項(xiàng)目一-晶體二極管、三極管的認(rèn)識(shí)與檢測(cè)

模擬電子技術(shù)AnalogElectronicTechnology工程一晶體二極管、三極管的認(rèn)識(shí)與檢測(cè)知識(shí)目標(biāo)：了解半導(dǎo)體器件概念和分類；熟識(shí)二極管、三極管的外形和電路符號(hào)；熟悉二極管、三極管的主要特性和參數(shù)；了解幾種特殊的二極管、三極管；理解二極管的伏安特性、三極管的放大原理和特性曲線。技能目標(biāo)：會(huì)使用萬(wàn)用表檢測(cè)二極管的質(zhì)量和判斷電極；會(huì)使用萬(wàn)用表檢測(cè)三極管的質(zhì)量和判斷管腳；會(huì)查閱半導(dǎo)體器件手冊(cè)，能按要求選用二極管、三極管。工作任務(wù)：二極管半波整流電路制作及信號(hào)觀測(cè)三極管管腳的判斷及電流放大特性檢測(cè)任務(wù)1二極管半波整流電路制作及信號(hào)觀測(cè)實(shí)訓(xùn)流程：1.二極管極性，正、反向電阻的測(cè)量、質(zhì)量的識(shí)別將紅、黑表筆分別接二極管的兩個(gè)電極：假設(shè)測(cè)得的電阻值很小〔幾千歐以下〕→正向電阻。〔黑表筆所接電極為二極管正極，紅表筆所接電極為二極管的負(fù)極〕；假設(shè)測(cè)得的阻值很大〔幾百千歐以上〕→反向電阻。黑表筆所接電極為二極管負(fù)極，紅表筆所接電極為二極管的正極萬(wàn)用表?yè)艿絉

10或R1k電阻檔〔1〕在元件盒中分別取出一只二極管和一只電阻，?！?〕將萬(wàn)用表分別撥到R10或R1k電阻檔處〔3〕分別用該二個(gè)電阻檔測(cè)量二極管和電阻的正、反向電阻，把以上測(cè)量結(jié)果填入表1中。思考題：1、不同檔位測(cè)量二極管和電阻時(shí)，為什么電阻的正向電阻與反向電阻相同，而二極管的正向電阻與反向電阻卻不相同。2、不同的電阻檔測(cè)量二極管的正向電阻為什么不相同？1.1半導(dǎo)體根底知識(shí)繞原子核高速旋轉(zhuǎn)的核外電子帶負(fù)電。自然界的一切物質(zhì)都是由分子、原子組成的。原子又由一個(gè)帶正電的原子核和在它周圍高速旋轉(zhuǎn)著的帶有負(fù)電的電子組成。正電荷負(fù)電荷=原子結(jié)構(gòu)中：原子核＋原子核中有質(zhì)子和中子，其中質(zhì)子帶正電，中子不帶電。導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體導(dǎo)體導(dǎo)體的最外層電子數(shù)通常是1~3個(gè)，且距原子核較遠(yuǎn)，因此受原子核的束縛力較小。由于溫度升高、振動(dòng)等外界的影響，導(dǎo)體的最外層電子就會(huì)獲得一定能量，從而掙脫原子核的束縛而游離到空間成為自由電子。因此，導(dǎo)體在常溫下存在大量的自由電子，具有良好的導(dǎo)電能力。常用的導(dǎo)電材料有銀、銅、鋁、金等。

原子核＋導(dǎo)體的特點(diǎn)：內(nèi)部含有大量的自由電子絕緣體絕緣體的最外層電子數(shù)一般為6~8個(gè)，且距原子核較近，因此受原子核的束縛力較強(qiáng)而不易掙脫其束縛。常溫下絕緣體內(nèi)部幾乎不存在自由電子，因此導(dǎo)電能力極差或不導(dǎo)電。常用的絕緣體材料有橡膠、云母、陶瓷等。原子核＋絕緣體的特點(diǎn)：內(nèi)部幾乎沒(méi)有自由電子，因此不導(dǎo)電。半導(dǎo)體半導(dǎo)體的最外層電子數(shù)一般為4個(gè)，在常溫下存在的自由電子數(shù)介于導(dǎo)體和絕緣體之間，因而在常溫下半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力也是介于導(dǎo)體和絕緣體之間。常用的半導(dǎo)體材料有硅、鍺、硒等。

