论文资料-半导体二极管和三极管（word）可编辑

1、1-33教 案 纸 第 次课 第 页薆袃肅葿蚈聿莄蒈螀袁莀蒈羃肇芆蒇蚂羀膂蒆螅膅肈蒅袇羈莇蒄薇膃芃薃虿羆腿薂螁膂肅薂袄羅蒃薁蚃螇荿薀螆肃芅蕿袈袆膁薈薈肁肇薇蚀袄莆蚆螂聿节蚆袄袂膈蚅薄肈肄蚄螆袁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄蚁蚁膄膀芈螃羇肆莇袅膃莅莆薅羅芁莅蚇膁膇莄袀羄膃莃羂袆蒁莃蚂肂莇莂螄袅芃莁袆肀腿蒀薆袃肅葿蚈聿莄蒈螀袁莀蒈羃肇芆蒇蚂羀膂蒆螅膅肈蒅袇羈莇蒄薇膃芃薃虿羆腿薂螁膂肅薂袄羅蒃薁蚃螇荿薀螆肃芅蕿袈袆膁薈薈肁肇薇蚀袄莆蚆螂聿节蚆袄袂膈蚅薄肈肄蚄螆袁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄蚁蚁膄膀芈螃羇肆莇袅膃莅莆薅羅芁莅蚇膁膇莄袀羄膃莃羂袆蒁莃蚂肂莇莂螄袅芃莁袆肀腿蒀薆袃肅葿蚈聿莄蒈螀袁莀蒈羃肇芆蒇蚂羀膂蒆螅膅肈蒅袇羈

2、莇蒄薇膃芃薃虿羆腿薂螁膂肅薂袄羅蒃薁蚃螇荿薀螆肃芅蕿袈袆膁薈薈肁肇薇蚀袄莆蚆螂聿节蚆袄袂膈蚅薄肈肄蚄螆袁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄蚁蚁膄膀芈螃羇肆莇袅膃莅莆薅羅芁莅蚇膁膇莄袀羄膃莃羂袆蒁莃蚂肂莇莂螄袅芃莁袆肀腿蒀薆袃肅葿蚈聿莄蒈螀袁莀蒈羃肇芆蒇蚂羀膂蒆螅膅肈蒅袇羈莇蒄薇膃芃薃虿羆腿薂螁膂肅薂袄羅蒃薁蚃螇荿薀螆肃芅蕿袈袆膁薈薈肁肇薇蚀袄莆蚆螂聿节蚆袄袂膈蚅薄肈肄蚄螆袁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄蚁蚁膄膀芈螃羇肆莇袅膃莅莆薅羅芁莅蚇膁膇莄袀羄膃莃羂袆蒁 讲 授 内 容课题一：半导体二极管和三极管（一）理论部分1.1 半导体的基本知识根据物体导电能力（电阻率）的不同，来划分导体、绝缘体和半导体。半导体的电阻率为10-

3、310-9 W×cm。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。1.1.1 本征半导体本征半导体化学成分纯净的半导体。制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为“九个9”。它在物理结构上呈单晶体形态。1本征半导体的共价键结构硅和锗是四价元素，在原子最外层轨道上的四个电子称为价电子。它们分别与周围的四个原子的价电子形成共价键。共价键中的价电子为这些原子所共有，并为它们所束缚，在空间形成排列有序的晶体。这种结构的立体和平面示意图见图1.1。(a) 硅晶体的空间排列 (b) 共价键结构平面示意图图1.1 硅原子空间排列及共价键结构平面示意图2电子空穴对讲

4、授 内 容当导体处于热力学温度0 K时，导体中没有自由电子。当温度升高或受到光的照射时，价电子能量增高，有的价电子可以挣脱原子核的束缚，而参与导电，成为自由电子。这一现象称为本征激发（也称热激发）。 自由电子产生的同时，在其原来的共价键中就出现了一个空位，原子的电中性被破坏，呈现出正电性，其正电量与电子的负电量相等，人们常称呈现正电性的这个空位为空穴。可见因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为电子空穴对。游离的部分自由电子也可能回到空穴中去，称为复合，如图1.2所示。本征激发和复合在一定温度下会达到动态平衡。图1.2本征激发和复合的过程 图1.3空穴在晶格中的移动3空穴的移动自由

