電工電子技術(shù)與技能課件：半導(dǎo)體及半導(dǎo)體二極管

常用半導(dǎo)體器件

半導(dǎo)體及半導(dǎo)體二極管晶體管的基本原理分析與檢測(cè)1.掌握半導(dǎo)體導(dǎo)電機(jī)理2.了解二極管結(jié)構(gòu)、特性及命名方法3.掌握二極管特性和主要參數(shù)。半導(dǎo)體及半導(dǎo)體二極管

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

【能力目標(biāo)】

1.能分析導(dǎo)體導(dǎo)電與半導(dǎo)體導(dǎo)電的差異性原理2.能目測(cè)二極管極性3.能用萬(wàn)用表電阻擋檢測(cè)二極管?！局R(shí)探究】

1）半導(dǎo)體：物質(zhì)根據(jù)導(dǎo)電能力強(qiáng)弱可分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體三大類(lèi)。由于半導(dǎo)體的特殊原子結(jié)構(gòu)使得其導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間，它有很多特點(diǎn)，而其最突出的特點(diǎn)就是其導(dǎo)電能力隨外界條件的變化而變化，有時(shí)像導(dǎo)體，有時(shí)像絕緣體。半導(dǎo)體導(dǎo)電與導(dǎo)體導(dǎo)電不僅導(dǎo)電能力不一樣，而且導(dǎo)電方式也有區(qū)別，最大區(qū)別就是半導(dǎo)體有兩種載流子參與導(dǎo)電，而導(dǎo)體只有一種載流子參與導(dǎo)電。目前，制造半導(dǎo)體器件用得最多的是硅和鍺兩種材料。由于硅和鍺的原子排列為單晶體結(jié)構(gòu)，因此用半導(dǎo)體材料制成的半導(dǎo)體管通常也稱(chēng)為晶體管。1.半導(dǎo)體的基本概念

半導(dǎo)體及半導(dǎo)體二極管

半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性特性應(yīng)用熱敏特性大多數(shù)半導(dǎo)體對(duì)溫度比較敏感，且隨溫度的升高導(dǎo)電能力增強(qiáng)，電阻減小利用半導(dǎo)體的熱敏特性可以制成各種半導(dǎo)體器件，如熱敏電阻器光敏特性許多半導(dǎo)體多在受光照射后。導(dǎo)電能力增強(qiáng)，電阻減小利用光敏特性可以制成各種半導(dǎo)體器件，如光敏電阻、光電二極管等摻雜特性在純凈的半導(dǎo)體中摻入微量的某種雜質(zhì)元素，導(dǎo)電能力會(huì)增強(qiáng)很多，電阻急劇減小二極管、三極管都是利用摻雜特性制成的半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性半導(dǎo)體及半導(dǎo)體二極管

PN結(jié)具有特殊的導(dǎo)電性能，它是構(gòu)成各種半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)。

PN結(jié)N型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體2.PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?/p>

半導(dǎo)體及半導(dǎo)體二極管

1）PN結(jié)半導(dǎo)體及半導(dǎo)體二極管

2）PN結(jié)的單向?qū)щ娦?.PN結(jié)加正向電壓—正向?qū)?.PN結(jié)加反向電壓——反向截止3.二極管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)和分類(lèi)

半導(dǎo)體及半導(dǎo)體二極管

二極管的結(jié)構(gòu)圖、符號(hào)半導(dǎo)體及半導(dǎo)體二極管

種類(lèi)說(shuō)明按材料不同分硅二極管硅材料二極管，常用二極管鍺二極管鍺材料二極管按用途不同分普通二極管常用二極管整流二極管主要用于整流穩(wěn)壓二極管常用于直流電源開(kāi)關(guān)二極管專(zhuān)門(mén)用于開(kāi)關(guān)的二極管，常用于數(shù)字電路發(fā)光二極管能發(fā)出可見(jiàn)光，常用于指示信號(hào)光電二極管對(duì)光有敏感作用的二極管變?nèi)荻O管常用于高頻電路按外殼封裝的不同材料分玻璃封裝二極管檢波二極管一般采用這種封裝材料塑料封裝二極管大量二極管都采用這種封裝材料金屬封裝二極管大功率整流二極管一般采用這種封裝材料二極管的種類(lèi)二極管伏安特性曲線(xiàn)4.二極管的伏安特性

