极管的常见符号如图3-9下部所示。
图3-9 二极管的种类和电路符号
（2）二极管的参数 二极管的参数主要有最高反向工作电压、最大正向电流、反向漏电电流、正向压降四个指标。
①最高反向工作电压 是指二极管长期连续工作时允许加在二极管两端的反向电压，符号和单位为“URM/V”。超过最高反向工作电压会将管子击穿，为了保证使用安全，规定了最高反向工作电压值。使用时不要超过最高反向工作电压，如果高于该电压达到“反向击穿电压”时，二极管会被击穿损坏。
②最大正向电流 是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值，符号和单位为“IM/A”或“IF/A”。其值与PN结面积及外部散热条件等有关。因为电流通过管子时会使管芯发热，温度上升，温度超过容许限度（硅管为141℃左右，锗管为90℃左右）时，就会使管芯过热而损坏。所以在规定散热条件下，二极管使用中不要超过二极管最大整流电流值。
③反向漏电电流 反向电流是指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下，流过二极管的反向电流，符号和单位为“IR/μA”。硅二极管一般在1μA到几十微安，锗二极管高达数百微安，反向电流越小，管子的单方向导电性能越好。值得注意的是反向电流与温度有着密切的关系，大约温度每升高10℃，反向电流增大一倍，硅二极管比锗二极管的稳定性好。
④正向压降 二极管正向导通时产生的电压降，符号和单位为“UF/V”，一般1V以内，硅二极管一般在0.5～0.7V，锗二极管一般在0.1～0.3V。导通时要求正向压降越小越好，特别是工作于低电压状态的二极管。
⑤其他参数 特殊二极管有其特殊的参数，如稳压二极管主要产生是稳压值和最大耗散功率，发光二极管和光敏二极管的主要参数是光学特性，快恢复二极管的反向恢复时间，检波二极管的频率特性等等。
3.3.2 二极管的功能和作用
利用二极管的单方向导电特性，普遍用于交流电的整流，将交流电转变成单一方向的脉冲直流电；利用稳压二极管的反向击穿电压恒定，且击穿后可恢复特性，用于供电稳压；利用二极管正向导通后，它的正向压降基本保持不变（硅管为0.7V，锗管为0.3V），作为限幅元件，可以把信号幅度限制在一定范围内；利用发光二极管的发光性能，用于电器指示灯、VCD、DVD、计算器等显示器、LED液晶显示屏背光灯等；利用变容二极管随反向电压改变结电容，用于电视机的高频头中谐振和选台；快恢复二极管用于高频整流、续流、检波等等。
3.3.3 二极管的测量与代换
（1）指针式万用表测量二极管 利用指针式万用表的电阻量程，可粗略判断二极管的好坏。其测量方法与测量电阻器相同，测量二极管如图3-10所示。
图3-10 测量二极管
①测量二极管的极性 二极管均具有正极、负极两个电极，一般在靠近负极引线附标示一个白色色环，表示该端为负极，另一端为正极。如果没有白色色环或色环不清楚，可用万用表进行测量。
将指针式万用表的量程选择开关置于电阻挡R×1k挡，用红、黑表笔测量二极管两端的电阻，并记下电阻值；再对调表笔测量二极管电阻，比较两次测量的电阻值，阻值小的一次测量时，黑表笔连接的是二极管的正极，红表笔连接的是二极管的负极。
②测量二极管的正向导通特性 量程选择开关置于电阻测量的R×1挡或R×10挡，由于R×1挡或R×10挡可提供更大的测试电流，更能测量出二极管的正向导通特性。用红表笔连接被测二极管的负极，黑表笔连接二极管的正极，由于电阻测量挡的黑表笔带正电，红表笔带负电，二极管属于正向连接，此时测量电阻为二极管的正向电阻，阻值越小，正向特性越好，一般正向电阻在7～10Ω。如果测量正向电阻为0，说明二极管已经击穿，如果显示为∞，表示二极管已经开路。此方法也适用于在路测量二极管的正向电阻。
③测量二极管的反向电阻 量程选择开关置于电阻测量的R×1k挡或R×10k挡，由于R×1k挡或R×10k挡可提供更高的测试电压，更能测量出二极管的反向特性。红、黑表笔对接后调零。用红表笔连接被测二极管的正，黑表笔连接二极管的负极，二极管属于反向连接，此时测量电阻为二极管的反向电阻，阻值越大，反向漏电电流越小，一般为∞。如果测量反向电阻为0，说明二极管已经击穿，如果反向电阻不为∞，表示二极管反向漏电，测量显示的电阻值，为漏电电阻。在路测量二极管的反向电阻时，由于有其他器件并联或串联在二极管两端，反向电阻不可能为∞，其反向电阻根据外围电路而定。
