半导体器件课程

半导体器件课程第1页/共146页2.1半导体的基本知识2.2半导体二极管2.3半导体三极管2.4场效应管2.5晶闸管实验1—常用电子仪器使用实验2—二极管的识别与测试第2页/共146页实验3—半导体三极管的识别与测试实验4—三极管的特性测试实验5—场效应管的测试实验6—晶闸管的测试及导通关断第3页/共146页2.1.1半导体的定义

半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质，常用的半导体材料有锗（Ge）、硅（Si）和砷（As）等。纯净的、不含杂质的半导体叫做本征半导体。在本征半导体中掺入其他元素，称为杂质半导体。

2.1

半导体的基本知识

自然界中的物质。按导电能力强弱的不同，可以分为三大类：导体、绝缘体和半导体。

第4页/共146页2.1.1半导体的定义

半导体有两种导电的粒子，一种是带负电荷的自由电子，另一种是相当于带正电荷的粒子—空穴。自由电子和空穴在外电场的作用下都会作定向移动而形成电流，所以把它们统称为载流子。

空穴运动的形成过程2.1

半导体的基本知识

第5页/共146页2.1.2

P型半导体和N型半导体

（1）P型半导体：在本征半导体硅或锗的晶体中掺入微量三价元素硼（或镓、铟等），半导体内部空穴的数量将增加成千上万倍，导电能力大大提高，这类杂质半导体称为P型半导体，也称为空穴型半导体。

2.1

半导体的基本知识

第6页/共146页2.1.2P型半导体和N型半导体

（2）N型半导体：在本征半导体硅或锗的晶体中掺入微量五价元素磷（或砷、锑等），半导体内部的自由电子的数量将增加成千上万倍，导电能力大大提高，这类杂质半导体称为N型半导体，也称为电子型半导体。2.1

半导体的基本知识

第7页/共146页2.1.3

PN结及其导电性

一、PN结的形成2.1

半导体的基本知识

在一块完整的本征半导体硅或锗上，采用掺杂工艺，使一边形成P型半导体，另一边形成N型半导体。这样，在P型半导体与N型半导体的交界处，就形成了一个特殊的区域—PN结。PN结是构成各种半导体器件的基础。

第8页/共146页2.1.3PN结及其导电性

二、PN结的单向导电性2.1

半导体的基本知识

（1）PN结加正向电压导通将P区接电源正极，N区接电源负极，则PN结外加了正向电压，称正向偏置，简称正偏。

第9页/共146页2.1.3

PN结及其导电性

2.1

半导体的基本知识

（2）PN结加反向电压截止将P区接电源负极，N区接电源正极，则PN结外加了反向电压，称反向偏置，简称反偏。第10页/共146页2.2

半导体二极管二极管是电子技术中比较常用，而且是比较简单的电子元器件。

例子显示屏在我们家庭生活中使用的家用电器，都带有显示板，而显示板中显示的数字、符号使用的就是二极管。第11页/共146页2.2.1

二极管的结构

2.2

半导体二极管在PN结两端分别引出一个电极，外加管壳即构成晶体二极管，又称为半导体二极管。第12页/共146页2.2.2

二极管的电路符号2.2

半导体二极管P型半导体一端的电极称为阳极（正极），N型的一端称为阴极（负极）。第13页/共146页2.2.3

二极管的工作原理和性质2.2

半导体二极管由于二极管是P型和N型半导体结合在一起会形成PN结，封装起来构成的，所以二极管就是一个PN结，所以二极管的工作原理就是PN结的工作原理，也具有单向导电性。

二极管的工作原理第14页/共146页2.2.3

二极管的工作原理和性质2.2

半导体二极管二极管的单向导电性第15页/共146页2.2.4

二极管的伏安特性2.2

半导体二极管晶体二极管的伏安特性是表示二极管两端的电压和流过它的电流之间的关系曲线，通过伏安特性曲线可以说明二极管的工作情况第16页/共146页2.2.5

二极管的主要参数2.2

半导体二极管参数名称说明IF最大整流电流二极管长期运行时，允许通过管子的最大正向平均电流，其大小与二极管内PN结的结面积和外部的散热条件有关。工作时若超过该值，将会因过热而烧坏UF正向工作电流二极管通过额定正向电流时，在管子两极间产生的电压降（平均值）IR反向漏电流指室温下加反向规定电压时流过的反向电流，越小越说明管子的单向导电性好，其大小受温度影响越大。硅二极管的反向电流一般在纳安（nA）级；锗二极管在微安（A）级UR最高反向工作电压允许长期加在两极间反向的恒定电压值。为保证管子安全工作，通常取反向击穿电压的一半作为UR，工作实际值不超过此值UB反向击穿电压发生反向击穿时的电压值IFSM不重复正向浪涌电流一种由于电路异常情况（如故障）引起的，并使结温超过额定结温的不重复性最大正向国在电流IoM最大正向电流二极管正常工作时，通过的最大正向电流第17页/共146页2.2.6

