二極管開關電路分析和測試

1、二極管開關電路分析和測試課課 程程 介介 紹紹1 1 課程性質課程性質 本課程是電子類專業(yè)的一門的專業(yè)基礎課。本課程是電子類專業(yè)的一門的專業(yè)基礎課。 本課程的前導課程為電路分析，平行課程為本課程的前導課程為電路分析，平行課程為數(shù)字電子技術。數(shù)字電子技術。2 2 知識目標知識目標常見晶體二極管在電子產品中的應用；常見晶體二極管在電子產品中的應用；晶體三極管的開關特性和放大特性的應用；晶體三極管的開關特性和放大特性的應用；負反饋技術的應用；負反饋技術的應用；集成運算放大器的線性與非線性應用；集成運算放大器的線性與非線性應用；音頻功放的構成和使用；音頻功放的構成和使用；直流穩(wěn)壓電源的構成和應用。直流

2、穩(wěn)壓電源的構成和應用。3 3 能力目標能力目標能識別與檢測常用半導體元器件；能識別與檢測常用半導體元器件；能熟練操作萬用表、直流穩(wěn)壓電源、示波器、函能熟練操作萬用表、直流穩(wěn)壓電源、示波器、函數(shù)信號發(fā)生器等常用測量儀器儀表；數(shù)信號發(fā)生器等常用測量儀器儀表；能根據(jù)圖紙使用焊接工具完成電路裝配；能根據(jù)圖紙使用焊接工具完成電路裝配；能借助儀器儀表通過檢測分析排除模擬電路硬件能借助儀器儀表通過檢測分析排除模擬電路硬件故障。故障。模塊一模塊一 可調直流穩(wěn)壓電源設計與制作可調直流穩(wěn)壓電源設計與制作 模塊二模塊二 光控開關的設計與制作光控開關的設計與制作 模塊三模塊三 音頻功率放大器的設計與制作音頻功率放大器

3、的設計與制作 4 4 課程學習模塊課程學習模塊課堂教學和課后自主學習相結合，培養(yǎng)和鍛煉課堂教學和課后自主學習相結合，培養(yǎng)和鍛煉自學能力；自學能力； 教材和其他學習資源的合理使用。教材和其他學習資源的合理使用。5 5 學習方法學習方法項目一項目一 可調直流穩(wěn)壓電源設計與制作可調直流穩(wěn)壓電源設計與制作任務任務1 二極管開關電路分析與測試二極管開關電路分析與測試任務任務2 直流電壓的產生直流電壓的產生整流濾波電路分析設計整流濾波電路分析設計任務任務3 穩(wěn)壓電路分析與設計穩(wěn)壓電路分析與設計任務任務4 可調直流穩(wěn)壓電源裝配與調試可調直流穩(wěn)壓電源裝配與調試 1.1 二極管開關電路分析與測試二極管開關電路分

4、析與測試學習任務：學習任務： 1.二極管的結構、符號、分類二極管的結構、符號、分類 2.二極管的單向導電性二極管的單向導電性 3. 二極管電路分析二極管電路分析 4.用萬用表檢測二極管的極性、好壞用萬用表檢測二極管的極性、好壞 5.二極管伏安特性曲線二極管伏安特性曲線 6.二極管開關電路裝配與測試二極管開關電路裝配與測試一、二極管的外形和分類一、二極管的外形和分類整流二極管整流二極管發(fā)光二極管發(fā)光二極管開關二極管開關二極管劃分方法和種類劃分方法和種類說明說明按功能按功能分分通用型二極管，作為電子開關使用通用型二極管，作為電子開關使用專門用于整流的二極管專門用于整流的二極管專門用于指示信號的二極

5、管專門用于指示信號的二極管專門用于直流穩(wěn)壓的二極管專門用于直流穩(wěn)壓的二極管對光有敏感作用的二極管對光有敏感作用的二極管無線電信號的解調無線電信號的解調高頻電路中可作為可變電容器使用高頻電路中可作為可變電容器使用普通二極管普通二極管整流二極管整流二極管發(fā)光二極管發(fā)光二極管光敏二極管光敏二極管變容二極管變容二極管穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管檢波二極管檢波二極管二極管的分類二極管的分類按材料按材料分分硅二極管硅二極管硅材料二極管硅材料二極管鍺二極管鍺二極管鍺材料二極管鍺材料二極管二、半導體的導電特性二、半導體的導電特性 導體、半導體與絕緣體導體、半導體與絕緣體（1 1）導體：）導體： 電阻率電阻率1010-

