2014《電子技術(shù)基礎(chǔ)》（第四版 中國勞動與社會保障出版社 ）教案：第一二節(jié)

1、11 半導(dǎo)體的根本知識一、半導(dǎo)體的根本概念物質(zhì)按照導(dǎo)電能力分為：導(dǎo)體：容易導(dǎo)電絕緣體：不導(dǎo)電半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能隨條件變化影響半導(dǎo)體導(dǎo)電性能電阻值的常見條件因素有：1、溫度：稱熱敏特性，電阻值隨溫度變化。2、光照：稱光敏特性，電阻值隨亮度變化。3、雜質(zhì)：稱摻雜特性，電阻值隨摻入的微量元素顯著變化。嵌入式消毒碗柜電子溫度計(jì)電子體溫計(jì)溫度顯示窗熱敏電阻 聲光控開關(guān)（樓梯燈開關(guān)） 在夜晚，人上樓梯發(fā)出的腳步聲會自動點(diǎn)亮樓梯燈；在白天，哪怕使勁跺腳發(fā)出巨大聲響，樓梯燈還是不會點(diǎn)亮，為什么？ 開關(guān)面板上的窗口有什么作用？光控?zé)魧?shí)驗(yàn)電路（上屆學(xué)生作品）光敏電阻紅外接收管光電二極管雜質(zhì)半導(dǎo)體和PN結(jié) 純凈的半導(dǎo)

2、體稱為本征半導(dǎo)體，一般由硅(Si)或鍺(Ge)兩種材料制造。它們都是四價(jià)元素，導(dǎo)電能力微弱，沒有實(shí)用價(jià)值。 但是本征半導(dǎo)體中摻入微量元素后，導(dǎo)電能力顯著改變，按照摻入雜質(zhì)的不同，分為以下兩種：P 型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體內(nèi)摻入少量三價(jià)元素雜質(zhì)（如硼）形成。N 型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體內(nèi)摻入少量五價(jià)元素雜質(zhì)（如磷）形成。PN P 型半導(dǎo)體或者N 型半導(dǎo)體雖然具備導(dǎo)電能力，但單純的一塊P 型半導(dǎo)體或者一塊N型半導(dǎo)體還是沒有實(shí)用價(jià)值。把P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合到一塊，交界處形成一個(gè)很特殊的薄層，稱為PN結(jié)，有特殊的導(dǎo)電性能，這是制造半導(dǎo)體器件的根底。 把這個(gè)PN結(jié)用管殼封裝成一體、并分別從P型半導(dǎo)體和

3、N型半導(dǎo)體各引一個(gè)電極出來，這樣構(gòu)成的器件叫二極管，因此，PN結(jié)的導(dǎo)電特性可用二極管的實(shí)驗(yàn)來導(dǎo)出。 二極管的符號二極管的典型外觀負(fù)極標(biāo)志 PN結(jié)即二極管的根本特性實(shí)驗(yàn)一：請2位同學(xué)上臺進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)的演示實(shí)驗(yàn)電路圖：實(shí)驗(yàn)設(shè)備如下： 12V蓄電池 12V燈泡 連接線若干 二極管燈泡亮嗎？再把二極管反過來接試試看請分析得出什么結(jié)論？PN結(jié)即二極管的根本特性實(shí)驗(yàn)結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦訮N 電流只能單個(gè)方向流過PN結(jié)，只能由P區(qū)流向N區(qū)，即從二極管正極流向負(fù)極。正向偏置導(dǎo)通； 反向偏置截止12 半導(dǎo)體二極管二極管的種類(1按材料分: 有硅二極管,鍺二極管和砷化鎵二極 管等。 (2按結(jié)構(gòu)分: 根據(jù)PN

4、結(jié)面積大小,有點(diǎn)接觸型、面 接觸型二極管。(3按用途分: 有整流、穩(wěn)壓、開關(guān)、發(fā)光、光電、 變?nèi)?、阻尼等二極管。(4按封裝形式分:有塑封、玻璃封及金屬封裝等。(5按功率分:有大功率、中功率及小功率等二極管。常見各種類型二極管的外觀塑料封裝整流管玻璃封裝穩(wěn)壓/普通管金屬封裝大功率管發(fā)光二極管貼片二極管快恢復(fù)二極管半橋整流堆復(fù)合2只橋式整流堆復(fù)合4只 由圖可見二極管型號比較多樣，如今很少廠家按書本提到的命名方法定型號，有興趣同學(xué)自己參考一下課本。實(shí)驗(yàn)二：1、按以下圖連接實(shí)驗(yàn)設(shè)備限流電阻數(shù)字萬用表（電流表）數(shù)顯可調(diào)穩(wěn)壓電源二極管輸出電壓（V）電流讀數(shù) (mA)2、記錄在不同電壓時(shí)的電流表讀數(shù)，填入下

5、表：3、按照下表繪出電壓電流的關(guān)系圖（坐標(biāo)）U(V)I(mA)00.40.60.8二極管的正向伏安特性圖4、總結(jié)實(shí)驗(yàn)，由圖可見：1、小于0.5V時(shí)I很小，二極管截止，稱0.5V為死區(qū)電壓2、達(dá)0.7V時(shí)I急劇增大，二極管導(dǎo)通，稱0.7V為導(dǎo)通電壓7、總結(jié)實(shí)驗(yàn)，由圖可見：1、反向電壓小于某個(gè)電壓值時(shí)I很小，二極管截止。2、反向電壓到達(dá)某個(gè)電壓值時(shí)I急劇增大，二極管擊穿。3、反向電壓到達(dá)擊穿電壓后，時(shí)間一長二極管將會燒毀。6、按照下表繪出電壓電流的關(guān)系圖（坐標(biāo)）U(V)I(mA)0二極管的反向伏安特性圖現(xiàn)在將二極管極性調(diào)轉(zhuǎn)連接，測試其反向伏安特性5、按照下表緩慢增大穩(wěn)壓電源的輸出電壓，直到電流表讀

6、數(shù)顯著增大為止輸出電壓（V）電流讀數(shù) (mA)10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120擊穿電壓 現(xiàn)在把二極管換成鍺管2AP4再重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，并歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)果，看看與之前硅管有何不同。鍺管的死區(qū)電壓為0.2V，導(dǎo)通電壓為0.3V半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)1. 最大整流電流IF2. 最大反向工作電壓 URM3. 反向飽和電流 IR 例 111、若V為硅管，AB兩端電壓為多少？2、若V為鍺管，AB兩端電壓為多少？3、若V為理想二極管，AB兩端電壓為多少？4、若將二極管V反接，AB兩端電壓為多少？二極管的檢測檢測依據(jù)：二極管的單向?qū)щ娦?？正向偏置：阻值很?。▽?dǎo)通）反向偏置：阻值很大（截止）即 可見，我們可以用萬用表電阻檔檢測二極管的正反向阻值來判斷二極管性能。1、調(diào)零 選擇R100檔位，將兩支表筆短路，調(diào)節(jié)萬用表的調(diào)零旋鈕使指針擺到最右邊指著0的位置。調(diào)零旋鈕二極管的檢測2、測量正向電阻.對于指針式萬用表，黑表筆連接著萬用表內(nèi)部電池的正極，所以是黑表筆流出電流，因此測正