任务3 二极管原理与应用

新能源汽车电力电子技术，工作3二极管原理和应用，建议会话：4小时，知道知识目标(1)导体和半导体是什么；(2)了解二极管的工作原理，区分正向反向偏置。(3)能理解二极管整流的工作原理。(4)通过训练学习，可以使用万用表检查二极管，区分正负极；(5)正确使用训练板，良好新能源汽车维护专业素养，教育目标，学习目录，内容结构，任务介绍，汽车充电器是指对新能源汽车固定充电器、整流电路模块的内部设置。因为交流电源不能直接给电池充电，所以必须将插座的交流电源切换到直流电源，然后提供电源，电池包才能充电。本教育构建电路，验证二极管的单向导电性，学习整流电路的基本工作原理和测试，通过规范操作开发良好的职业素质。知识链接1:导体的认识，知识准备，导体是电路的电阻率小，容易传导电流的物质。导体上有很多可以自由移动的带电粒子称为载体。在外部电场作用下，载流量作为方向运动，形成明显的电流。导体一般是各种金属物质，金属原子由核和核外电子组成。核不能自由移动，最外层的价电子很容易摆脱核的束缚，在导体的两端加上电压，带负电荷的电子摆脱原子核的限制，向正电压移动，如图2-3-1所示，电子的移动方向从电源阴极流向电源的两极，但一般电路同意电流的方向从正极流向阴极。图2-3-1导体的微图，知识链接2:半导体的认识，知识准备，半导体是指硅或锗等导电性介于导体和绝缘体之间的材料。半导体材料的原子有规律地排列在每个原子外层有4个电子的空间里，如图2-3-2所示。因为每个原子的外侧电子与相邻原子的外侧电子形成共享耦合结构，对电子具有更强的约束力。半导体两端连接电压，只有部分电子脱离共享耦合成为自由电子，同时在自由电子的原始位置产生带正电荷的空洞。图2-3-2半导体微图，知识链接3: n型半导体识别，知识准备，特殊工艺将纯硅或纯锗中磷或砷等少量五价元素混合在一起，就可以得到n型半导体。如图2-3-3所示，每当5混合时，5价电子中的4个成为硅原子的4与电子的共价键，剩下的1个成为自由电子，5混合的次数越多，自由电子的数量就越大，一定的传导能力就越高。一般来说，n型半导体主要依靠电子传导。图2-3-3N型半导体结构，知识链接4: p型反链，知识准备，特殊工艺导向纯硅或纯锗中混合少量三价元素，如硼或铝。这样可以得到p型半导体，如图2-3-4所示。这个半导体中每次混合三价元素时，三价元素外的三价电子和硅元素外的三价电子中的三价电子中的三价形成共价键，因为缺少一个电子，所以三价元素外的三价只有一个电子，相邻的硅原子和共价键中的电子相差一个，所以穿孔。附近共价键的电子被带到空腔中，移动到孔位置，这种三价元素得到电子，成为新的共价键。电子的原始位置失去了一个电子，因此形成了新的共点。图2-3-4P半导体结构、知识链接5:二极管识别、知识准备、纯硅材料的一半混合三价元素形成p型半导体，另一半混合五价n型半导体，在p型和n型材料的交点形成PN连接。如图2-3-5所示，结合p型和n型半导体材料，即二极管组件，符号：。图2-3-5PN连接的结构，知识链接6:二极管的正向偏移，知识准备，电源阳极连接到二极管的阳极，即p型半导体。电源阴极连接到二极管阴极，即n型半导体。由于各向同性排斥，功率的阴极必须在n型区域投入大量电子，因此n型内部的电子必须通过PN接头，如图2-3-6所示，大量自由电子首先与p型内部的孔“中和”，然后额外的电子流返回到电源阳极，形成电子流，此时二极管的作用与普通导线相同。图2-3-6PN接合正向电压，知识链接7:将二极管的反向偏置，知识准备，电源阳极连接到二极管阴极，即n型半导体区域。将电源阴极连接到二极管的阳极p型半导体区域。由于异性吸附，电源阳极吸引n型区域的自由电子，防止其通过PN接头，如图2-3-7所示。因此，半导体内部没有通过PN接头的电子。此时，二极管就像绝缘体。图2-3