5、电子的定向运动形成了电子电流，空穴的定向运动也可形成空穴电流，它们的方向相反。只不过空穴的运动是靠相邻共价键中的价电子依次充填空穴来实现的。如图1.3所示。1.1.2 杂质半导体 在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。1N型半导体在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷，可形成N型半导体,也称电子型半导体。讲 授 内 容因五价杂质原子中只有四个价电子能与周围四个半导体原子中的价电子形成共价键，而多余的一个价电子因无共价键束缚而很容易形成自由电子。在N型半导体中自由电子是多数载流子,它主要由杂质原

6、子提供；空穴是少数载流子, 由热激发形成。 提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子，因此五价杂质原子也称为施主杂质。N型半导体的结构示意图如图1.4所示。2P型半导体 在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓、铟等形成了P型半导体，也称为空穴型半导体。 因三价杂质原子在与硅原子形成共价键时，缺少一个价电子而在共价键中留下一空穴。P型半导体中空穴是多数载流子，主要由掺杂形成；电子是少数载流子，由热激发形成。 图1.4 N型半导体的结构 图1.5 P型半导体的结构空穴很容易俘获电子，使杂质原子成为负离子。三价杂质因而也称为受主杂质。P型半导体的结构示意图如图01.05所示。图1.6 PN

7、结的形成过程1.1.3 PN结1. PN结的形成讲 授 内 容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如下物理过程: 因浓度差 ¯ 多子的扩散运动®由杂质离子形成空间电荷区 空间电荷区形成内电场 内电场促使少子漂移 内电场阻止多子扩散 最后，多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。对于P型半导体和N型半导体结合面，离子薄层形成的空间电荷区称为PN结。在空间电荷区，由于缺少多子，所以也称耗尽层。PN结形成的过程可参阅图1.6。2PN结的单向导电性PN结具有单向导电性，若外加电压使电流从P区流到N区，PN

8、结呈低阻性，所以电流大；反之是高阻性，电流小。如果外加电压使：PN结P区的电位高于N区的电位称为加正向电压，简称正偏；PN结P区的电位低于N区的电位称为加反向电压，简称反偏。（1）PN结加正向电压时的导电情况PN结加正向电压时的导电情况如图1.7所示。外加的正向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内电场方向相反，削弱了内电场。于是，内电场对多子扩散运动的阻碍减弱，扩散电流加大。扩散电流远大于漂移电流，可忽略漂移电流的影响，PN结呈现低阻性。（2）PN结加反向电压时的导电情况 PN结加反向电压时的导电情况如图1.8所示。讲 授 内 容外加的反向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内电场方

9、向相同，加强了内电场。内电场对多子扩散运动的阻碍增强，扩散电流大大减小。此时PN结区的少子在内电场作用下形成的漂移电流大于扩散电流，可忽略扩散电流，PN结呈现高阻性。图1.7 PN结加正向电压时 图1.8 PN结加反向电压时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。PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流；PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流。结论：PN结具有单向导电性。1.2 半导体二极管1.2.1 二极管的结构在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极管。二极

10、管按结构分有点接触型、面接触型和平面型三大类。它们的结构示意图如图1.9（a）、（b）、（c）所示。1.点接触型二极管PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。2.面接触型二极管PN结面积大，用于工频大电流整流1947年12月23日，美国新泽西州墨累山的贝尔实验里，3位科学家巴丁博士、布菜顿博士和肖克莱博士在紧张而又有条不紊地做着实验。他们在导体电路中正在进行用半导体晶体把声音信号放大的实验。3位科学家惊奇地发现，在他们发明的器件中通过的一部分微量电流，竟然可以控制另一部分流过的大得多的电流，因而产生了放大效应。这个器件，就是在科技史上具有划时代意义的成果晶体管。这位科学家因讲 授 内

