C1二极管单向导电特性的测试.ppt

模拟电子技术与应用,本课程简介,本课程为模拟电子技术与应用，采用项目驱动教学的模式，属职业能力课程，采用项目式教学方式授课。,本课程具有较强的实践性，有广泛的应用领域。,学好本课程的要点: 做好每一个项目、写好每一份报告、完整做好每一件事，培养解决电路问题的方法及电子线路的相关概念、多练习。,采用企业化管理模式， 将项目工程概念引入课堂,围绕市场办学校、依托行业设专业、根据岗位定课程、强化素质育人才,模拟电子技术与应用项目式课程教学特点,本课程参考资料,1.康华光主编，电子技术基础（模拟部分） 高等教育出版社,2.童诗白 华成英主编，模拟电子技术基础(第三版)，高等教育出版社,二极管,集成器件,三极管,场效应管,单管三组态放大器,低频功率放大器,集成运算放大电路,负反馈放大器,直流稳压电源,半导体器件,单元电路,应用电路,课程内容,数字万用表介绍,不管任何时刻，红表笔始终是正、黑表笔始终是负,不得用电流档、电阻档测量电压,不得用电阻档测量电流、电压,不得用直流档测量交流信号的值,看一看实践操作,双路直流稳压电源介绍,看一看实践操作,显示器控制,垂直控制,水平控制,显示器,触发控制,看一看实践操作,双踪示波器介绍,项目一 小信号放大电路 模块1.1：二极管性能测试与应用,看一看二极管实物认识,二极管图形符号、文字符号,diode,D,普通二极管,二极管有哪些特性?,伏安特性,温度特性,发光效应,光电效应,电容效应,稳压效应,单向导电性,做一做,项目1-1-1：二极管单向导电性的测试 任务要求：按测试程序要求完成所有测试内容，并撰写测试报告。 测试设备：模拟电路综合测试台1台，030V直流稳压电源1台，数字万用表1块，mA表1只。 测试电路：如图所示，其中二极管VD为1N4148（或其他），R为1k。,按图接好电路。 由直流稳压电源输出10V 电压接入输入端，即UI = +10V （此时二极管两端所加的电压 为正向电压），测量输出电压 和电流的大小，并记录： UO = V，I = mA 测量此时二极管两端的电压为 UVD = V,做一做二极管单向导电性的测试,测试程序：,结论：当二极管两端所加的电压为正向电压时，二极管将 （导通截止，截止即不导通）。 保持步骤2，将二极管反接 （此时二极管两端所加的电压为 反向电压），测量输出电压和电 流的大小，并记录： UO = ，I = mA 结论：当二极管两端所加的电压为反向电压时，二极管将 （导通截止）。,做一做二极管单向导电性的测试,测试程序：, 用模拟万用表直接测量二极管的正、反向电阻，比较大小并记录：正向电阻为 k， 反向电阻为 k。 结论：二极管 （具 有不具有）单向导电性，且 正向导通时，导通电压降约为 （零/零点几/几）伏。,做一做二极管单向导电性的测试,测试程序：,【能力拓展】 项目：二极管单向导电性的仿真测试,做一做,项目1-1-2：二极管伏安特性的测试（逐点法） 任务要求：按测试程序要求完成测试内容，并撰写测试报告。 测试设备：模拟电路综合测试台1台，030V直流稳压电源1台，数字万用表1块，mA表1只，A表1只。 测试电路：如图所示，其中二极管VD为1N4148（或其他），R为1k。, 按图（a）接好电路（此时读出的电压和电流值应视为正值）。 按下表的要求测量各点电压和电流值，并填入表中，表中U为二极管两端电压。,做一做二极管伏安特性的测试（逐点法）,测试程序：, 按图（b）接好电路（此时 读出的电压和电流值应视为负值） 按下表的要求测量各点电 压和电流值，并填入表中，表中 U为二极管两端电压。,做一做二极管伏安特性的测试（逐点法）,测试程序：,1.正向特性,死区,二极管两端加正向电压时二极管未必导通，如图,这部分称为死区,门坎电压Uon,正向电压超过某一数值后，电流才显著增大，这个电压值称为门坎电压,读一读二极管伏安特性曲线,PN结的正向特性,二极管的正极电位比负极电位高，称二极管处于正偏状态。