《模拟电子元器件应用技术》-任务1-12

任务1二极管的识别和检测三、相关知识1．半导体知识2．二极管结构及符号3．二极管种类4．二极管特性5．二极管识别及检测（一）半导体知识1．半导体导电能力介于导体和绝缘体之间，如硅、锗等，半导体的主要特点有：（1）共价键结构。硅和锗等材料，外层有4个价电子，所以原子是以共价键结合，性质稳定。任务1二极管的识别和检测（一）半导体知识1．半导体导电能力介于导体和绝缘体之间，如硅、锗等，半导体的主要特点有：（2）有“电子”和“空穴”两种载流子。在在室温下，由于热激发，纯净半导体有少数电子挣脱共价键，成为“自由电子”，共价建失去一个电子，会留下一个空位称为“空穴”。空穴吸引邻近的电子补充空位，在电子原来的共价建中留下一个新空穴。电子不断补充空位形成新空穴的运动，可看成是空穴在作与电子相反的“运动”。半导体中有电子和空穴两种载流子，电子带负电，空穴带正电。半导体中的电流是两种载流子共同产生的。任务1二极管的识别和检测（一）半导体知识1．半导体导电能力介于导体和绝缘体之间，如硅、锗等，半导体的主要特点有：（3）具有热敏性、光敏性、掺杂性。①热敏性：半导体具有负的电阻温度系数，导电能力随温度升高而增强。②光敏性：半导体对光和其它射线很敏感，在光照下电阻减小，导电能力增强。③掺杂性：在纯净的半导体中掺入微量杂质，可显著地提高其导电能力。如在纯净硅中掺入一亿分之一的硼元素，其导电能力可以增加两万倍以上。任务1二极管的识别和检测（一）半导体知识1．半导体导电能力介于导体和绝缘体之间，如硅、锗等，半导体的主要特点有：（4）有P型半导体、N型半导体两种类型。①本征半导体：纯净的硅或锗等不含杂质的半导体称“本征半导体”。因其载流子数量较少，所以导电能力很弱。②杂质半导体：在硅或锗中掺入微量的杂质元素的半导体，称“杂质半导体”。杂质半导体根据掺入的杂质不同，分为P型半导体和N型半导体。任务1二极管的识别和检测（一）半导体知识1．半导体导电能力介于导体和绝缘体之间，如硅、锗等，半导体的主要特点有：（4）有P型半导体、N型半导体二种主要类型。任务1二极管的识别和检测P型半导体：在硅或锗晶体中掺入硼、铝、镓、铟等微量的三价元素，因杂质原子的3个价电子与周围的硅原子形成共价键时，出现一个空穴，所以空穴是多数载流子，简称“多子”。同时，热激发会从共价键中游离出少量的电子，故电子为少数载流子，简称“少子”。（一）半导体知识1．半导体导电能力介于导体和绝缘体之间，如硅、锗等，半导体的主要特点有：（4）有P型半导体、N型半导体二种主要类型。任务1二极管的识别和检测N型半导体：在硅或锗晶体中掺入磷、砷、锑等微量的五价元素，因杂质中的5个价电子有4个与周围的硅原子形成共价键，多余的1个价电子游离于共价键之外，所以电子为多子。由于热激发少数电子会挣脱共价键束缚，在共价健中留下空穴，所以空穴为少数载流子。（一）半导体知识2．PN结P型半导体和N型半导体的交界处，由不能移动的带电离子构成的区域。（1）PN结的形成一块半导体硅片，一边为N型半导体，另一边为P型半导体，两侧多子和少子的浓度差，引起多子向对方扩散。扩散到P区的电子与空穴复合消失，扩散到N区的空穴与电子复合消失，在交界面附近，出现了由不能移动的带电离子组成的空间电荷区。该区域因没有载流子，又称“耗尽层”。任务1二极管的识别和检测（一）半导体知识2．PN结P型半导体和N型半导体的交界处，由不能移动的带电离子构成的区域。（1）PN结的形成P区侧的负离子区与N区侧的正离子区，形成由N区指向P区的内电场。内电场一方面阻止多子扩散，另一方面引起少子漂移。扩散使空间电荷区加宽，漂移将使空间电荷区变窄，最终扩散和漂移达到动态平衡，空间电荷区宽度不再变化，扩散电流与漂移电流相等，PN结电流为零。任务1二极管的识别和检测（一）半导体知识2．PN结P型半导体和N型半导体的交界处，由不能移动的带电离子构成的区域。（1）PN结的形成任务1二极管的识别和检测NP---------空穴自由电子NP内电场

