《基本放大电路》-第2次-二极管

山东工业职业学院教案首页授课日期班级课次编定月日课题半导体二极管教学目的:1、掌握半导体二极管的伏安特性。2、掌握半导体二极管的主要参数。3、掌握几种常用的特殊二极管。教学重点、难点：重点：半导体伏安特性、特殊二极管难点：特殊二极管应用。教学措施（课型、教法、教具、参考书）：课型：新课讲授教法：讲练结合参考书：北京理工大学出版社顾海远主编《电子技术》人民邮电出版社黄军辉《电子技术》课外作业（复习、练习、预习）：复习本节内容p201.16教学后记：

山东工业职业学院教案用纸一、复习内容一、复习内容1、半导体特性：光敏、热敏、掺杂2、PN结：单向导电性3、二极管的结构及符号4、二极管主要特性——单向导电性二、引入新课通过复习总结，进一步引入学习二极管的伏安特性和特殊二极管特性及应用三、新课内容半导体二极管（一）半导体二极管1、二极管伏安特性半导体二极管伏安特性是指二极管流过的电流与二极管两端电压之间的关系曲线。图为半导体二极管的伏安特性曲线。（1）正向死区：当VD＞0即处于正向特性区域，正向区又分为两段：当0＜VD＜Vth时，外电场不足以克服PN结的内电场，正向电流为零，Vth称为死区电压或开启电压（2）正向导通区：当VD＞Vth时，内电场大为削弱，开始出现正向电流，并按指数规律增长。Si二极管的死区电压Vth=0.5V左右，Ge二极管的死区电压Vth=0.1V左右。（3）反向截止区：当VBR＜V＜0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山东工业职业学院教案用纸反向饱和电流I反向饱和电流IS