,1.正向特性,读一读二极管伏安特性曲线,管压降UVD,当正向电流稍大时，正向特性几乎与横轴垂直，说明在电流在较大范围变化时，二极管两端电压变化很小。 这个电压称为管压降,通常，硅管的管压降约为0.60.8V，锗管的管压降约为0.10.3V。,1.正向特性,读一读二极管伏安特性曲线,高电阻 很小的反向漂移电流,PN结的反向伏安特性,2.反向特性,在一定的温度条件下，由本征激发决定的少子浓度是一定的，故少子形成的漂移电流是恒定的，基本上与所加反向电压的大小无关，这个电流也称为反向饱和电流。,二极管的负极电位比负极电位高，称二极管处于反偏状态,读一读二极管伏安特性曲线,二极管外加反向电压时，反向电流很小，管子处于反向截止状态，呈现出很大的电阻，而且反向电流几乎不随反向电压的增大而变化。 小功率硅管的反向电流一般小于0.1A，而锗管通常为几A。,二极管的反向特性受温度的影响较大。,2.反向特性,读一读二极管伏安特性曲线,二极管正偏电压超过门坎电压时，二极管处于导通状态。,注意：,二极管反偏电压超过一定电压时，二极管并非处于截止状态，而处于击穿状态。,显然，二极管的单向导电性是有前提条件的！,读一读二极管伏安特性曲线,运用数字万用表判别二极管的好坏,打开数字万用表电源,量程拨至二极管档,两表笔分别插入相应孔,测试结果,两表笔对调位置测量，都有嘟嘟响声,二极管正反向均击穿，即已经损坏,一次测量值为500700，另一次测量值为1,测量值为500700的一次黑表笔接的是二极管负极，红表笔接的是正极,读一读二极管的测量与判别,测量过程中数字万用表显示的500700，是指二极管的正向导通压降,运用数字万用表判别二极管须知,读一读二极管的测量与判别,一、半导体材料,定义：半导体是指导电性能介于导体（conductor）和 绝缘体（insulator）之间的半导体。,材料： 元素半导体：硅（Si）、锗（Ge） 化合物半导体：砷化镓（GaAs） 目前最常用的半导体材料是硅和锗。,重要特性：热敏特性 光敏特性 掺杂特性,看一看半导体基础,二、本征型半导体,半导体结构,硅的原子核的最外层有4个电子，又叫价电子； 受原子核的束缚力最小。,半导体共价键结构,共价键： 价电子共有化运动，价电子不同于自由电子，不能导电。,本征激发,本征激发价电子得到足够的能量成为自由电子同时原来共价键中流下一个空位空穴。,本征激发产生自由电子与空穴成对出现； 自由电子与空穴都是可以移动的载流子； 自由电子带负电 空穴带正电,N型半导体,掺入五价元素（杂质） 杂质电离 形成一个自由电子和不能移动的正离子 B.N型半导体：施主杂质 C.自由电子多数载流子 D.空穴少数载流子,图 P1.18,五价元素: P(磷),As(砷), Sb(锑), Li(锂),二、杂质半导体,P型半导体,掺入三价元素（杂质） 杂质电离 形成一个空穴和不能移动的负离子 B.P型半导体： C.空穴多数载流子 D.自由电子少数载流子,图 P1.19,三价元素: B(硼),Al(铝),Ga(镓),In(铟).,PN结的形成的动态演示,空间电荷区 耗尽层 阻挡层R 势垒层,PN结正向偏置的动态演示,PN结反向偏置的动态演示,PN结正偏时，耗尽层变窄具有较大的正向扩散电流，呈现低电阻； PN结导通（仍有由本征激发引起的很小的反向漂移电流）。 PN结反偏时，耗尽层加宽仅有很小的反向漂移电流，呈现高电阻。 PN结截止,结论, PN结具有单向导电性。,二极管是单个PN结构成的器件,也具有单向导电性。,例1:试判断图中的二极管是否导通,还是截止 ,并求出两端电压uAO,UAO =-10V,UAO =-16V,例2 试判断图中的二极管是否导通,还是截止 ,并求出两端电压uAO,UD =-6-（-12）=6V D通,UAO