11、 容电路。1.2.2 二极管的伏安特性曲线半导体二极管的伏安特性曲线如图1.10所示。处于第一象限的是正向伏安特性曲线，处于第三象限的是反向伏安特性曲线。根据理论推导，二极管的伏安特性曲线可用下式表示式中IS 为反向饱和电流，U D 为二极管两端的电压降，U T =kT/q 称为温度的电压当量， k为玻耳兹曼常数，q 为电子电荷量，T 为热力学温度。对于室温（相当T = 300 K ），则有VT = 26 mV。图1.9 二极管的结构示意图图1.10 二极管的伏安特性曲线1. 正向特性当U0，即处于正向特性区域。正向区又分为两段： 当0UUth时，正向电流为零，Uth称为死区电压或开启电压。当

12、UUth时，开始出现正向电流，并按指数规律增长。硅二极管的死区电压Uth =0.5 V此共同荣获了1956年诺贝尔物理学奖。讲 授 内 容左右，锗二极管的死区电压Uth =0.1 V左右。2. 反向特性当U0 时，即处于反向特性区域。反向区也分两个区域：当UBRU0时，反向电流很小，且基本不随反向电压的变化而变化，此时的反向电流也称反向饱和电流IS。当UUBR时，反向电流急剧增加，UBR称为反向击穿电压。在反向区，硅二极管和锗二极管的特性有所不同。硅二极管的反向击穿特性比较硬、比较陡，反向饱和电流也很小；锗二极管的反向击穿特性比较软，过渡比较圆滑，反向饱和电流较大。从击穿的机理上看，硅二极管若

13、|UBR|7 V时，主要是雪崩击穿；若UBR4 V则主要是齐纳击穿，当在4 V7 V之间两种击穿都有，有可能获得零温度系数点。1.2.3二极管的主要参数 1主要参数（1）最大整流电流IF二极管长期连续工作时，允许通过二极管的最大整流电流的平均值。（2）反向击穿电压UBR和最大反向工作电压URM-二极管反向电流急剧增加时对应的反向电压值称为反向击穿电压UBR。为安全计，在实际工作时，最大反向工作电压URM一般只按反向击穿电压UBR的一半计算。（3）反向电流IR-在室温下，在规定的反向电压下，一般是最大反向工作电压下的反向电流值。硅二极管的反向电流一般在纳安(nA)级；锗二极管在微安(mA)级。（

14、4）正向压降UF-在规定的正向电流下，二极管的正向电压降。小电流硅二极管的正向压降在中等电流水平下，约0.60.8 V；锗二极管约0.20.3 V。（5）动态电阻rd反映了二极管正向特性曲线斜率的倒数。显然，rd与工作电流的大小有关，即rd =DUF /DIF讲 授 内 容2温度特性温度对二极管的性能有较大图1.11 温度对特性曲线的影响的影响，温度升高时，反向电流将呈指数规律增加, 如硅二极管温度每增加8，反向电流将约增加一倍；锗二极管温度每增加12 ，反向电流大约增加一倍。另外，温度升高时，二极管的正向压降将减小，每增加1 ，正向每增加1 ，正向压降uF(ud)大约减小2mV，即具有负的温

15、度系数。这些可以 从图1.11所示二极管的伏安特性曲线上看出。1.2.4 特殊二极管1. 稳压二极管稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊硅二极管。稳压二极(a) 符号 (b) 伏安特性 (c) 应用电路图1.12 稳压二极管的伏安特性管的伏安特性曲线与硅二极管的伏安特性曲线完全一样，稳压二讲 授 内 容伏安特性曲线的反向区、符号和典型应用电路如图1.12所示。从稳压二极管的伏安特性曲线上可以确定稳压二极管的参数。（1）稳定电压UZ 在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电压。（2）动态电阻rZ其概念与一般二极管的动态电阻相同，只不过稳压二极管的动态电阻是从它的反向特性上求取的。 RZ

16、愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。 rz =DUZ /DIZ（3）最大耗散功率 PZM 稳压管的最大功率损耗取决于PN结的面积和散热等条件。反向工作时，PN结的功率损耗为 PZ= VZ IZ，由 PZM和VZ可以决定IZmax。（4）最大稳定工作电流IZMAX 和最小稳定工作电流IZMIN 稳压管的最大稳定工作电流取决于最大耗散功率，即PZmax =VZIZmax 。而Izmin对应VZmin。 若IZIZmin，则不能稳压。稳压二极管在工作时应反接，并串入一只电阻。电阻的作用一是起限流作用，以保护稳压管；其次是当输入电压或负载电流变化时，通过该电阻上电压降的变化，取出误差信号以调节稳压管的工作

