電子技術基礎及應用

1、知識重點 1、什么是半導體？半導體的基本特性有哪些？ 2、二極管和三極管的分類、特點與電路符號。 3、二極管和三極管的簡易測試。半導體基礎與二極管 半導體器件半導體器件 半導體的基礎知識（一） 半導體的特性 （二） 雜質半導體 1P型半導體 2N型半導體 半導體具有一些獨特的性質：（1）在半導體材料中加入少量其它元素（稱“雜質”），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。 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、功率轉換效率高等特點，因而在電子技術領域得到了廣泛的應用。PN結結半

2、導體基礎與二極管 PN結是指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結的主要特性是單向導電性。PN結加正向電壓時，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導通電流，PN結呈低阻狀態(tài)，通常稱為導通狀態(tài)。PN結加反向電壓時，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結的單向導電性。半導體基礎與二極管 晶體二極管晶體二極管（一）二極管的單向導電性正向特性：當二極管的兩端加上正向

3、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。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，鍺管小于幾十微安。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。 半導體基礎與二極管 （二）半導體二極管的分類（二）半導體二極管的分類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流二極管金屬封裝二極管變容二極管玻璃封裝二極管穩(wěn)壓二極管按結構

4、類型劃分半導體結構二極管光電二極管金屬半導體接觸二極管按材料劃分鍺二極管按制作工藝劃分面接觸式二極管硅二極管點接觸式二極管半導體基礎與二極管1、普通二極管電路符號 如圖所示是常見的二極管的分類的電路符號。 2、穩(wěn)壓二極管電路符號 3、光電二極管電路符號 4 、變容二極管電路符號5、發(fā)光二極管電路符號 半導體基礎與二極管 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： 二極管特性二極管特性半導體基礎與二極管 半導體二極管的特點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無論何種二極管都有下列

5、四個共性，掌握這些共性對識別和分析各類二極管電路有著舉足輕重的作用：析各類二極管電路有著舉足輕重的作用：1 1、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、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的電路功能則損壞二極管或不能起到正常的電路功能 。2 2、二極管是、二極管是 半導體器件，不是半導體。所謂半導體是導電能力介半導體器件，不是半導體。所謂半導體是導電能力介于導體與絕緣體之間的一種材料。二級干由半導體材料制成，具于導體與絕緣體之間的一種材料。二級干由半導體材料制成，具有單向導電特征。即導通過如同導體，截止時如同絕緣體。有單向導電特征

6、。即導通過如同導體，截止時如同絕緣體。3 3、初學者對二極管的單向導電特性理解存在誤區(qū)，認為二極管只能、初學者對二極管的單向導電特性理解存在誤區(qū)，認為二極管只能個方向傳輸信號，這是錯誤的理解。二極管導通狀態(tài)下如同一個個方向傳輸信號，這是錯誤的理解。二極管導通狀態(tài)下如同一個導體，可以雙向傳輸信號，條件是二極管必須處于導通狀態(tài)。導體，可以雙向傳輸信號，條件是二極管必須處于導通狀態(tài)。4 4、二極管除單向導電特性之外，還有需要重要的疼醒。掌握這些特、二極管除單向導電特性之外，還有需要重要的疼醒。掌握這些特性，靈活運用這些特性是分析二極管電路的根本保證。性，靈活運用這些特性是分析二極管電路的根本保證。

7、半導體基礎與二極管 二極管的簡易測試二極管的簡易測試 晶體二極管是由一個PN結組成的，具有單向導電特性。用萬用表的電阻檔測量二極管的正、反向電阻，可以判斷出二極管管腳的極性，還可以粗略地判斷二極管的好壞。 黑表筆黑表筆被被 測測二極管二極管mAPARzGBI紅表筆紅表筆 用萬用表電阻檔測量二極管的正、反向電阻的原理電路如圖112所示。圖中虛線框內是萬用表電阻檔的等效電路。黑表筆接表內電池的正極，紅表筆接表內電池的負極。因此在測量未知極性的二極管時，若萬用表電阻檔測試指示為低電阻，則黑表筆所接的電極為被測管的正極，紅表筆所接的電極為被測管的負極，所測得電阻為二極管的正向電阻。將黑表筆接被測管的負

8、極，紅表筆接被測管的正極，則測得電阻為反向電阻。如果測得的正、反向阻值都很小，則表明二極管內部擊穿；如果測得的正、反向電阻值均接近無窮大，則表明二極管內部斷路；測得的正、反向電阻值差別越大，則表明二極管特性越好。測量正、反向電阻時應當注意，由于二極管是非線性元件其直流電阻值與通過管子的電流有關，所以用不同型號的萬用表或不同倍率的電阻檔所測得的直流電阻值是不同的。通常測量二極管的正反向電阻時用R*100歐或R*1K的電阻檔。半導體基礎與二極管 被被 測測二極管二極管mAPARzGBI紅表筆紅表筆黑表筆黑表筆半導體三極管基礎知識 一、半導體三極管的分類一、半導體三極管的分類半導體三極管的分類如圖所