原子核＋半導(dǎo)體的特點(diǎn)：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，但具有光敏性、熱敏性和參雜性的獨(dú)特性能，因此在電子技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。

半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力雖然介于導(dǎo)體和絕緣體之間，但半導(dǎo)體的應(yīng)用卻極其廣泛，這是由半導(dǎo)體的獨(dú)特性能決定的：光敏性——半導(dǎo)體受光照后，其導(dǎo)電能力大大增強(qiáng)；熱敏性——受溫度的影響，半導(dǎo)體導(dǎo)電能力變化很大；摻雜性——在半導(dǎo)體中摻入少量特殊雜質(zhì)，其導(dǎo)電能力極大地增強(qiáng)；半導(dǎo)體材料的獨(dú)特性能是由其內(nèi)部的導(dǎo)電機(jī)理所決定的。1.1.1半導(dǎo)體的獨(dú)特性能1.1.2本征半導(dǎo)體

最常用的半導(dǎo)體為硅(Si)和鍺(Ge)。它們的共同特征是四價(jià)元素，即每個(gè)原子最外層電子數(shù)為4個(gè)。++Si(硅原子)Ge(鍺原子)硅原子和鍺原子的簡(jiǎn)化模型圖Si+4Ge+4因?yàn)樵映孰娭行?，所以?jiǎn)化模型圖中的原子核只用帶圈的+4符號(hào)表示即可。本征半導(dǎo)體：晶格結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱。本征半導(dǎo)體原子核最外層的價(jià)電子都是4個(gè)，稱為四價(jià)元素，它們排列成非常整齊的晶格結(jié)構(gòu)。在本征半導(dǎo)體的晶格結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)原子均與相鄰的四個(gè)原子結(jié)合，即與相鄰四個(gè)原子的價(jià)電子兩兩組成電子對(duì)，構(gòu)成共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)。＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4實(shí)際上半導(dǎo)體的晶格結(jié)構(gòu)是三維的。晶格結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4從共價(jià)鍵晶格結(jié)構(gòu)來(lái)看，每個(gè)原子外層都具有8個(gè)價(jià)電子。但價(jià)電子是相鄰原子共用，所以穩(wěn)定性并不能象絕緣體那樣好。在游離走的價(jià)電子原位上留下一個(gè)不能移動(dòng)的空位，叫空穴。受光照或溫度上升影響，共價(jià)鍵中價(jià)電子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，一些價(jià)電子會(huì)掙脫原子核的束縛游離到空間成為自由電子。由于熱激發(fā)而在晶體中出現(xiàn)電子空穴對(duì)的現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。＋＋＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4受光照或溫度上升影響，共價(jià)鍵中其它一些價(jià)電子直接跳進(jìn)空穴，使失電子的原子重新恢復(fù)電中性。價(jià)電子填補(bǔ)空穴的現(xiàn)象稱為復(fù)合。此時(shí)整個(gè)晶體帶電嗎？為什么？參與復(fù)合的價(jià)電子又會(huì)留下一個(gè)新的空位，而這個(gè)新的空穴仍會(huì)被鄰近共價(jià)鍵中跳出來(lái)的價(jià)電子填補(bǔ)上，這種價(jià)電子填補(bǔ)空穴的復(fù)合運(yùn)動(dòng)使本征半導(dǎo)體中又形成一種不同于本征激發(fā)下的電荷遷移，為區(qū)別于本征激發(fā)下自由電子載流子的運(yùn)動(dòng)，我們把價(jià)電子填補(bǔ)空穴的復(fù)合運(yùn)動(dòng)稱為空穴載流子運(yùn)動(dòng)。復(fù)合運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫演示〔點(diǎn)擊畫面〕＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4自由電子載流子運(yùn)動(dòng)可以形容為沒(méi)有座位人的移動(dòng)；空穴載流子運(yùn)動(dòng)那么可形容為有座位的人依次向前挪動(dòng)座位的運(yùn)動(dòng)。半導(dǎo)體內(nèi)部的這兩種運(yùn)動(dòng)總是共存的，且在一定溫度下到達(dá)動(dòng)態(tài)平衡。1.1.3半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理在金屬導(dǎo)體中存在大量的自由電子，這些自由電子是一種帶電的微粒子，在外電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)形成電流。即金屬導(dǎo)體內(nèi)部只有自由電子一種載流子參與導(dǎo)電。半導(dǎo)體由于本征激發(fā)而產(chǎn)生自由電子載流子，由復(fù)合運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生空穴載流子，因此，半導(dǎo)體中同時(shí)參與導(dǎo)電的通常有兩種載流子，且兩種載流子總是電量相等、符號(hào)相反，電流的方向規(guī)定為空穴載流的方向即自由電子的反方向。這一點(diǎn)正是半導(dǎo)體區(qū)別于金屬導(dǎo)體在導(dǎo)電機(jī)理上的本質(zhì)差異，同時(shí)也是半導(dǎo)體導(dǎo)電方式的獨(dú)特之處。

