電子技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用

1、電子技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用學(xué)習(xí)目得:通過這節(jié)課得學(xué)習(xí),使我們大家在日常工作中,在電路圖上遇到這種元器件,我們應(yīng)該知道什么就是二極管與三極管。內(nèi)容:各位戰(zhàn)友們大家好今天由我給大家一起學(xué)習(xí)半導(dǎo)體二極管與三極管得相關(guān)基礎(chǔ)知識,今天主要從以下三個方面來介紹。知識重點1、 什么就是半導(dǎo)體？半導(dǎo)體得基本特性有哪些？2、 二極管與三極管得分類、特點與電路符號。3、 二極管與三極管得簡易測試。第一節(jié)半導(dǎo)體基礎(chǔ)與二極管半導(dǎo)體器件近代電子學(xué)就是在半導(dǎo)體器件得基礎(chǔ)上發(fā)展起來得。由于半導(dǎo)體器件具有體積小、重量輕、使用壽命長、功率轉(zhuǎn)換效率高等特點,因而在電子技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛得應(yīng)用。一、半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識（1） 半導(dǎo)體得特性自然界

2、物質(zhì)按其導(dǎo)電能力不同可以分為導(dǎo)體、絕緣體與半導(dǎo)體。導(dǎo)體得導(dǎo)電能力很強,而絕緣體幾乎不能導(dǎo)電。半導(dǎo)體就是導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間得一類物質(zhì),常見得半導(dǎo)體材料有硅、鍺等。半導(dǎo)體具有一些獨特得性質(zhì):(1)在半導(dǎo)體材料中加入少量其它元素(稱“雜質(zhì)”),導(dǎo)電能力顯著增強;(2)給半導(dǎo)體材料加溫或用光照射時,導(dǎo)電能力也會顯著增強,表現(xiàn)出“熱敏”與“光敏”特性。為什么半導(dǎo)體會具有上述特性呢？我們可以從半導(dǎo)體材料得內(nèi)部結(jié)構(gòu)來說明這個問題。我們知道,金屬導(dǎo)體就是靠自由電子傳導(dǎo)電流得,這種傳導(dǎo)電流得自由電子叫載流子。在半導(dǎo)體中,不僅有電子這樣得載流子,而且還存在另一種帶正電得載流子空穴。正就是由于半導(dǎo)體中存在

3、自由電子與空穴兩種載流子,所以其導(dǎo)電就具有特殊性。（2） 雜質(zhì)半導(dǎo)體純凈半導(dǎo)體得導(dǎo)電能力相對來說就是較弱得。如果在純凈半導(dǎo)體中有選擇得加入某種微量元素,會使半導(dǎo)體得導(dǎo)電能力顯著提高,這種半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。1 .P型半導(dǎo)體在純凈半導(dǎo)體中摻入微量得三價元素（如硼元素）,就得到P型半導(dǎo)體。在這種摻雜后得半導(dǎo)體中,空穴得數(shù)目遠大于自由電子得數(shù)目,稱為多數(shù)載流子,而電子稱為少數(shù)載流子,所以又稱它為空穴型半導(dǎo)體。2 .N型半導(dǎo)體在純凈半導(dǎo)體中加入微量得五價元素（如磷元素）,就得到N型半導(dǎo)體。這種半導(dǎo)體中得自由電子為多數(shù)載流子,空穴為少數(shù)載流子,所以又稱為電子型半導(dǎo)體。2、 PN結(jié)PN結(jié)就是指P型與N型

4、半導(dǎo)體接觸時在交界面上形成得具有特殊性能得電荷薄層,它就是制造各種半導(dǎo)體器件與各類集成電路得基礎(chǔ)。PN結(jié)得主要特性就是單向?qū)щ娦?。PN結(jié)加正向電壓時,P區(qū)接電源正極,N區(qū)接電源負極,電路中有很大得正向?qū)娏?PN結(jié)呈低阻狀態(tài),通常稱為導(dǎo)通狀態(tài)。PN結(jié)加反向電壓時,N區(qū)接電源正極,P區(qū)接電源負極,此時PN結(jié)外呈現(xiàn)高阻狀態(tài),通常稱為截止?fàn)顟B(tài)。由上述分析可知,PN結(jié)加正向電壓時,呈低阻導(dǎo)通狀態(tài),電流大;加反向電壓時呈高阻截止?fàn)顟B(tài),電流近似為零,這就就是PN結(jié)得單向?qū)щ娦浴?、 晶體二極管（一）二極管得單向?qū)щ娦远O管得伏安特性就是指二極管兩端電壓與電流之間得關(guān)系。通過伏安特性曲線能形象得表示出二極

