电子技术基础及应用

知识重点1、什么是半导体？半导体的基本特性有哪些？2、二极管和三极管的分类、特点与电路符号。3、二极管和三极管的简易测试。半导体基础与二极管•半导体器件半导体的基础知识（一）半导体的特性（二）杂质半导体1．P型半导体2．N型半导体半导体具有一些独特的性质：（1）在半导体材料中加入少量其它元素（称“杂质”），导电能力显著增强；（2）给半导体材料加温或用光照射时，导电能力也会显著增强，表现出“热敏”和“光敏”特性。近代电子学是在半导体器件的基础上发展起来的。由于半导体器件具有体积小、重量轻、使用寿命长、功率转换效率高等特点，因而在电子技术领域得到了广泛的应用。•PN结半导体基础与二极管PN结是指P型和N型半导体接触时在交界面上形成的具有特殊性能的电荷薄层，它是制造各种半导体器件和各类集成电路的基础。PN结的主要特性是单向导电性。PN结加正向电压时，P区接电源正极，N区接电源负极，电路中有很大的正向导通电流，PN结呈低阻状态，通常称为导通状态。PN结加反向电压时，N区接电源正极，P区接电源负极，此时PN结外呈现高阻状态，通常称为截止状态。由上述分析可知，PN结加正向电压时，呈低阻导通状态，电流大；加反向电压时呈高阻截止状态，电流近似为零，这就是PN结的单向导电性。半导体基础与二极管•晶体二极管（一）二极管的单向导电性正向特性：当二极管的两端加上正向电压时，就会产生正向电流。但正向电压很小时，正向电流很小，只有当正向电压超过某一数值时，才有明显的正向电流，这个电压称为死区电压，锗管约为0.2-0.3V，硅管约为0.5-0.8V。反向特性：当二极管的两端加上反向电压时，就会产生反向电流。小功率二极管的反向电流很小，硅管一般小于0.1UA，锗管小于几十微安。当二极管两端的反向电压超过某一数值时，反向电流突然增大，这种现象称二极管反向击穿。半导体基础与二极管（二）半导体二极管的分类划分方法种类划分方法种类按功能划分发光二极管按照封装形式划分塑料封装二极管整流二极管金属封装二极管变容二极管玻璃封装二极管稳压二极管按结构类型划分半导体结构二极管光电二极管金属半导体接触二极管按材料划分锗二极管按制作工艺划分面接触式二极管硅二极管点接触式二极管半导体基础与二极管1、普通二极管电路符号如图所示是常见的二极管的分类的电路符号。2、稳压二极管电路符号3、光电二极管电路符号4、变容二极管电路符号5、发光二极管电路符号半导体基础与二极管半导体二极管在电路中的符号如图所示是二极管电路符号示意图。掌握这些识图信息，对分析二极管电路十分重要，主要说明下列三点：二极管特性半导体基础与二极管半导体二极管的特点无论何种二极管都有下列四个共性，掌握这些共性对识别和分析各类二极管电路有着举足轻重的作用：1、二极管两根引脚有正负之分，使用中两根引脚不能相互反接。否则损坏二极管或不能起到正常的电路功能。2、二极管是半导体器件，不是半导体。所谓半导体是导电能力介于导体与绝缘体之间的一种材料。二级干由半导体材料制成，具有单向导电特征。即导通过如同导体，截止时如同绝缘体。3、初学者对二极管的单向导电特性理解存在误区，认为二极管只能个方向传输信号，这是错误的理解。二极管导通状态下如同一个导体，可以双向传输信号，条件是二极管必须处于导通状态。4、二极管除单向导电特性之外，还有需要重要的疼醒。掌握这些特性，灵活运用这些特性是分析二极管电路的根本保证。半导体基础与二极管二极管的简易测试晶体二极管是由一个PN结组成的，具有单向导电特性。用万用表的电阻档测量二极管的正、反向电阻，可以判断出二极管管脚的极性，还可以粗略地判断二极管的好坏。黑表笔被测二极管mAPARzGBI红表笔用万用表电阻档测量二极管的正、反向电阻的原理电路如图1—12所示。图中虚线框内是万用表电阻档的等效电路。黑表笔接表内电池的正极，红表笔接表内电池的负极。因此在测量未知极性的二极管时，若万用表电阻档测试指示为低电阻，则黑表笔所接的电极为被测管的正极，红表笔所接的电极为被测管的负极，所测得电阻为二极管的正向电阻。将黑表笔接被测管的负极，红表笔接被测管的正极，则测得电阻为反向电阻。如果测得的正、反向阻值都很小，则表明二极管内部击穿；如果测得的正、反向电阻值均接近无穷大，则表明二极管内部断路；测得的正、反向电阻值差别越大，则表明二极管特性越好。测量正、反向电阻时应当注意，由于二极管是非线性元件其直流电阻值与通过管子的电流有关，所以用不同型号的万用表或不同倍率的电阻档所测得的直流电阻值是不同的。通常测量二极管的正反向电阻时用R*100欧或R*1K的电阻档。半导体基础与二极管被测二极管mAPARzGBI红表笔黑表笔半导体三极管基础知识一、半导体三极管的分类半导体三极管的分类如图所示三极管的种类很多，按材料分为锗管和硅管；按结构分为点接触型和面接触型；按工作频率分为高频、低频、开关型；按功率大小分为大、中、小型；按PN结分为NPN型和PNP型；按用途分为放大管、开关管、振荡管等。