本征半導(dǎo)體雖然有自由電子和空穴兩種載流子，但由于數(shù)量極少導(dǎo)電能力仍然很低。如果在其中摻入某種元素的微量雜質(zhì)，將使摻雜后的雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能大大增強(qiáng)。+五價(jià)元素磷(P)＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4P摻入磷雜質(zhì)的硅半導(dǎo)體晶格中，自由電子的數(shù)量大大增加。因此自由電子是這種半導(dǎo)體的導(dǎo)電主流。

在室溫情況下，本征硅中的磷雜質(zhì)等于10-6數(shù)量級(jí)時(shí)，電子載流子的數(shù)目將增加幾十萬(wàn)倍。摻入五價(jià)元素的雜質(zhì)半導(dǎo)體由于自由電子多而稱為電子型半導(dǎo)體，也叫做N型半導(dǎo)體。1.1.4雜質(zhì)半導(dǎo)體＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4三價(jià)元素硼(B)B+摻入硼雜質(zhì)的硅半導(dǎo)體晶格中，空穴載流子的數(shù)量大大增加。因此空穴是這種半導(dǎo)體的導(dǎo)電主流。一般情況下，雜質(zhì)半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子的數(shù)量可到達(dá)少數(shù)載流子數(shù)量的1010倍或更多，因此，雜質(zhì)半導(dǎo)體比本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力可增強(qiáng)幾十萬(wàn)倍。

摻入三價(jià)元素的雜質(zhì)半導(dǎo)體，由于空穴載流子的數(shù)量大大于自由電子載流子的數(shù)量而稱為空穴型半導(dǎo)體，也叫做P型半導(dǎo)體。在P型半導(dǎo)體中，多數(shù)載流子是空穴，少數(shù)載流子是自由電子，而不能移動(dòng)的離子帶負(fù)電。－不管是N型半導(dǎo)體還是P型半導(dǎo)體，其中的多子和少子的移動(dòng)都能形成電流。但是，由于多子的數(shù)量遠(yuǎn)大于少子的數(shù)量，因此起主要導(dǎo)電作用的是多數(shù)載流子。注意：摻入雜質(zhì)后雖然形成了N型或P型半導(dǎo)體，但整個(gè)半導(dǎo)體晶體仍然呈電中性。一般可近似認(rèn)為多數(shù)載流子的數(shù)量與雜質(zhì)的濃度相等。P型半導(dǎo)體中的空穴多于自由電子，是否意味著帶正電？自由電子導(dǎo)電和空穴導(dǎo)電的區(qū)別在哪里？空穴載流子的形成是否由自由電子填補(bǔ)空穴的運(yùn)動(dòng)形成的？何謂雜質(zhì)半導(dǎo)體中的多子和少子

