項目1節(jié)能燈電路的制作

1、1.1.能根據(jù)電子元器件的外觀、圖形符號，進行正確識別。能根據(jù)電子元器件的外觀、圖形符號，進行正確識別。2.2.能運用萬用表檢測阻抗元件、二極管的極性和好壞。能運用萬用表檢測阻抗元件、二極管的極性和好壞。3.3.會正確選用電子元器件。會正確選用電子元器件。1. 1. 了解阻抗元件的標稱值與標志。了解阻抗元件的標稱值與標志。2. 2. 理解理解PNPN結(jié)的形成及導電特性，了解二極管的結(jié)構(gòu)；結(jié)的形成及導電特性，了解二極管的結(jié)構(gòu)；理解其工作特性及主要參數(shù)；熟悉各種特殊二極管的符理解其工作特性及主要參數(shù)；熟悉各種特殊二極管的符號、測試及實際應用。號、測試及實際應用。返回返回返回返回返回返回（1 1）熟

2、悉）熟悉LEDLED節(jié)能照明燈電路的組成及工作原理。節(jié)能照明燈電路的組成及工作原理。（2 2）會正確選用及檢測阻抗元件、二極管電子元器件。）會正確選用及檢測阻抗元件、二極管電子元器件。（3 3）能熟練使用電子焊接工具，完成節(jié)能照明燈電路裝接。）能熟練使用電子焊接工具，完成節(jié)能照明燈電路裝接。 （1 1）實訓設備：電烙鐵、萬用表、尖嘴鉗、剪鉗、熱熔膠）實訓設備：電烙鐵、萬用表、尖嘴鉗、剪鉗、熱熔膠槍（膠）等工具消耗品。槍（膠）等工具消耗品。（2 2）實訓器件：羅口的電鍍玻璃反光燈杯）實訓器件：羅口的電鍍玻璃反光燈杯1 1只、圓型透明的只、圓型透明的平面封口玻璃平面封口玻璃1 1塊、塊、0.8mm

3、0.8mm高精度雙面電路板高精度雙面電路板1 1塊、高亮白光塊、高亮白光草帽燈草帽燈2424只、只、400V400V（104-684104-684）高壓金屬膜限流電容）高壓金屬膜限流電容1 1只、只、1N1N40074007整流二極管整流二極管4 4只、只、4.7M4.7M高壓泄流電阻高壓泄流電阻1 1只、只、63V10F63V10F消閃消閃爍濾波電容爍濾波電容1 1只，導線若干。只，導線若干。 該燈使用該燈使用220V220V電源供電，采用電容電源供電，采用電容C1C1降壓，不消耗電降壓，不消耗電能，不發(fā)熱，效果好，能，不發(fā)熱，效果好，R1R1為高壓泄流電阻，該電阻可以為高壓泄流電阻，該電阻

4、可以裝也可以不裝，主要是為了給電容放電，防止電傷人。裝也可以不裝，主要是為了給電容放電，防止電傷人。220V220V交流電經(jīng)交流電經(jīng)C1C1降壓電容降壓后，經(jīng)二極管全波橋式整降壓電容降壓后，經(jīng)二極管全波橋式整流，流，C2C2為消閃爍濾波電容，通過為消閃爍濾波電容，通過C2C2濾波后給兩組串聯(lián)的濾波后給兩組串聯(lián)的1212顆顆LEDLED提供恒流電源。提供恒流電源。C2C2是用來防止開燈時的沖擊電流是用來防止開燈時的沖擊電流對對LEDLED的損壞，開燈的瞬間因為的損壞，開燈的瞬間因為C1C1的存在會有一個很大的的存在會有一個很大的充電電流，該電流流過充電電流，該電流流過LEDLED將會對將會對LE

5、DLED產(chǎn)生損壞，有了產(chǎn)生損壞，有了C2C2的介入，開燈的充電電流完全被的介入，開燈的充電電流完全被C2C2吸收，起到開燈防沖吸收，起到開燈防沖擊保護作用。該電路的優(yōu)點：恒流源，電源功耗小，體擊保護作用。該電路的優(yōu)點：恒流源，電源功耗小，體積小，簡單、經(jīng)濟、實用。積小，簡單、經(jīng)濟、實用。（1 1）安裝）安裝按正確方法檢測好元件。按正確方法檢測好元件。（2 2）功能驗證）功能驗證通電后，通電后，LEDLED節(jié)能燈是否點亮。節(jié)能燈是否點亮。表表1.11.1節(jié)能燈電路的制作工作過程考核表節(jié)能燈電路的制作工作過程考核表 項目項目內(nèi)容內(nèi)容配分配分考核要求考核要求扣分標準扣分標準得分工作工作態(tài)度態(tài)度1工作

6、工作的積極性；的積極性；2安全操作規(guī)程的安全操作規(guī)程的遵守情況；遵守情況；3紀律遵守情況。紀律遵守情況。30分分 安全操作規(guī)程和勞安全操作規(guī)程和勞動紀律，有良動紀律，有良好的職業(yè)道德好的職業(yè)道德和敬業(yè)精積極和敬業(yè)精積極參加工作，遵參加工作，遵守神。守神。違反安全操作規(guī)程扣違反安全操作規(guī)程扣20分，不遵守勞分，不遵守勞動紀律扣動紀律扣10分。分。電路電路安裝安裝1.安裝圖的繪制安裝圖的繪制2.按照電路圖接好電按照電路圖接好電路。路。40分分電路安裝正確且符電路安裝正確且符合工藝規(guī)范合工藝規(guī)范電路安裝不規(guī)范，每電路安裝不規(guī)范，每處扣處扣2分，電路接分，電路接錯扣錯扣5分，分，電路電路的功的功能能驗