划分方法及名称现象说明按极性划分NPN型三极管这是目前常用的三极管，电流从集电极流向发射极PNP型三极管电流从发射极流向集电极，这两种三极管通过电路符号可以分清，不同之处是发射极的箭头方向不同按材料划分硅三极管简称为硅管，这是目前常用的三极管，工作稳定性好锗三极管简称为锗管，反向电流大，受温度影响较大按极性和材料组合性划分PNP型硅管最常用的是PNP型硅管NPN型硅管PNP型锗管NPN型锗管按工作频率划分低频三极管工作频率比较低，用于直流放大器、音频放大器电路高频三极管工作频率比较高，用于高频放大器电路按功率划分小功率三极管输出功率很小，用于前级放大器电路按功率划分中功率三极管输出功率较大，用于功率放大器输出级或未极电路大功率三极管输出功率很大，用于功率放大器输出级按封装材料划分金属封装三极管一部分大功率三极管和高频三极管采用这种封装塑料封装三极管小功率三极管常用这种封装按安装形式划分普通方式三极管大量的三极管采用这种形式，三根引脚通过电路板上的引脚孔伸至背面铜箔线路上，用焊锡焊接贴片三极管三极管引脚非常短。三极管直接装在电路板铜箔线路一面，用焊锡焊接按用途划分放大、开关管、振荡管等用来构成各种功能电路半导体三极管基础知识半导体三极管电路符号CEB集电区集电结基区发射结发射区PNPPNPP发射极E发射区基极B集电区基区发射结集电结集电极CNPNEBC基极B（a）PNP型三极管内部结构(b)NPN型三极管内部结构CBECBE（c）PNP型三极管图形符号(d)NPN型三极管图形符号半导体三极管基础知识•三极管的特性•三极管有三种工作状态放大状态截止状态饱和状态三、三极管内的电流方向半导体三极管基础知识在三极管电路符号中，发射极箭头的方向表示三极管各电极电流流向的方向。利用这一点可以分析电路中个电极电流的流动方向。如图所示是三极管电路符号指示电流流向示意图，根据发射极箭头方向可以知道不同极性三极管的集电极、发射极电流流动方向。NPN型三极管表示电流从管内流出电流从集电极流向发射极PNP型三极管电流从发射极流向集电极表示电流流入管内•如何用万用表测三极管？半导体三极管基础知识一、三颠倒，找基极三极管是含有两个PN结的半导体器件。根据两个PN结连接方式不同，可以分为NPN型和PNP型两种不同导电类型的三极管，测试三极管要使用万用电表的欧姆挡，并选择R×100或R×1k挡位。假定我们并不知道被测三极管是NPN型还是PNP型，也分不清各管脚是什么电极。测试的第一步是判断哪个管脚是基极。这时，我们任取两个电极(如这两个电极为1、2)，用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻，观察表针的偏转角度；接着，再取1、3两个电极和2、3两个电极，分别颠倒测量它们的正、反向电阻，观察表针的偏转角度。在这三次颠倒测量中，必然有两次测量结果相近：即颠倒测量中表针一次偏转大，一次偏转小；剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小，这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基极。二、PN结，定管型找出三极管的基极后，我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型。将万用表的黑表笔接触基极，红表笔接触另外两个电极中的任一电极，若表头指针偏转角度很大，则说明被测三极管为NPN型管；若表头指针偏转角度很小，则被测管即为PNP型。三、顺箭头，偏转大找出了基极b，另外两个电极哪个是集电极c，哪个是发射极e呢?这时我们可以用测穿透电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。(1)对于NPN型三极管，穿透电流的测量电路如图3所示。根据这个原理，用万用电表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec，虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小，但仔细观察，总会有一次偏转角度稍大，此时电流的流向一定是：黑表笔→c极→b极→e极→红表笔，电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致(“顺箭头”)，所以此时黑表笔所接的一定是集电极c，红表笔所接的一定是发射极e。(2)对于PNP型的三极管，道理也类似于NPN型，其电流流向一定是：黑表笔→e极→b极→c极→红表笔，其电流流向也与三极管符号中的箭头方向一致，所以此时黑表笔所接的一定是发射极e，红表笔所接的一定是集电极c。四、测不出，动嘴巴若在“顺箭头，偏转大”的测量过程中，若由于颠倒前后的两次测量指针偏转均太小难以区分时，就要“动嘴巴”了。具体方法是：在“顺箭头，偏转大”的两次测量中，用两只手分别捏住两表笔与管脚的结合部，用嘴巴含住(或用舌头抵住)基电极b，仍用“顺箭头，偏转大”的判别方法即可区分开集电极c与发射极e。其中人体起到直流偏置电阻的作用，目的是使效果更加明显。•如何用万用表测三极管？半导体三极管基础知识课后作业：•1、半导体的特点是什么？•2、晶体二极管是由一个组成的，主要特性是。•3、半导体具有哪些特性？•4、三极管有三个区，三个电极，两个PN结，分为型和型两种。•5、三极管具有作用，可以组成各式各样的放大器。•6、三级管的工作状态可分为、、。谢谢大家