17、电流，从而起到稳压作用。2. 发光二极管发光二极管是一种将电能直接转换成光能的光发射器件，简称LED，它是由镓、砷、磷等元素的化合物制成。这些材料构成的PN加上正向电压时，就会发出光来，光的颜色取决于制造所用的材料。发光二极管通常用透明的塑料封装，管脚长的为正极，管脚短的为负极。有的发光二极管有三个引出脚，根据管脚电压情况能发出两种颜色的光。发光二极管的符号和外形如图1.13所示。发光二极管的驱动电压低、工作电流小，具有很强的抗振动和冲击能力、体积小、可靠性高、耗电省和寿命长等优点，广泛用于讲 授 内 容（a）外形 （b）图形符号图1.13 发光二极管的外形与图形符号信号指示等电路中。3. 光

18、电二极管图1.14 光电二极管符号光电二极管又称光敏二极管。它的管壳上备有一个玻璃窗口，以便于接受光照。其特点是，当光线照射于它的PN结时，可以成对地产生自由电子和空穴，使半导体中少数载流子的浓度提高。这些载流子在一定的反向偏置电压作用下可以产生漂移电流，使反向电流增加。因此它的反向电流随光照强度的增加而线性增加，这时光电二极管等效于一个恒流源。当无光照时，光电二极管的伏安特性与普通二极管一样，其图形符号如图1.14所示。光电二极管被广泛应用于光电技术中，将光信号转换为电信号。例如在光缆通信中，通过接收端的光电二极管将光信号转换为电信号，在数控机床中作为光电控制器件或用来进行光的测量。大面积的

19、光电二极管可作为一种绿色能源，称为光电池，可进行太阳能发电、高速公路沿途标志牌的电源等。1.3 半导体三极管1.3.1 三极管的结构半导体三极管也称为双极型半导体三极管，它的结构示意图如图讲 授 内 容图1.15 半导体三极管，它的结构示意图1.15所示。它有两种类型：NPN型和PNP型。中间部分称为基区，相连电极称为基极，用B或b表示（Base）；一侧称为发射区，相连电极称为发射极，用E或e表示（Emitter）；另一侧称为集电区和集电极，用C或c表示（Collector）。 E-B间的PN结称为发射结（Je）， C-B间的PN结称为集电结（Jc）。双极型三极管的符号在图的下方给出，发射极的

20、箭头代表发射极电流的实际方向。从外表上看两个N区(或两个P区)是对称的，实际上发射区的掺杂浓度大，集电区掺杂浓度低，且集电结面积大。基区要制造得很薄，其厚度一般在几个微米至几十个微米。1.3.2三极管的放大作用和载流子的运动双极型半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压。若在放大工作状态：发射结加正向电压，集电结加反向电压。现以 NPN型三极管的放大状态为例，来说明三极管内部的电流关系， 见图1.16。发射结加正偏时，从发射区将有大量的电子向基区扩散，形成的电流为IEN。与PN结中的情况相同。从基区向发射区也有空穴的扩散运动，但其数量小，形成的电流为IEP。这是因为发射区的掺杂浓度远大

21、于基区的掺杂浓度。讲 授 内 容图1.16 双极型三极管的电流传输关系进入基区的电子流因基区的空穴浓度低，被复合的机会较少。又因基区很薄，在集电结反偏电压的作用下，电子在基区停留的时间很短，很快就运动到了集电结的边上，进入集电结的结电场区域，被集电极所收集，形成集电极电流ICN。在基区被复合的电子形成的电流是 IBN。另外，因集电结反偏，使集电结区的少子形成漂移电流ICBO。于是可得如下电流关系式：IE= IEN IEP 且有IEN>>IEPIEN=ICN+ IBN 且有IEN>> IBN ， ICN>>IBN IC=ICN+ ICBO IB=IEP+ IB

