电子技术课件：认识与检测二极管

识别与检测二极管识别与检测二极管四、巩固与拓展

一、任务目标二、任务描述

三、程序与方法

识别与检测二极管掌握半导体二极管的选用和代换原则了解半导体二极管的基本常识了解半导体二极管的特性及参数掌握根据外形识别二极管的方法掌握用万用表检测二极管质量的方法一、任务目标教学难点：根据外形识别半导体二极管的方法半导体二极管的选用和代换原则查阅器件手册的方法用万用表检测半导体二极管方法教学重点：识别与检测二极管随着电子技术的不断发展，半导体材料的应用越来越广泛。二极管作为常用的电子元件，也得到了广泛应用。例如，交通信号灯里的发光二极管、LED显示屏、太阳能电池板等都是利用半导体制成的。识别与检测二极管二、任务描述程序与方法一、认识万用表二.万用表的调零和测量电阻的方法一、用万用表检测二极管二、二极管的结构与符号三、了解半导体材料一、二极管的伏安特性二、二极管的参数三、二极管的命名四、二极管的种类步骤一、学习使用万用表步骤二、认识二极管步骤三、测试二极管的特性识别与检测二极管三、程序与方法一、认识万用表

万用表是装配和检修电子线路最常见的仪表，分为数字式和指针式两种。步骤一、学习使用万用表二、万用表的调零和测量电阻的方法

万用表调零的方法和万用表测量电阻的方法。注意万用表电阻挡中“×10k”时内部电源电压为9V，其余电阻挡的内部电源电压为1.5V。识别与检测二极管CompanyLogo用万用表检测二极管二极管的结构与符号了解半导体材料识别与检测二极管认识二极管步骤二、半导体基础知识自然界中的物质，按其导电能力可分为三大类：导体、半导体和绝缘体。

1.导体：电阻率

<10-4

·cm的物质。如铜、银、铝等金属材料。

2.绝缘体：电阻率

>109

·cm物质。如橡胶、塑料等。

3.半导体：导电性能介于导体和半导体之间的物质。大多数半导体器件所用的主要材料是硅(Si)和锗(Ge)。它们都是+4价元素，硅的热稳定性比锗好。识别与检测二极管识别与检测二极管（一）本征半导体及其导电性

半导体按其是否掺入杂质来划分，又可分为：本征半导体和杂质半导体。完全纯净的结构完整的半导体晶体称为本征半导体。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。注意在绝对0K（-273oC），本征半导体基本不导电。识别与检测二极管(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。识别与检测二极管

（2）电子空穴对

当导体处于热力学温度0K时，半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。

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。

这一现象称为本征激发，也称热激发。识别与检测二极管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，如图所示。本征激发和复合在一定温度下会达到动态平衡。识别与检测二极管(3)空穴的移动自由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。束缚电子填补空穴的运动识别与检测二极管（4）结论半导体中存在两种载流子，一种是带负电的自由电子，另一种是带正电的空穴，它们都可以运载电荷形成电流。本征半导体中，自由电子和空穴相伴产生，数目相同。一定温度下，本征半导体中电子空穴对的产生与复合相对平衡，电子空穴对的数目相对稳定。温度升高，激发的电子空穴对数目增加，半导体的导电能力增强，即本征半导体的导电能力主要取决于温度。空穴的出现是半导体导电区别导体导电的一个主要特征。识别与检测二极管（二）杂质半导体在本征半导体中加入微量杂质，可使其导电性能显著改变。根据掺入杂质的性质不同，杂质半导体分为两类：电子型（N型）半导体和空穴型（P型）半导体。1.N型半导体(Negative)

在硅（或锗）半导体晶体中，掺入微量的五价元素，如磷（P）、锑（Sb）砷（As）等，则构成N型半导体(或称电子型半导体)。识别与检测二极管N型半导体的共价键结构+4+4+4+4+4+4+4+4+4+5自由电子施主原子识别与检测二极管

本征半导体掺入5价元素后，原来晶体中的某些硅原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有5个价电子，其中4个与硅构成共价键，多余一个电子只受自身原子核吸引，在室温下即可成为自由电子。