7、證驗證1. 節(jié)能燈電路的功節(jié)能燈電路的功能驗證能驗證2.自擬表格記錄測試自擬表格記錄測試結(jié)果結(jié)果30分分1熟悉電路的熟悉電路的邏輯功能邏輯功能2正確記錄測正確記錄測試結(jié)果試結(jié)果驗證方法不正確驗證方法不正確扣扣5分分記錄測試結(jié)果不記錄測試結(jié)果不正確扣正確扣5分分合計合計100分分注：各項配分扣完為止 電阻器是電子電路中應用最多的元器件之一。電阻器的種類繁多。按結(jié)構(gòu)形式可分為： 1.一般電阻器 2. 貼片電阻器3.可變電阻器（電位器） 4.電阻排電阻器等等一般電阻器有：線繞、金屬膜、碳膜電阻器線繞、金屬膜、碳膜電阻器貼片電阻器貼片電阻器電阻排電阻器電阻排電阻器壓敏電阻器壓敏電阻器可變電阻器（電位器

8、）可變電阻器（電位器）1.1.1 電阻器的型號命名方法電阻器的型號命名方法第二部分第二部分材材 料料第三部分第三部分特征分類特征分類第四部分第四部分符號符號意義意義符號符號意義意義符號符號意意 義義電阻器電阻器電位糖電位糖RW電阻器電阻器電位器電位器THSNJYCIPUXMG碳膜碳膜合成膜合成膜有機實芯有機實芯無機實芯無機實芯金屬膜金屬膜氧化膜氧化膜沉積膜沉積膜玻璃釉膜玻璃釉膜硼碳膜硼碳膜硅碳膜硅碳膜線繞線繞壓敏壓敏光敏光敏123456789GTWD普通普通普通普通超高頻超高頻高阻高阻高溫高溫精密精密高壓高壓特殊特殊高功率高功率可調(diào)可調(diào)普通普通普通普通精密精密特殊函數(shù)特殊函數(shù)特殊特殊微調(diào)微調(diào)多

9、圈多圈 對主稱、材料特對主稱、材料特征相同，僅尺征相同，僅尺寸、性能略有寸、性能略有差差別、但基本上不影別、但基本上不影響互換響互換的產(chǎn)品給同一序號的產(chǎn)品給同一序號。 若尺寸、性能指若尺寸、性能指標的差別已影標的差別已影響互換時，則響互換時，則在在序號后面用大寫字序號后面用大寫字母作母作為區(qū)別代號予以區(qū)為區(qū)別代號予以區(qū)別。別。 R 熱敏熱敏BCPW2溫度補償用溫度補償用溫度測量用溫度測量用旁熱式旁熱式穩(wěn)壓式穩(wěn)壓式正溫度系數(shù)正溫度系數(shù)電阻器型號各部分意義電阻器型號各部分意義 示例示例 電阻器的型號是由一組電阻器的型號是由一組字母字母和和數(shù)字數(shù)字排列而成的。排列而成的。例：例：RJ710.125

10、5.1K I R J 7 1 0.125 5.1K I第一部分第一部分 第二部分第二部分 第三部分第三部分 序號序號 功率功率 標稱阻值標稱阻值 允許誤差允許誤差 名稱名稱 材料材料 分類分類 1/8W 5.1K I級級5 電阻器電阻器 金屬膜金屬膜 精密精密 1.1.2 電阻器的主要參數(shù) 電阻器參數(shù)很多，通?？紤]標稱阻值、允許偏差和額定功率等。對有特殊要求的電阻器還需考慮它的溫度系數(shù)和穩(wěn)定性、最大工作電壓、噪聲和高頻特性（高頻下電阻的寄生電感和寄生電容影響）等。1. 標稱阻值與允許偏差 電阻器的標稱阻值及其允許偏差有E6、E12、E24、E48、E96、E192六個系列，表1.3所示為E24

11、、E12和E6和三個系列。 電阻器標稱阻值和實測值之間允許的最大偏差范圍叫做電阻器的允許偏差。通常電阻器允許偏差分為三級：級誤差為5%，級誤差10%，級誤差為20%。表1.3 電阻的標稱系列系列偏差電阻的標稱值E24級5%1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.0 3.33.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1E12級10% 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8. 2E6級20% 1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8（1）直標法 即在

12、電阻器表面用阿拉伯數(shù)字和單位符號直接標出（2）文字符號法 例如：5R1表示5.1；5k1表示5.1k。（3）數(shù)碼法 數(shù)碼是用三位阿拉伯數(shù)字表示，前兩位數(shù)字表示阻值的有效數(shù)，第三位數(shù)字表示有效數(shù)后零的個數(shù)。例如，100表示10，102表示1000。當阻值小于10時，以R表示，將R看作小數(shù)點，例如，8R2表示8.2。（4）色標法 即用不同的色環(huán)標注在電阻體上，以標明電阻器的標稱阻值和允許誤差。表1.4 電阻器色標符號意義顏色有效數(shù)字倍乘數(shù)允許偏差（%）金10-15銀10-210黑0100棕11011紅21022橙3103黃4104綠51050.5藍61060.25紫71070.1灰8108白910