22、NICBO IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN=(ICN+ICBO)+(IBN+IEPICBO)=IC+IB 由以上分析可知，发射区掺杂浓度高，基区很薄，是保证三极管能够实现电流放大的关键。若两个PN结对接，相当基区很厚，所以没有电流放大作用，基区从厚变薄，两个PN结演变为三极管，这是量变引起质变的又一个实例。1.3.3 三极管的特性曲线 本节对共发射极接法三极管的特性曲线进行讨论。共发射极接法的供电电路和电压电流关系如图1.17所示。半导体三极管也称双极型晶体管，晶体三极管，简称三极管，是一种电流控制电流的半导体器件。讲 授 内 容1. 输入特性曲线简单地看，输入特性曲线类似于发射

23、结的伏安特性曲线，现讨论iB和uBE之间的函数关系。因为有集电结电压的影响，它与一个单独的PN结的伏安特性曲线不同。 为了排除UCE的影响，在讨论输入特性曲线时，应使uCE =const(常数)。uCE的影响，可以用三极管的内部的反馈作用解释，即uCE对iB的影响。图1.17 共发射极接法的电压电流关系共发射极接法的输入特性曲线见图1.18。其中uCE =0V的那一条相当于发射结的正向特性曲线。当uCE1V时，uCB = uCE - uBE 图1.18 共发射极接法输入特性曲线>0，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，且基区复合减少，讲 授 内 容IC / IB增大，特性曲线将向右稍微移

24、动一些。但uCE再增加时，曲线右移很不明显。曲线的右移是三极管内部反馈所致，右移不明显说明内部反馈很小。输入特性曲线的分区：死区、非线性区、线性区。2. 输出特性曲线共发射极接法的输出特性曲线如图1.19所示，它是以iB为参变量的一族特性曲线。现以其中任何一条加以说明,当uCE =0 V时,因集电极无收集作用, iC =0。当uCE微微增大时，发射结虽处于正向电压之下,但集电结反偏电压很小,如uCE < 1 V；uBE=0.7 V；uCB =uCE- uBE 0.7 V 。集电区收集电子的能力很弱，iC主要由UCE决定。当UCE增加到使集电结反偏电压较大时，如uCE 1 V，uBE 0.

25、7 V，运动到集电结的电子基本上都可以被集电区收集，此后UCE再增加，电流也没有明显的增加，特性曲线进入与uCE轴基本平行的区域（这与输入特性曲线随uCE增大而右移的原因是一致的）。输出特性曲线可以分为三个区域：饱和区iC受uCE显著控制的区域，该区域内uCE的数值较小，一般uCE 0.7 V(硅管)。此时发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。截止区iC接近零的区域，相当iB =0的曲线的下方。此时，图1.19 共发射极接法输出特性曲线讲 授 内 容发射结反偏，集电结反偏。放大区iC平行于uCE轴的区域，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏，电压大于0.7 V左右（硅管）。1.3.4

26、 三极管的主要参数半导体三极管的参数分为直流参数、交流参数和极限参数三大类。1. 直流参数（1）直流电流放大系数1）共发射极直流电流放大系数 （有时用表示）2）共基极直流电流放大系数 显然与之间有如下关系 （2）极间反向电流1）集电极-基极间反向饱和电流ICBO ICBO的下标CB代表集电极和基极，O是Open的字头，代表第三个电极E开路。它相当于集电结的反向饱和电流。2）集电极-发射极间的反向饱和电流ICEO ICEO和ICBO有如下关系: ICEO=（1+）ICBO 相当基极开路时，集电极和发射极间的反向饱和电流，即输出特性曲线IB =0那条曲线所对应的Y坐标的数值。2. 交流参数（1）交

27、流电流放大系数1）共发射极交流电流放大系数b b=DiC/DiB2）共基极交流电流放大系数讲 授 内 容=DiC/DiE当ICBO和ICEO很小时，a、b，可以不加区分。（2）特征频率fT三极管的b值不仅与工作电流有关，而且与工作频率有关。由于结电容的影响，当信号频率增加时，三极管的b将会下降。当b下降到1时所对应的频率称为特征频率，用fT表示。3. 极限参数（1）集电极最大允许电流ICM当集电极电流增加时，b 就要下降，当b值下降到线性放大区b值的7030时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流ICM。至于b值下降多少，不同型号的三极管，不同的厂家的规定有所差别。可见，当ICICM时，并

