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电子技术基础及应用,知识重点1、什么是半导体？半导体的基本特性有哪些？2、二极管和三极管的分类、特点与电路符号。3、二极管和三极管的简易测试。,半导体基础与二极管,半导体器件,半导体的基础知识（一）半导体的特性,（二）杂质半导体1P型半导体2N型半导体,半导体具有一些独特的性质：（1）在半导体材料中加入少量其它元素（称“杂质”），导电能力显著增强；（2）给半导体材料加温或用光照射时，导电能力也会显著增强，表现出“热敏”和“光敏”特性。,近代电子学是在半导体器件的基础上发展起来的。由于半导体器件具有体积小、重量轻、使用寿命长、功率转换效率高等特点，因而在电子技术领域得到了广泛的应用。,PN结,半导体基础与二极管,PN结是指P型和N型半导体接触时在交界面上形成的具有特殊性能的电荷薄层，它是制造各种半导体器件和各类集成电路的基础。PN结的主要特性是单向导电性。PN结加正向电压时，P区接电源正极，N区接电源负极，电路中有很大的正向导通电流，PN结呈低阻状态，通常称为导通状态。PN结加反向电压时，N区接电源正极，P区接电源负极，此时PN结外呈现高阻状态，通常称为截止状态。由上述分析可知，PN结加正向电压时，呈低阻导通状态，电流大；加反向电压时呈高阻截止状态，电流近似为零，这就是PN结的单向导电性。,半导体基础与二极管,晶体二极管,（一）二极管的单向导电性,正向特性：当二极管的两端加上正向电压时，就会产生正向电流。但正向电压很小时，正向电流很小，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，锗管约为0.2-0.3V，硅管约为0.5-0.8V。,反向特性：当二极管的两端加上反向电压时，就会产生反向电流。小功率二极管的反向电流很小，硅管一般小于0.1UA，锗管小于几十微安。当二极管两端的反向电压超过某一数值时，反向电流突然增大，这种现象称二极管反向击穿。,半导体基础与二极管,（二）半导体二极管的分类,半导体基础与二极管,1、普通二极管电路符号,如图所示是常见的二极管的分类的电路符号。,2、稳压二极管电路符号,3、光电二极管电路符号,4、变容二极管电路符号,5、发光二极管电路符号,半导体基础与二极管,半导体二极管在电路中的符号如图所示是二极管电路符号示意图。掌握这些识图信息，对分析二极管电路十分重要，主要说明下列三点：,二极管特性,半导体基础与二极管,半导体二极管的特点,无论何种二极管都有下列四个共性，掌握这些共性对识别和分析各类二极管电路有着举足轻重的作用：1、二极管两根引脚有正负之分，使用中两根引脚不能相互反接。否则损坏二极管或不能起到正常的电路功能。2、二极管是半导体器件，不是半导体。所谓半导体是导电能力介于导体与绝缘体之间的一种材料。二级干由半导体材料制成，具有单向导电特征。即导通过如同导体，截止时如同绝缘体。3、初学者对二极管的单向导电特性理解存在误区，认为二极管只能个方向传输信号，这是错误的理解。二极管导通状态下如同一个导体，可以双向传输信号，条件是二极管必须处于导通状态。4、二极管除单向导电特性之外，还有需要重要的疼醒。掌握这些特性，灵活运用这些特性是分析二极管电路的根本保证。,半导体基础与二极管,二极管的简易测试,晶体二极管是由一个PN结组成的，具有单向导电特性。用万用表的电阻档测量二极管的正、反向电阻，可以判断出二极管管脚的极性，还可以粗略地判断二极管的好坏。,黑表笔,被测二极管,红表笔,用万用表电阻档测量二极管的正、反向电阻的原理电路如图112所示。图中虚线框内是万用表电阻档的等效电路。黑表笔接表内电池的正极，红表笔接表内电池的负极。因此在测量未知极性的二极管时，若万用表电阻档测试指示为低电阻，则黑表笔所接的电极为被测管的正极，红表笔所接的电极为被测管的负极，所测得电阻为二极管的正向电阻。将黑表笔接被测管的负极，红表笔接被测管的正极，则测得电阻为反向电阻。如果测得的正、反向阻值都很小，则表明二极管内部击穿；如果测得的正、反向电阻值均接近无穷大，则表明二极管内部断路；测得的正、反向电阻值差别越大，则表明二极管特性越好。