电工电子课件(程周)-十一

1、1.电工电子技术与技能(非电气专业课时较少)，主编程周，多媒体资源支持中等职业教育课程改革新教材，2、11常见半导体器件的三种工作状态，11.1二极管、11.2三极管、11.3三极管，*11.4晶闸管、1、2、3、4、3、11.1二极管，4、11.1二极管的观察与思考、结构、形状与符号，二极管：封装在塑料、玻璃或金属外壳中的PN结，从P区和常见的半导体包括锗和硅。5，11.1.2二极管的电流和电压关系，1。正向偏压和传导状态。当二极管两端的直流电压很小时，正向电流很小，二极管呈现大电阻，如图0A所示。这个范围称为死区，相应的电压称为死区电压。硅二极管的死区电压约为0.5V，锗二极管的死区电压约

2、为0.10.2V.施加的电压超过死区电压后，正向电流迅速增加，二极管处于正向导通状态，如图中的AB部分所示。导通后，管两端的电压几乎不变，硅管约为0.60.7V，锗管约为0.20.3V.6，当反向电压施加到二极管时，形成的反向电流非常小，并且基本上不随反向电压在大范围内的变化而变化，即保持恒定。当反向电压大到一定值时，反向电流会突然增加，如光盘部分所示，这种现象称为反向击穿，而相应的电压称为反向击穿电压。当二极管正常使用时，这种现象是不允许的。and，and，and，and，and，and，and，and，and，and，and，and，and，and，and，and，and，and，and，

3、and，and，and，当施加反向电压时，它会关闭，显示出大的反向电阻，就像开关被关闭一样。从二极管的伏安特性曲线可以看出，二极管的电压和电流没有线性关系，其内阻也不是常数，所以二极管是一个非线性器件。11.1.2二极管电流和电压的关系，8，11.1.3二极管主要参数，1。最大整流电流IFM，长期运行期间允许通过二极管的最大正向电流的平均值。二极管正常使用时允许施加的最大反向电压。2。最高反向工作电压URM，3。反向电流红外，反向电流当二极管应用反向电压没有击穿。红外光谱越小，单边电导率越好。9，11.1.4发光二极管。发光二极管是直接将电能转换成光能的固态发光元件。下图显示了几个发光二极管的

4、形状及其电路图形符号。发光二极管由PN结组成，具有单向导电性。当发光二极管与直流电压结合时，它可以发出一定波长的光。光发射的波长不仅与制造中使用的材料有关，还与PN结中掺杂的“杂质”有关。通常，由磷化镓材料制成的发光二极管发射红光，而由磷化镓材料制成的发光二极管发射绿光或黄光。发光二极管的功能：可用作电子设备的开关指示灯、数字电路的数字和图形显示、快速光源和光电耦合器中的发光元件。10、11.1.5光电二极管，光电二极管由PN结组成，具有单侧导电性，但光电二极管外壳有一个可以入射光的窗口，窗口用有机玻璃透镜封闭，入射光通过透镜正好照射在管芯上。如图11.5所示，示出了光电二极管的轮廓结构及其电

5、路图形符号。光电二极管在反向偏置状态下工作。当向PN结施加反向电压并且用光照射PN结时，可以形成反向光电流，并且光电流的大小与光的照射强度成比例。光电二极管有广泛的应用。它们通常用作传感器的光敏电子元件和光电输入机上的光电读出装置。制作两个PN结NPN型硅管目前被广泛使用。11.2三极管、12、11.2.1三极管的形状、结构和符号、PNP型符号、NPN型符号、13、11.2.2三极管放大，三极管有三个电极，必须有两个外加电压，才能确定两个PN结的工作状态。因此，一个电极是常见的。据此，三极管有三种连接方式：共发射极、共基极和共集电极。以NPN三极管的共发射极连接为例，分析了三极管的放大效应。1

6、4、UBB是基地电源。直流电压通过电位计RB施加在基极和发射极(发射极结)之间。集电极功率UCC的电压应该高于UBB电压，使得发射极结正向偏置，集电极结反向偏置。调节电位器RB的电阻，可以改变发射极结的偏置电压，从而调节基极电流IB的大小；相应地获得集电极电流IC和发射极电流IE的值。见：工业工程=集成电路工业；IC IC=IB,11.2.2三极管的放大，15。基极电流IB的变化将导致集电极电流Ic的更大变化。也就是说，基极电流控制集电极电流，或者集电极电流放大基极电流。这是三极管的电流放大原理。注：(1)三极管的电流放大效应实际上是用较小的基极电流信号来控制集电极的大电流信号，这是“以小控制