13、9-20+50無色20 1.1.3 電位器電位器是通過旋轉(zhuǎn)軸或滑動臂來調(diào)節(jié)阻值的可變電阻器。電位器有三個引出端，一個為滑動端，另兩個為固定端，滑動端運動時使其阻值在標稱電阻值范圍內(nèi)變化。1.1.4 電阻器的檢測電阻器的主要故障是：過流燒毀（大多開路）、變值、斷裂、引腳脫焊等。電位器還經(jīng)常發(fā)生滑動觸頭與電阻片接觸不良等情況。電阻器的檢測方法是：（1）首先觀察外表電阻器應標志清晰，保護層完好，帽蓋與電阻體接合緊密，無斷裂和燒焦現(xiàn)象。電位器應轉(zhuǎn)動靈活、手感接觸均勻；若帶有開關，應聽到開關接通時清脆的“叭噠”聲。（2）用萬用表歐姆擋檢測電阻器標稱阻值對電位器尚需檢測滑動頭與電阻片接觸是否良好，可將萬用

14、表二表筆分別與滑動頭和任一固定接頭相連，然后旋動電位器把柄，觀察其阻值的變化是否連續(xù)均勻。用此法檢測時需注意：對焊接在電路中電阻元件，必須關掉電源。將元件的一個連接端從電路中焊下，這是為了消除相聯(lián)元件對被測阻值影響。測量者的手不能同時觸及被測電阻的二端。電阻器的檢測示意圖如圖1.10所示，電位器的檢測示意圖如圖1.11所示。（3）用萬用表歐姆擋檢測電阻器圖圖1.11 電位器的萬用表檢測電位器的萬用表檢測圖圖1.10 電阻器的萬用表檢測電阻器的萬用表檢測1.2電容器 電容器也是電容器也是組成電子電路和組成電子電路和設備的基本元件設備的基本元件之一，利用電容之一，利用電容器充電、放電和器充電、放電

15、和隔直、通交特性，隔直、通交特性，在電路中用于交在電路中用于交流耦合、濾波、流耦合、濾波、隔直、延時、交隔直、延時、交流旁路和組成振流旁路和組成振蕩電路等。蕩電路等。1.2.1 電容器的型號命名方法 國產(chǎn)電容器的型號一般由以下四部分組成，各部分的符號意義如表1.5所示。示例：示例：第一部分用字母表示名稱第二部分用字母表示材料第三部分用字母或數(shù)字表示特征符號 意義符號意義數(shù)字意義字母 意義瓷介云母有機電解C電容器A鉭電解1圓形非密封非密封箔式G高功率B聚苯乙烯有機薄膜2管形非密封非密封箔式TC高頻陶瓷3疊片密封密封燒結(jié)粉，非固體W微調(diào)D鋁電解4獨石密封密封燒結(jié)粉，固體E其他材料電解5穿心穿心G合

16、金電解6支柱等H紙膜復合7無極性I玻璃釉8高壓高壓高壓J金屬化紙介9特殊特殊L聚酯滌綸有機薄膜N鈮電解O玻璃膜Q漆膜ST低頻陶瓷VX云母紙Y云母Z紙表表1.5 電容器的名稱、材料和特征符號意義電容器的名稱、材料和特征符號意義1.2.2 電容器的主要參數(shù)1. 標稱容量和允許誤差標稱容量和允許誤差 電容器的標稱容量系列同電阻器采用的系列相同，即E6、E12、E24系列。 電容器誤差一般分為三級，即級，5%；級，10%；級，20%。而電解電容的誤差允許達+100%、-30%。另有部分電容器，用J表示誤差為5%；K表示誤差為10%；M表示誤差為20%；Z表示誤差為+80%、-20%。2.額定直流工作電

17、壓（耐壓） 電容器的耐壓是表示電容器接入電路后，能長期連續(xù)可靠地工作，不被擊穿時所能承受的最大直流電壓。使用時絕對不允許超過這個耐壓值，否則，電容器就要被損壞或被擊穿，甚至電容器本身會爆裂。 如果電容器用于交流電路中，其最大值不能超過額定的直流工作電壓。3.絕緣電阻 電容器絕緣電阻是表示電容絕緣性能好壞的一個重要參數(shù)，其絕緣電阻的大小取決于介質(zhì)絕緣質(zhì)量的優(yōu)劣以及電容器的結(jié)構(gòu)、制造工藝。電容器的絕緣電阻越大越好，絕緣電阻越大，當電容器加上直流電壓時，兩極之間產(chǎn)生的漏電流越?。环粗?，絕緣電阻小，漏電流越大。1.2.3 電容器的檢測 電容器的質(zhì)量好壞，主要表現(xiàn)在電容量和絕緣電阻。我們利用萬用表的歐姆