6、6-6mm；（2 2）絕緣體：電阻率）絕緣體：電阻率10108 8mm；（3 3）半導體：電阻率介于導體與絕緣體之間）半導體：電阻率介于導體與絕緣體之間 （1 1）摻雜特性）摻雜特性（2 2）熱敏特性）熱敏特性（3 3）光敏特性）光敏特性 半導體的導電特性半導體的導電特性三、三、P型半導體和型半導體和N型半導體型半導體1.本征半導體本征半導體 純凈的半導體材料稱為本征半導體。常用的半導體純凈的半導體材料稱為本征半導體。常用的半導體材料是單晶硅（材料是單晶硅（SiSi）和單晶鍺（）和單晶鍺（GeGe）。本征半導體導電）。本征半導體導電能力非常弱。能力非常弱。（2 2） P P型半導體型半導體與本

7、征半導體相比，雜質半導體導電能力顯著增強。與本征半導體相比，雜質半導體導電能力顯著增強。（1 1） N N型半導體型半導體2.雜質半導體雜質半導體3. PN結形成結形成 將將P P型半導體和型半導體和N N型半導體采用特殊的制造工藝型半導體采用特殊的制造工藝結合在一起，就形成了結合在一起，就形成了PNPN結。結。PNP P區(qū)區(qū)N N區(qū)區(qū)1.二極管的結構二極管的結構二極管由管芯、管殼和電極三部分組成。二極管由管芯、管殼和電極三部分組成。2.二極管的符號二極管的符號陰極陰極陽極陽極AK陽極（正極）陰極（負極） AKP N 陰極引線陽極引線PN結四、二極管的結構和符號四、二極管的結構和符號五、二極管

8、的單向導電性五、二極管的單向導電性加正向電壓，二極管導通加正向電壓，二極管導通電阻很小，電流較大。電阻很小，電流較大。（二極管等效為一個閉合（二極管等效為一個閉合的開關）的開關）反向電流（很?。┓聪螂娏鳎ê苄。┱螂娏鳎ê艽螅┱螂娏鳎ê艽螅┘臃聪螂妷海O管截止加反向電壓，二極管截止電阻非常大，電流較小。電阻非常大，電流較小。（二極管等效為一個斷開（二極管等效為一個斷開的開關）的開關）結論：二極管是一個結論：二極管是一個電壓電壓控制的控制的單向單向開關開關1、理想二極管模型、理想二極管模型六、理想二極管電路分析六、理想二極管電路分析DiDu0DiDu 加正向電壓加正向電壓導通，二極管相當于閉

9、合的開關，呈短路導通，二極管相當于閉合的開關，呈短路 加反向電壓加反向電壓截止，二極管相當于斷開的開關，呈開路截止，二極管相當于斷開的開關，呈開路2、理想二極管電路分析舉例、理想二極管電路分析舉例例例 已知電路如圖所示，設已知電路如圖所示，設VD為理想二極管，為理想二極管，1000LR（1）VDD=2V，求解，求解IO和和UO；（2）若二極管正負極對調，再）若二極管正負極對調，再求解求解IO和和UODDVOULRDVOI解：解：VVUDDO2（1）二極管導通二極管導通mARUILOO2例例 已知電路如圖所示，設已知電路如圖所示，設VD為理想二極管，為理想二極管，1000LR（1）VDD=2V，

10、求解，求解IO和和UO；（2）若二極管正負極對調，再）若二極管正負極對調，再求解求解IO和和UODDVOULRDVOI解：解：0LOORIU（2）二極管截止二極管截止0OI畫出輸出電壓畫出輸出電壓 的波形。的波形。例例 已知電路如圖所示，已知電路如圖所示，VD為理想二極管，為理想二極管，tVuisin10ououDVRiutVui/01010tVuo/01010正半周，二極管正半周，二極管iu負半周，二極管負半周，二極管iu導通導通截止截止七、如何判斷二極管的極性七、如何判斷二極管的極性1、根據(jù)外觀判斷、根據(jù)外觀判斷+-+-+-2、使用數(shù)字萬用表判斷、使用數(shù)字萬用表判斷利用數(shù)字萬用表的利用數(shù)字萬用表的“二極管檔二極管檔”進行測量。進行測量。（1）若紅表筆接二極管正極，黑表筆接二極管負極）若紅表筆接二極管正極，黑表筆接二極管負極萬用表顯示二極管的萬用表顯示二極管的導通電壓導通電壓（2）若紅表筆接二極管負極，黑表筆接二極管正極）若紅表筆接二極管負極，黑表筆接二極管正極萬用表顯示：萬用表顯示：“1”（表示超出量程）（表示超出量程）？如何用數(shù)字萬用表判斷二極管的好壞如何用數(shù)字