电工电子技术与技能教学课件 作者 陈振源 第7章常用半导体器件.ppt

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1、第7章常用半导体器件知只目标●了解二极管的结构、符号、基本特性，能辨认正、负电极。●能识别特殊二极管，了解实际应用。●了解三极管的结构、符号、基本特性，能识别引脚。●了解晶闸管的符号、引脚功能、工作特性和主要参数。技能目标●会用万用表对二极管、三极管进行简单测量。●初步掌握低频信号发生器、直流稳压电源、毫伏表的基本使用方法。7.1晶体二极管7.2特殊二极管7.3晶体三极管7.4晶闸管7.5技能实训7.1晶体二极管7.1.1半导体的基础知识自然界的所有物质按照它们的导电能力不同，可分为导体、绝缘体和半导体三大类

2、。半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。目前用来制造半导体器件的材料主要是锗和硅。1．P型半导体和N型半导体在纯净半导体硅或锗中掺入硼、铝等3价元素，就形成P型半导体。2．PN结及其特性采用掺杂工艺，使半导体材料的一边形成P型半导体区域，另一边形成N型半导体区域，在P型与N型半导体的交界面会形成一个具有特殊电性能的薄层，称为PN结，如图7.1所示。图7.1PN结示意图PN结具有单向导电性，即电流只能从P端流向N端，而不能从N端流向P端，如图7.2所示。图7.2PN结的单向导电性7.1.2二极管的结构和导电特性

3、1．结构图7.3常见二极管外形图图7.4二极管基本结构2．导电特性图7.6二极管导电特性实验通过观察以上实验证实，二极管具有单向导电性。（1）加正向电压导通。（2）加反向电压截止。7.1.3二极管的特性曲线1．正向特性（1）死区。（2）正向导通区。图7.8二极管伏安特性曲线2．反向特性（1）反向截止区。（2）反向击穿区。7.1.4二极管使用常识1．二极管型号2．二极管的主要参数（1）最大整流电流IFM，通常称为额定工作电流，它是管子长期运行时允许通过的最大正向平均电流。（2）最高反向工作电压URM，又称额定工

4、作电压，它是为了保证二极管不至于反向击穿而规定的最高反向电压。（3）反向饱和电流IR。（4）最高工作频率fM。3．二极管的选用（1）按材料分类，二极管主要有锗二极管和硅二极管两大类。（2）普通二极管（如2AP等系列）的IFM较小，fM一般较高，主要用于信号检测、取样、小电流整流等。（3）整流二极管（2CZ、2DZ等系列）的IFM较大，fM很低，广泛使用在各种电源设备中作整流元件。（4）开关二极管（2AK、2CK等系列）一般IFM较小，fM较高，用于数字电路和控制电路中。4．万用表检测二极管的好坏图7.9晶体二

5、极管的测量7.2特殊二极管7.2.1稳压管稳压管在线路中主要起稳定电压的作用1．工作特性及应用图7.10稳压管外形封装和图形符号图7.11稳压管伏安特性曲线2．稳压管主要参数（1）稳定电压VZ，指稳压管的反向击穿电压。（2）稳定电流IZ，指管子在正常工作时的参考电流值，其值在稳压区域的最大电流IZmax与最小电流IZmin之间。（3）最大稳定电流IZmax，指稳压管最大工作电流，超过IZmax时，管子将过热损坏。（4）耗散功率PZM，指管子不致因热击穿而损坏的最大耗散功率。（5）动态电阻rZ，反映稳压管的稳压

6、性能，动态电阻越小，稳压性能越好。（6）温度系数k。温度系数反映由温度变化引起的稳定电压变化。7.2.2发光二极管发光二极管是一种把电能变成光能的半导体器件图7.12发光二极管的外形和符号7.2.3光电二极管光电二极管又称为光敏二极管，其电路符号和元件外形如图7.14所示。图7.14光电二极管（1）光电流。（2）暗电流。（3）灵敏度。（4）光谱范围。（5）峰值波长。7.3晶体三极管晶体三极管是由两个PN结构成的3个电极半导体器件，简称三极管，在电路中主要作为放大和开关元件使用，7.3.1结构与分类1．外形图7

7、.15几种晶体三极管的外形和封装2．结构三极管内部结构分为发射区、基区和集电区，引出电极分别为发射极e、基极b和集电极c。图7.16三极管结构和电路符号3．分类（1）按半导体制造材料不同，分为硅管和锗管。（2）按三极管内部基本结构不同，分为NPN型和PNP型两类。（3）按工作频率不同，可分为高频管和低频管。（4）按功率不同，分为小功率管和大功率管。（5）按用途不同，分为普通放大三极管、开关三极管等。7.3.2三极管的电流放大作用1．三极管的工作电压要使三极管能够正常放大信号，必须给管子的发射结加正向电压，集电

8、结加反向电压。图7.17NPN三极管工作时的供电2．三极管的电流放大作用图7.18三极管电流放大实验电路从实验数据可以得出以下两个重要的结论。（1）三极管各极电流分配关系满足IE=IC+IB即发射极电流等于集电极电流与基极电流之和。由于基极电流IB很小，因而IC≈IE（2）三极管具有电流放大作用。7.3.3三极管的特性曲线1．输入特性曲线2．输出特性曲线图7.20输入特性曲线图7.21输出特性曲线（