测量正、反向电阻时应当注意，由于二极管是非线性元件其直流电阻值与通过管子的电流有关，所以用不同型号的万用表或不同倍率的电阻档所测得的直流电阻值是不同的。通常测量二极管的正反向电阻时用R*100欧或R*1K的电阻档。,半导体基础与二极管,被测二极管,红表笔,黑表笔,半导体三极管基础知识,一、半导体三极管的分类,半导体三极管的分类如图所示,三极管的种类很多，按材料分为锗管和硅管；按结构分为点接触型和面接触型；按工作频率分为高频、低频、开关型；按功率大小分为大、中、小型；按PN结分为NPN型和PNP型；按用途分为放大管、开关管、振荡管等。,半导体三极管基础知识,半导体三极管电路符号,半导体三极管基础知识,三极管的特性三极管有三种工作状态,放大状态,截止状态,饱和状态,三、三极管内的电流方向,半导体三极管基础知识,在三极管电路符号中，发射极箭头的方向表示三极管各电极电流流向的方向。利用这一点可以分析电路中个电极电流的流动方向。如图所示是三极管电路符号指示电流流向示意图，根据发射极箭头方向可以知道不同极性三极管的集电极、发射极电流流动方向。,如何用万用表测三极管？,半导体三极管基础知识,一、三颠倒，找基极三极管是含有两个PN结的半导体器件。根据两个PN结连接方式不同，可以分为NPN型和PNP型两种不同导电类型的三极管，测试三极管要使用万用电表的欧姆挡，并选择R100或R1k挡位。假定我们并不知道被测三极管是NPN型还是PNP型，也分不清各管脚是什么电极。测试的第一步是判断哪个管脚是基极。这时，我们任取两个电极(如这两个电极为1、2)，用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻，观察表针的偏转角度；接着，再取1、3两个电极和2、3两个电极，分别颠倒测量它们的正、反向电阻，观察表针的偏转角度。在这三次颠倒测量中，必然有两次测量结果相近：即颠倒测量中表针一次偏转大，一次偏转小；剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小，这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基极。二、PN结，定管型找出三极管的基极后，我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型。将万用表的黑表笔接触基极，红表笔接触另外两个电极中的任一电极，若表头指针偏转角度很大，则说明被测三极管为NPN型管；若表头指针偏转角度很小，则被测管即为PNP型。,三、顺箭头，偏转大找出了基极b，另外两个电极哪个是集电极c，哪个是发射极e呢?这时我们可以用测穿透电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。(1)对于NPN型三极管，穿透电流的测量电路如图3所示。根据这个原理，用万用电表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec，虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小，但仔细观察，总会有一次偏转角度稍大，此时电流的流向一定是：黑表笔c极b极e极红表笔，电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致(“顺箭头”)，所以此时黑表笔所接的一定是集电极c，红表笔所接的一定是发射极e。(2)对于PNP型的三极管，道理也类似于NPN型，其电流流向一定是：黑表笔e极b极c极红表笔，其电流流向也与三极管符号中的箭头方向一致，所以此时黑表笔所接的一定是发射极e，红表笔所接的一定是集电极c。四、测不出，动嘴巴若在“顺箭头，偏转大”的测量过程中，若由于颠倒前后的两次测量指针偏转均太小难以区分时，就要“动嘴巴”了。具体方法是：在“顺箭头，偏转大”的两次测量中，用两只手分别捏住两表笔与管脚的结合部，用嘴巴含住(或用舌头抵住)基电极b，仍用“顺箭头，偏转大”的判别方法即可区分开集电极c与发射极e。其中人体起到直