28、不表示三极管会损坏。（2）集电极最大允许功率损耗PCM集电极电流通过集电结时所产生的功耗，PCM =ICUCBICUCE，因发射结正偏，呈低阻，所以功耗主要集中在集电结上。在计算时往往用UCE取代UCB。（3）反向击穿电压反向击穿电压表示三极管电极间承受反向电压的能力。1）U(BR)CBO发射极开路时的集电结击穿电压。下标BR代表击穿之意，是Breakdown的字头，C、B代表集电极和基极，O代表第三个电极E开路。2）U(BR)EBO集电极开路时发射结的击穿电压。3）U(BR)CEO基极开路时集电极和发射极间的击穿电压。对于U(BR)CER表示BE间接有电阻，U(BR)CES表示BE间是短路的

29、。几个击穿电压在大小上有如下关系： U(BR)CBOU(BR)CESU(BR)CERU(BR)CEOU(BR)EBO1.4 二极管和三极管使用的基本知识1.4.1 半导体器件型号命名方法讲 授 内 容1. 型号的五个组成部分第一部分-用阿拉伯数字表示器件的电极数第二部分-用汉语拼音字母表示器件的材料和极性第三部分-用汉语拼音字母表示器件的类型第四部分-用阿拉伯数字表示序号第五部分-用汉语拼音字母表示规格号2. 型号组成部分的符号及意义见教材第18页1.4.2 二极管使用知识图1.20 几种常见二极管外形1. 二极管外形a）玻璃封装b）塑料封装c）金属封装2. 二极管的测试（1）极性判别晶体二极

30、管的正、负极可按下列方法来判别： 1）看外壳上的符号标记通常在二极管的外壳上标有二极管的符号。标有三角形箭头的一端为正极，另一端为负极。 2）看外壳上标记的色点在点接触二极管的外壳上，通常标有色点（白色或红色）。除少数二极管（如 2AP9 、2AP10 等）外，一般标记色点的这端为正极。 3）透过玻璃看触针对于点接触型玻璃外壳二极管，如果标记已磨掉，则可将外壳上的漆层（黑色或白色）轻轻刮掉一点，透过玻璃看哪头是金属触针，哪头是N型锗片。有金属触针的那头就是正极。 4）用万用表 R×100 或 R×1K 档，任意测量二极管的两根讲 授 内 容引线，如果量出的电阻只有几百欧姆（

31、正向电阻），则黑表笔（即万用表内电池正极）所接引线为正极，红表笔（即万用表内电源负极）所接引线为负极。（见图1.21）（2）好坏判断判别二极管的好坏，可用如下方法： 用万用表R×100 或 R图1.21 二极管极性判别×1K 挡测量二极管的正反向电阻，如图1.22所示，锗点接触型的2AP 型二极管正向电阻在 1K 左右，反向电阻应在 100K 以图1.22 二极管好坏的判断上；硅面接触型的 2CP 型二极管正向电阻在 5K 左右，反相电阻应在 1000K 以上。总之，正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。但若正向电阻太大或反相电阻太小，表明二极管的检波与整流效率不高。若正向电

32、阻无穷大（表针不动），说明二极管内部断路；若反相电阻接近零，表明二极管已击穿。内部断开或击穿的二极管均不能使用，如图1.23所示。3. 二极管的选用一般根据设备及电路技术要求，查阅半导体器件手册，选用参数满足要求的二极管，在挑选过程中应尽量选用经济、通用、讲 授 内 容图1.23 二极管极性判别市场容易买到的器件。具体选用普通二极管时应注意以下几点:（1）所选用二极管在使用时不能超过它的极限参数，特别注意不要超过最大整流电流和最高反向工作电压，并留有适当的余量。（2）尽量选用反向电流、正向压降小的管子。（3）二极管的型号应根据使用场合不同来确定。若用于整流电路，由于工作时平均电流大，应选用整流