二极管的型号2.2

半导体二极管2──代表二极管（3代表三极管）。A──代表器件的材料，A为N型Ge，B为P型Ge，C为N型Si，D为P型Si。P──代表器件的类型，P为普通管，Z为整流管，K为开关管。9──用数字代表同类器件的不同规格。2AP9二极管的含义第18页/共146页2.2

半导体二极管电路如图(a)所示，输入信号u1和u2的波形如图(b)所示。忽略二极管的管压降，画出输出电压uo的波形。

(a)电路图(b)波形图

例题第19页/共146页2.2

半导体二极管（1）当u1=0，u2=0时，VD1、VD2均截止，uo=0。（2）当u1=0，u2=U2时，VD1截止、VD2导通，uo=U2。（3）当u1=U1，u2=U2时，∵U1>U2∴VD1导通、VD2截止，uo=U1输出波形如图所示。

输出波形例题第20页/共146页2.2.7

二极管的应用2.2

半导体二极管一、常用各类二极管实物及应用

（1）普通二极管

这类二极管的的第二个字母一般为“P”，表示小信号管的意思，用于高频检波，鉴频限幅没，小电流整流。第21页/共146页2.2.7二极管的应用2.2半导体二极管一、常用各类二极管实物及应用

（2）整流二极管这类二极管的的第二个字母一般为“Z”，表示整流管的意思，可实现不同功率的整流。第22页/共146页2.2.7二极管的应用2.2半导体二极管一、常用各类二极管实物及应用

（3）开关二极管这类二极管的的第二个字母一般为“K”，表示开关管的意思，它用于电子计算机、脉冲控制和开关电路中。第23页/共146页2.2.7二极管的应用2.2半导体二极管一、常用各类二极管实物及应用

（4）稳压二极管这类二极管的的第二个字母一般为“K”，表示开关管的意思，它用于电子计算机、脉冲控制和开关电路中。第24页/共146页2.2.7二极管的应用2.2半导体二极管一、常用各类二极管实物及应用

（5）发光二极管发光二极管具有亮度高、清晰度高、电压低（1.5～3V）、反应快、体积小、可靠性高、寿命长等特点，是一种很有用的半导体器件，常用于信号指示、数字和字符显示。第25页/共146页2.2.7二极管的应用2.2半导体二极管二、二极管应用电路

将交变电流变换成单方向脉动电流的过程叫做整流，完成这种功能的电路称为整流电路，又叫整流器。在各种电器的稳压电源中广泛使用二极管做整流电路。第26页/共146页2.2.7二极管的应用2.2半导体二极管二、二极管应用电路

（1）单相半波整流电路第27页/共146页2.2.7二极管的应用2.2半导体二极管二、二极管应用电路

（1）单相桥式整流电路第28页/共146页2.3半导体三极管半导体三极管具有放大作用，使用很广泛。例子电视机电路我们家庭生活中使用的电视机，其中的枕形较正电路就使用三极管。第29页/共146页2.3.1三极管的结构2.3半导体三极管三极管的结构如图所示。平面型合金型第30页/共146页2.3.1三极管的结构2.3半导体三极管三极管的结构示意图及符号如图所示。第31页/共146页2.3.2三极管的放大作用2.3半导体三极管一、三极管的偏置三极管是电子技术中的核心元件，它的主要功能是实现电流放大作用。三极管要起到放大作用（工作在放大状态），必须具备内部和外部两个条件。内部条件就是三极管自身的内部结构特点（1）发射区和集电区虽然是同种半导体材料，但发射区的掺杂浓度远远高于集电区的，集电区的空间比发射区的空间大；（2）基区很薄没，并且掺杂浓度特别低。外部条件是要给三极管加合适的工作电压。第32页/共146页2.3.2三极管的放大作用2.3半导体三极管一、三极管的偏置三极管放大作用的外部条件

