電子技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用課件

電子技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用項目一認識常用的半導體器件知識目標:．了解半導體的基本知識．掌握半導體二極管和三極管的結(jié)構(gòu)及性能．了解特殊二極管、三極管技能目標:．掌握常用二極管的管腳識別及檢測方法．掌握三極管的管腳識別和檢測方法．了解常用的電子焊接知識項目一認識常用的半導體器件

任務(wù)一半導體的基本知識任務(wù)二PN結(jié)及其單向?qū)щ娦匀蝿?wù)三半導體二極管任務(wù)四晶體三極管任務(wù)一半導體的基本知識任務(wù)目標:．了解導體、半導體、絕緣體導電性能的差異．掌握硅和鍺本征半導體的原子結(jié)構(gòu)及導電性．掌握雜質(zhì)半導體（包括P型和N型）的原子結(jié)構(gòu)及導電性任務(wù)一半導體的基本知識知識一導體、半導體、絕緣體知識二本征半導體知識三雜質(zhì)半導體知識一導體、半導體、絕緣體

導體：導電性能良好

如：金、銀、銅、鐵、鋁等

絕緣體：不導電

如：陶瓷、玻璃、橡膠、塑料等半導體：導電性能介于導體和絕緣體之間。如：硅、鍺、氧化物、硫化物等半導體：光敏

光照導電能力顯著增強。

熱敏

加熱導電能力顯著增強。

攙雜摻入微量雜質(zhì)，導電能力顯著增強。半導體分為：本征半導體雜質(zhì)半導體知識二本征半導體純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導體稱本征半導體。如：硅、鍺單晶體。

硅和鍺原子結(jié)構(gòu)示意圖a)原子結(jié)構(gòu)示意圖b)簡化模型硅（si）原子鍺（Ge）原子硅（si）原子鍺（Ge）原子+14+32+14+32慣性核價電子慣性核價電子b)a)硅單晶體共價鍵結(jié)構(gòu)示意圖本征激發(fā)產(chǎn)生空穴—電子對+4+4+熱（或光）=自由電子共價鍵空穴價電子電子和空穴的移動1、自由電子+2、空穴–

本征半導體中有兩種載流子（由本征激發(fā)產(chǎn)生）自由電子數(shù)=空穴數(shù)本征半導體導電能力很差！知識三雜質(zhì)半導體根據(jù)所摻雜質(zhì)不同分為1.N型半導體（電子型）純凈的硅晶體中摻入五價元素磷P形成N型半導體2.P型半導體（空穴型）純凈的硅晶體中摻入三價元素硼B(yǎng)e形成P型半導體N型、P型半導體中的共價鍵結(jié)構(gòu)硅+4+4+4+3硅硅硅硼空穴+4+4+4+5硅硅硅硅磷多余電子硅

N型硅半導體中的共價鍵結(jié)構(gòu)P型硅半導體中的共價鍵結(jié)構(gòu)N型半導體中兩種載流子1.自由電子——多子（由摻磷和本征激發(fā)產(chǎn)生）

2.空穴————少子（由本征激發(fā)產(chǎn)生）1.自由電子——少子（本征激發(fā)產(chǎn)生）

2.空穴————多子（摻磷和本征激發(fā)產(chǎn)生）P型半導體中兩種載流子N型半導體簡化結(jié)構(gòu)示意圖P型半導體簡化結(jié)構(gòu)示意圖少子電子雜質(zhì)離子雜質(zhì)離子少子空穴多子電子多子空穴a)b)通過以上討論可知：⑴在本征半導體中，摻入微量雜質(zhì)元素，可以使半導體的導電性能顯著增強，由于摻入雜質(zhì)不同，可以形成兩種不同的雜質(zhì)半導體,即N型和P型半導體。⑵在N型半導體中，自由電子是多子，空穴是少子，在P型半導體中，空穴是多子，自由電子是少子。⑶N型和P型半導體都是電中性的，對外都不顯電性。這是由于本征半導體和摻入的雜質(zhì)都是電中性的，而在摻雜過程中，既沒有得到電荷也沒有失去電荷。任務(wù)二PN結(jié)及其單向?qū)щ娦匀蝿?wù)目標:了解PN結(jié)的形成掌握PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴Ｈ蝿?wù)二PN結(jié)及其單向?qū)щ娦灾R一PN結(jié)的形成知識二PN結(jié)的單向?qū)щ娦噪娮涌昭▽Γū菊骷ぐl(fā)）電子空穴對空穴擴散方向電子擴散方向P型N型知識一PN結(jié)的形成載流子的擴散運動擴散運動：物質(zhì)總是從濃度高的地方向濃度低的地方運動，這種由于濃度差而產(chǎn)生的運動稱為擴散運動。漂移運動：在電場力作用下，少數(shù)載流子的運動稱漂移運動。例如：當空間電荷區(qū)形成后，在內(nèi)電場作用下，少子產(chǎn)生漂移運動，空穴從N區(qū)向P區(qū)運動，而自由電子從P區(qū)向N區(qū)運動。PN結(jié)示意圖耗盡層空間電荷區(qū)內(nèi)電場P型區(qū)N型區(qū)知識二PN結(jié)的單向?qū)щ娦訰Vb)IL+-EIRL+-EL+-EIVL+-Ea)圖1.10PN結(jié)單向?qū)щ娦詫嶒炿娐吠饧诱螂妷篜N結(jié)導通外加反向電壓PN結(jié)截止PN結(jié)的單向?qū)щ娦匀蝿?wù)三半導體二極管掌握二極管的結(jié)構(gòu)、符號和類型。了解二極管的伏安特性。了解二極管的型號和主要參數(shù)。掌握二極管的識別和簡易測試方法。認識整流二極管、穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管等常用的二極管。任務(wù)目標:知識一二極管的結(jié)構(gòu)和類型知識二二極管的伏安特性知識三二極管的型號和主要參數(shù)知識四小功率二極管的檢測方法知識五認識常用二極管任務(wù)三半導體二極管Va)結(jié)構(gòu)a)b)正極負極管殼PN正極電流方向a)b)負極PN結(jié)b)符號1.結(jié)構(gòu)和符號知識一二極管的結(jié)構(gòu)和類型