5、管得單向?qū)щ娦?它就是分析與應(yīng)用二極管得重要依據(jù)。1 正向特性當(dāng)二極管得兩端加上正向電壓時,就會產(chǎn)生正向電流。但正向電壓很小時,正向電流很小,只有當(dāng)正向電壓超過某一數(shù)值時,才有明顯得正向電流，這個電壓稱為死區(qū)電壓，錯管約為0、20、3V,硅管名勺為0、50、8V。2反向特性當(dāng)二極管得兩端加上反向電壓時,就會產(chǎn)生反向電流。小功率二極管得反向電流很小，硅管一月S小于0、1UA,錯管小于幾十微安當(dāng)二極管兩端得反向電壓超過某一數(shù)值時，反向電流突然增大，這種現(xiàn)象稱二極管反向擊穿。(二)半導(dǎo)體二極管得分類半導(dǎo)體二極管得分類如圖所示劃分方法種類劃分方法種類按功能劃分發(fā)光二極管按照封裝形式劃分塑料封裝二極管整

6、流二極管金屬封裝二極管變?nèi)荻O管玻璃封裝二極管穩(wěn)壓二極管按結(jié)構(gòu)類型劃分半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)二極管光電二極管金屬半導(dǎo)體接觸二極管按材料劃分錯二極管按制作工2劃分面接觸式二極管硅二極管點接觸式二極管1 1)整流二極管就是常用得普通二極管，它得作用就是把交流電變換成脈動得直流電。普通二極管一般工作在3KHZ一下。但用于高頻、脈沖整流電路得二極管，其頻率特性與開關(guān)特性等參數(shù)還有另外要求。2 2)穩(wěn)壓二極管同普通二極管一樣都具有單向?qū)щ娦?，而且兩者得伏安特性也根相似。兩者得主要區(qū)別就是：普通二極管一般在正向電壓下工作，而穩(wěn)壓二極管則在反向穿狀態(tài)下工作;普通二極管得反向特性曲線不陡，動態(tài)電阻較大，而穩(wěn)壓二極管對應(yīng)得

7、伏安特性反向曲線很陡,即動態(tài)電阻很小電流雖然在很大范圍內(nèi)變化,但就是穩(wěn)壓二極管兩端得電壓變化很小,穩(wěn)壓二極管正就是利用這個特性起到穩(wěn)壓作用得。當(dāng)然,對穩(wěn)壓區(qū)得反向電流也就是有限制得,如果反向電流超過規(guī)定得允許值,穩(wěn)壓二極管也會由于擊穿而損壞。3 光電二極管也叫光敏二極管。與發(fā)光二極管一樣,就是一個PN結(jié)構(gòu)成,PN結(jié)受光照射后產(chǎn)生光電流,因此可用它接收入射光。光敏二極管得封裝有金屬封裝與塑料封裝兩種。當(dāng)PN結(jié)在反向電壓下工作時,在一定頻率得光得照射下,反向電阻會隨光照強度得增加而變小,反向電流增大。光電二極管總就是工作在反向偏置狀態(tài)。4 變?nèi)荻O管也叫晶體二極管電容器。它也就是一個PN結(jié)結(jié)構(gòu),它

8、工作在反偏置狀態(tài),通過改變在二極管上得反向偏壓得大小,可使結(jié)電容發(fā)生變化。變?nèi)荻O管得優(yōu)點就是體積小、工作可靠、調(diào)諧速度快,而且易于實現(xiàn)遙控。它主要用于自動頻率微調(diào)、電調(diào)諧以及振蕩回路得調(diào)諧等。5 發(fā)光二極管就是一種把電能轉(zhuǎn)換成光能得固體發(fā)光器件。當(dāng)給PN結(jié)加上正向偏壓時,就會發(fā)出光來,PN結(jié)就變成了光源。不同得半導(dǎo)體材料制造得發(fā)光二極管將發(fā)出不同顏色得光。發(fā)光二極管得響應(yīng)速度快,使用壽命長達幾萬小時,穩(wěn)定性好,抗震性強。用七段發(fā)光二極管,還可以組成09任何一個數(shù)字，用于LED數(shù)碼顯示。目前使用較多得就是用透明環(huán)氧樹脂封裝得管子，引腳較長得電極就是正極，較短得就是負極。1、就是普通二極管電路符

9、號2、穩(wěn)壓二極管電路符號3、光電二極管電路符號4、變?nèi)荻O管電路符號5、發(fā)光二極管電路符號常見二極管得實物外形如圖：舉例3、半導(dǎo)體二極管在電路中得符號如圖所示就是二極管電路符號示意圖。掌握這些識圖信息，對分析二極管電路十分重要，主要說明下列三點：正極、電流從正極流向負極負極N71"電流方向此三角形表示電流方向二極管只有兩根引腳，電路符號中表示出了這兩根引腳。電路符號中表示出二極管得正、負極性，三角形底邊這段就是正極,另一端為負極，如圖所示。電路符號形象地表示了二極管工作電流流動得方向，通過二極管得電流只能從其正極流向負極。電路符號中三角形得指向就是電流流動得方向。（三）半導(dǎo)體二極管得