第33页/共146页2.3.2三极管的放大作用2.3半导体三极管二、三极管的电流放大作用三极管电流放大作用的实验电路第34页/共146页2.3.2三极管的放大作用2.3半导体三极管二、三极管的电流放大作用晶体三极管的电流分配数据单位：毫安项目1234567IB0.003500.010.020.030.040.05IC-0.00350.010.561.141.142.332.91IE00.010.571.161.172.372.96第35页/共146页2.3.3三极管的特性曲线2.3半导体三极管晶体三极管的特性曲线，全面反映了三极管各电极间电压和各电极电流之间的关系，是我们分析具体放大电路的重要依据，是三极管特性的主要表示形式，主要包括：输入特性曲线和输出特性曲线。第36页/共146页2.3.3三极管的特性曲线2.3半导体三极管一、三极管的输入特性曲线输入特性是指UCE为某一固定值时，输入回路中iB和uBE之间的关系。

第37页/共146页2.3.3三极管的特性曲线2.3半导体三极管二、三极管的输出特性曲线输出特性是指IB为一固定值时，输出回路中iC和uCE之间的关系。根据输出特性曲线，三极管的工作区域分为：截止区、饱和区和放大区三种情况。

第38页/共146页2.3半导体三极管根据各个电极的电位，说明如图所示的三极管的工作状态。

(a)(b)

第39页/共146页2.3半导体三极管根据三极管各个电极的电位，可知（a）图的发射结和集电结都反向偏置，故该三极管工作在截止状态。（b）图的发射结正向偏置，集电结反向偏置，故该三极管工作在放大状态。

第40页/共146页2.3.4三极管的主要参数2.3半导体三极管参数名称说明直流放大系数反映三极管电流放大能力强弱的参数。

交流放大系数反映三极管电流放大能力强弱的参数ICBO集电极—基极反向饱和电流该电流是晶体三极管发射极开路时，从集电极流到基极的电流。该电流是PN结的反向电流，因此具有数值小但受温度变化影响较大的特点。它的大小标志集电结质量的好坏。ICEO穿透电流衡量三极管质量好坏的主要参数，其值越小越好。ICM集电极最大允许电流值下降到正常值的三分之二时的集电极电流称为集电极最大允许电流。集电极电流若超过此值，管子性能变坏，甚至有烧坏的可能。U（BR）CBO集电极—基极反向击穿电压在发射极开路时集电结承受的最高反向电压。U（BR）EBO发射极—基极反向击穿电压在集电极开路时发射极与基极之间所能承受的最高反向电压。U（BR）CEO集电极—发射极反向击穿电压在基极开路时，集电极与发射极之间所能承受的最高反向电压。PCM集电极最大允许耗散功率集电极允许的最大功率。使用时若超过此值，将使三极管的性能变差或烧毁。第41页/共146页2.3.5三极管的型号2.3半导体三极管3—表示三极管。D—表示半导体材料。

A表示锗PNP管、B表示锗NPN管、

C表示硅PNP管、D表示硅NPN管。G—表示半导体器件的种类。

X表示低频小功率管、D表示低频大功率管

G表示高频小功率管、A表示高频大功率管、

K表示开关管。110—表示同种器件型号的序号。B—表示同一型号中的不同规格。3DG110B三极管的含义第42页/共146页2.3.5三极管的应用2.3半导体三极管三极管应用在三种基本放大电路中，实现信号的放大。一、基本放大电路+++b2b-iucC+RR-CCb1RuVToL+CVVT++-RuRVeuib-C1+CCoVTRL2C+-RSSu（a）共发射极放大电路（b）共集电极放大电路（c）共基极放大电路第43页/共146页2.3.5三极管的应用2.3半导体三极管三极管应用在功率放大电路中，实现电压信号的功率放大。二、功率放大电路第44页/共146页2.3.5三极管的应用2.3半导体三极管差动放大电路是一种能有效地抑制零点漂移电路。三、差动放大电路第45页/共146页2.3.5三极管的应用2.3半导体三极管集成运算放大器的内部电路里使用大量的三极管。四、集成运算放大器的内部电路第46页/共146页2.3.5三极管的应用2.3半导体三极管直流稳压电源的稳压电路采用晶体三极管实现稳压电路，可以实现可调、稳定的效果。五、直流稳压电源的稳压电路第47页/共146页2.3.5三极管的应用2.3半导体三极管在数字电路中，利用三极管可实现非门电路的功能。六、三极管构成的数字电路的非门电路第48页/共146页2.3.5三极管的应用2.3半导体三极管利用三极管实现与非门电路的功能。七、TTL与非门电路第49页/共146页2.4场效应管