18、檔就可以簡單地測出電容器的優(yōu)劣。粗略地辨別其漏電、容量衰減或失效的情況。 具體方法是：根據(jù)電容器的容量來選用合適的量程，一般情況下，1-47F間的電容，可用R1k檔測量，大于47F的電容可用R100擋測量。將黑表筆按電容器正極，紅表筆按電容器負極，若表針擺動大，且返回慢，返回位置接近，說明該電容器正常，且電容量大；若表針擺動大，但返回時，表針顯示的歐姆值較小，說明該電容的絕緣電阻小，漏電流大；若表針擺動大，接近于0歐姆，且不返回，說明該電容器內(nèi)部短路；若表針不擺動，則說明該電容器內(nèi)部開路，電容器失效。 對于正、負極標志不明的電解電容器，可利用上述測量絕緣電阻的方法加以判別。即先任意測一下絕緣電

19、阻，記住其大小，然后交換表筆再測出一個阻值。兩次測量中阻值大的那一次便是正向接法，即黑表筆接的是正極，紅表筆接的是負極。 可變電容器的檢測：（1）用手緩慢旋動轉(zhuǎn)軸，應感覺十分平滑，不應有時松時緊甚至有卡滯現(xiàn)象。將轉(zhuǎn)軸向前、后、上、下、左、右等各個方向推動時，轉(zhuǎn)軸不應有搖動。（2）一只手旋動轉(zhuǎn)軸，另一只手輕摸動片組的外緣，不應感覺有任何松脫現(xiàn)象。轉(zhuǎn)軸與動片之間接觸不良的可變電容器，不能繼續(xù)使用。（3）將萬用表置于R10k檔，一只手將兩個表筆分別接可變電容器的動片和定片的引出端，另一只手將轉(zhuǎn)軸緩緩來回旋動，萬用表指針都應在無窮大位置不動。如果指針有時指向零，說明動片和定片之間存在短路點；如果旋到某

20、一角度，萬用表讀數(shù)不是無窮大而是有限阻值，說明可變電容器動片和定片之間存在漏電現(xiàn)象。1.3 電感器 電感器與電容器一樣，也是一種儲能元件，在電路中具有阻交流，通直流的作用。與電容器配合可用于調(diào)諧，振蕩、耦合、濾波、分頻等電路中。電感器種類很多，分類方法也不相同，總體上可以歸為兩大類：電感線圈和變壓器。1.3 電感器 電感器與電容器一樣，也是一種儲能元件，在電路中具有阻交流，通直流的作用。與電容器配合可用于調(diào)諧，振蕩、耦合、濾波、分頻等電路中。電感器種類很多，分類方法也不相同，總體上可以歸為兩大類：電感線圈和變壓器。1.3 電感器 電感器與電容器一樣，也是一種儲能元件，在電路中具有阻交流，通直流

21、的作用。與電容器配合可用于調(diào)諧，振蕩、耦合、濾波、分頻等電路中。電感器種類很多，分類方法也不相同，總體上可以歸為兩大類：電感線圈和變壓器。1.3.1 電感器的分類1. 電感線圈電感線圈電感線圈有小型固定電感線圈、空心線圈、扼流圈、可變電感線圈、微調(diào)電感線圈。圖1.15所示是部分電感器的外形及其圖形符號。2.變壓器變壓器一般由線圈、鐵（磁）心和骨架等幾部分組成。在電路中利用變壓器可以對交流電（或信號）進行電壓變換、電流變換和阻抗變換，可以傳遞信號、隔直流等。1.3.2 電感器的主要參數(shù) 1. 電感線圈的主要參數(shù)電感線圈的主要參數(shù)電感線圈的主要參數(shù)有電感量、品質(zhì)因數(shù)（Q值）、標稱電流、分布電容等。

22、 （1）電感量及允許偏差電感量是電感線圈的一個重要參數(shù)，它與線圈圈數(shù)、繞制方式及磁芯的材料等因素有關。圈數(shù)越多，繞制的線圈越集中在一起，電感量越大；線圈內(nèi)有磁芯的比無磁芯的大。磁芯磁導率大的電感量大。電感量用L表示，單位為亨，允許偏差通常有3個等級，級（5%），級（10%），級（20%）。 （2）品質(zhì)因數(shù)Q品質(zhì)因數(shù)是電感線圈的另一主要參數(shù)。通常用字母Q來表示。Q值越高表明電感線圈的功率損耗越小，效率越高，即“品質(zhì)”越好。用高Q值線圈與電容組成的諧振電路具有更好的諧振特性。（3）分布電容電感器線圈與線圈之間，層與層之間都存在著一個小的電容，這一電容稱為線圈的“分布”電容（或稱寄生電容）。這個分布

23、電容的存在，使線圈的工作頻率受到限制，并使線圈的Q值下降。高頻線圈的蜂房或分段繞法就是為減小分布電容而設計的。（4）額定電流額定電流是電感線圈中允許通過的最大電流，額定電流大小與繞制線圈的線徑粗細有關。國產(chǎn)色碼電感器通常用在電感器體上印刷字母的方法來表示最大直流工作電流，字母A、B、C、D、E分別表示最大工作電流為50mA、150mA、300mA、700mA、1600mA 2. 變壓器的主要參數(shù) （1）匝數(shù)比變壓器初級線圈的匝數(shù)N1與次級線圈的匝數(shù)N2之比稱為匝數(shù)比，即n=N1 /N2（2）額定功率額定功率是指在規(guī)定的頻率和電壓下，變壓器長時間工作而不超過規(guī)定溫升的最大輸出功率。單位是VA。（