9、示 三極管的種類很多，按材料分為鍺管和硅管；按結構分為點接觸型和面接觸型；按工作頻率分為高頻、低頻、開關型；按功率大小分為大、中、小型；按PN結分為NPN型和PNP型；按用途分為放大管、開關管、振蕩管等。劃分方法及名稱劃分方法及名稱現(xiàn)象說明現(xiàn)象說明按極性劃分按極性劃分NPN型三極管型三極管這是目前常用的三極管，電流從集電極流向發(fā)射極這是目前常用的三極管，電流從集電極流向發(fā)射極PNP型三極管型三極管電流從發(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，不同之處是發(fā)射極的箭頭方向不同號可以分清，不同之處是發(fā)射極的箭頭方向不同按材料劃分按材料劃分硅三

10、極管硅三極管簡稱為硅管，這是目前常用的三極管，工作穩(wěn)定性好簡稱為硅管，這是目前常用的三極管，工作穩(wěn)定性好鍺三極管鍺三極管簡稱為鍺管，反向電流大，受溫度影響較大簡稱為鍺管，反向電流大，受溫度影響較大按極性和材料組合性劃分按極性和材料組合性劃分PNP型硅管型硅管最常用的是最常用的是PNP型硅管型硅管NPN型硅管型硅管PNP型鍺管型鍺管NPN型鍺管型鍺管按工作頻率劃分按工作頻率劃分低頻三極管低頻三極管工作頻率比較低，用于直流放大器、音頻放大器電路工作頻率比較低，用于直流放大器、音頻放大器電路高頻三極管高頻三極管工作頻率比較高，用于高頻放大器電路工作頻率比較高，用于高頻放大器電路按功率劃分按功率劃分小

11、功率三極管小功率三極管輸出功率很小，用于前級放大器電路輸出功率很小，用于前級放大器電路按功率劃分按功率劃分中功率三極管中功率三極管輸出功率較大，用于功率放大器輸出級或未極電路輸出功率較大，用于功率放大器輸出級或未極電路大功率三極管大功率三極管輸出功率很大，用于功率放大器輸出級輸出功率很大，用于功率放大器輸出級按封裝材料劃分按封裝材料劃分金屬封裝三極管金屬封裝三極管一部分大功率三極管和高頻三極管采用這種封裝一部分大功率三極管和高頻三極管采用這種封裝塑料封裝三極管塑料封裝三極管小功率三極管常用這種封裝小功率三極管常用這種封裝按安裝形式劃分按安裝形式劃分普通方式三極管普通方式三極管大量的三極管采用這

12、種形式，三根引腳通過電路板上大量的三極管采用這種形式，三根引腳通過電路板上的引腳孔伸至背面銅箔線路上，用焊錫焊接的引腳孔伸至背面銅箔線路上，用焊錫焊接貼片三極管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，用焊錫焊接一面，用焊錫焊接按用途劃分按用途劃分放大、開關管、振蕩管等放大、開關管、振蕩管等用來構成各種功能電路用來構成各種功能電路半導體三極管基礎知識半導體三極管電路符號半導體三極管電路符號 CEB集電區(qū)集電結基區(qū)發(fā)射結發(fā)射區(qū)PNPP N P P發(fā)射極 E發(fā)射區(qū) 基極B 集電區(qū)基區(qū)發(fā)射結 集電結集電極 CNPNEBC 基極B （a

13、）PNP型三極管內部結構(b)NPN型三極管內部結構CBECBE（c）PNP型三極管圖形符號(d)NPN型三極管圖形符號半導體三極管基礎知識三極管的特性三極管有三種工作狀態(tài) 放大狀態(tài) 截止狀態(tài) 飽和狀態(tài) 三、三極管內的電流方向三、三極管內的電流方向 半導體三極管基礎知識 在三極管電路符號中，發(fā)射極箭頭的方向表示三極管各電極電流流向的方向。利用這一點可以分析電路中個電極電流的流動方向。如圖所示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的集電極、發(fā)射極電流流動方向。 NPN型三極管表示電流從管內流出電流從集電極流向發(fā)射極PNP型三極管電流從發(fā)電流從發(fā)射極流向射極流