④测量发光二极管 发光二极管两端加上2.0～3.2V的正向电压时会发光，正常发光时的额定电流约为20mA。测量发光二极管的正向电阻时，正好为发光二极管两端施加了正向电压，但是由于万用表R×1挡到R×1k挡内部的电池提供的电压仅为1.5V，低于二极管的发光工作电压条件；而R×10k挡内部的电池虽然达到9V或15V，但通过的电流不能满足发光条件。
测量发光二极管正向电阻时，一是可采用两个相同的万用表串联，将测试电压提高到3V，即可测量二极管是否发光；二是在黑表笔或红表笔串联一个1.5V电池，将测量电压提高到3V，可测量二极管是否发光，串联电池一定要注意电池的极性，电池的负极接黑表笔，电池正极接发光二极管的正极，红表笔接发光二极管的负极。
⑤测量稳压二极管 稳压二极管反向连接具有稳压作用，用R×10k挡测量稳压二极管的反向电阻时，如果稳压二极管的稳压值低于万用表内电池电压，就会测量出反向漏电电阻，该反向电阻反应了该稳压管的稳压值。维修人员可根据测量实践，摸索掌握其稳压值与反向电阻值的规律，粗略判断稳压二极管的稳压值。
⑥测量光敏二极管 由于光敏二极管的反向电阻受光照强度的影响而改变，用R×10k挡测量测量光敏二极管的反向电阻时，先在暗处测量其反向电阻，再移动到强光下测量其反向电阻，根据反向电阻的变化，判断光敏二极管的好坏。
（2）数字式万用表测量二极管
①测量二极管的正向导通特性 将万用表上的旋钮拨到通断挡位或二极管测量挡位，并将红黑表笔插在万用表的正确位置。将红表笔接二极管正极，黑表笔接负极，所测量的数据为二极管的正向电阻，屏幕上显示的是二极管的正向导通压降，单位为mV，电流为1mA。然后观察读数，正常时为600mV到800mV，如果满溢（即显示为1），则二极管已坏。
如果是发光二极管，若二极管正常，测量正向电阻时，可以看到微弱的亮光，发光二极管的长脚为正极。
②测量二极管的反向电阻 交换表笔，将红表笔接二极管负极，黑表笔接正极，所测量的数据为二极管的反向电阻，正常时电阻为无限大，读数满溢（即显示为1）；若还有读数而不满溢，则二极管反向漏电。
（3）二极管的代换 当被测二极管损坏时，需要用相同功能、相同参数的二极管更换即可，如果无相同规格二极管更换，可用规格相近的二极管代换，其代换方法和注意事项如下。
①整流二极管代换 整流二极管损坏，更换正向电流、反向电压相同的二极管即可。可用正向电流、反向电压大的整流二极管代换正向电流、反向电压小的二极管，只要电路安装位置、空间允许即可。千万不能用正向电流、反向电压小的二极管代换正向电流、反向电压大的二极管，会造成代换二极管的过流、过压烧坏。
②稳压二极管代换 稳压二极管损坏，更换时主要参考是稳压值和最大耗散功率，可用稳压值相等，耗散功率大的稳压管代替。如果手边的稳压二极管稳压值低于损坏稳压二极管的稳压值，可用2只稳压值为需要稳压值1/2的稳压管串联代替。如：用2只6V稳压管串联代替12V稳压管。也可用稍低于需要值的稳压管串联普通二极管代替，由于普通二极管正向电压为0.7V左右，串联后可补足稳压管的稳压值。如：用10V的稳压管串联3只普通二极管，代替12V稳压管，3只普通二极管正向连接为2.1V，与10V稳压管串联，代替12V稳压管，代替时注意普通二极管为正向连接，稳压管为反向连接。
③快恢复二极管代换 快恢复二极管（简称FRD）是一种具有开关特性好、反向恢复时间短特点的二极管，主要应用于开关电源、PWM脉宽调制器、变频器等电子电路中，作为高频整流二极管、续流二极管或阻尼二极管使用。快恢复二极管的内部结构与普通PN结二极管不同，它属于PIN结型二极管，即在P型硅材料与N型硅材料中间增加了基区I，构成PIN硅片。因基区很薄，反向恢复电荷很小，所以快恢复二极管的反向恢复时间较短，正向压降较低，反向击穿电压（耐压值）较高。代换快恢复二极管除了注意最高反向工作电压、最大正向电流指标外，还应注意反向恢复时间参数是否满足要求，更不能用普通整流二极管代换，否则发热严重，不但烧毁二极管，还会给相关电路造成过载、过流损坏。
④高频二极管代换 高频二极管的主要特性是工作频率高，代换时除了注意最高反向工作电压、最大正向电流指标外，还应注意反向恢复时间、结电容等参数是否满足要求，不能用普通二极管代替。
⑤发光二极管的代换 作为指示灯用的发光二极管，用普通的发光二极管代换即可，只要满足能发光的需要即可。但是背光灯采用的发光二极管，损坏时最好采用原型号的发光二极管更换；如果无同型号更换，注意选择参数相近的发光二极管代换，避免更换后造成整个背光灯串的电流、亮度发生变化。