？N型半導(dǎo)體中的多子是什么？少子是什么？想想練練1.1.5PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?.PN結(jié)的形成雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力雖然比本征半導(dǎo)體極大增強(qiáng)，但它們并不能稱為半導(dǎo)體器件。在電子技術(shù)中，PN結(jié)是一切半導(dǎo)體器件的“元概念〞和技術(shù)起始點(diǎn)。在一塊晶片的兩端分別注入三價(jià)元素硼和五價(jià)元素磷++++++++++++++++－－－－－－－－－－－－－－－－P區(qū)N區(qū)空間電荷區(qū)內(nèi)電場(chǎng)動(dòng)畫演示

PN結(jié)合→多子濃度差→多子擴(kuò)散→產(chǎn)生空間電荷區(qū)，形成內(nèi)電場(chǎng)→阻止多子擴(kuò)散，促使少子漂移。載流子分布濃度差引起擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)：多數(shù)載流子因濃度上的差異而形成的運(yùn)動(dòng)。漂移運(yùn)動(dòng)：少數(shù)載流子在內(nèi)電場(chǎng)作用下有規(guī)那么的運(yùn)動(dòng)。

漂移運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的方向相反。無(wú)外加電場(chǎng)時(shí)，通過(guò)PN結(jié)的擴(kuò)散電流等于漂移電流，PN結(jié)的寬度處于穩(wěn)定狀態(tài)。PN結(jié)的形成

2.PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴?〕PN結(jié)外加正向電壓PN結(jié)P端接高電位，N端接低電位，稱PN結(jié)外加正向電壓，或稱PN結(jié)正向偏置，簡(jiǎn)稱為正偏。正偏時(shí)，PN結(jié)變窄，正向電阻小，電流大，PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。圖1.8PN結(jié)外加正向電壓

〔2〕PN結(jié)外加反向電壓PN結(jié)P端接低電位，N端接高電位，稱PN結(jié)外加反向電壓，或稱PN結(jié)反向偏置，簡(jiǎn)稱為反偏。反偏時(shí)，PN結(jié)變寬，反向電阻很大，電流很小，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。PN結(jié)外加反向電壓

〔3〕PN結(jié)的單向?qū)щ娦訮N結(jié)外加正向電壓時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)，外加反向電壓時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)。PN結(jié)正向偏置時(shí)的情況PN結(jié)反向偏置的情況1.2.1二極管的結(jié)構(gòu)及符號(hào)

結(jié)構(gòu)二極管＝PN結(jié)＋管殼＋引線

符號(hào)由P端引出的電極是正極，由N端引出的電極是負(fù)極，箭頭的方向表示正向電流的方向，VD是二極管的文字符號(hào)。PN結(jié)具有單向?qū)щ娦浴?.2半導(dǎo)體二極管二極管類型按半導(dǎo)體材料來(lái)分類，常用的有硅二極管、鍺二極管和砷化鎵二極管等。按工藝結(jié)構(gòu)來(lái)分類，有點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型二極管三種。點(diǎn)接觸型二極管PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。外殼觸絲N型鍺片正極引線負(fù)極引線面接觸型二極管平面型二極管PN結(jié)面積大，結(jié)電容大，用于低頻大電流整流電路。PN結(jié)面積大小可控。結(jié)面積大，用于大功率整流；結(jié)面積小，用于高頻電路。N型鍺負(fù)極引線底座金銻合金PN結(jié)鋁合金小球正極引線按封裝形式來(lái)分類，常見(jiàn)的二極管有金屬、塑料和玻璃三種。按照應(yīng)用的不同，二極管分為整流、檢波、開(kāi)關(guān)、穩(wěn)壓、發(fā)光、光電、快恢復(fù)和變?nèi)荻O管等。根據(jù)使用的不同，二極管的外形各異。常見(jiàn)的二極管外形

