电工初、中级电子技术1

电工初、中级理论培训电子技术莱钢培训中心王宪芹Mobile:15336347360E-mail:[e-mail]2主要内容：第一节半导体与PN结第二节半导体二极管第三节半导体三极管第四节基本放大电路3第一节半导体与PN结一、半导体导电性能介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。硅和锗是最常见的半导体材料，也是用来制作晶体管的主要材料．1、硅和锗的原子结构硅原子锗原子四价元素4第一节半导体与PN结一、半导体2、硅和锗晶体共价键硅和锗晶体的每个原子和相邻四个原子‘就是靠共价键紧密而牢固地结合在一起。5第一节半导体与PN结一、半导体3、本证半导体的导电性能纯净的半导体晶体称为本征半导体．由于晶体共价键结合力很强，价电子不能挣脱共价键的束缚参与导电，所以半导体此时和绝缘体一样不导电。热激发，公价键的少数价电子束缚成为自由电子（带负电）。同时．在原来共价键处留下一个空位，称为空穴（带正电）。将这两种带电粒子称为载流子6第一节半导体与PN结一、半导体4、杂质半导体的导电性能1）N型半导体在硅晶体中掺人微量五价元素，如磷（或锑等），晶体点阵中某些硅原子将被磷原子代替。因为磷原子有五个价电子，其中四个与周围的硅原子组成共价键，多余的一个电子不受共价键束缚，成为自由电子。自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。7第一节半导体与PN结一、半导体4、杂质半导体的导电性能2）P型半导体在硅晶体中掺人微量三价元素，如硼，晶体点阵中某些硅原子将被硼原子代替。因为硼原子有三个价电子，它与周围的硅原子组成共价键时，因缺少一个价电子而成为空穴。空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。8第一节半导体与PN结二、PN结9第一节半导体与PN结二、PN结正向偏置导通反向偏置截止10第一节半导体与PN结二、PN结PN结具有单向导电性11第一节半导体与PN结43.在P型半导体中()是多数载流子,()是少数载流子。答案：空穴电子56.击穿电压:答案：绝缘材料在电压作用下,超过一定临界值时,介质突然失去绝缘能力而发生放电现象时称为击穿,这一临界值称为击穿电压。12第二节半导体二极管一、二极管的结构及符号半导体二极管同PN结一样具有单向导电性。二极管按半导体材料的不同可以分为硅二极管、锗二极管和砷化镓二极管等。根据不同的制造工艺，二极管的内部结构可分为点接触型、面接触型和平面型三类，如图1所示。13点接触型二极管的特点：PN结的面积小，结电容小，适用于高频工作，但只能通过较小的电流。面接触型二极管的特点：PN结的面积大，结电容大，只能在较低频率下工作，允许通过的电流较大。平面型二极管的特点：结面积较小时，结电容小，适用于在数字电路工作；结面积较大时，可以通过很大的电流。第二节半导体二极管填空题（中）35.半导体二极管的内部结构可分为()和()。答案：点接触式面接触式14图2所示为二极管的符号。由P端引出的电极是正极，由N端引出的电极是负极，箭头的方向表示正向电流的方向，VD是二极管的文字符号。第二节半导体二极管填空（中）34.半导体二极管P端引出线为(),N端引出线为()。答案：正极负极图2二极管的符号PN151、二极管的伏安特性二极管两端的电压U及其流过二极管的电流I之间的关系曲线，称为二极管的伏安特性。二、二极管的伏安特性及主要参数（1）正向特性二极管外加正向电压时，电流和电压的关系称为二极管的正向特性。如图3所示，当二极管所加正向电压比较小时（0UUth），二极管上流经的电流为0，管子仍截止，此区域称为死区，Uth称为死区电压（门坎电压）。硅二极管的死区电压约为0.5V，锗二极管的死区电压约为0.1V。第二节半导体二极管16图3二极管的伏安特性曲线二极管的伏安特性曲线第二节半导体二极管17（2）反向特性二极管外加反向电压时，电流和电压的关系称为二极管的反向特性。