10、特點無論何種二極管都有下列四個共性，掌握這些共性對識別與分析各類二極管電路有著舉足輕重得作用： 二極管兩根引腳有正負之分，使用中兩根引腳不能相互反接。否則損壞二極管或不能起到正常得電路功能。 二極管就是半導(dǎo)體器件，不就是半導(dǎo)體。所謂半導(dǎo)體就是導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間得一種材料。二級干由半導(dǎo)體材料制成，具有單向?qū)щ娞卣?。即?dǎo)通過如同導(dǎo)體，截止時如同絕緣體。初學(xué)者對二極管得單向?qū)щ娞匦岳斫獯嬖谡`區(qū)，認為二極管只能個方向傳輸信號，這就是錯誤得理解。二極管導(dǎo)通狀態(tài)下如同一個導(dǎo)體，可以雙向傳輸信號，條件就是二極管必須處于導(dǎo)通狀態(tài)。二極管除單向?qū)щ娞匦灾?，還有需要重要得疼醒。掌握這些特性，靈活運用這

11、些特性就是分析二極管電路得根本保證。二極管得簡易測試晶體二極管就是由一個PN結(jié)組成得,具有單向?qū)щ娞匦?。用萬用表得電阻檔測量二極管得正、反向電阻，可以判斷出二極管管腳得極性，還可以粗略地判斷二極管得好壞。黑表筆用萬用表電阻檔測量二極管得正、反向電阻得原理電路如圖112所示。圖中虛線框內(nèi)就是萬用表電阻檔得等效電路。黑表筆接表內(nèi)電池得正極，紅表筆接表內(nèi)電池得負極。因此在測量未知極性得二極管時，若萬用表電阻檔測試指示為低電阻，則黑表筆所接得電極為被測管得正極，紅表筆所接得電極為被測管得負極，所測得電阻為二極管得正向電阻。將黑表筆接被測管得負極，紅表筆接被測管得正極，則測得電阻為反向電阻。如果測得得正

12、、反向阻值都很小，則表明二極管內(nèi)部擊穿；如果測得得正、反向電阻值均接近無窮大，則表明二極管內(nèi)部斷路；測得得正、反向電阻值差別越大，則表明二極管特性越好。測量正、反向電阻時應(yīng)當(dāng)注意，由于二極管就是非線性元件具直流電阻值與通過管子得電流有關(guān)，所以用不同型號得萬用表或不同倍率得電阻檔所測得得直流電阻值就是不同得。通常測量二極管得正反向電阻時用R*100歐或R*1K得電阻檔。第二節(jié)半導(dǎo)體三極管基礎(chǔ)知識一、晶體三極管晶體三極管又稱晶體管，它在電子線路中得應(yīng)用比二極管廣泛，就是最重要得一種半導(dǎo)體器件，三極管具有放大作用，可以組成各式各樣得放大器。(1)半導(dǎo)體三極管得分類半導(dǎo)體三極管得分類如圖所示劃分方法及

13、名稱現(xiàn)象說明按極性劃分NPN型三極管這就是目前常用得三極管，電流從集電極流向發(fā)射極PNP型三極管電流從發(fā)射極流向集電極，這兩種三極管通過電路符號可以分清，/、同之處就是發(fā)射極得箭頭方向不同按材料劃分硅三極管簡稱為硅管，這就是目前常用得三極管,工作穩(wěn)定性好錯三極管簡稱為錯管，反向電流大，受溫度影口忖較大按極性與材料組合性劃分PNP型硅管最常用得就是PNP型硅管NPN型硅管PNP型錯管NPN型錯管按，作頻率劃分低頻二極管工作頻率比較低，用于直流放大器、音頻放大器電路高頻二極管工作頻率比較高，用于高頻放大器電路按功率劃分小功率三極管輸出功率很小，用于前級放大器電路按功率劃分中功率三極管輸出功率較大，

14、用于功率放大器輸出級或未極電路大功率三極管輸出功率很大，用于功率放大器輸出級按封裝材料劃分金屬封裝三極管F分大功率三極管與高頻三極管采用這種封裝塑料封裝三極管小功率三極管常用這種封裝按安裝形式劃分普逋方式三極管大量得三極管采用這種形式，三根引腳通過電路板上得引腳孔伸至背面銅箔線路上，用焊錫焊接貼片三極管三極管引腳非常短。三極管直接裝在電路板銅箔線路一面，用焊錫焊接按用途劃分放大、開關(guān)管、振海管等用來構(gòu)成各種功能電路常見三極管得實物外形如圖：舉例（2）半導(dǎo)體三極管電路符號如下圖所示為三極管得內(nèi)部等效電路圖形符號。圖1、2所示為三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由兩個PN結(jié)構(gòu)成，其三個電極分別為集電極（用字母C或c