半導體二極管外型a)大型金屬封狀b)塑料封裝c)玻璃封裝

2.二極管分類3)按用途不同分為普通二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管、光電二極管、肖特基二極管等。1）二極管按所用的半導體材料不同分為硅管和鍺管2）二極管按結(jié)構(gòu)分有點接觸型、面接觸型和平面型三大類。a)點接觸型b)面接觸型c)平面型知識二二極管的伏安特性分為：正向特性反向特性（分為反向截止和反向擊穿）圖1.16二極管的伏安特性a)伏安特性示意圖b)硅二極管的伏安特性c）鍺二極管的伏安特性a)b)c)死區(qū)電壓最大值叫門限電壓，用表示。一般硅二極管的約0.5伏，鍺二極管的約0.1伏。硅二極管的正向?qū)▔航禐?.7伏左右，鍺管為0.3伏左右。0iD(mA)900C200C200C900CuD(V)溫度對二極管特性的影響當溫度升高時，正向特性曲線左移，反向特性曲線向下移。第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用數(shù)字表示器件的電極數(shù)目用拼音字母表示器件的材料和極性用漢語拼音字母表示器件的類型用數(shù)字表示序號用拼音字母表示規(guī)格號符號意義符號意義符號意義符號意義反映二極管參數(shù)的差異反映二極管承受反向擊穿電壓的高低，如A、B、C、D…其中A承受的反向擊穿電壓最低，B稍高2二極管ABCDEN型鍺材料P型鍺材料N型硅材料P型硅材料化合物PZWKL普通管整流管穩(wěn)壓管開關(guān)管整流堆CUNBT參量管光電器件阻尼管半導體特殊器件知識三二極管的型號和主要參數(shù)1.型號按照國家標準GB249-74的規(guī)定，國產(chǎn)二極管的型號由五部分組成2CZ54D規(guī)格號序號整流管N型硅材料二極管國家標準對二極管型號的命名舉例如下：2.主要參數(shù)(1)最大整流電流指二極管長期連續(xù)工作時，允許通過二極管的最大正向平均電流。

(2)反向擊穿電壓和最大反向工作電壓(3)反向電流硅二極管的反向電流一般在納安(nA)級；鍺二極管在微安()級。(4)正向壓降硅二極管的正向壓降約0.6～0.8V；鍺二極管約0.2～0.3V。+—

觀察外殼上的符號標記知識四小功率二極管的檢測方法小功率二極管的檢測方法+--+觀察外殼上的色點觀察玻璃殼內(nèi)觸絲。對于點接觸二極管，如果標記已模糊不清，可以將外殼上的黑色或白色漆層輕輕刮起掉一點，透過玻璃觀察二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，有金屬觸絲的一端就是正極。

小功率二極管的檢測方法將萬用表置于R×100或R×1K擋，先用紅、黑表筆任意測量二極管兩端子間的電阻值，然后交換表筆再測量一次，如果二極管是好的，兩次測量結(jié)果必定出現(xiàn)一大一小。以阻值較小的一次測量為準，黑表筆所接的一端為正極，紅表筆所接的一端則為負極。小功率二極管的檢測方法用萬用表測量判別黑表筆接二極管正極紅表筆接二極管負極紅表筆接二極管正極黑表筆接二極管負極小電阻大電阻小功率二極管的檢測方法用萬用表判別知識五認識常用二極管用在檢波、限幅和其他小電流整流電路中。如2AP1～2AP9，2CP1～2CP20等。⑴普通二極管：⑵整流二極管：用在電源設(shè)備的整流電路中，將交流電變成脈動直流電。如2CZ11～2CZ27等。⑶穩(wěn)壓二極管：又稱齊納二極管。用在電源供給電路中，穩(wěn)定電壓值。如2CW1～2CW10等。

