電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)28-07

1、第七章 半導(dǎo)體器件第一節(jié) 晶體二極管第一節(jié) 晶體二極管【教學(xué)目標(biāo)】 1.理解晶體二極管的工作原理； 2.掌握晶體二極管的結(jié)構(gòu)、主要參數(shù)、外特性 3.掌握用萬(wàn)用表判斷二極管極性和質(zhì)量的方法【教學(xué)重點(diǎn)】 二極管的伏安特性【教學(xué)難點(diǎn)】 二極管的主要參數(shù) 一、半導(dǎo)體材料1半導(dǎo)體及其特性半導(dǎo)體：導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)。 常用的半導(dǎo)體有硅和鍺等。晶體二極管：由于半導(dǎo)體大多是晶體結(jié)構(gòu)，因此用 半導(dǎo)體做成的二極管又叫晶體二極管半導(dǎo)體特性： (1)導(dǎo)電特性：半導(dǎo)體是由負(fù)電荷(自由電子)和正 電荷(空穴)同時(shí)參與導(dǎo)電。純凈半導(dǎo) 體中，導(dǎo)電的正負(fù)電荷數(shù)相等。 一、半導(dǎo)體材料1半導(dǎo)體及其特性(2)敏感特性

2、：具有熱敏性、光敏性、氣敏性、 磁敏性、壓敏性、力敏性等。 (3)摻雜特性：在純凈的半導(dǎo)體導(dǎo)中摻入某種微 量的元素，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能將 明顯地提高。大多數(shù)半導(dǎo)體器件 都是利用這一特性制成的。一、半導(dǎo)體材料2P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體在純凈的半導(dǎo)體硅或鍺中摻入不同的微量元素 后，得到兩種導(dǎo)電特性不同的半導(dǎo)體。在這兩種 半導(dǎo)體中，導(dǎo)電的正負(fù)電荷數(shù)不再相等。N型半導(dǎo)體：以負(fù)電荷(自由電子)導(dǎo)電為主的半導(dǎo) 體；P型半導(dǎo)體：以正電荷(空穴)導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體一、半導(dǎo)體材料3PN結(jié) 將P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體用特殊工藝結(jié)合在一起，在它們的交界處就形成一個(gè)很薄的區(qū)域叫PN結(jié)。如圖7-1所示。圖7-1 PN結(jié)示意圖二

3、、二極管的構(gòu)造、類(lèi)型1構(gòu)造和符號(hào)構(gòu)造：由PN結(jié)的P區(qū)和N區(qū)各接 出一條引線，再封裝在 管殼里，就構(gòu)成一個(gè)二 極管。 P區(qū)引出端叫正極， N區(qū)引出端叫負(fù)極。符號(hào)：二極管的文字符號(hào)為VD 結(jié)構(gòu)、符號(hào)如右圖所示。二極管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)二、二極管的構(gòu)造、類(lèi)型1構(gòu)造和符號(hào)外封裝：小電流的二極管常用玻璃殼和塑料殼裝； 電流較大的二極管一般用金屬外殼封裝。 其外殼就是一個(gè)電極。外標(biāo)：二極管外殼印有型號(hào)和極性的標(biāo)志。 大多數(shù)管殼上印有二極管圖形符號(hào)表示正負(fù)極 有的在管殼一端印有色圈表示負(fù)極； 有的在管殼一端印有“+”表示正極。實(shí)物展示二、二極管的構(gòu)造、類(lèi)型2常用二極管的類(lèi)別按制作材料分：硅二極管和鍺二極管兩大類(lèi)。

4、按結(jié)構(gòu)和用途分：常見(jiàn)的分類(lèi)如表7-1所示。二極管型號(hào)：一般按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，如：1S92、 1N4148（開(kāi)關(guān)管）、BZY88-C9V1 （穩(wěn)壓管）等。 二、二極管的構(gòu)造、類(lèi)型種 類(lèi)普 通二極管整 流二極管開(kāi) 關(guān)二極管穩(wěn) 壓二極管發(fā) 光二極管光 電二極管變 容二極管型號(hào)舉例2AP系列2CZ系列2CK系列2CW系列LED系列2CU系列2CC系列用 途高頻檢波等大功率整流開(kāi)關(guān)電路穩(wěn)壓電路顯示器件光控器件自動(dòng)調(diào)整電路圖形符號(hào)表7-1 常用二極管的種類(lèi)三、二極管的伏安特性1二極管的單向?qū)щ娞匦詫?shí)驗(yàn)：二極管的單向?qū)щ娞匦裕?按下圖連接電路。 (a)加正向電壓 (b)加反向電壓 三、二極管的伏安特性1二極管的單

5、向?qū)щ娞匦詫?shí)驗(yàn)說(shuō)明：晶體二極管有單向?qū)щ娦?，即電流只能?二極管正極流進(jìn)，負(fù)極流出。加正向電壓：二極管正極接電源正極(高電位)，負(fù)極 接電源負(fù)極(低電位)；反之叫做加反向 電壓。單向?qū)щ娦裕憾O管加正向電壓時(shí)導(dǎo)通，加反向電壓 時(shí)截止。以上同時(shí)也說(shuō)明二極管正向電阻小，反向電阻大。三、二極管的伏安特性2二極管的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)：改變圖中加在二極管兩端的正、反向電壓， 記下每次測(cè)得的電壓和電流值并繪圖。（a）正向特性 （b）反向特性三、二極管的伏安特性三、二極管的伏安特性2二極管的伏安特性曲線分析(1)正向?qū)ㄌ匦?對(duì)應(yīng)于圖中第段，為正向特性。正向電壓UF 小于死區(qū)電壓時(shí)，正向電流IF 0，二極管不

6、導(dǎo)通； 正向電壓超過(guò)死區(qū)電壓后，時(shí)，曲線陡直，二極管導(dǎo)通， 正向電壓的微小變化會(huì)引起正向電流急劇變化。正向管壓降：二極管導(dǎo)通后，管子兩端的正向電壓 它幾乎不隨電流的大小而變化。 (鍺管約0.3 V，硅管約0.7 v)死區(qū)電壓：鍺管約0.2V，硅管約0.5V)三、二極管的伏安特性(2)反向截止特性：圖中段，為反向截止特性 二極管加反向電壓UR時(shí)，其反 向電流IR很小，二極管反向截 止。(3)反向擊穿特性：圖中段，為反向擊穿特性 反向電壓大于反向擊穿電壓 時(shí)，反向電流急劇增大，二 極管反向擊穿。2二極管的伏安特性曲線四、二極管的主要參數(shù) 1最大整流電流IF2最高反向工作電壓URM 指二極管長(zhǎng)時(shí)間正常工作時(shí)，允許通過(guò)的最大正向平均電流。它的大小與二極管的構(gòu)造和散熱條件有關(guān)。若超過(guò)此值，二極管會(huì)過(guò)熱而燒壞。 指二極管工作時(shí)不被反向擊穿，兩端允許加的反向電壓的峰值。一般規(guī)定最高反向工作電壓為反向擊穿電壓的一半，以確保二極管安全工作。第一節(jié) 晶體二極管【課堂練習(xí)】教材中“