14、向集電極集電極表示電流流入管內 如何用萬用表測三極管？如何用萬用表測三極管？ 半導體三極管基礎知識一、一、 三顛倒，找基極三顛倒，找基極 三極管是含有兩個三極管是含有兩個PNPN結的半導體器件。根據(jù)兩個結的半導體器件。根據(jù)兩個PNPN結連接方式不同，可以結連接方式不同，可以分為分為NPNNPN型和型和PNPPNP型兩種不同導電類型的三極管，測試三極管要使用萬用電表的歐姆型兩種不同導電類型的三極管，測試三極管要使用萬用電表的歐姆擋，并選擇擋，并選擇R R100100或或R R1k1k擋位。擋位。 假定我們并不知道被測三極管是假定我們并不知道被測三極管是NPNNPN型還是型還是PNPPNP型，型，

15、也分不清各管腳是什么電極。測試的第一步是判斷哪個管腳是基極。這時，我們任也分不清各管腳是什么電極。測試的第一步是判斷哪個管腳是基極。這時，我們任取兩個電極取兩個電極( (如這兩個電極為如這兩個電極為1 1、2)2)，用萬用電表兩支表筆顛倒測量它的正、反向電，用萬用電表兩支表筆顛倒測量它的正、反向電阻，觀察表針的偏轉角度；接著，再取阻，觀察表針的偏轉角度；接著，再取1 1、3 3兩個電極和兩個電極和2 2、3 3兩個電極，分別顛倒測兩個電極，分別顛倒測量它們的正、反向電阻，觀察表針的偏轉角度。在這三次顛倒測量中，必然有兩次量它們的正、反向電阻，觀察表針的偏轉角度。在這三次顛倒測量中，必然有兩次測

16、量結果相近：即顛倒測量中表針一次偏轉大，一次偏轉?。皇Ｏ乱淮伪厝皇穷嵉箿y量結果相近：即顛倒測量中表針一次偏轉大，一次偏轉?。皇Ｏ乱淮伪厝皇穷嵉箿y量前后指針偏轉角度都很小，這一次未測的那只管腳就是我們要尋找的基極。測量前后指針偏轉角度都很小，這一次未測的那只管腳就是我們要尋找的基極。 二、二、 PNPN結，定管型結，定管型 找出三極管的基極后，我們就可以根據(jù)基極與另外兩個電極之間找出三極管的基極后，我們就可以根據(jù)基極與另外兩個電極之間PNPN結的方向結的方向來確定管子的導電類型。將萬用表的黑表筆接觸基極，紅表筆接觸另外兩個電極中來確定管子的導電類型。將萬用表的黑表筆接觸基極，紅表筆接觸另外兩個電

17、極中的任一電極，若表頭指針偏轉角度很大，則說明被測三極管為的任一電極，若表頭指針偏轉角度很大，則說明被測三極管為NPNNPN型管；若表頭指型管；若表頭指針偏轉角度很小，則被測管即為針偏轉角度很小，則被測管即為PNPPNP型。型。 三、三、 順箭頭，偏轉大順箭頭，偏轉大 找出了基極找出了基極b b，另外兩個電極哪個是集電極，另外兩個電極哪個是集電極c c，哪個是發(fā)射極，哪個是發(fā)射極e e呢呢? ?這時我們這時我們可以用測穿透電流可以用測穿透電流ICEOICEO的方法確定集電極的方法確定集電極c c和發(fā)射極和發(fā)射極e e。 (1) (1) 對于對于NPNNPN型三極管，型三極管，穿透電流的測量電路

18、如圖穿透電流的測量電路如圖3 3所示。根據(jù)這個原理，用萬用電表的黑、紅表筆顛倒測所示。根據(jù)這個原理，用萬用電表的黑、紅表筆顛倒測量兩極間的正、反向電阻量兩極間的正、反向電阻RceRce和和RecRec，雖然兩次測量中萬用表指針偏轉角度都很小，雖然兩次測量中萬用表指針偏轉角度都很小，但仔細觀察，總會有一次偏轉角度稍大，此時電流的流向一定是：黑表筆但仔細觀察，總會有一次偏轉角度稍大，此時電流的流向一定是：黑表筆c c極極b b極極e e極極紅表筆，電流流向正好與三極管符號中的箭頭方向一致紅表筆，電流流向正好與三極管符號中的箭頭方向一致( (“順箭頭順箭頭”) )，所以此時黑表筆所接的一定是集電極所以此時黑表筆所接的一定是集電極c c，紅表筆所接的一定是發(fā)射極，紅表筆所接的一定是發(fā)射極e e。 (2) (2) 對于對于PNPPNP型的三極管，道理也類似于型的三極管，道理也類似于NPNNPN型，其電流流向一定是：黑表筆型，其電流流向一定是：黑表筆e e極極b b極極c c極極紅表筆，其電流流向也與三極管符號中的箭頭方向一致，所以此時黑表筆所紅表筆，其電流流向也與三極管符號中的箭頭方向一致，所以此時黑表筆所接的一定是發(fā)射極接的一定是發(fā)射極e e，紅表筆所接的一定是集電極，紅表筆所接的一定是集電極c c。 四、四、 測不出，動嘴巴測不