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最近一个实验需要用到一个短路的二极管,具体就是用万用表通断表量正负极或负正极之间应该是短路的,蜂鸣器应该是响的。顺便提一下正常没坏的二极管如果你用万用表欧姆档去量正负级之间的电阻几百欧到几千欧之间,负正极之间的电阻应该为兆欧级别。
实验原理
咱们采取的措施施加足够大(超越反向击穿电压)的电压,反向击穿二极管,造成其短路。正常情况下,给二极管施加反向电压,二极管是不会导通的,但是,如果这个反向电压足够大,超过了其反向击穿电压,就会导致二极管被击穿,击穿后往往导致二极管短路。
至于为什么不施加正向电压,咱们后面再说。
实验器材
咱们实验器材如下:
- 1N5819 一个
- 两个电源(需要串联出90V 的电压来,如果你单电源电压够高,一个电源也可)
- 可调直流负载一个
1N5819 的参数如下:
可见其反向击穿电压为 40V, 平均整流电流:1A, 正向压降:0.6V。
实验电路
实验电路如下:
实验过程
1. 实验前确认二极管是良好的
万用表二极管档,表笔正极接二极管正极,表笔负极接二极管负极,测得正向压降:0.2V 左右,OK。 如果是短路或开路的二极管测不出正向压降来。
万用表还是二极管档,表笔负极接二极管正极,表笔正极接二极管负极,测得开路,OK。 如果是短路则测不出开路来:
2. 接好实验电路
3. 逐渐增高电源电压
9V 时二极管依然不导通,可以看到直流负载显示电流为0:
35V 时二极管依然不导通,可以看到直流负载显示电流为0:
48V 依然坚挺:
50V 坚挺,就不上图了。
55V 坚挺,就不上图了。
4. 完犊子了
电源电压 到60V 时,二极管开始导通了,可以看到0.028A 的电流通过了:
此时,听到一声很细小的咔嚓声,是二极管被击穿的声音。
继续盘它。我们把电压增大到90V, 电流增大到0.508A, 注意因为我负载仪设置的最大电流就是0.5A, 如果负载仪的电流设置的更大,此时电流应该会更大:
5. 通断档测量
拆下二极管,万用表打到通断档,表笔正极接二极管负极,可以听到蜂鸣声,说明此时,二极管已经短路了,我们的实验目的达到了:
后来我用表欧姆档测量此时被烧毁的二极管显示电阻 18Ω。
实验后记
再后来,我又换了一个个头更大一个的管子 1N5822, 同样的方法烧穿之,测量电阻为0.2Ω左右。
至于前面的提到的为什么不加正向电压烧二极管,是因为我试过,发现不行。我是这样干的,我给平均整流电流是 1A 的 1N5819 加 10V 6A 的电流,没有烧穿之,我没有更大电流的电源了。拆下后,过一会儿二极管就恢复了。
下面是我在网上,查到如下资料:
如果给二极管加反向电压,超过其击穿电压后,二极管会失效,失效后的的二极管往往会短路;反之,如果加正向电压,因为正向电流过大导致热击穿,往往会导致二极管开路。
上面资料出处:https://www.quora.com/What-happens-when-a-diode-is-damaged-is-it-shorted-or-open
有鉴于此,我就不再寻找更大电流的电源加正向电压从而击穿二极管了,因为正向热击穿后往往导致开路,当然,我没有实验,我只实验了反向击穿。如果亲爱的读者,你知道或者实验过正向热击穿二极管会导致短路还是开路,请在评论区留言告诉我。
关于二极管击穿我查到资料如下:
雪崩击穿和齐纳击穿是可逆的,热击穿是不可逆的,导致二极管结构发生破坏。
本文的击穿属于热击穿。
资料出处如下:
https://www.zhihu.com/question/45382626