33、二极管;若用于高频检波电路，应选用点接触型锗管;若用于高速开关电路，则应选用开关二极管等。1.4.3 三极管使用知识图1.24 常见三极管的外形及管脚排列1. 三极管外形及管脚排列讲 授 内 容需要说明的是，图1.24中的管脚排列方法是一般规律，对于外壳上有管脚指示标志的，应按标志识别，对管壳上无管脚标志的，应以测量为准。2. 三极管的测试（1）管型判别由图1.25可见，对PNP型三极管而言，c、e极分别为其内部两个PN结的正极，b极为它们共同的负极；对NPN型三极管而言，情况恰好相反，c、e极分别为两个PN结的负极，而b极则是它们共同的正极。根据这一点，用万用表电阻挡可以很方便地进行管型识别

34、。具体方法如下：将万用表拨在R×l00（或R×1K）挡，用黑表笔接触三极管的一根引脚，红表笔分别接触另外两根引脚，测得一组（两个）电阻值；黑表笔依次换接三极管其余两引脚，重复上述操作，又测得两组电阻值。将测得的三组电阻值进行比较，当某一组中的两个阻值基本相同时，黑表笔所接的引脚为该三极管的基极。若该组两个阻值为三组中的最小，则说明被测管是NPN型；若该组的两个阻值力最大，则说明被测管是PNP型。图1.25 确定三极管管型示意图（2）管脚判别用万用表识别三极管各引脚的方法是:用万用表的电阻挡R×1K先确定基极和管型（是NPN或PNP），再确定集电极和发射极。关于前者

35、的识别方法已经介绍了，这里主要介绍识别集电极和发射极的方法。1）NPN型三极管引脚识别 讲 授 内 容在判断出管型和基极b的基础上，将万用表拨在R×1K挡上，用黑、红表笔接基极之外的另两根引脚，再用手同时捏住黑表笔所接的极与b极 （手相当于一个电阻器），注意不要让两个电极直接相碰，如图1.26a所示，此时注意观察万用表指针向右摆动的幅度；然后，将黑、红表笔对调，重复上述的测试步骤。比较两次检测中表针向右摆动的幅度，以摆动幅度大的那次测量为准，黑表笔接的为集电极，红表笔接的为发射极。检测原理如图1.26b所示。图1.26 NPN型三极管c、e极检测示意图2）PNP型三极管引脚识别 用万

36、用表R×l00或R×1K挡，将红、黑表笔接基极以外的另两根引脚，再用手同时捏住红表笔所接的极与b极，如图1.27a所示，观察万用表指针向右摆动的幅度；然后将红、黑表笔对调，重复上述测试步骤。比较两次检测中表针向右摆动的幅度，以摆动幅度大酌那次测量为准，红表笔接的为集电极，黑表笔接的为发射极。检测原理如图1.27b所示。图1.27 PNP型三极管c、e极检测示意图3. 三极管的选用讲 授 内 容选用晶体管一要满足设备及电路的要求，二要符合节约的原则。根据用途的不同，一般应考虑以下几个因素:频率、集电极电流、耗散功率、反向击穿电压、电流放大系数、稳定性及饱和压降等。这些因素又具

37、有相互制约的关系，在选管时应抓住主要矛盾，兼顾次要因素。（1）根据电路工作频率确定选用低频管和高频管。原则上讲，高频管可以代换低频管，但是高频管的功率一般都比较小、动态范围窄，在代换时应注意功率条件。（2）根据三极管实际工作的最大集电极电流从ICm、管耗PCm以及电源电压UCC选择适合的三极管。要求选用的三极管的PCM PCm、ICM ICm、U(BR)CEO UCC。 对于三极管的值的选择，不是越大越好, 值太大容易引起自激振荡，何况一般值值高的管子工作多不稳定，受温度影响大。一般三极管的多选40一100之间。在实际应用中，选用的管子穿透电流ICEO越小越好，这样电路的温度稳定性就越好。普通