由图3可见，二极管外加反向电压时，反向电流很小（I≈-IS），而且在相当宽的反向电压范围内，反向电流几乎不变（截止），因此，称此电流值为二极管的反向饱和电流。1、二极管的伏安特性第二节半导体二极管图3二极管的伏安特性曲线18（3）反向击穿特性从图3可见，当反向电压的值增大到UBR时，反向电压值稍有增大，反向电流会急剧增大，称此现象为反向击穿，UBR为反向击穿电压。利用二极管的反向击穿特性，可以做成稳压二极管，但一般的二极管不允许工作在反向击穿区。1、二极管的伏安特性第二节半导体二极管二极管具有单向导电性，加正向电压时导通，加反向电压时截止。19习题选择（中）218.二极管两端加上正向电压时（）。A一定导通B超过死区电压才能导通C超过0.7V才导通D超过0.3V才导通答案：B填空（中）85.晶体二极管具有()导电性、即加正向电压二极管(),加反向电压就()。答案：单向导通截止判断（初）201.硅稳压二极管是利用它的反向击穿性来进行稳压的()答案：√20习题选择（初）87.当反向电压小于击穿电压时二极管处于()状态。A死区B截止C导通D击穿答案：B146.二极管两端加上正向电压时（）。A一定导通B超过死区电压才能导通C超过0.7V才导通D超过0.3V才导通答案：B176.二极（硅）管的死区电压为（）。A0.1VB0.5VC1VD1.2V答案：B181.常用二极管的特点是（）。A放大作用B整流作用C开关作用D单向导电性答案：D21习题90.硅二极管的死区电压约为（），锗二极管的死区电压约为（）。答案：0.5V0.2V91.硅二极管的导通电压约为（），锗二极管的导通电压约为（）。答案：0.7V0.3V47.常用的整流元件是()。答案：二极管22习题解释题:4.二极管的反向饱和电流：答案：二极管外加反向电压时，反向电流很小，而且在相当宽的反向电压范围内，反向电流几乎不变，因此，称此电流值为二极管的反向饱和电流。5.正向电流：答案：指二极管在规定的正向电压时的正向电流，反映二极管正向导通状态。6.二极管反向击穿电压：答案：指二极管加反向电压，当反向电流达到规定的数值时，二极管所加反向击穿电压，它反映二极管反向击穿状态。23习题87.硅稳压二极管是利用它的反向击穿性来进行稳压的。()答案：√7.二级管的伏安特性曲线就是加到二极管两端的电压和通过()之间的关系曲线。答案：二极管的电流解释题11.反向击穿电压:答案：二极管反向电压逐渐增大,当达到一定数值时,反向电流突然增大,二极管失去了单向导电性,称为击穿。击穿时加在二极管上的反向电压叫反向击穿电压。24二极管是对温度非常敏感的器件。实验表明，随温度升高，二极管的正向压降会减小，正向伏安特性左移，即二极管的正向压降具有负的温度系数（约为-2mV/℃）；温度升高，反向饱和电流会增大，反向伏安特性下移，温度每升高10℃，反向电流大约增加一倍。图4所示为温度对二极管伏安特性的影响。硅二极管的温度稳定性比锗二极管好。2、二极管的温度特性第二节半导体二极管25图4温度对二极管伏安特性的影响第二节半导体二极管26第二节半导体二极管203.二极管的正向压降具有正的温度系数。()答案：×212.硅二极管的温度稳定性比锗二极管好。（）答案：√273、二极管的主要参数（1）特性参数正向电流：指二极管在规定的正向电压时的正向电流，反映二极管正向导通状态。反向电流：指二极管加规定的反向电压时的反向电流，反映二极管反向截止状态。反向击穿电压：指二极管加反向电压，当反向电流达到规定的数值时，二极管所加反向击穿电压，它反映二极管反向击穿状态。第二节半导体二极管28（2）极限参数最大整流电流IFM：常称额定工作电流，指长期使用时，允许流过二极管的最大平均电流。最高反向工作电压URM：常称额定工作电压，它是为了保证二极管不致反向击穿而规定的最高反向电压。3、二极管的主要参数第二节半导体二极管29习题37.二极管的主要参数有()、最高反向()、最高()。答案：额定整流电流工作电压工作频率8.