半導(dǎo)體及半導(dǎo)體二極管

二極管加正向電壓時(shí)導(dǎo)通，電路有電流通過(guò)；加反向電壓時(shí)截止，幾乎沒(méi)有電流通過(guò)。即：二極管具有單向?qū)щ娦?，這是二極管最重要的特性，它是由PN結(jié)的特性所決定的。二極管正向電阻小，反向電阻大。5.二極管的主要參數(shù)

半導(dǎo)體及半導(dǎo)體二極管

參數(shù)名稱(chēng)符號(hào)說(shuō)明最大整流電流IFM允許通過(guò)二極管平均電流的最大值。正常工作時(shí)通過(guò)二極管電流應(yīng)小于IFM，否則二極管可能會(huì)因過(guò)熱而損壞最高反向工作電壓URM允許加在二極管兩端的反向電壓的最大值（一般情況下URM=1/2URR）。正常工作時(shí)二極管兩端所加電壓最大值應(yīng)小于URM，否則二極管將會(huì)反向擊穿而損壞反向電流IR在規(guī)定的反向電壓﹙＜URM﹚和環(huán)境溫度下的反向電流。此值越小，二極管的單向?qū)щ娦阅茉胶?，工作越穩(wěn)定。對(duì)溫度很敏感，使用時(shí)應(yīng)注意環(huán)境溫度不宜過(guò)高5.二極管的主要參數(shù)

半導(dǎo)體及半導(dǎo)體二極管

例題：二極管電路如圖所示，判斷各電路中二極管V的工作狀態(tài)，求二極管為硅管時(shí)的UAB。5.二極管的主要參數(shù)

半導(dǎo)體及半導(dǎo)體二極管

解：二極管為硅管，死區(qū)電壓0.5V,導(dǎo)通電壓0.7V。圖a：設(shè)B點(diǎn)為參考點(diǎn)，假設(shè)斷開(kāi)二極管V，因UE=6V，UF=0V，二極管正極的電位大于負(fù)極的電位，且UEF=6V>0．5V，所以，二極管正偏導(dǎo)通，二極管兩端的電壓Uv為0.7V，UAB=6-0.7=5.3V；圖b：設(shè)B點(diǎn)為參考點(diǎn)，假設(shè)斷開(kāi)二極管V，因UE=6V，Uv=0V，二極管負(fù)極的電位大于正極的電位，二極管反偏截止，通過(guò)二極管的電流為零，所以UAB=UR=0V；圖c：設(shè)B點(diǎn)為參考點(diǎn)，假設(shè)斷開(kāi)二極管V，因UE=6V，UF=12V，二極管正極的電位大于負(fù)極的電位，且UFE=12—6V>0.5V，所以，二極管正偏導(dǎo)通，二極管兩端的電壓Uv為0.7V，UAB=0.7+6=6.7V?！炯寄苡?xùn)練】

半導(dǎo)體及半導(dǎo)體二極管

二極管的識(shí)別用萬(wàn)用表檢測(cè)二極管的極性與好壞

檢測(cè)方法：將萬(wàn)用表轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥到電阻擋，一般用R×100擋或R×1k擋(R×l擋電流較大，R×10k擋電壓較高，都容易損壞管子)。對(duì)調(diào)紅、黑表筆，分別測(cè)出二極管的正、反向電阻。半導(dǎo)體及半導(dǎo)體二極管

