电子技术及其应用教学课件作者孙津平电子技术及其应用第一章.ppt

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1、第1章二极管及其应用1.1二极管的识别1.2二极管的应用返回1.1二极管的识别1.1.1二极管的结构1.二极管的结构及电路符号半导体二极管是由一个PN结加上相应的电极引出线，并用管壳封装而成，结构如图1.1（a）所示。由P型区引出的电极称为阳极（或正极+），N型区引出的电极称为阴极（或负极-）。二极管在电路中的图形符号如图1.1（b）所示，文字符号用VD表示。常见二极管的外形如图1.1（c）所示。2.半导体的基本知识自然界中的各种物质,按导电能力划分为导体、绝缘体、半导体三类，半导体导电能力介于导体和绝缘体之间。半

2、导体具有热敏性、光敏性和掺杂性的特点。下一页返回1.1二极管的识别1）本征半导体本征半导体是一种纯净的、不含有任何杂质的、具有晶体结构的半导体。纯净的硅和锗都是四价元素，其最外层原子轨道上具有四个价电子，每个原子的四个价电子不仅受自身原子核的束缚，还与周围相邻的4个原子发生联系，形成共价键结构，如图1.2所示。当外界温度升高或受光照时，共价键中的价电子从外界获得一定的能量，少数价电子会挣脱共价键的束缚，成为自由电子，同时在原来共价键的相应位置上留下一个空位，这个空位称为空穴，如图1.3所示。2）杂质半导体在纯

3、净的四价半导体材料(主要是硅和锗)中掺入微量三价(例如硼、铝、铟等)或五价(例如磷、砷、锑等)杂质元素，半导体的导电能力就会发生显著变化，这是由于掺杂后的半导体中，增加了载流子数目。下一页返回上一页1.1二极管的识别杂质半导体可分为P型半导体和N型半导体两大类。（1）P型半导体。在纯净的半导体中掺入少量的三价杂质元素就形成P型半导体，如图1.4所示。（2）N型半导体。在纯净的半导体中掺入少量的五价杂质元素就形成N型半导体，如图1.5所示。（3）PN结。在一块纯净的半导体基片上，通过特殊的掺杂工艺使其一边形成P

4、型半导体，另一边形成N型半导体，那么在两种半导体的交接面，会形成一个特殊的阻挡层，称为PN结，如图1.6所示。下一页返回上一页1.1二极管的识别1.1.2二极管的种类（1）按制造材料分：有锗（Ge）二极管、硅（Si）二极管、磷化镓（GaP）二极管和磷砷化镓（GaAsP）二极管等。（2）按照封装形式分：有塑料封装（塑封）二极管、玻璃封装（玻封）二极管、金属封装二极管和片状二极管等。（3）按照功率分:大功率二极管（5A以上）、中功率二极管（1～5A）和小功率二极管（1A以下）。（4）按照用途分：有普通二极管、整流二

5、极管、稳压二极管、发光二极管、变容二极管、光敏二极管和激光二极管等。2.半导体二极管的命名方法国内半导体器件的命名由五个部分组成，如图1.7所示。其型号组成部分的符号及其意义见表1.1所示。下一页返回上一页1.1二极管的识别1.1.3二极管的特性二极管的基本特性可以用流过它的电流iVD与其两端电压uVD之间的关系来描述，称伏安特性曲线，如图1.8所示，通常可以用如图1.9所示的实验电路来测试。1.正向特性二极管正向特性测试电路如图1.9（a）所示。测试时，调节直流稳压电源电压，观察电压表读数，使二极管两端的电压

6、从0V开始逐渐增加，逐点测量并记录电压表和毫安表的对应数值，即可绘制出二极管正向特性曲线，如图1.8中OB段。二极管正向偏置时，当两端的正向电压很小时，正向电流几乎为零,这一部分称为死区,如图1.8中OA段。下一页返回上一页1.1二极管的识别二极管两端的电压却基本不变，称为二极管的“正向导通压降”，如图1.8中AB段。2.反向特性二极管反向特性测试电路如图1.9（b）所示。测试时，调节直流稳压电源电压，使二极管两端的反向电压从0V开始逐渐增加，逐点测量并记录电压表和微安表的对应数值，即可绘制出二极管反向特性曲线，如

7、图1.8中OC段。3.反向击穿特性4.温度对特性的影响二极管的导电性能与温度有关，温度升高时二极管正向特性曲线向左移动，死区电压及正向导通压降都减小；反向特性曲线向下移动，反向饱和电流增大，反向击穿电压减小。下一页返回上一页1.1二极管的识别1.1.4二极管的参数用来表示二极管的性能好坏和适用范围的技术指标，称为二极管的参数。以整流二极管2CZ52系列为例，其主要参数如下。1.最大整流电流IF最大整流电流指管子长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。2.最高反向工作电压URM最高反向工作电压指二极管

8、在正常工作时允许加的最大反向电压。3.反向饱和电流IR反向饱和电流指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下，管子未击穿时流过二极管的反向电流。4.最高工作频率fM最高工作频率是指二极管具有单向导电性的最高交流信号频率。下一页返回上一页1.1二极管的识别1.1.4二极管的参数用来表示二极管的性能好坏和适用范围的技术指标，称为二极管的参数。不