電子技術基礎與應用

1、電子技術基礎及應用學習目的：通過這節(jié)課的學習，使我們大家在日常工作中，在電路圖上遇 到這種元器件，我們應該知道什么是二極管和三極管。容： 各位戰(zhàn)友們大家好今天由我給大家一起學習半導體二極管和三 極管的相關基礎知識，今天主要從以下三個方面來介紹。 知識重點一、什么是半導體？半導體的基本特性有哪些？二、二極管和三極管的分類、特點與電路符號。三、二極管和三極管的簡易測試。第一節(jié)半導體基礎與二極管半導體器件近代電子學是在半導體器件的基礎上發(fā)展起來的。 由于半導體器 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 在電子技術領域得到了廣泛的應用。一、 半導體基礎知識（一） 半導體的特性自然

2、界物質(zhì)按其導電能力不同可以分為導體、絕緣體和半導體。 導體的導電能力很強， 而絕緣體幾乎不能導電。 半導體是導電能力介 于導體與絕緣體之間的一類物質(zhì)，常見的半導體材料有硅、鍺等。 半導體具有一些獨特的性質(zhì)： （1）在半導體材料中加入少量其它元素（稱“雜質(zhì)”），導電能力顯著增強；（2）給半導體材料加溫或用光照 射時，導電能力也會顯著增強，表現(xiàn)出“熱敏”和“光敏”特性。為什么半導體會具有上述特性呢？我們可以從半導體材料的部 結(jié)構(gòu)來說明這個問題。我們知道， 金屬導體是靠自由電子傳導電流的， 這種傳導電流的 自由電子叫載流子。在半導體中，不僅有電子這樣的載流子，而且還 存在另一種帶正電的載流子 空穴。

3、正是由于半導體中存在自由電 子和空穴兩種載流子，所以其導電就具有特殊性。（二） 雜質(zhì)半導體純凈半導體的導電能力相對來說是較弱的。 如果在純凈半導體中 有選擇的加入某種微量元素， 會使半導體的導電能力顯著提高， 這種 半導體稱為雜質(zhì)半導體。1P 型半導體在純凈半導體中摻入微量的三價元素（如硼元素） ，就得到 P 型 半導體。在這種摻雜后的半導體中， 空穴的數(shù)目遠大于自由電子的數(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 半導體。2 N 型半導體在純凈半導體中加入微量的五價元素（如磷元素） ，就得到 N 型 半導體。這種半導體中的自由電子為多數(shù)載流子， 空穴為少數(shù)載流子， 所以

4、又稱為電子型半導體。PN 結(jié)PN結(jié)是指P型和N型半導體接觸時在交界面上形成的具有特殊性能的電荷薄層，它是制造各種半導體器件和各類集成電路的基礎。PN 結(jié)的主要特性是單向?qū)щ娦浴?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，電路中有很大的正向?qū)娏鳎?PN 結(jié) 呈低阻狀態(tài)，通常稱為導通狀態(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 狀態(tài)。由上述分析可知， PN 結(jié)加正向電壓時，呈低阻導通狀態(tài)，電 流大；加反向電壓時呈高阻截止狀態(tài)，電流近似為零，這就是 PN 結(jié) 的單向?qū)щ娦?。三?晶體二極管（一）二極管的單向?qū)щ娦?/p>

5、二極管的伏安特性是指二極管兩端電壓與電流之間的關系。 通過 伏安特性曲線能形象的表示出二極管的單向?qū)щ娦裕?它是分析和應用 二極管的重要依據(jù)。1 正向特性當二極管的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， 只有當正向電壓超過某一數(shù)值時，才有明 顯的正向電流，這個電壓稱為死區(qū)電壓，鍺管約為 0.2-0.3V ，硅管 約為 0.5-0.8V 。2 反向特性當二極管的兩端加上反向電壓時， 就會產(chǎn)生反向電流。 小功率二極管的反向電流很小，硅管一般小于 0.1UA，錯管小于幾十微安當二極管兩端的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。半導體

6、二極管的分類半導體二極管的分類如圖所示劃分方法種類按功能劃分發(fā)光二極管整流二極管變?nèi)荻O管穩(wěn)壓二極管光電二極管按材料劃分鍺二極管硅二極管劃分方法種類按照封裝形式劃分塑料封裝二極管金屬圭寸裝二極管玻璃封裝二極管按結(jié)構(gòu)類型劃分半導體結(jié)構(gòu)二極管金屬半導體接觸二極管按制作工藝劃分面接觸式二極管點接觸式二極管(1)整流二極管是常用的普通二極管，它的作用是把交流電變換成脈動的直流電。普通二極管一般工作在 3KHZ 下 但用于高頻、脈沖整流電路的二極管，其頻率特性和開關 特性等參數(shù)還有另外要求。(2)穩(wěn)壓二極管同普通二極管一樣都具有單向?qū)щ娦裕覂烧叩姆蔡匦砸哺嗨?。兩者的主要區(qū)別是：普通二極管般在正向

7、電壓下工作，而穩(wěn)壓二極管則在反向穿狀態(tài)下 工作；普通二極管的反向特性曲線不陡，動態(tài)電阻較大， 而穩(wěn)壓二極管對應的伏安特性反向曲線很陡，即動態(tài)電阻 很小，電流雖然在很大圍變化，但是穩(wěn)壓二極管兩端的電 壓變化很小，穩(wěn)壓二極管正是利用這個特性起到穩(wěn)壓作用 的。當然，對穩(wěn)壓區(qū)的反向電流也是有限制的，如果反向 電流超過規(guī)定的允許值， 穩(wěn)壓二極管也會由于擊穿而損壞。光電二極管也叫光敏二極管。和發(fā)光二極管一樣，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。光敏二極管的封裝有金屬封裝和塑料封裝兩種。 當 PN 結(jié)在反向電壓下工作時， 在一定頻率的光的照射下， 反向電阻會隨光照強度

8、的增加而變小，反向電流增大。光 電二極管總是工作在反向偏置狀態(tài)。變?nèi)荻O管也叫晶體二極管電容器。它也是一個 PN 結(jié)結(jié) 構(gòu)，它工作在反偏置狀態(tài)，通過改變在二極管上的反向偏 壓的大小，可使結(jié)電容發(fā)生變化。變?nèi)荻O管的優(yōu)點是體 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)諧以及振蕩回路的調(diào)諧等。發(fā)光二極管是一種把電能轉(zhuǎn)換成光能的固體發(fā)光器件。當給 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。不同的半導體材料制造的發(fā)光二極管將發(fā)出不同顏 色的光。發(fā)光二極管的響應速度快，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0-9任

9、何一個數(shù)字，用于LED數(shù)碼顯示。目前使用較多 的是用透明環(huán)氧樹脂封裝的管子，引腳較長的電極是正極， 較短的是負極。如圖所示是常見的二極管的分類的電路符號。1少1、是普通二極管電路符號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的實物外形如圖：舉例3、半導體二極管在電路中的符號如圖所示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：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的正、負極性，三角形底邊這段是 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的方向，通過二 極管的電流只能從其正極流向負極。電路符號中三角形的指 向是電流流動的方向。（三）半導體二極管的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和分