38、硅管的稳定性比锗管好得多，但硅管的饱和压降较锗管大，目前电路中一般都采用硅管。（二）技能部分1.5 二极管和三极管的判别与检测1.5.1 二极管的判别与检测1实训目的（1）了解二极管的外形和封装。（2）掌握用万用表粗略鉴别晶体二极管性能的方法。（3）熟悉二极管的特性及其测试方法2. 实训器材（1）2AP9、2CP21各1只。（2）MF47型万用表或DT890型数字万用表1只。讲 授 内 容（3）100mA、50mA电流表各1只。（4）1V、15V电压表各1只。3实训内容与步骤（1）极性和性能的判别1）判别极性将MF47型万用表置于R×100挡或R×1K挡，两表笔接到二极管两

39、端，如图1.21所示，若表针指在几千欧姆以下的阻值，则接黑表笔一端为二极管的正极，二极管正向导通；反之，如果表针指示很大（几百千欧姆）的阻值，则接红表笔的那一端为正极。2）鉴别性能将MF47型万用表的黑表笔接二极管正极，红表笔接二极管的负极，测得二极管的正向电阻；一般在几千欧姆以下为好，要求正向电阻愈小愈好。将红黑表笔对调，可测反向电阻；一般应在200K以上。若反向电阻太小，二极管失去单向导电作用。如果正、反向电阻都为无穷大，表面管子已断路；反之，二者都为零，表明管子短路。（2）正、反向特性的测试1）正向特性的测试按图1.28所示连接线路，UF用1V量程电压表头，PV用万用表2.5V挡，电流表

40、用100mA表头，二极管选用2CP21。图1.28 二极管正向特性测试电路将RP2和RP1阻值调至最大位置。稳压电源输出U调至5V，检查无误后，闭合开关S。讲 授 内 容分别调节RP2和RP1，观察不同的UF时流过二极管的电流IP和PV的读数，填入表1.1中。表1.1 正向特性测试记录UF/V0.20.40.50.60.70.8IP/mAPV/V2）反向特性的测试按图1.29所示连接线路，电压表用15V量程电压表头，电流表用万用表0.05mA挡。图1.29 二极管反向特性测试电路稳压电源输出U调至15V，闭合开关S。分别调节RP2和RP1，观察不同的反向电压时反向电流的大小，填入表1.2中。表

41、1.2 反向特性测试记录UF/V03691215I/A4. 实训报告要求（1）写明实训日期、目的、实训器材及详细实训步骤。（2）记录实训所测数据，绘制二极管伏安特性曲线。（3）对实训过程中出现的问题要进行分析讨论。1.5.2 三极管的判别与检测1实训目的讲 授 内 容（1）了解三极管的外形和封装。（2）掌握用万用表粗略鉴别晶体三极管性能的方法。10A、20A测量对应的UBE值，填入表1.3中。调节RP1，使UCE5V，重复上述步骤。表1.3 输入特性曲线测试记录条件IB/A051020304050607080UCE=0VUBE/VUCE=5VUBE/V2）输出特性曲线的测试调节RP2，使IB0

42、，调节RP1，分别使UCE0V、0.3V、0.5V、1V测量对应的IC值，填入表1.4中。调节RP2，使IB20A、40A、60A重复上述步骤。表1.3 输出特性曲线测试记录条件UCE/V00.30.5123510IB =0AIC/mAIB =20AIC/mAIB =40AIC/mAIB =60AIC/mA4. 实训报告要求（1）写明实训日期、目的、实训器材及详细实训步骤。（2）记录实训所测数据，绘制晶体三极管输入、输出特性曲线。（3）对实训过程中出现的问题要进行分析讨论。1.6 二极管和三极管应用电路的仿真实验1.6.1 二极管应用电路的仿真实验1实训目的（1）熟悉EWB的操作环境。（2）学习EWB的电路图输入法和仿真实验法。讲 授 内 容（3）掌握二极管双向限幅电路的工作原理，加深理解二极管的特性。2实训内容与步骤（1）进入Windows环境并建立用户文件夹例如在Windows环境下建立自己的文件夹为“D：ZS”，以便保存“.ewb”文件。（2）创建二极管双向限幅实验电路1）双击EWB图标启动EWB软件。2）按图1.31所示，在电路工作区连接电路。图1.31 二极管双向限幅实验电路3）按要求给元器件标识、赋值。4）通过设置导线颜色来区分示波器显示输入、输出波形不