。（4）反向击穿区当PN结的反向电压增加到一定数值时（VD

≤VBR），反向电流突然快速增加，此现象称为PN结的反向击穿。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。2、半导体二极管的分类（1）根据材料可分为：硅二极管、锗二极管（2）根据结构可分为：点接触型、面接触型、平面型●点接触型二极管，通过的电流小，结电容小，适用于高频电路和开关电路。●面接触型二极管，结面积大，电流大，结电容大，适用于低频整流电路。●平面型二极管，结面积较大时可以通过较大电流，适用于大功率整流，结面积较小时，可作为数字电路中的开关管。（3）根据用途可分为：普通二极管，整流二极管，开关二极管，稳压二极管等。3、半导体二极管的主要参数（1）最大整流电流IFM二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。（2）反向击穿电压UBR二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电压URM一般是UBR的一半。（3）反向电流IS(或IR)又称反向饱和电流或反向漏电流，它指常温下二极管未反向击穿时的反向电流，其值越小越好。通常IS≈0，但温度增加，反向电流会急剧增大，所以使用二极管时要注意温度的影响。（4）最高工作频率fM二极管的PN结具有结电容，随着工作频率的升高，结电容的容抗减小，当工作频率超过fM时，管子将失去它的单向导电特性(正反向都导通)。所以，fM是保持管子单向导电特性的最高频率。一般小电流二极管的fM高达几百MHz，而大电流的整流管仅几kHz。（二）特殊二极管山东工业职业学院教案用纸特殊二极管有稳压二极管、特殊二极管有稳压二极管、发光二极管、变容二极管、光电二极管等。1、稳压二极管（1）稳压管的电路符号、伏安特性及其稳压电路（2）稳压管的主要参数eq\o\ac(○,1)稳定电压Uz指稳压管中的电流为规定电流(即稳定电流Iz)时，稳压管两端的电压值。eq\o\ac(○,2)稳定电流Iz指稳压管正常工作时的电流参考值，或其两端电压等于稳定电压Uz时的工作电流值。eq\o\ac(○,3)动态电阻rz指在反向击穿状态下，稳压管两端电压变化量和相应的通过管子电流变化量之比，即rz=△Uz／△Iz，rz就是稳压管的动态电阻。eq\o\ac(○,4)最小稳定电流Izmin和最大稳定电流Izmaxeq\o\ac(○,5)额定功耗PZM指稳压管不产生热击穿的最大功率损耗，它是由管子温升所决定的参数，PZM=UzIzmax。eq\o\ac(○,6))电压温度系数az这是反映稳定电压值受温度影响的参数，它表示温度变化1oC时稳定电压值的变化量。显然，az越小，稳定电压受温度影响越小，稳压管的性能也越好。2、发光二极管发光二极管简称LED，是一种能把电能转变成光能的器件。它工作在正偏状态，在正向电流达到一定值时能发光。山东工业职业学院教案用纸（1）（1）发光二极管管压降较高，约1.5～3.2V左右；（2）发光二极管的发光颜色有红外、红、绿、黄、白和可变色等，光的颜色取决于制造时所用的材料(如磷化镓、砷化镓、磷砷化镓等)；与普通二极管相比，发光二极管也具有单向导电性，但通过一定的正向电流时能发光，正向压降较大(死区电压也较大)，反向击穿电压较低(通常只有几伏或几十伏)。（3）发光二极管具有体积小、工作电压低、省电、寿命长、单色性好和响应速度快的特点。3、光电二极管光电二极管在反向偏压下工作。光电二极管可用于光的检测和光电转换。4、变容二极管变容二极管简称变容管，就是利用PN结的电容效应，并采用特殊工艺使结电容随反向电压变化比较灵敏的一种特殊二极管。工作在反偏状态。四、本节小结1、二极管的伏安特性2、二极管的分类及主要参数3、特殊二极管稳压二极管、发光二极管、变容二极管、光电二极管山东工业职业学院教案用纸补充：（可在课堂剩余时间陆续补充完成）补充：（可在课堂剩余时间陆续补充完成）电容器1.电容器及其作用电容器，简称电容，是由两个互相靠近的导体中间隔以介质（绝缘材料）构成的具有存储电荷功能的器件。电容的基本单位是法拉“F”，常用单位有：“μF”、“nF”、“pF”，1F=106μF=109nF=1012pF。电容器在电路中的作用可概括为通交流、隔直流，通高频、阻低频，具体应用有耦合、谐振、隔直、滤波、延时、退耦、旁路、延时等作用。常用电容器电路符号如图1.10所示。图1常用电容器电路符号2.常见电容器按介质分类，电容器主要分为有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器、气体电容器；按容量是否可变，电容器主要分为固定电容器、可变电容器、微调电容器。常见电容器的外形如图所示：3.电容器的主要性能参数1)标称容量与允许偏差山东工业职业学院教案用纸二者含义与电阻器相同，也分许多系列，常用的是E6、E12、E24系列。通常，电容的容量为几个皮法(pF)到几千个微法(二者含义与电阻器相同，也分许多系列，常用的是E6、E12、E24系列。通常，电容的容量为几个皮法(pF)到几千个微法(μF)；允许偏差常用的是±5%、±10%、±20%。2)额定电压电容长期安全工作所允许施加的最大直流电压或交流电压的有效值。如果实际加在电容两端的电压超过额定电压，电容将被击穿。电容器的参数表示方法与电阻器参数表示方法类似，只是单位不同，本节不再详细介绍其定义，常用标记方法有以下几种：（1）直标法。标注容量时有时不标注单位，其识读方法为：凡容量大于1的无极性电容器，其容量单位为pF，如2200J表示容量为2200pF,J表示偏差为±5%；凡容量小于1的电容器，其容量单位为μF，如0.01表示容量为0.01μF。凡有极性电容器，容量单位是μF，如470表示容量为470μF。如图所示。直标法（2）文字符号法。“p33”表示容量为0.33pF，偏差默认为±10%；“3n9”表示容量为3.9nF；“1μ75”表示容量为1.75μF,“C”表示偏差为±0.25%。文字符号法数码标注法（3）数码表注法。用3位数表示电容容量的方法。从左到右，前两位为有效数，第三位为乘数，单位是pF。如103就表示容量为10×103pF，偏差默认为±10%。注意：若第三位是“9”，则表示10-1，而不是109。如339K表示容量为33×10-1pF，偏差为±10%。（4）色标法。略4.电容器的检测方法电容较电阻出现故障的概率大，电容的常见故障有开路、击穿、漏电或容量减小等。除了准确的容量要用专用仪表测量外，其他故障可采用指针式万用表的电阻挡进行检测。一般应选山东工业职业学院教案用纸用电阻挡的最高量程(R用电阻挡的最高量程(R×1KΩ或R×10KΩ)检测，电解电容用R×100Ω挡检测。注意，测量前应先将电容放电。电感器1.电感器及其作用电感器，简称电感，又称电感线圈，是由导线绕制而成或利用电磁感应原理制成的电子元件。与电容一样，电感也是一种储能元件，电感的电路符号为“L”，基本单位是亨利“H”，常用的单位有“mH”、“μH”。电感器在电路中的作用可概括为通直流、阻交流，通低频、阻高频，具体应用有耦合、调谐、振荡、滤波、阻流、延迟、补偿等。常用电感器电路符号如图所示。常用电感器电路符号2.常见电感器按有无磁心分类，可分为空心电感器、铁心电感器、磁性电感器；按安装形式分类，可分为立式电感器、卧式电感器、贴片式电感器；按工作频率分类，可分为高频电感器（扼流圈）、低频电感器；按电感量是否可调，可分为固定电感器、可调电感器。◆空心电感器。广泛用于振荡、阻流、高频发射及无线电接收电路中，其Q值高，性能稳定。◆色码电感器。采用色环方法标注，适用于频率范围为10KHZ~200MHZ的各种电路中。◆扼流圈。用来阻止某些频率的交流电流通过。分铁心阻流圈和磁心阻流圈，铁心阻流圈一般用来阻止低频电流通过，主要用于低频电路中，又称