24、3）效率效率是指變壓器輸出功率與輸入功率之比的百分數(shù)，即效率=（輸出功率/輸入功率）100%變壓器效率越高，各種損耗越小。一般電源變壓器和音頻輸出變壓器要考慮效率，而中頻、高頻變壓器一般不考慮效率。（4）溫升變壓器在通電工作后，其溫度上升至穩(wěn)定值時，變壓器溫度高出周圍環(huán)境溫度的數(shù)值稱為溫升。變壓器的溫升越小越好。（5）絕緣電阻絕緣電阻的大小不僅關系到變壓器的電氣性能，在電源變壓器中還與人身安全有關。絕緣電阻在用1kV搖表測量時，應在10M以上。除上述五項參數(shù)外，對不同用途的變壓器， 3. 參數(shù)表示方法 變壓器的參數(shù)表示方法通常采用直標法。電感線圈的表示方法主要有兩種，直標法和色碼法。色碼法的讀

25、碼含義同色碼電阻器。1.3.3 電感器的檢測 1. 電感線圈的測試電感線圈的測試 用萬用表測量線圈的直流電阻可簡易判斷電感器的好壞。電感器的直流電阻值一般很小。匝數(shù)多、線徑細的線圈能達幾十歐。對于有抽頭的線圈，各此腳之間的阻值均很小，僅有幾歐左右。若用萬用表R1歐擋測得的阻值遠大于上述阻值，說明線圈已經(jīng)開路。 2. 變壓器的簡易測試變壓器的簡易測試 萬用表檢測變壓器首先要通過測量線圈電阻識別接線端，再測量絕緣電阻、溫升等。1.1. 半導體半導體 半導體的最外層電子數(shù)一般為半導體的最外層電子數(shù)一般為4 4個，在常溫下存在的自個，在常溫下存在的自由電子數(shù)介于導體和絕緣體之間，因而在常溫下半導體的由

26、電子數(shù)介于導體和絕緣體之間，因而在常溫下半導體的導電能力也是介于導體和絕緣體之間。導電能力也是介于導體和絕緣體之間。 常用的半導體材料有硅、鍺、硒等。常用的半導體材料有硅、鍺、硒等。原子核原子核 雖然導電性能介于導體雖然導電性能介于導體和絕緣體之間，但是具有和絕緣體之間，但是具有其獨特的性能。其獨特的性能。 （后面詳細介紹）（后面詳細介紹）1.4 1.4 半導體二極管半導體二極管 金屬導體的電導率一般在金屬導體的電導率一般在105s/cm量級；塑料、云母等絕量級；塑料、云母等絕緣體的電導率通常是緣體的電導率通常是10-2210-14s/cm量級；半導體的電導率量級；半導體的電導率則在則在10-

27、9102s/cm量級。量級。 半導體的導電能力雖然介于導體和絕緣體之間，但半導半導體的導電能力雖然介于導體和絕緣體之間，但半導體的應用卻極其廣泛，這是由半導體的獨特性能決定的：體的應用卻極其廣泛，這是由半導體的獨特性能決定的：半導體受光照后，其導電能力大大增強；半導體受光照后，其導電能力大大增強；受溫度的影響，半導體導電能力變化很大；受溫度的影響，半導體導電能力變化很大；在半導體中摻入少量特殊雜質(zhì)，其導電在半導體中摻入少量特殊雜質(zhì)，其導電 能力極大地增強；能力極大地增強；半導體材料的獨特性能是由其半導體材料的獨特性能是由其所決定的。所決定的。（1 1） 半導體的特性半導體的特性（2 2） 本征

28、半導體本征半導體 最常用的半導體為硅最常用的半導體為硅(Si)和鍺和鍺(Ge)。它們的共同特征是四。它們的共同特征是四價價元素，即每個原子最外層電子數(shù)為元素，即每個原子最外層電子數(shù)為4個。個。+Si(硅原子硅原子)Ge(鍺原子鍺原子)硅原子和鍺原子的簡化模型圖硅原子和鍺原子的簡化模型圖因為原子呈電中性，所因為原子呈電中性，所以簡化模型圖中的原子以簡化模型圖中的原子核只用帶圈的核只用帶圈的+4+4符號表符號表示即可。示即可。444444444三價元素硼三價元素硼(B)B摻入硼雜質(zhì)的硅半摻入硼雜質(zhì)的硅半導體晶格中，空穴導體晶格中，空穴載流子的數(shù)量大大載流子的數(shù)量大大增加。因此增加。因此空穴空穴是是

29、這種半導體的這種半導體的導電導電主流主流。 摻入摻入三價三價元素的雜質(zhì)半導體，由于空穴載流子的數(shù)量大大于元素的雜質(zhì)半導體，由于空穴載流子的數(shù)量大大于自自由電子載流子的數(shù)量而稱為由電子載流子的數(shù)量而稱為空穴空穴型半導體，型半導體，也叫做也叫做P型型半導體。半導體。 在在P型半導體中，多數(shù)載流子是空穴，少數(shù)載流子是自由電型半導體中，多數(shù)載流子是空穴，少數(shù)載流子是自由電子，而不能移動的離子帶子，而不能移動的離子帶負電負電。（3）雜質(zhì)半導體）雜質(zhì)半導體P型半導體型半導體 本征半導體雖然有自由電子和空穴兩種載流子，但由于數(shù)本征半導體雖然有自由電子和空穴兩種載流子，但由于數(shù)量極少導電能力仍然很低。如果在其