稳定电压UZ：答案：它是指当稳压管中的电流为规定值时，稳压管在电路中其两端产生的稳定电压值。16.稳压：答案：把平滑的直流电变成稳恒直流电的过程。30三、二极管的识别和简易检测方法通过用万用表检测其正、反向电阻值，可以判别出二极管的电极，还可估测出二极管是否损坏。1、极性的判别将万用表置于R×100档或R×1k档，两表笔分别接二极管的两个电极，测出一个结果后，对调两表笔，再测出一个结果。两次测量的结果中，有一次测量出的阻值较大（为反向电阻），一次测量出的阻值较小（为正向电阻）。在阻值较小的一次测量中，黑表笔接的是二极管的正极，红表笔接的是二极管的负极。第二节半导体二极管312、单向导电性能的检测及好坏的判断通常，锗材料二极管的正向电阻值为1kΩ左右，反向电阻值为300kΩ左右。硅材料二极管的正向电阻值为5kΩ左右，反向电阻值为∞（无穷大）。正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。正、反向电阻值相差越悬殊，说明二极管的单向导电特性越好。若测得二极管的正、反向电阻值均接近0或阻值较小，则说明该二极管内部已击穿短路或漏电损坏。若测得二极管的正、反向电阻值均为无穷大，则说明该二极管已开路损坏。三、二极管的识别和简易检测方法第二节半导体二极管32第二节半导体二极管37.如果小功率的二极管正、反向电阻均为零，那么二极管已损坏。()答案：√4.晶体二极管的正向电阻一般为()。A．几十到几百欧B、几百到几千欧C．几欧到几十欧D.很大答案：A169.用万用表测二极管反向电阻，若（），此管可以使用。A正反向电阻相差很大B正反向电阻相差不大C正反向电阻都很小D正反向电阻都很大答案：A113.晶体二极管的正向电阻一般为()。A．几十到几百欧B．几百到几千欧C．几欧到几十欧D.很大答案：A33稳压二极管又名齐纳二极管，简称稳压管，是一种用特殊工艺制作的面接触型硅半导体二极管，这种管子的杂质浓度比较大，容易发生击穿，其击穿时的电压基本上不随电流的变化而变化，从而达到稳压的目的。稳压管工作于反向击穿区。四、稳压二极管第二节半导体二极管34图5稳压二极管的伏安特性和符号稳压管的符号：IZminIZmax伏安特性第二节半导体二极管35习题205.稳压二极管是利用其工作在（）时电压变化极小的特性，使两端电压得到稳定的。A.正向B.反向C.反向击穿答案：C92.稳压管稳压时，一定要外加（），保证管子工作在（）。答案：反向电压，反向击穿区36第三节半导体三极管一、三极管的结构及符号半导体三极管又称晶体三极管（下称三极管），一般简称晶体管，或双极型晶体管。它是通过一定的制作工艺，将两个PN结结合在一起的器件，两个PN结相互作用，使三极管成为一个具有控制电流作用的半导体器件。三极管可以用来放大微弱的信号和作为无触点开关。三极管从结构上来讲分为两类：NPN型三极管和PNP型三极管。图6所示为三极管的结构示意图和符号。37图6三极管的结构示意图和符号第三节半导体三极管38符号中发射极上的箭头方向，表示发射结正偏时电流的流向。三极管制作时，通常它们的基区做得很薄（几微米到几十微米），且掺杂浓度低；发射区的杂质浓度则比较高；集电区的面积则比发射区做得大，这是三极管实现电流放大的内部条件。三极管可以是由半导体硅材料制成，称为硅三极管；也可以由锗材料制成，称为锗三极管。三极管从应用的角度讲，种类很多。根据工作频率分为高频管、低频管和开关管；根据工作功率分为大功率管、中功率管和小功率管。常见的三极管外形如图7所示。一、三极管的结构及符号第三节半导体三极管39图7常见的三极管外形一、三极管的结构及符号第三节半导体三极管40第三节半导体三极管14.二极管有两种类型,即()型和()型。答案：PNPNPN15.半导体三极管主要由()、()、()组成。答案：发射极基极集电极211.晶体三极管的内部结构分为三个区,即发射区、基区和集电区；两个结为发射和集电结。()答案：√116.晶体管的内部结构分为三个区,即发射区、基区和集电区;两个结为发射和集电结。()答案：√4