15、表示）、基極（用字母B或b表示）與發(fā)射極（用字母E或e表示）。在電路圖形符號上兩種類型晶體管得發(fā)射極箭頭（代表集電極電流得方向）不同。PNP型晶體管得發(fā)射極箭頭朝內(nèi)，NPN型晶體管得發(fā)射極箭頭朝外，如圖3、4所示?；鶇^(qū)（a）PNP型三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)（b）NPN型三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)BE口 萬E(d)NPN型三極管圖形符號根據(jù)結(jié)構(gòu)，三極管有三個區(qū)，三個電極，兩個PN結(jié)，分為PNP型與NPN型兩種。夾在中間得區(qū)成為基區(qū)，其外接電極B稱為基極，另外兩個區(qū),一個就是發(fā)射區(qū)，其外接電極E稱為發(fā)射極，另一個就是集電區(qū)，其外接電極C稱為集電極，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成得PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，基區(qū)與集電區(qū)之間形成得PN結(jié)稱為

16、集電結(jié)。(二)三極管得特性三極管有三種工作狀態(tài)：放大狀態(tài)、截止?fàn)顟B(tài)與飽與狀態(tài)。在不同作用得電路中，三極管工作狀態(tài)也不盡相同。下面分別加以介紹。放大狀態(tài)。當(dāng)三極管得發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏時，三極管對輸入信號進行線性放大。如輸入信號為正弦交流信號，那么輸出信號為幅度放大了得正弦交流信號。需要注意得就是，這里說得放大不就是三極管本身完成得，而就是用基極電流去控制直流電源為集電極與發(fā)射極提供電源。截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)三極管得發(fā)射結(jié)合集電極都處于反偏（對于NPN型三極管而言就就是基極電位低于發(fā)射極電位）時,流過三個電極得電流都很小,接近于零,此時三極管沒有放大作用。集電極與發(fā)射極之間內(nèi)阻很大,相當(dāng)于開路。飽與狀

17、態(tài)。當(dāng)三極管得發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均正偏時,這時三極管進入飽與狀態(tài),此時三極管沒有放大作用,集電極與發(fā)射極之間內(nèi)阻很小,相當(dāng)于短路狀態(tài)。在實際應(yīng)用中經(jīng)常利用三極管得截止與飽與狀態(tài)起到電子開關(guān)得作用。二、三極管內(nèi)得電流方向在三極管電路符號中,發(fā)射極箭頭得方向表示三極管各電極電流流向得方向。利用這一點可以分析電路中個電極電流得流動方向。如圖所示就是三極管電路符號指示電流流向示意圖根據(jù)發(fā)射極箭頭方向可以知道不同極性三極管得集電極、發(fā)射極電流流動方向。NPN型三極管PNP型三極管電流從集 電極流向 發(fā)射極表示電流從管內(nèi)流出電流從發(fā) 射極流向 集電極表示電流流入管內(nèi)三、如何用萬用表測三極管？（一）三顛倒，找基

18、極三極管就是含有兩個PN結(jié)得半導(dǎo)體器件。根據(jù)兩個PN結(jié)連接方式不同，可以分為NPN型與PNP型兩種不同導(dǎo)電類型得三極管，測試三極管要使用萬用電表得歐姆擋，并選擇RX100或RMk擋位。假定我們并不知道被測三極管就是NPN型還就是PNP型，也分不清各管腳就是什么電極。測試得第一步就是判斷哪個管腳就是基極。這時，我們?nèi)稳蓚€電極（如這兩個電極為1、2）,用萬用電表兩支表筆顛倒測量它得正、反向電阻，觀察表針得偏轉(zhuǎn)角度;接著，再取1、3兩個電極與2、3兩個電極,分別顛倒測量它們得正、反向電阻，觀察表針得偏轉(zhuǎn)角度。在這三次顛倒測量中，必然有兩次測量結(jié)果相近：即顛倒測量中表針一次偏轉(zhuǎn)大，一次偏轉(zhuǎn)??；剩下一次必然就是顛倒測量前后指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，這一次未測得那只管腳就就是我們要尋找得基極。（2） PN結(jié),定管型找出三極管得基極后,我們就可以根據(jù)基極與另外兩個電極之間PN結(jié)得方向來確定管子得導(dǎo)電類型。將萬用表得黑表筆接觸基極,紅表筆接觸另外兩個電極中得任一電極,若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很大,則說明被測三極管為NPN型管;若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小,則被測管即為PNP型。（3） 順箭頭,偏轉(zhuǎn)大找出了基極b,另外兩個電極哪個就是集電極c,哪個就是發(fā)射極e呢?這時我們可以用測穿透電流ICEO得