二極管好壞的判別方法：上述檢測(cè)中，如果兩次測(cè)量的阻值相差很大，說(shuō)明該二極管性能良好；如果兩次測(cè)量的阻值都很小，說(shuō)明二極管已被擊穿；如果兩次測(cè)量的阻值都很大，說(shuō)明二極管內(nèi)部已經(jīng)斷路；如果兩次測(cè)量的阻值相差不大，說(shuō)明二極管性能欠佳。二極管正、負(fù)極的判別方法：上述檢測(cè)中，如果二極管性能良好，那么根據(jù)測(cè)量阻值小的那一次的表筆接法(稱(chēng)為正向連接)，判斷出與黑表筆連接的一端是二極管的正極，與紅表筆連接的一端是二極管的負(fù)極。半導(dǎo)體及半導(dǎo)體二極管

半導(dǎo)體及半導(dǎo)體二極管

【知識(shí)拓展】

穩(wěn)壓二極管是一種特殊的二極管，它正常工作在PN結(jié)的反向擊穿區(qū)，其特點(diǎn)是反向電流在一定范圍內(nèi)變化時(shí)穩(wěn)壓管兩端的電壓幾乎不變。穩(wěn)壓管型號(hào)有2CW、2DW等系列，它的文字符號(hào)為V,其外形和符號(hào)如圖所示。半導(dǎo)體及半導(dǎo)體二極管

發(fā)光二極管通常有砷化鎵、磷化鎵等半導(dǎo)體材料制成，它在通過(guò)正向電流時(shí)會(huì)發(fā)光。發(fā)光二極管根據(jù)所用的發(fā)光材料不同，可以發(fā)出紅、綠、黃、藍(lán)、橙等不同顏色的光。由于其具有亮度高、電壓低、體積小、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、響應(yīng)速度快、顏色鮮艷等特點(diǎn)，常被用來(lái)作為電路通、斷及工作指示。發(fā)光二極管廣泛應(yīng)用于數(shù)碼顯示、電氣設(shè)備的指示燈等，紅外發(fā)光二極管主要用于光電傳感技術(shù)。發(fā)光二極管的型號(hào)有2EF31、2EF201等。發(fā)光二級(jí)管通常用透明的塑料封裝，管腳長(zhǎng)的為正極，管腳短的為負(fù)極。其符號(hào)和外形如圖所示半導(dǎo)體及半導(dǎo)體二極管

【知識(shí)拓展】

光電二極管又稱(chēng)光敏二極管，它能將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。其工作時(shí)需加反向電壓，在光照時(shí)能產(chǎn)生電流，且電流隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而上升。它的管殼上開(kāi)設(shè)一個(gè)玻璃窗口，以便接受光線(xiàn)的照射。若二極管加上反向電壓，無(wú)光照時(shí)，二極管不導(dǎo)通；受到光線(xiàn)照射時(shí)，光電二極管導(dǎo)通。面積較大的光電二極管可制成光電池。光電二極管常用于可見(jiàn)光接收、紅外光接收及光電轉(zhuǎn)換的自動(dòng)控制、報(bào)警、計(jì)數(shù)等。半導(dǎo)體及半導(dǎo)體二極管

【知識(shí)拓展】

變?nèi)荻O管具有顯著的變?nèi)菪?yīng)，當(dāng)其加上反向電壓時(shí)，其PN結(jié)的結(jié)電容會(huì)隨著反向電壓的變化而變化。當(dāng)電壓增高時(shí)，結(jié)電容減小，反之增加；此外還與它本身的工藝有關(guān)。變?nèi)荻O管常用于高頻振蕩電路中，例如：用在電視機(jī)電調(diào)諧高頻頭的調(diào)諧電路中，通過(guò)改變反向偏置電壓來(lái)選擇電視頻道。變?nèi)荻O管的型號(hào)有2AC、2CC、2CE等系列。其符號(hào)和外形如圖所示半導(dǎo)體及半導(dǎo)體二極管

【知識(shí)拓展】

開(kāi)關(guān)二極管和前述普通二極管的導(dǎo)電特性相同，即正偏導(dǎo)通，反偏截止。二極管的這一特性可以起到接通或關(guān)斷的作用。開(kāi)關(guān)二極管和普通二極管的不同之處在