7、大”的效应，而不是能量的放大。(2)三极管起放大作用的外部条件是发射极结施加正向偏压，集电极结施加反向偏压。结论：(3)如果增加RB以将发射极结电压降低到一定值(硅管低于0.5V，锗管低于0.1V)，则集成电路和集成电路基本为零，工作状态被取消。(4)如果经常预算被减少以增加综合预算到某个值，综合收入将随着综合预算而增加。这种运行状态称为饱和。11.2.2三极管的放大，16.1。共发射极电流放大系数是表示管电流放大能力的参数。常用的小功率管的值约为20150。该值太小，电流放大效果差；太大，工作稳定性差。通常在50 80左右。11.2.3三极管的主要参数，17.2。当集成电路过大时，最大允许集

8、电极电流ICM将下降。集电极电流下降到正常值的2/3时，称为最大允许集电极电流。3。集电极和发射极之间的反向击穿电压。当基极开路时，集电极和发射极之间的最高反向电压可以承受。4。集电环最大允许耗散功率PCM，保证集电环结温上升不超过允许值，并允许集电环所消耗的最大功率表示集电环最大允许耗散功率。11.2.3晶体管的主要参数，18，条件：发射极结的正向偏置，集电极结的反向偏置。Ic=ib，ie=icib=(1) ib，特性：集电极电流由基极电流控制。11.3.1、放大状态，(一)、三极管由于两个PN结的偏置不同，其工作状态可分为三种：放大状态、饱和状态、关断状态。11.3、三极管的三种工作状态，

9、19、UCE=UCC-RCIC，集电极C和发射极E相当于一条通路，用可控电阻表示它们之间的电压降。对于处于放大状态的NPN三极管，集电极电位最高，基极电位次之，发射极电位最低(如图B所示)。11.3三极管的三种工作状态，20，饱和状态：发射极结正向偏置和集电极结正向偏置。特点：UCE 0.3 V(硅管)，0.1V(锗管)，相当于集电极C和发射极E之间的闭合开关，在放大状态下，集成电路随集成电路增加，当集成电路增加到(集成电路最大值)时，集成电路不再随集成电路增加，即三极管处于饱和状态。此时，三极管的集电极电势UCE0低于基极电势，即集电极结被正向偏置。基极电位最高，集电极次之，发射极最低。(b

10、)、(c)、11.3三极管的三种工作状态、11.3.2的饱和状态和21、条件：发射极结的反向偏置和集电极结的反向偏置。IB0；集成电路0，UCE=UCC-RCICUCC，集电极电阻RC无电压，因此，其特征在于两个PN结反向偏置，每个极电流ext对于处于关断状态的三极管，集电极电位最高(UCC)，发射极电位次之，基极电位最低。11.3三极管有三种工作状态，11.3.3关断状态，22，11.4晶闸管，观察和思考，晶闸管也叫晶闸管，是目前半导体器件从弱电流进入强电流领域，制造技术最成熟，应用最广泛的器件之一。晶闸管分为普通晶闸管和特殊晶闸管。特殊的晶闸管包括快速晶闸管、双向晶闸管、关断晶闸管等。人们

11、指的是普通的晶闸管。晶闸管由三个PN结和四层半导体材料组成。晶闸管的三个电极是阳极(A)、阴极(K)和控制电极(也称为栅极)(G)。三个PN结分别是J1、J2和JBOY3乐队。晶闸管的符号类似于二极管，在其阴极有一个控制极，这表明晶闸管的导通状态除了像二极管一样的正向偏置电压外，还需要一个附加的控制信号。11.4.1晶闸管形状、结构和符号，24、晶闸管反向偏置，是否向控制极施加电压，晶闸管不导通。晶闸管加正向偏置电压，阳极A连接到高电位，阴极K连接到低电位，但控制电极G不连接到任何电压，J2结反向偏置，晶闸管仍不导通。晶闸管不导通状态称为闭锁状态。11.4.2晶闸管工作原理，反向闭锁，正向闭锁

12、，25、晶闸管加正向偏置电压，给控制极G加一个幅值和一个宽度足够大的正电压(称为触发电压)，此时三个PN结均为正偏置，晶闸管导通。晶闸管导通后，如果控制极的电压被移除，晶闸管仍可保持导通状态。导通状态：正触发导通，切除触发信号仍导通，11.4.2晶闸管工作原理，26、晶闸管是一个受控二极管，也具有单向导通性。为了将晶闸管从阻断状态改变为导通状态，必须向控制电极施加正向触发电压，同时向晶闸管施加直流电压。一旦晶闸管导通，控制极将失去其控制功能。即使控制电压被取消，晶闸管仍然可以保持导通。此外，如果晶闸管开启后阳极电流小于小电流IH(称为保持电流)，晶闸管也会从开启状态关闭。晶闸管一旦关断，必须再次触发才能再次导通。结论：11.4.