電工與電子技術基礎28-07

1、第七章 半導體器件第一節(jié) 晶體二極管第一節(jié) 晶體二極管【教學目標】 1.理解晶體二極管的工作原理； 2.掌握晶體二極管的結構、主要參數(shù)、外特性 3.掌握用萬用表判斷二極管極性和質(zhì)量的方法【教學重點】 二極管的伏安特性【教學難點】 二極管的主要參數(shù) 一、半導體材料1半導體及其特性半導體：導電能力介于導體和絕緣體之間的物質(zhì)。 常用的半導體有硅和鍺等。晶體二極管：由于半導體大多是晶體結構，因此用 半導體做成的二極管又叫晶體二極管半導體特性： (1)導電特性：半導體是由負電荷(自由電子)和正 電荷(空穴)同時參與導電。純凈半導 體中，導電的正負電荷數(shù)相等。 一、半導體材料1半導體及其特性(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：在純凈的半導體導中摻入某種微 量的元素，半導體的導電性能將 明顯地提高。大多數(shù)半導體器件 都是利用這一特性制成的。一、半導體材料2P型半導體和N型半導體在純凈的半導體硅或鍺中摻入不同的微量元素 后，得到兩種導電特性不同的半導體。在這兩種 半導體中，導電的正負電荷數(shù)不再相等。N型半導體：以負電荷(自由電子)導電為主的半導 體；P型半導體：以正電荷(空穴)導電為主的半導體一、半導體材料3PN結 將P型半導體和N型半導體用特殊工藝結合在一起，在它們的交界處就形成一個很薄的區(qū)域叫PN結。如圖7-1所示。圖7-1 PN結示意圖二

3、、二極管的構造、類型1構造和符號構造：由PN結的P區(qū)和N區(qū)各接 出一條引線，再封裝在 管殼里，就構成一個二 極管。 P區(qū)引出端叫正極， N區(qū)引出端叫負極。符號：二極管的文字符號為VD 結構、符號如右圖所示。二極管的結構、符號二、二極管的構造、類型1構造和符號外封裝：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。 其外殼就是一個電極。外標：二極管外殼印有型號和極性的標志。 大多數(shù)管殼上印有二極管圖形符號表示正負極 有的在管殼一端印有色圈表示負極； 有的在管殼一端印有“+”表示正極。實物展示二、二極管的構造、類型2常用二極管的類別按制作材料分：硅二極管和鍺二極管兩大類。

4、按結構和用途分：常見的分類如表7-1所示。二極管型號：一般按國際標準，如：1S92、 1N4148（開關管）、BZY88-C9V1 （穩(wěn)壓管）等。 二、二極管的構造、類型種 類普 通二極管整 流二極管開 關二極管穩(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關電路穩(wěn)壓電路顯示器件光控器件自動調(diào)整電路圖形符號表7-1 常用二極管的種類三、二極管的伏安特性1二極管的單向導電特性實驗：二極管的單向導電特性， 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、向導電特性實驗說明：晶體二極管有單向導電性，即電流只能從 二極管正極流進，負極流出。加正向電壓：二極管正極接電源正極(高電位)，負極 接電源負極(低電位)；反之叫做加反向 電壓。單向導電性：二極管加正向電壓時導通，加反向電壓 時截止。以上同時也說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驗：改變圖中加在二極管兩端的正、反向電壓， 記下每次測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)正向導通特性 對應于圖中第段，為正向特性。正向電壓UF 小于死區(qū)電壓時，正向電流IF 0，二極管不

6、導通； 正向電壓超過死區(qū)電壓后，時，曲線陡直，二極管導通， 正向電壓的微小變化會引起正向電流急劇變化。正向管壓降：二極管導通后，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，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，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 指二極管長時間正常工作時，允許通過的最大正向平均電流。它的大小與二極管的構造和散熱條件有關。若超過此值，二極管會過熱而燒壞。 指二極管工作時不被反向擊穿，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】教材中“