场效应管（FET）是电压控制型器件，利用电场效应来控制半导体中多数载流子的运动，以实现放大作用。场效应管不仅输入电阻非常高（一般可达到几百兆欧到几千兆欧）、输入端电流接近于零（几乎不向信号源吸取电流），而且还具有体积小、质量轻、噪声低、省电、热稳定性好、制造工艺简单、易集成等优点，是放大电路中理想的前置输入器件。目前广泛应用的是MOS场效应管。第50页/共146页半导体存储器中使用的就是场效应管。例子半导体存储器第51页/共146页2.4.1结型场效应管

2.4场效应管一、结型场效应管结构

（a）N沟道（b）P沟道结型场效应管的符号结型场效应管的结构第52页/共146页2.4.1结型场效应管

2.4场效应管二、结型场效应管的伏安特性

（1）转移特性曲线转移特性曲线表示当UDS为确定值时漏极电流ID受栅极电压UGS控制的关系。

第53页/共146页2.4.1结型场效应管

2.4场效应管二、结型场效应管的伏安特性

（2）输出特性曲线输出特性曲线又称漏极特性曲线，它是UGS为确定值时ID随UGS变化的关系曲线，每一个UGS值对应一条ID—UGS曲线。

第54页/共146页2.4.1结型场效应管

2.4场效应管三、结型场效应管的原理

场效应管的放大作用通常是指它的电压放大作用。当把变化的电压加在G极、S极之间时，漏极电流将随之变化，从而得到较大的电压变化量。第55页/共146页2.4.2绝缘栅场效应管

2.4场效应管一、

增强型N沟道绝缘栅场效应管的结构

栅极和其它电极及硅片之间是绝缘的，称绝缘栅型场效应管。绝缘栅场效应管有耗尽型和增强型两大类，每一类又有N沟道和P沟道两种。

符号第56页/共146页2.4.2绝缘栅场效应管

2.4场效应管二、

增强型N沟道绝缘栅场效应管的原理

三、

增强型N沟道绝缘栅场效应管的伏安特性四、

耗尽型N沟道绝缘栅场效应管的结构第57页/共146页2.4.3场效应管的主要参数2.4场效应管参数名称说明UGS（off）夹断电压在漏源电压UDS为某一固定值时，结型或耗尽型绝缘栅场效应管的ID小到近于零时的UGS值为夹断电压。UGS（th）开启电压当UDS为某一确定值时，增强型MOS场效应管开始导通（ID达到某一值）时的UGS值为开启电压。IDSS饱和漏电流对于结型和耗尽型场效应管，当UGS=0，且UDS>︳UGS（off）︳时的漏极电流，即管子用作放大时的最大输出电流为饱和漏极电流。它反映了零偏压时原始沟道的导电能力。gm跨导UDS为定值时，漏极电流变化量△ID，与引起这个变化的栅、源电压变化量△UDS之比，定义为跨导，单位为μA/V。第58页/共146页2.4.4场效应管的使用2.4场效应管

结型场效应管的栅源电压必须使PN结反偏，否则无法工作。但它的漏极与源极可互换使用。

MOS场效应管的输入电阻很高，如果在栅极上感应了电荷，就不易泄放，极易将PN结击穿损坏。为了避免PN结击穿损坏，存放时应将各电极短接；焊接时，电烙铁要良好接地，或拔掉电源插头再焊接；焊接完成的电路，不应存在栅极悬空状态。

MOS场效应管中，有些产品将衬底引出（四脚），用户可根据需要正确连接。此时，漏极与源极可互换使用，但有些产品出厂时已经将衬底与源极连在一起则不可以互换。第59页/共146页2.4.5场效应管的应用2.4场效应管一、自给偏压式偏置放大电路场效应管的广泛应用在放大电路和数字电路中。第60页/共146页2.4.5场效应管的应用2.4场效应管二、分压式偏置放大电路第61页/共146页2.4.5场效应管的应用2.4场效应管三、源极输出器第62页/共146页2.4.5场效应管的应用2.4场效应管四、CMOS与非门第63页/共146页2.4.5场效应管的应用2.4场效应管五、MOS场效应管构成的存储矩阵第64页/共146页2.5晶闸管

晶闸管是在晶体管基础上发展起来的一种大功率半导体器件。它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性，但它的导通时间是可控的，主要用于整流、逆变、调压及开关等方面。晶闸管具有体积小、重量轻、效率高、动作迅速、维修简单、操作方便、寿命长、容量大（正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏）。第65页/共146页例子电瓶充电电路