30、中摻入某種元素的微量量極少導電能力仍然很低。如果在其中摻入某種元素的微量雜質(zhì)，將使摻雜后的雜質(zhì)半導體的導電性能大大增強雜質(zhì)，將使摻雜后的雜質(zhì)半導體的導電性能大大增強。五價元素磷五價元素磷(P)444444444P摻入磷雜質(zhì)的硅半摻入磷雜質(zhì)的硅半導體晶格中，自由導體晶格中，自由電子的數(shù)量大大增電子的數(shù)量大大增加。因此加。因此自由電子自由電子是這種半導體的是這種半導體的導導電主流電主流。 在室溫情況下，在室溫情況下，本征硅中的磷雜質(zhì)等于本征硅中的磷雜質(zhì)等于10-6數(shù)量級時，電數(shù)量級時，電子載流子的數(shù)目將增加幾十萬倍。摻入子載流子的數(shù)目將增加幾十萬倍。摻入五價五價元素的雜質(zhì)半導元素的雜質(zhì)半導體由于自

31、由電子多而稱為體由于自由電子多而稱為電子型電子型半導體，也叫做半導體，也叫做N型型半導體。半導體。（3）雜質(zhì)半導體）雜質(zhì)半導體N型半導體型半導體2. PN結(jié)的形成過程及其單向?qū)щ娦越Y(jié)的形成過程及其單向?qū)щ娦訮N結(jié)的形成結(jié)的形成 雜質(zhì)半導體的導電能力雖然比本征半導體極大增強，但它雜質(zhì)半導體的導電能力雖然比本征半導體極大增強，但它們并不能稱為半導體器件。在電子技術中，們并不能稱為半導體器件。在電子技術中，PN結(jié)是一切半導結(jié)是一切半導體器件的體器件的“元概念元概念”和技術起始點。和技術起始點。在一塊晶片的兩端分別注入三價在一塊晶片的兩端分別注入三價元素硼和五價元素磷元素硼和五價元素磷 + + + +

32、 + + + + + + + + + + + +空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)內(nèi)電場內(nèi)電場3. PN結(jié)結(jié)的單單向?qū)щ妼щ娦援擯N結(jié)的P區(qū)接外電源的正極，N區(qū)接外電源的負極時，稱為“正向連接”，也叫做“正向偏置”，此時外電場與內(nèi)電場的方向相反，擴散與漂移運動的平衡被破壞。外電場驅(qū)使P區(qū)的空穴進入空間電荷區(qū)抵消一部分負空間電荷，同時N區(qū)的自由電子進入空間電荷區(qū)抵消一部分正空間電荷，于是空間電荷區(qū)變窄，內(nèi)電場被削弱，多數(shù)載流子的擴散運動增強，形成較大的擴散電流(由P區(qū)流向N區(qū)的正向電流)，如圖1.22所示。圖圖1.22 正向偏置的正向偏置的PN結(jié)結(jié) PN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦?PN結(jié)的上述結(jié)的上述“正向

33、導通，反向阻斷正向?qū)?，反向阻斷”作用，說明它具有作用，說明它具有，PN結(jié)的單向?qū)щ娦允撬鼧?gòu)成半導體器件的基礎。結(jié)的單向?qū)щ娦允撬鼧?gòu)成半導體器件的基礎。 由于常溫下少數(shù)載流子的數(shù)量不多，故反向電流很小，而由于常溫下少數(shù)載流子的數(shù)量不多，故反向電流很小，而且當外加電壓在一定范圍內(nèi)變化時，反向電流幾乎不隨外加且當外加電壓在一定范圍內(nèi)變化時，反向電流幾乎不隨外加電壓的變化而變化，因此反向電流又稱為電壓的變化而變化，因此反向電流又稱為反向飽和電流反向飽和電流。反。反向飽和電流由于很小一般可以忽略，從這一點來看，向飽和電流由于很小一般可以忽略，從這一點來看，PN結(jié)結(jié)對對反向電流呈反向電流呈高阻高阻狀態(tài)，

34、也就是所謂的狀態(tài)，也就是所謂的作用。作用。 值得注意的是，由于本征激發(fā)隨溫度的升高而加劇，導致值得注意的是，由于本征激發(fā)隨溫度的升高而加劇，導致電子電子空穴對增多，因而反向電流將隨溫度的升高而成倍增空穴對增多，因而反向電流將隨溫度的升高而成倍增長。反向電流是造成電路噪聲的主要原因之一，因此，在設長。反向電流是造成電路噪聲的主要原因之一，因此，在設計電路時，必須考慮溫度補償問題。計電路時，必須考慮溫度補償問題。 PN結(jié)中反向電流的討論結(jié)中反向電流的討論1.4.2 半導體二極管半導體二極管 把把PN結(jié)用管殼封裝，然后在結(jié)用管殼封裝，然后在P區(qū)和區(qū)和N區(qū)分別向外引出區(qū)分別向外引出一一個電極，即可構(gòu)成