VZa)b)圖1.22穩(wěn)壓二極管a)圖形符號b)外形c)伏安特性曲線0IzmanUAUzUziz(mA)Izminuz(v)c)UBABIz穩(wěn)壓二極管是一個特殊的面接觸型的半導體硅二極管，其V-A特性曲線與普通二極管相似，但反向擊穿曲線比較陡，穩(wěn)壓二極管工作于反向擊穿區(qū)。⑷發(fā)光二極管發(fā)光二極管簡稱為LED。由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二極管，當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管，在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。發(fā)光二極管a)外形

b)符號c)發(fā)光二極管應(yīng)用發(fā)光二極管發(fā)光二極管七段顯示譯碼器的接法⑸光電二極管光電二極管是將光信號變成電信號的半導體器件。它的核心部分也是一個PN結(jié)，和普通二極管相比，在結(jié)構(gòu)上不同的是，為了便于接受入射光照，PN結(jié)面積盡量做的大一些，電極面積盡量小些，而且PN結(jié)的結(jié)深很淺，一般小于1微米。光電二極管是在反向電壓作用下工作的。沒有光照時，反向電流很小（一般小于0.1微安），稱為暗電流。當有光照時，攜帶能量的光子進入PN結(jié)后，把能量傳給共價鍵上的束縛電子，使部分電子掙脫共價鍵，從而產(chǎn)生電子---空穴對，稱為光生載流子。光電（敏）二極管光敏二極管⑹肖特基二極管肖特基二極管內(nèi)部是一個金屬半導體結(jié)。所謂金屬半導體結(jié)，是在金屬和低摻雜N型半導體的交界處所形成的類似于PN結(jié)的空間電荷區(qū)，其伏安特性與PN結(jié)類似，也具有單向?qū)щ娦?。肖特基二極管與普通二極管相比，有兩大主要特點：一是肖特基二極管的導通電壓低，約為0.4V；二是肖特基二極管只利用一種載流子（電子）導電，不存在普通二極管的少子，因此工作速度快，適用于高頻高速電路。開關(guān)二極管任務(wù)四晶體三極管任務(wù)目標:1.掌握三極管的結(jié)構(gòu)和分類。

2.了解三極管電流放大作用原理。

3.掌握三極管的型號了解其主要參數(shù)。

4.掌握晶體三極管外型識別方法5.掌握三極管簡易檢測方法。任務(wù)四晶體三極管知識1三極管的結(jié)構(gòu)和分類知識2三極管的電流放大作用知識3三極管的型號和主要參數(shù)知識4三極管的伏安特性曲線知識5晶體三極管的工作狀態(tài)知識6常用晶體三極管的外形識別知識7用指針式萬用表判斷晶體三極管好壞及辨別三極管的c、b、e電極知識1三極管的結(jié)構(gòu)和類型一、結(jié)構(gòu)和分類1.結(jié)構(gòu)通過一定的制作工藝，在一塊極薄的硅或鍺基片上制作兩個PN結(jié)就構(gòu)成三層半導體，從三層半導體上引出三個電極，經(jīng)過封裝就成為三極管。a)大功率三極管b)金屬封裝c)塑料封裝三極管的外形c集電極N集電區(qū)P基區(qū)N發(fā)射區(qū)發(fā)射極e集電結(jié)發(fā)射結(jié)b基極a)cbeb)c集電極P集電區(qū)N基區(qū)P發(fā)射區(qū)發(fā)射極e集電結(jié)發(fā)射結(jié)b基極c)cbed)

NPN型三極管a)結(jié)構(gòu)示意圖b)符號PNP型三極管c)結(jié)構(gòu)示意圖d)符號三極管制作時有以下工藝要求：⑴發(fā)射區(qū)摻雜濃度要很大，以利于向基區(qū)發(fā)射很多的載流子。⑵基區(qū)非常薄，其摻雜濃度比發(fā)射區(qū)要小很多很多，以利于載流子通過。⑶集電區(qū)摻雜濃度要小，體積比發(fā)射區(qū)大，便于收集載流子和散熱。三極管分類①按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為：NPN型和PNP型②按設(shè)計結(jié)構(gòu)分為:點接觸型、面接觸③按工作頻率分為:高頻管、低頻管、開關(guān)管。④按功率大小分為:大功率、中功率、小功率。⑤按封裝形式分為:金屬封裝、塑料封裝。三極管的電流放大作用三極管的電流放大作用（1）發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子（2）電子在基區(qū)的擴散與復合（3）集電區(qū)收集擴散過來的電子三極管內(nèi)部載流子分配規(guī)律①發(fā)射極電流等于基極電流與集電極電流之和。即Ie=Ib+Ic②集電極電流與基極電流之比為一個常數(shù)，用表示（手冊中常用表示）即③集電極電流的變化量與基極電流的變化量之比為一常數(shù)，用表示即三、三極管的型號和主要參數(shù)1.型號2、三極管的主要參數(shù)⑴晶體管的電流放大系數(shù)β，也可用hFE表示⑵極間反向飽和電流

①集電極-基極反向電流

ICBO②集電極－發(fā)射極反向電流ICEO⑶極限參數(shù)①集電極最大允許電流

②集電極最大允許耗散功率

③集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓

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