第66页/共146页2.5.1单向晶闸管

2.5晶闸管一、单向晶闸管的结构符号第67页/共146页2.5.1单向晶闸管

2.5晶闸管二、单向晶闸管的等效电路第68页/共146页2.5.1单向晶闸管

2.5晶闸管三、单向晶闸管的工作原理晶闸管的反向阻断

晶闸管的正向阻断

第69页/共146页2.5.1单向晶闸管

2.5晶闸管三、单向晶闸管的工作原理晶闸管的导通第70页/共146页2.5.1单向晶闸管

2.5晶闸管四、单向晶闸管的伏安特性第71页/共146页2.5.1单向晶闸管2.5晶闸管五、单向晶闸管的主要参数参数名称说明URRM正向重复峰值电压在控制极开路和正向阻断的条件下，重复加在晶闸管两端的正向峰值电压。UFRM反向重复峰值电压在控制极开路时，允许重复加在晶闸管两端的反向峰值电压。IF正向平均电流环境温度为40°C及标准散热条件下，晶闸管处于全导通时可以连续通过的工频正弦半波电流的平均值。IH维持电流在室温下和控制极断路时，晶闸管维持导通状态所必须的最小电流。UG、IG控制极触发电压、触发电流在室温下，阳极加正向电压为直流6V时，使晶闸管由阻断变为导通所需要的最小控制极电压和电流。第72页/共146页2.5.1单向晶闸管2.5晶闸管六、晶闸管型号及其含义

KP5-7A晶闸管的含义K—晶闸管P—表示晶闸管的类型。P—普通晶闸管、K—快速晶闸管、S—双向晶闸管5—额定正向平均电流（IF）。5的含义是额定正向平均电流为5A。7—额定电压，用百位或千位数表示取UFRM或URRM较小者。7的含义是额定电压为700V。A—导通时平均电压组别共九级，用字母A~I表示0.4~1.2V。

第73页/共146页2.5.2双向晶闸管2.5晶闸管

双向晶闸管又叫做晶闸管，是各种晶闸管派生器件中应用较为广泛的一种。由于双向晶闸管具有正、反向都能控制导通的特性，并且又有触发电路简单、工作稳定可靠等优点，因此，在无触点交流开关电路中，双向晶闸管有着十分广阔的应用前景。第74页/共146页2.5.2双向晶闸管2.5晶闸管一、双向晶闸管的结构

符号第75页/共146页2.5.2双向晶闸管2.5晶闸管二、双向晶闸管的工作原理在第一阳极和第二阳极之间所加的交流电压无论是正向电压或反向电压，在控制极上所加的触发脉冲无论是正脉冲还是负脉冲，都可以使它正向或反向导通。由于双向晶闸管具有正、反向都能控制导通的特性，所以它的输出电压不像单向晶闸管那样是直流，而是交流形式。第76页/共146页2.5.2双向晶闸管2.5晶闸管三、双向晶闸管的特点双向晶闸管相当于两个晶闸管反向并联，两者共用一个控制极。晶闸管双向触发导通。第77页/共146页2.5.3晶闸管的应用2.5晶闸管一、单相半波可控整流电阻性负载电路晶闸管广泛应用在可控整流电路中。

电路图工作原理第78页/共146页2.5.3晶闸管的应用2.5晶闸管二、单相半波可控整流电感性负载电路

电路图工作原理第79页/共146页2.5.3晶闸管的应用2.5晶闸管二、单相半波可控整流电感性负载电路

带续流二极管电路图为了使晶闸管在电源电压降到零值时能及时关断，使负载上不出现负电压，必须在电感性负载两端并联1个二极管。第80页/共146页2.5.3晶闸管的应用2.5晶闸管三、单相半控桥式整流电路

电路图工作原理第81页/共146页1.学会正确使用常用电子仪器。2.掌握示波器及万用表的测试。实验1常用电子仪器使用一实验目的二实验原理第82页/共146页用来产生信号源的仪器，它有正弦波、三角波、方波输出，输出电压和频率均可调节。1信号发生器第83页/共146页为被测实验电路提供能源，通常是电压输出。

2

直流稳压电源第84页/共146页

万用表又叫繁用表或多用表，它具有多种用途、多种量程、携带方便等优点，在电工维修和测试中广泛使用。一般万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻等电量，有的还可以测量交流电流和电容、电感等。