35、一個二極管。二極管是電子技術中最基個電極，即可構(gòu)成一個二極管。二極管是電子技術中最基本的半導體器件之一。根據(jù)其用途分有本的半導體器件之一。根據(jù)其用途分有檢波管檢波管、開關管開關管、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管和和整流管整流管等。等。硅高頻檢波管硅高頻檢波管開關管開關管穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管整流管整流管發(fā)光二極管發(fā)光二極管 電子工程實際中，二極管應用得非常廣泛，上圖所示即電子工程實際中，二極管應用得非常廣泛，上圖所示即為各類二極管的部分產(chǎn)品實物圖。為各類二極管的部分產(chǎn)品實物圖。1. 二極管的基本結(jié)構(gòu)和類型二極管的基本結(jié)構(gòu)和類型：結(jié)面積小，適用：結(jié)面積小，適用于于 高頻檢波、脈沖電路及計算高頻檢波、脈沖電路及計算機機中的開

36、關元件。中的開關元件。外殼外殼觸絲觸絲N型鍺片型鍺片正極引線正極引線負極引線負極引線N型鍺型鍺結(jié)面積大，適用于結(jié)面積大，適用于 低頻整流器件。低頻整流器件。負極引線負極引線底座底座金銻合金金銻合金PN結(jié)結(jié)鋁合金小球鋁合金小球正極引線正極引線普通二極管普通二極管圖符號圖符號穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管圖符號圖符號發(fā)光二極管發(fā)光二極管圖符號圖符號DDZD 使用二極管時，必須使用二極管時，必須注意極性不能接反，否注意極性不能接反，否則電路非但不能正常工則電路非但不能正常工作，還有毀壞管子和其作，還有毀壞管子和其他元件的可能。他元件的可能。3. 二極管的伏安特性二極管的伏安特性U(V)0.500.8-50-2

37、5I (mA)204060 ( A)4020 二極管的伏安特性是指流過二極管的二極管的伏安特性是指流過二極管的電流與兩端所加電壓的函數(shù)關系。二極電流與兩端所加電壓的函數(shù)關系。二極管既然是一個管既然是一個PN結(jié)，其伏安特性當然具結(jié)，其伏安特性當然具有有“單向?qū)щ娦詥蜗驅(qū)щ娦浴薄?二極管的伏安特性呈非線性，特性曲二極管的伏安特性呈非線性，特性曲線上大致可分為四個區(qū)：線上大致可分為四個區(qū)： 外加正向電壓超過死區(qū)電壓外加正向電壓超過死區(qū)電壓(硅管硅管0.5V，鍺管，鍺管0.1V)時，內(nèi)電場時，內(nèi)電場大大削弱，正向電流迅速增長，二極管進入大大削弱，正向電流迅速增長，二極管進入正向?qū)▍^(qū)正向?qū)▍^(qū)。死區(qū)死

38、區(qū)正向正向?qū)▽▍^(qū)區(qū)反向反向截止區(qū)截止區(qū) 當外加正向電壓很低時，由于外電場還當外加正向電壓很低時，由于外電場還不能克服不能克服PN結(jié)內(nèi)電場對多數(shù)載流子擴散運結(jié)內(nèi)電場對多數(shù)載流子擴散運動的阻力，故正向電流很小，幾乎為零。動的阻力，故正向電流很小，幾乎為零。這一區(qū)域稱之為這一區(qū)域稱之為死區(qū)死區(qū)。 外加反向電壓超過反向擊穿電壓外加反向電壓超過反向擊穿電壓UBR時，反向電流突然增大，二時，反向電流突然增大，二極管失去單向?qū)щ娦裕M入極管失去單向?qū)щ娦?，進入反向擊穿區(qū)反向擊穿區(qū)。反反向向擊擊穿穿區(qū)區(qū)反向截止區(qū)反向截止區(qū)內(nèi)反向飽和電流很小，可近似視為零值。內(nèi)反向飽和電流很小，可近似視為零值。正向?qū)▍^(qū)和

39、反向截止區(qū)的討論正向?qū)▍^(qū)和反向截止區(qū)的討論U(V)0.500.8-50-25I (mA)204060 ( A)4020死區(qū)死區(qū)正向正向?qū)▽▍^(qū)區(qū)反向反向截止區(qū)截止區(qū)反反向向擊擊穿穿區(qū)區(qū) 當外加正向電壓大于死區(qū)電壓時，二當外加正向電壓大于死區(qū)電壓時，二極管由不導通變?yōu)閷?，電壓再繼續(xù)增極管由不導通變?yōu)閷?，電壓再繼續(xù)增加時，電流迅速增大，而二極管端電壓加時，電流迅速增大，而二極管端電壓卻幾乎不變，此時二極管端電壓稱為卻幾乎不變，此時二極管端電壓稱為正正向?qū)妷合驅(qū)妷骸?硅硅二極管的正向?qū)妷杭s為二極管的正向?qū)妷杭s為0.7V，鍺鍺二極管的正向?qū)妷杭s為二極管的正向?qū)妷杭s為0.

