技能培训专题 电工课件 第五章 电子基础知识.ppt

1、第五章 电子技术基础知识,主要学习内容1、半导体的导电机制2、P型半导体和N型半导体的形成3、PN结的形成及其单方向导电性4、晶体二极管的结构及其特性5、晶体三极管的结构及电流放大作用6、二极管整流电路,一、P型半导体和N型半导体1、半导体的导电机制半导体-根据材料的导电能力，可以将自然界中的物质划分为导体、绝缘体和半导体。典型的半导体材料是硅Si和锗Ge。,第一节 半导体和PN结,纯净半导体,本征半导体,也称为,物质的组成,物质 分子 原子,原子核,核外电子,带负电,带正电,一个原子带的正电数目=带负电数目电子按照一定的层次排列在原子核外每个原子都希望最外层电子为8个,半导体晶格图,在外界能

2、量的刺激下出现电子空穴对,如果在本征半导体的两端加以电压，则会有两种运载电荷的粒子产生电流，一是自由电子向正极流动形成电子电流，另一种是空穴向负极移动形成空穴电流，但数目很少，所以本征半导体的导电能力很差。,形成： 在本征半导体中掺入微量三价元素硼。导电性能大加强。,1）P型半导体,硅原子,空穴,硼原子,2、P型半导体和N型半导体-杂质半导体,多数载流子空穴,少数载流子电子,空穴导电型,N型半导体共价键结构,硅原子,磷原子,形成： 在本征半导体中掺入微量五价元素磷。导电性能大加强。,多数载流子电子,少数载流子空穴,电子导电型,2）N型半导体,P型半导体 N型半导体,硅原子,空穴,硼原子,硅原子

3、,多余电子,磷原子,空穴型 电子型,1、 PN结的形成,在一块本征半导体在两侧通过扩散不同的杂质,分别形成N型半导体和P型半导体。此时将在N型半导体和P型半导体的结合面上形成空间电荷区:,二、 结,注入三价硼,注入五价磷,空穴数目多 电子数目多,一,+,结果，在P型半导体和N型半导体结合面上，离子薄层形成一个空间电荷区，这个空间电荷区，称为PN结。，,PN结的形成过程,2、PN结的单向导电性,定义：,加正向电压，简称正偏,加反向电压，简称反偏,PN结正向导通正向导通电流大 PN结呈低电阻,PN结反向截止 反向截止电流极小 PN结呈高阻,正向电流,一 、二极管的结构和类型,晶体二极管是由一个PN

4、结，两条电极引线和管壳构成。,按材料分类,按结构分类,按用途分类,硅管，锗管,点接触型,普通二极管，整流二极管开关二极管，稳压二极管,面接触型,第二节 晶体二极管,常用二极管的符号,+,-,点接触型二极管特点：结面积小，因此结电容小，允许通过的电流也小，适用于高频电路的检波或小电流的整流。,特点,第二节,测正向特性,测反向特性,二、 二极管的伏安特性,第二节,二极管理论伏安特性曲线,OD段称为正向特性。,OC段，正向电压较小，正向电流非常小，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0.2-0.3V,硅管0.6-0.8V。,CD段，当正向电压大于死区电压后，正

5、向电流近似以指数规律迅速增长，二极管呈现充分导通状态。,1 正向特性,第二节,OB段称为反向特性。这时二极管加反向电压，反向电流很小,当温度升高时，半导体中本征激发增加，是少数载流子增多，故反向电流增大，特性曲线向下降,3 反向击穿特性,BA段称为反向击穿特性,当二极管外加反向电压大于一定数值时，反向电流突然剧增，称为二极管反向击穿。,2 反向特性,二极管理论伏安特性曲线,第二节,三、二极管的主要参数,参数,对器件性能的定量描述,器件使用的极限条件,半导体二极管的主要参数,最大整流电流IF,最大反向工作电压UR,反向电流IR,第二节,二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。,管子使用时允许

6、加的最大反向电压。,二极管未发生击穿时的反向电流值。,二极管的型号命名及含义：,2AP9,2CW56,N型锗材料普通二极管,N型硅材料稳压二极管,2 C Z 52 A,规格号,序号,整流管,N型硅材料,二极管,三、二极管的简单测试,将红、黑表笔分别接二极管两端。所测电阻小时，黑表笔接触处为正极，红表笔接触处为负极。,1. 判别正负极性,万用表测试条件：R100或R1k；,万用表测试条件：R1k。,2.判别好坏,(3)若正向电阻约几千欧姆，反向电阻非常大，二极管正常。,(2)若正反向电阻非常大，二极管开路。,(1)若正反向电阻均为零，二极管短路；,5-4 整流电路及滤波电路,学习内容1、单相半波整流电路2、单相全波整流电路3、单相全波桥式整流电路4、滤波电路5、三相全波整流电路,1. 整流电路的技术指标,整流电路工作性能参数,整流二极管的性能参数,学习整流电路的时候，关键是把握以上四个参数,一、单相半波整流电路,2. 单相半波整流电路工作原理,D1,D2,R,二、单相全波整流电路,D1,D2,R,D1导通D2截止,D2导通D1截止,D1导通D2截止,单相半波整流,单相全波整流,三、单相桥