3万用表第85页/共146页

万用表有指针式和数字式两类，指针式万用表其外形见图，主要由表壳、表头、机械调零旋钮、欧姆调零旋钮、选择开关（量程选择开关）、表笔插孔和表笔等组成。第86页/共146页

数字万用表是一种多功能、多量程的数字显示仪表。采用大规模集成电路和液晶数码显示技术使其具有体积小、重量轻、精度高、数码显示清晰等优点。一般数字万用表除测量交直流电压、电流、电阻功能以外，还具有测量晶体管、电容等功能,还具有自动回零、过量程指示、极性选择等性能。

第87页/共146页用来测量实验电路的输出信号。通过示波器可显示电压或电流波形，可测量频率、周期等其它有关参数。4示波器第88页/共146页测量交流电压。5毫伏表第89页/共146页将ON-OFF开关于ON位置，检查9V电池，如果电池电压不足，显示屏上将有低压显示，这时应更换一个新电池后再使用；如果没有低电压显示，则按以下步骤操作；测试表笔插孔旁的！符号，表示输入电压或电流不应该超过提示值，这是为了保护内部线路免受损伤；测试之前，功能开关置于你所需要的量程。

万用表操作及使用三实验内容及步骤万用表操作前注意第90页/共146页将黑色表笔插入COM插孔，红色表笔插入V/Ω插孔。测直流电压时，将功能开关置于直流电压量程范围（测交流电压时则应置于交流电压量程范围），并将测试表笔连接到待测电源或负载上，同时便可读出显示值，红色表笔所接端的极性将同时显示于显示器上（交流电压时无极性显示）。电压测量第91页/共146页注意如果不知被测电压范围，则首先将功能开关置于最大量程后，视情况降至合适量程；如果只显示“1”，表示过量程，功能开关应置于更高量程。第92页/共146页将黑色表笔插入COM插孔,红色表笔在测量mA级电流时，插入到mA插孔，当测量最大值为20A的电流时，红色表笔插入20A插孔。将功能开关置于DCV（测直流时）或ACV（测交流时）的合适量程，且将表笔与待测负载串连接入电路，电流值即时显示并同时显示出红色表笔的极性（测交流时不显示）。

电流测量第93页/共146页将黑色表笔插入COM插孔，红色表笔插入V/Ω插孔。将功能开关置于合适的Ω量程，即可将测试表笔连接到待测电阻上。电阻测量万用表使用的录像第94页/共146页注意如果被测电阻值超出所选择量程的最大值，将显示过量程“1”，应该选择更高量程，对于大于1ΜΩ或更高的电阻，读数要经几秒钟后才能稳定，这是正常的。当无输入时，如开路情况，显示为“1”。当检查线路内部阻抗时，要保证被测线路所有电源移开，所有电容放电。200ΜΩ量程，表笔短路时读数约为1.0，测电阻量时应从读数中减去。如测量100ΜΩ时，若显示为101.0，则1.0应被减去。

第95页/共146页接通示波器电源，调节“辉度”、“聚焦”旋钮，使荧光屏上出现扫描线。旋转“辉度”旋钮能改变光点和扫描线的亮度，观察低频信号和高频信号。旋转“聚焦”旋钮调节电子束截面大小，将扫描线聚焦成最清晰状态。熟悉X轴上下、左右位移，Y轴上下、左右位移的旋钮作用。接通信号发生器（或用实验系统自身带有的信号发生器也可以），调节其输出电压为0.1lmV～5V，频率为lkHz，并把输出接至示波器Y轴输入，观察输入信号电压波形，调节示波器“Y轴衰减”和“Y轴增幅”旋钮，熟悉它们的作用。电子仪器的使用第96页/共146页3.调节“扫描范围”及“扫描微调”旋钮，使示波器荧光屏上显示的波形增加或减少（例如在荧光屏上得到1个、3个或6个完整的正弦波），熟悉“扫描范围”及“扫描微调”旋钮的作用。4.用晶体管毫伏表测量信号发生器的输出电压。将信号发生器的输出衰减开关分别置于0dB、20dB、40dB、60dB的位置，测量其对应的输出电压。测量时应将毫伏表量程选择正确，以使读数准确。电子仪器的使用第97页/共146页5.用数字万用表测量信号发生器输出电压值，并与晶体管毫伏表测试结果进行比较。电子仪器的使用示波器的使用录像注意1.用毫伏表测量时，应将量程选择正确，以使读数准确。2.调节示波器辉度旋钮时，一般不应太亮，以保护荧光屏。第98页/共146页四实验器材直流稳压电源(1台)数字(或指针式)万用表(2块)信号发生器(1台)双踪示波器(1台)晶体管毫伏表(1只)电阻若干第99页/共146页五预习要求了解常用的万用表等的特点；掌握常用万用表的使用方法和注意事项等；阅读有关直流电源、信号发生器、万用表、示波器、毫伏表等常用仪器使用说明书；制定本实验有关数据记录表格。