1、二極管的伏安特性二極管兩端的電壓U及其流過(guò)二極管的電流I之間的關(guān)系曲線，稱為二極管的伏安特性。I＝f〔U〕圖1.14測(cè)正向特性

1.2.2二極管的伏安特性及主要參數(shù)〔2〕反向特性〔3〕反向擊穿特性

測(cè)反向特性

U(V)0.500.8-50-25I(mA)204060

(

A)4020二極管的伏安特性是指流過(guò)二極管的電流與兩端所加電壓的函數(shù)關(guān)系。二極管既然是一個(gè)PN結(jié)，其伏安特性當(dāng)然具有“單向?qū)щ娦渊暋６O管的伏安特性呈非線性，特性曲線上大致可分為四個(gè)區(qū)：外加正向電壓超過(guò)死區(qū)電壓(硅管0.5V，鍺管0.1V)時(shí)，內(nèi)電場(chǎng)大大削弱，正向電流迅速增長(zhǎng)，二極管進(jìn)入正向?qū)▍^(qū)。死區(qū)正向?qū)▍^(qū)反向截止區(qū)當(dāng)外加正向電壓很低時(shí)，由于外電場(chǎng)還不能克服PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)對(duì)多數(shù)載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的阻力，故正向電流很小，幾乎為零。這一區(qū)域稱之為死區(qū)。外加反向電壓超過(guò)反向擊穿電壓UBR時(shí)，反向電流突然增大，二極管失去單向?qū)щ娦?，進(jìn)入反向擊穿區(qū)。反向擊穿區(qū)反向截止區(qū)內(nèi)反向飽和電流很小，可近似視為零值。正向?qū)▍^(qū)和反向截止區(qū)的討論U(V)0.500.8-50-25I(mA)204060

(

A)4020死區(qū)正向?qū)▍^(qū)反向截止區(qū)反向擊穿區(qū)當(dāng)外加正向電壓大于死區(qū)電壓時(shí)，二極管由不導(dǎo)通變?yōu)閷?dǎo)通，電壓再繼續(xù)增加時(shí)，電流迅速增大，而二極管端電壓卻幾乎不變，此時(shí)二極管端電壓稱為正向?qū)妷骸?/p>

硅二極管的正向?qū)妷杭s為0.7V，鍺二極管的正向?qū)妷杭s為0.3V。在二極管兩端加反向電壓時(shí)，將有很小的、由少子漂移運(yùn)動(dòng)形成的反向飽和電流通過(guò)二極管。反向電流有兩個(gè)特點(diǎn)：一是它隨溫度的上升增長(zhǎng)很快，二是在反向電壓不超過(guò)某一范圍時(shí)，反向電流的大小根本恒定，而與反向電壓的上下無(wú)關(guān)(與少子的數(shù)量有限)。所以通常稱它為反向飽和電流。2.二極管的主要參數(shù)〔1〕最大整流電流IF最大整流電流IF是指二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)，允許通過(guò)二極管的最大正向電流的平均值?！?〕反向擊穿電壓UBR反向擊穿電壓是指二極管擊穿時(shí)的電壓值?！?〕反向飽和電流IS它是指管子沒(méi)有擊穿時(shí)的反向電流值。其值愈小，說(shuō)明二極管的單向?qū)щ娦杂?。死區(qū)電壓反向飽和電流反向擊穿電壓練習(xí)：判斷二極管在電路是否導(dǎo)通例1-1判定電路中硅二極管的工作狀態(tài)，計(jì)算UAB值。判斷方法：假設(shè)二極管從電路中斷開(kāi)，看二極管兩端正向開(kāi)路電壓是否大于其導(dǎo)通電壓。若正向電壓大于其導(dǎo)通電壓，則二極管接入后必將導(dǎo)通；反之，二極管接入后必將處于截止?fàn)顟B(tài)。1.2.3二極管的識(shí)別與測(cè)試1、二極管的極性判定〔1〕根據(jù)二極管外部標(biāo)志識(shí)別二極管管腳極性外殼上標(biāo)出電路符號(hào)平端對(duì)應(yīng)為正極色點(diǎn)端表示正極色環(huán)端對(duì)應(yīng)為負(fù)極〔2〕用萬(wàn)用表判定二極管管腳極性將萬(wàn)用表置于R×100擋或R×1k擋，紅、黑兩表筆分別接二極管的兩個(gè)電極，測(cè)得的電阻值較小〔為正向電阻，幾千歐以下〕，那么黑表筆接的是二極管的正極，紅表筆接的是二極管的負(fù)極；測(cè)得的電阻值較大〔為反向電阻，幾百千歐以上〕，那么黑表筆接的是二極管的負(fù)極，紅表筆接的是二極管的正極。2、二極管的好壞判定用萬(wàn)用表的R×100擋或R×1k擋測(cè)量二極管的正、反向電阻?！?〕假設(shè)測(cè)得的反向電阻很大〔幾百千歐以上〕，正向電阻很小〔幾千歐以下〕，說(shuō)明二極管性能良好；〔2〕假設(shè)測(cè)得的反向電阻和正向電阻都很小，說(shuō)明二極管短路，已損壞；〔3〕假設(shè)測(cè)得的反向電阻和正向電阻都很大，說(shuō)明二極管斷路，已損壞。I(mA)40302010