40、3V。 在二極管兩端加反向電壓時，將有很在二極管兩端加反向電壓時，將有很小的、由少子漂移運動形成的反向飽和小的、由少子漂移運動形成的反向飽和電流通過二極管。電流通過二極管。 反向電流有反向電流有兩個特點兩個特點：一是它隨溫度的上升增長很快，二是：一是它隨溫度的上升增長很快，二是在反向電壓不超過某一范圍時，反向電流的大小基本恒定，而在反向電壓不超過某一范圍時，反向電流的大小基本恒定，而與反向電壓的高低無關與反向電壓的高低無關(與少子的數(shù)量有限與少子的數(shù)量有限)。所以通常稱它為。所以通常稱它為反向飽和電流反向飽和電流。(2)二極管的二極管的整流整流作用作用 將交流電變成單方向脈動直流電的過程稱為將

41、交流電變成單方向脈動直流電的過程稱為整流整流。利用。利用二極管的單向?qū)щ娦阅芫涂色@得各種形式的整流電路。二極管的單向?qū)щ娦阅芫涂色@得各種形式的整流電路。二極管半波整流電路二極管半波整流電路二極管全波整流電路二極管全波整流電路橋式整流電路簡化圖橋式整流電路簡化圖B220VRLDIN4001B220VRLD1D2二極管橋式整流電路二極管橋式整流電路D4B220VRLD1D2D3B220VRL(3)二極管的二極管的限幅作用限幅作用DuS10K IN4148u0iD 圖示為一限幅電路。電源圖示為一限幅電路。電源uS是一個周期性的矩形脈沖，是一個周期性的矩形脈沖，高電平幅值為高電平幅值為+5V，低電平幅

42、值為，低電平幅值為-5V。試分析電路的輸出。試分析電路的輸出電壓為多少。電壓為多少。uS+5V-5Vt0當輸入電壓當輸入電壓ui=5V時，二極管反偏截止，此時電路時，二極管反偏截止，此時電路可視為開路，輸出電壓可視為開路，輸出電壓u0=0V； 當輸入電壓當輸入電壓ui= +5V時，二極管正偏導通，導通時二極管時，二極管正偏導通，導通時二極管管壓降近似為零，故輸出電壓管壓降近似為零，故輸出電壓u0+5V。 顯然輸出電壓顯然輸出電壓u0限幅限幅在在0+5V之間。之間。u0I(mA)40302010 0-5-10-15-20 ( (A A) 0.4 0.812 8 4U(V) 穩(wěn)壓二極管的反向電壓幾

43、乎不隨反向電流的變化而變化穩(wěn)壓二極管的反向電壓幾乎不隨反向電流的變化而變化、這就是穩(wěn)壓二極管的顯著特性。這就是穩(wěn)壓二極管的顯著特性。D 穩(wěn)壓二極管是一種特殊穩(wěn)壓二極管是一種特殊的面接觸型二極管，其反的面接觸型二極管，其反向擊穿可逆。向擊穿可逆。正向特性與普正向特性與普通二極管相似通二極管相似反向反向IZUZ1.4.3 特殊二極管特殊二極管1. 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管實物圖實物圖圖符號及文字符號圖符號及文字符號 顯然穩(wěn)壓管的伏安特性曲線比普通二極管的更加陡峭。顯然穩(wěn)壓管的伏安特性曲線比普通二極管的更加陡峭。USDZ使用穩(wěn)壓二極管時應該注意的事項使用穩(wěn)壓二極管時應該注意的事項(1)穩(wěn)壓二極管正負極的

44、判別穩(wěn)壓二極管正負極的判別DZ(2)穩(wěn)壓二極管使用時，應反向接入電路穩(wěn)壓二極管使用時，應反向接入電路UZ(3)穩(wěn)壓管應接入限流電阻穩(wěn)壓管應接入限流電阻(4)電源電壓應高于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值電源電壓應高于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值ZSUU (5)穩(wěn)壓管都是硅管。穩(wěn)壓管都是硅管。其穩(wěn)定電壓其穩(wěn)定電壓UZ最低為最低為3V，高的可達，高的可達 300V，穩(wěn)壓二極管在工作時的正向壓降約為，穩(wěn)壓二極管在工作時的正向壓降約為0.6V。 二極管的反向擊穿特性：當外加反向電壓超過擊穿二極管的反向擊穿特性：當外加反向電壓超過擊穿電壓時，通過二極管的電流會急劇增加。電壓時，通過二極管的電流會急劇增加。 擊穿并不意味著管子一

45、定要損壞，如果我們采取適擊穿并不意味著管子一定要損壞，如果我們采取適當?shù)拇胧┫拗仆ㄟ^管子的電流，就能保證管子不因過當?shù)拇胧┫拗仆ㄟ^管子的電流，就能保證管子不因過熱而燒壞。熱而燒壞。 在反向擊穿狀態(tài)下，讓通過管子的電流在一定范圍在反向擊穿狀態(tài)下，讓通過管子的電流在一定范圍內(nèi)變化，這時管子兩端電壓變化很小，利用這一點可內(nèi)變化，這時管子兩端電壓變化很小，利用這一點可以達到以達到“穩(wěn)壓穩(wěn)壓”效果。穩(wěn)壓二極管就是工作在反向擊效果。穩(wěn)壓二極管就是工作在反向擊穿區(qū)。穿區(qū)。 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路中一般都要加限流電阻穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路中一般都要加限流電阻R，使穩(wěn)壓管，使穩(wěn)壓管電流工作在電流工作在Izmax和和Izmix的范圍內(nèi)。應用中穩(wěn)壓管要采取的范圍內(nèi)。應用中穩(wěn)壓管要采取適當措施限制通過管子的電流值，以保證管子不會造適當措施限制通過管子的電流值，以保證管子不會