第100页/共146页六实验报告要求阐述常用的万用表等的特点和使用方法及注意事项；写出本实验所用仪器的型号、名称及各自作用。整理实验目的、内容及数据。第101页/共146页1.测试二极管的单向导电性。2.学习二极管伏安特性曲线的测试方法。3.熟悉半导体二极管的外形及管脚识别方法。4.练习查阅半导体器件手册，熟悉半导体二极管的类别、型号及主要性能参数。

5.掌握用万用表判别半导体二极管好坏的方法。

实验2二极管的识别与测试一实验目的二实验原理第102页/共146页二极管是由一个单向导电的PN结成。实物如图所示。

当我们拿到二极管时，首先从外表上可以判断其正负极性，通常外表有黑圈的为PN结的负极（N端），而无黑圈的为PN结的正极（P端）。二极管伏安特性是指二极管两端电压与通过二极管电流之间的关系。利用逐点测量法，通过改变输入电压，分别测出二极管两端电压和通过二极管的电流，即可在坐标纸上描绘出它的伏安特性曲线。第103页/共146页观看实物，熟悉二极管的外形。判别二极管的正负极三实验内容及步骤半导体二极管的识别。查阅手册，记录所给二极管的类别、型号及主要参数。（1）观察法：观察外壳上的的符号标记。通常在二极管的外壳上标有二极管的符号，带有三角形箭头的一端为正极，另一端是负极。观察外壳上的色点。在点接触二极管的外壳上，通常标有极性色点(白色或红色)。一般标有色点的一端即为正极。还有的二极管上标有色环，带色环的一端则为负极。

第104页/共146页（2）测试法：将万用表拨到R×1kΩ（或R×100Ω）欧姆档。用黑表笔搭在二极管的一端，用红表笔搭在二极管的另一端时电阻较小；再将黑表笔与红表笔的位置对调时电阻较大，则电阻较小的为二极管加上正向电压，此时黑表笔搭接的端钮为二极管的P，即二极管的正极；红表笔端钮为二极管的N，即二极管的负极。

判别二极管正、负电极第105页/共146页二极管好坏的鉴别（1）将万用表拨至电阻档，量程为R×100或R×1K档，并将表笔负端（表内电源为正极）接晶体二极管的“十”极，用万用表的正端（表内电源为负极）接二极管的“一”极。

（2）测出其正向电阻，该阻值较低，一般为几十欧至几百欧，表明管子的正向特性是好的。

（3）再把两表笔位置倒置，用万用表的正端接二极的“十”极，用万用表的负端接二极管的“一”极。（4）此时测出其反向电阻，该阻值较高，一般为几十至几百千欧以上，这表明管子的反向特性都是好的。第106页/共146页二极管好坏的鉴别（5）经过以上检验，如果管子的正向、反向特性都是比较好的，那么这只管子是好的，两阻值之间的差别越大越好。

（6）如果测出其阻值为0，则表示管子内部已短路；如果测出其阻值极大，甚至为∞，则表示这只管子内部已断路。第107页/共146页二极管伏安特性曲线的测试（1）按图在面包板上连接线路，经检查无误后，接通5V直流电源。（2）调节电位器RP，使输入电压uI按表所示从零逐渐增大至5V。第108页/共146页（3）用万用表分别测出电阻R两端的电压uR和二极管两端电压uD，并根据iD=uD/R算出通过二极管的电流iD

，记录于表中。uI/V0.000.40.50.60.70.81.01.52.03.04.05.0第一次测量uR/VuD/V第二次测量uR/VuD/V平均值uR/VuD/ViD/mA第109页/共146页（4）用同样的方法进行两次测量，然后取平均值，即可得到二极管的正向特性。（5）将电路的电源正负、极性互换，使二极管反偏，然后调节电位器RP，按表所示的uI值，分别测出对应的uR和uD