空间电荷区

---------（一）半导体知识2．PN结P型半导体和N型半导体的交界处，由不能移动的带电离子构成的区域。（2）PN结的单向导电性①PN结正向偏置与反向偏置：当PN结的P区电位高于N区或P区接电源正极，N区接电源负极时，称PN结正向偏置。反之，称PN结反向偏置。②PN结单向导电性：PN结正向偏置导通，反向偏置截止，具有单向导电性。PN结正偏时，多子扩散运动加强，从P区流向N区的扩散电流较大，为正向电流；PN结反偏时，内、外电场方向一致，阻碍多子扩散，空间电荷区加宽，从PN结N区流向P区的是少子的漂移电流较小，为反向电流。任务1二极管的识别和检测（二）二极管结构及符号在一个PN结的两端引出电极，用外壳封装，就构成半导体二极管，简称二极管。由P区引出的电极称阳极，由N区引出的电极称阴极。任务1二极管的识别和检测二极管的电路符号：阴极阳极（三）二极管种类常用的二极管按材料分有硅二极管和锗二极管。按用途分：有整流二极管、稳压二极管、开关二极管、发光二极管和普通二极管等；按结构分：有点接触型、面接触型。任务1二极管的识别和检测常用二极管的外观：

（a）整流二极管（b）稳压二极管（c）双色发光二极管（四）二极管特性二极管的核心结构是PN结，所以其特性与PN结的特性相似。任务1二极管的识别和检测

硅二极管的伏安特性①②③（1）阈值电压使二极管导通的最小正向电压，又称“门坎电压”。室温下，硅二极管的阈值电压约为0.5V，锗管约为0.1V。（2）导通压降二极管导通后的正向压降，硅管约为0.6~0.8V，通常取0.7V；锗管约为0.2~0.3V，通常取0.3V。（四）二极管特性二极管的核心结构是PN结，所以其特性与PN结的特性相似。任务1二极管的识别和检测

硅二极管的伏安特性①②③（3）反向击穿图示曲线中②段，在外加反向电压时，二极管截止，反向电流很小。在③段，当反向电压增大到反向击穿电压UBR时，二极管反向击穿，产生很大的反向击穿电流。只要该电流限制在不烧毁PN结的范围，当反向电压减小到UBR时，二极管还可正常使用。（五）二极管识别及检测任务1二极管的识别和检测1．读极性（1）普通直插式二极管：有色环的一端为二极管阴极。（2）发光二极管：长引脚为二极管阳极，短引脚为二极管阴极。（3）金属封装二极管：按表面标注的二极管标志识别。2．测极性（1）原理：二极管单向导电，正向电阻小，反向电阻大。（2）方法：用万用表R×1k档，黑表笔接二极管的一端，红表笔接另一端，若表针停在刻度中间，则黑表笔所接是其阳极，另一端是其阴极；若表针指在无穷大值或接近无穷大处，则黑表笔所接是其阴极，另一端是其阳极。（五）二极管识别及检测任务1二极管的识别和检测3．测好坏（1）方法：用万用表R×1k档，测二极管正、反向电阻，黑表笔接二极管的阳极，红表笔其阴极。（2）判断：若表针停在刻度盘的中间，说明二极管完好