0-5-10-15-20(μA)0.40.8－12－8－4U(V)穩(wěn)壓二極管的反向電壓幾乎不隨反向電流的變化而變化、這就是穩(wěn)壓二極管的顯著特性。D穩(wěn)壓二極管是一種特殊的面接觸型二極管，其反向擊穿可逆。正向特性與普通二極管相似反向ΔIZΔUZ1.2.4特殊二極管1.穩(wěn)壓管實(shí)物圖圖符號(hào)及文字符號(hào)顯然穩(wěn)壓管的伏安特性曲線比普通二極管的更加陡峭。+US－DZ使用穩(wěn)壓二極管時(shí)應(yīng)該注意的事項(xiàng)(1)穩(wěn)壓二極管正負(fù)極的判別DZ+－(2)穩(wěn)壓二極管使用時(shí)，應(yīng)反向接入電路UZ－(3)穩(wěn)壓管應(yīng)接入限流電阻(4)電源電壓應(yīng)高于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值(5)穩(wěn)壓管都是硅管。其穩(wěn)定電壓UZ最低為3V，高的可達(dá)300V，穩(wěn)壓二極管在工作時(shí)的正向壓降約為0.6V。思索與回顧二極管的反向擊穿特性：當(dāng)外加反向電壓超過(guò)擊穿電壓時(shí)，通過(guò)二極管的電流會(huì)急劇增加。

擊穿并不意味著管子一定要損壞，如果我們采取適當(dāng)?shù)拇胧┫拗仆ㄟ^(guò)管子的電流，就能保證管子不因過(guò)熱而燒壞。如穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路中一般都要加限流電阻R，使穩(wěn)壓管電流工作在Izmax和Izmix的范圍內(nèi)。在反向擊穿狀態(tài)下，讓通過(guò)管子的電流在一定范圍內(nèi)變化，這時(shí)管子兩端電壓變化很小，穩(wěn)壓二極管就是利用這一點(diǎn)到達(dá)“穩(wěn)壓〞效果的。穩(wěn)壓管正常工作是在反向擊穿區(qū)。發(fā)光二極管是一種能把電能直接轉(zhuǎn)換成光能的固體發(fā)光元件。管芯由PN結(jié)構(gòu)成，具有單向?qū)щ娦?。?shí)物圖圖符號(hào)和

文字符號(hào)D發(fā)光二極管一般使用砷化鎵、磷化鎵等材料制成?，F(xiàn)有的發(fā)光二極管能發(fā)出紅黃綠等顏色的光。發(fā)光管正常工作時(shí)應(yīng)正向偏置，因發(fā)光管屬于功率型器件，因此死區(qū)電壓較普通二極管高，其正偏工作電壓至少要在1.3V以上。