值。uI/V0.000.40.50.60.70.81.01.52.03.04.05.0uR/VuD/ViD/μA第110页/共146页二极管的测试过程（1）在元件盒中取出两只不同型号的二极管，用万用表鉴别二极管的极性。（2）将万用表拨到R10或R1k电阻档，测量上列二极管的正、反向电阻，并判断其性能好坏，把以上测量结果填入表中。（3）按下图接线，稳压电源输出调至1.5V，判别二极管的管型（硅管或锗管）。第111页/共146页二极管的测试过程二极管的测试型号正向电阻反向电阻正向压降管型质量差别（1）用万用表R×100Ω或R×1kΩ档测试，是为了安全。如果使用R×1Ω等量程档，由于这时万用表内部内阻比较小，测量二极管时，正向电流比较大，可以超过二极管允许电流而使二极管损坏。（2）如果使用R×10kΩ，这时万用表内部用的是十几伏以上的电池，测量二极管的反向电阻时，有可能把二极管击穿。注意第112页/共146页四实验器材数字(或指针式)万用表(2块)电阻若干半导体器件手册不同规格、类型的半导体二极管若干第113页/共146页五预习要求1.熟悉二极管的原理；2.掌握二极管的识别与测试方法；3.制定本实验有关数据记录表格。

第114页/共146页六实验报告要求整理实训目的、内容及器材；列出所测二极管的类别、型号、主要参数、测量数据及质量好坏的判别结果。二极管测试的录像二极管测试的动画第115页/共146页1.熟悉三极管的外形及引脚识别方法

。2.练习查阅半导体器件手册，熟悉三极管的类别、型号及主要性能参数。

3.掌握用万用表判别三极管引脚、管型与质量的方法。实验3半导体三极管的识别与测试

一实验目的第116页/共146页二实验器材（1）万用表一只（指针式）。（2）半导体器件手册。（3）不同规格、类型的三极管若干。第117页/共146页三实验步骤（1）观看实物，熟悉三极管的外形，如下图所示。

（2）二极管的识别。查阅手册，记录所给二极管的类别、型号及主要参数。第118页/共146页三实验步骤（3）判别基极。

万用表判别基极三极管基极与管型的判别型号引脚图管型第119页/共146页三实验步骤（4）集电极和发射极的判别。

万用表判别集电极和发射极第120页/共146页三实验步骤（4）集电极和发射极的判别。

三极管发射极与集电极引脚的判别型号红表笔黑表笔阻值（kΩ）假定的结论合格否NPN型假定的发射极“e”假定的集电极“c”假定的集电极“c”假定的发射极“e”PNP型假定的发射极“e”假定的集电极“c”假定的集电极“c”假定的发射极“e”第121页/共146页三实验步骤（5）三极管性能判别①穿透电流

万用表测量穿透电流

第122页/共146页三实验步骤（5）三极管性能判别②电流放大系数

万用表测量电流放大系数

第123页/共146页三实验步骤（5）三极管性能判别③稳定性能

三极管质量性能的检测

型号b、e间正向电阻（kΩ）b、c间正向电阻（kΩ）c、e间电阻（kΩ）合格否第124页/共146页四实验报告（1）实验目的、实验内容、测试仪表及材料。（2）整理表中数据，列出所测三极管的类别、型号、主要参数、测量数据及质量好坏的判别结果。

三极管测试的录像第125页/共146页注意（1）用万用表R×100Ω挡或R×1kΩ挡测试，是为了安全。如果使用R×1Ω等量程挡，由于这时万用表内部内阻比较小，测量三极管时，正向电流比较大，可以超过三极管允许电流而使三极管损坏。（2）如果使用R×10kΩ挡，这时万用表内部用的是十几伏以上的电池，测量三极管的反向电阻时，有可能把三极管击穿。（3）测量时手不要接触三极管引脚。（4）插入数字万用表三极管挡（hFE），直接测量三极管值或判断管型及引脚。（5）NPN和PNP管分别按ebc排列插入不同的孔需要准确测量值时，应先进行校正。

第126页/共146页1.掌握三极管应用电路的测试方法。2.加深对三极管放大特性、三种工作状态的理解。实验4三极管特性的测试

一实验目的第127页/共146页二实验器材直流稳压电源1台，万用表1只，三极管1只，电位器4.7kΩ、10kΩ各1只，电阻1kΩ、2kΩ、3kΩ、6.8kΩ、100kΩ各1只。第128页/共146页三实验步骤（1）三极管电路电压传输特性的测试。①按下图所示电路接线，检查无误后接通直流电源电压VCC。

三极管特性测试第129页/共146页三实验步骤（1）三极管电路电压传输特性的测试