自由电子浓度远大于空穴的浓度。电子称为多数载流子(简称多子)，空穴称为少数载流子(简称少子)。如图所示。

5价杂质原子称为施主原子。N型半导体的特点识别与检测二极管2.P型半导体（Positive）

在硅（或锗）半导体晶体中，掺入微量的三价元素，如硼（B）、铟（In）等，则构成P型半导体。

3价杂质原子称为受主原子。

P型半导体特点：空穴浓度多于电子浓度，即p>>n。空穴为多数载流子，电子为少数载流子。如图所示。识别与检测二极管P型半导体共价键结构+4+4+4+4+4+4+4+4+4+3空穴受主原子识别与检测二极管综上所述：(1)本征半导体中加入五价杂质元素，便形成N型半导体。N型半导体中，电子是多数载流子，空穴是少数载流子，此外还有不参加导电的正离子。(2)本征半导体中加入三价杂质元素，便形成P型半导体。其中空穴是多数载流子，电子是少数载流子，此外还有不参加导电的负离子。(3)杂质半导体中，多子浓度决定于杂质浓度，少子由本征激发产生，其浓度主要与温度有关。识别与检测二极管3.载流子的漂移运动和扩散运动（1）漂移运动（DriftMovement）

有电场力作用时，电子和空穴便产生定向运动，称为漂移运动。漂移运动产生的电流称为漂移电流。（2）扩散运动由于浓度差而引起的定向运动称为扩散运动（DiffusionMovement），载流子扩散运动所形成的电流称为扩散电流扩散是由浓度差引起的，所以扩散电流的大小与载流子的浓度梯度成正比。识别与检测二极管PN结1.PN结的形成

在一块本征半导体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识别与检测二极管

最后多子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，由于缺少载流子，所以也称耗尽层。PN结的形成过程PN结形成的过程如图。识别与检测二极管2.PN结的单向导电性

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。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。

（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识别与检测二极管

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的作用下形成的漂移电流大于扩散电流，可忽略扩散电流，由于漂移电流本身就很小，PN结呈现高阻性。

在一定温度条件下，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。（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识别与检测二极管结论：PN结的单向导电性PN结外加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流，PN结导通。PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流，PN结截止。当PN结两端的反向电压增大到一定数值时，反向电流急剧增大，PN结反向击穿（电击穿）。识别与检测二极管Ⅱ二极管的结构与符号在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极管。二极管按结构分有点接触型、面接触型和平面型三大类。(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。识别与检测二极管

PN结面积大，用于工频大电流整流电路。用于集成电路制造中。PN结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。(2)面接触型二极管(3)平面型二极管阳极阴极识别与检测二极管常见二极管的外形识别与检测二极管二极管的检测测试项目正向电阻反向电阻测试方法正常数据硅管锗管极性判别（几百欧~几千欧）表针一般不动表针将启动一点（大于几百千欧）表针指示在中间偏右一点表针偏右靠近满度，而又不到满度万用表黑笔连接的一端为二极管的阳极万用表黑笔连接的一端为二极管的阴极二极管的参数步骤三、测试二极管的特性二三四一二极管的伏安特性二极管的命名二极管的种类识别与检测二极管识别与检测二极管一

二极管的伏安特性

二极管两端的电压U及其流过二极管的电流I之间的关系曲线，称为二极管的伏安特性。识别与检测二极管①正向特性死区电压：硅管0.5V；锗管0.1V正向压降：硅管0.6V～0.8V，一般取0.7V

锗管0.1V～0.3V，一般取0.2V对温度变化敏感：温度升高→正向特性曲线左移温度每升高1℃→正向压降减小约2.5mV。②反向截止特性反向电流：很小。硅管0.1微安锗管几十个微安受温度影响大：温度每升高10℃→反向电流增加约1倍。③反向击穿特性反向击穿UBR:几十伏以上。二

二极管的参数识别与检测二极管

最大整流电流IFM

二极管长期使用的允许通过的最大正向平均电流。它由PN结面积和散热条件决定。这个电流与二极管两端的正向压降的乘积，就是二极管发热的耗散功率。应用时二极管的实际工作电流要低于规定的最大整流电流值。反向峰值电压UBR

最大反向工作电压是保证二极管不被击穿而规定的反向峰值电压。一般是反向击穿电压的1/2或2/3。以确保二极管安全工作。反向峰值电流IRM

在二极管上加反向峰值电压时的反向电流值。反向电流大，说明单向导电性能差，并且受温度的影响大。识别与检测二极管三

二极管的命名国产半导体器件型号由五部分组成。五个部分意义如下：

第一部分：用数字表示半导体器件有效电极数目：