2.發(fā)光二極管單個(gè)發(fā)光二極管常作為電子設(shè)備通斷指示燈或快速光源及光電耦合器中的發(fā)光元件等。數(shù)字電路的數(shù)碼及圖形顯示的七段式或陣列器件常使用發(fā)光管。光電二極管也稱光敏二極管，是將光信號(hào)變成電信號(hào)的半導(dǎo)體器件，其核心局部也是一個(gè)PN結(jié)。光電二極管PN結(jié)的結(jié)面積較小、結(jié)深很淺，一般小于一個(gè)微米。D光電二極管的正常工作狀態(tài)是反向偏置。在反向電壓下，無(wú)光照時(shí)，反向電流很??；有光照射時(shí)，在反向電壓作用下形成反向光電流，其強(qiáng)度與光照強(qiáng)度成正比。3.光電二極管光電二極管也稱光敏二極管，同樣具有單向?qū)щ娦裕怆姽芄軞ど嫌幸粋€(gè)能射入光線的“窗口〞，這個(gè)窗口用有機(jī)玻璃透鏡進(jìn)行封閉，入射光通過(guò)透鏡正好射在管芯上。實(shí)物圖圖符號(hào)和

文字符號(hào)思索與比較

發(fā)光二極管

電能轉(zhuǎn)換成光能。PN結(jié)工作在正偏狀態(tài)。管子正向?qū)娏髯銐虼髸r(shí)，PN結(jié)內(nèi)電光效應(yīng)發(fā)光。

光電二極管將光能轉(zhuǎn)換為電能。PN結(jié)工作在反偏狀態(tài)。反向電流與照度成正比。1.利用穩(wěn)壓管或普通二極管的正向壓降，是否也可以穩(wěn)壓？你會(huì)做嗎？檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果2.現(xiàn)有兩只穩(wěn)壓管，它們的穩(wěn)定電壓分別為6V和8V，正向?qū)妷簽?.7V。試問(wèn)：(1)假設(shè)將它們串聯(lián)相接，可得到幾種穩(wěn)壓值？各為多少？(2)假設(shè)將它們并聯(lián)相接，又可得到幾種穩(wěn)壓值？各為多少？3.在右圖所示電路中，發(fā)光二極管導(dǎo)通電壓UD＝1.5V，正向電流在5~15mA時(shí)才能正常工作。試問(wèn)圖中開(kāi)關(guān)S在什么位置時(shí)發(fā)光二極管才能發(fā)光？R的取值范圍又是多少？

1.2.5二極管應(yīng)用電路1.限幅電路〔1〕二極管單向限幅電路

二極管限幅電路及波形ui≥E＋UD=3.7V，D導(dǎo)通，uo=3.7Vui最大值限制在3.7V。ui<3.7V，D截止，二極管支路開(kāi)路uo=ui〔2〕二極管雙向限幅電路ui>10V，VD1導(dǎo)通，VD2截止，uo被限制在10V；ui<-8V，VD1截止，VD2導(dǎo)通，uo被限制在-8V；ui:-8V～10V，VD1、VD2均截止，uo＝ui二極管為理想二極管，輸入電壓為幅度為15V的正弦波。2.二極管電平選擇電路多路輸入信號(hào)中選出最低電平和最高電平的電路。二極管低電平選擇電路輸入電壓u1、u2<E二極管工作狀態(tài)VD1VD2輸出電壓uou1<u2導(dǎo)通截止u1u1>u2截止導(dǎo)通u2u1=u2導(dǎo)通導(dǎo)通u1=u2

該電路能選出任意時(shí)刻的低電平。3.整流電路

利用單向?qū)щ娦阅艿恼髟?，將正?fù)交替變化的正弦交流電壓變換成單方向的脈動(dòng)直流電壓。單向半波整流電路圖2.2單相半波整流電路圖2.3單相半波整流電路圖2.2單相半波整流電路圖2.3單相半波整流電路整流電路負(fù)載上的直流電壓就是輸出脈動(dòng)電壓的平均值。由傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式可知，其輸出電壓可表示為：

相關(guān)參數(shù)：①輸出電壓②輸出電流③二極管最大反向電壓④二極管電流Uim為變壓器次級(jí)交流變壓器的峰值，Ui為其有效值。任務(wù)1二極管半波整流電路制作及信號(hào)觀測(cè)實(shí)訓(xùn)流程：2.二極管半波整流電路制作及信號(hào)觀測(cè)

接好電路，用示波器觀察輸入輸出波形。測(cè)量信號(hào)值。半波整流：VI=〔V〕VO=〔V〕

波形〔注出波幅、周期〕：輸入輸出1.2.5二極