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1、YCF正版可修改PPT（中职)电子技术基础与技能1项目一ppt电子课件第一部分项目一电子技术基础与技能01第一部分 模拟电子电路项 目 一 半 导 体 器 件 及 其 应 用02010304半导体器件及其应用集成运算放大器及其应用 放大电路及其应用 直流稳压电源的制作CONTENTS0505晶闸管及其应用 PPT模板 http:/ 结的单向导电特性、二极管的基本特性，熟悉二极管的基本类型和命名；能查阅晶体管手册了解不同类别二极管、三极管的主要技术参数，并进行器件选用和代换；能利用直观法对二极管、三极管的类型、引脚极性和外观进行识别；会使用万用表对普通二极管、三极管进行引脚极性判别和质量检测。通
2、过二极管整流稳压显示电路板的制作、三极管驱动电路板的制作，掌握元件的检测、装配、焊接技能，初步具备电路识读、调试及故障排除的能力。在制作过程中要在制作过程中要注意用电安全，正确使用仪器、仪表。注意用电安全，正确使用仪器、仪表。电子数码产品的工作电源是不同电压等级的直电子数码产品的工作电源是不同电压等级的直流电。除了采用电池外，还可采用流电。除了采用电池外，还可采用50 Hz 50 Hz 的交流的交流电。如何将工频交流电变成直流电？这是用半导电。如何将工频交流电变成直流电？这是用半导体二极管可以解决的问题。体二极管可以解决的问题。图1-2 电路框图图1-1 电子数码产品在生活中的应用图1-3二极
3、管整流稳压显示电路原理图任务描述一、半导体基础知识1.半导体的特点u半导体的电阻率随温度上升而明显下降，呈负温度系数特性。半导体的导电能力随温度上升而显著增强。利用半导体的温度特性，可以把它作为热敏材料制成热敏元件。u半导体的电阻率随光照的不同而改变。利用半导体的这一特性，可以用它作为光敏材料制成光敏元件。u半导体的电阻率与所含微量杂质的浓度有很大关系。2.本征半导体 常用的半导体材料有硅（Si）和锗（Ge）。高纯度的硅和锗都是单晶结构，它们的原子整齐地按一定规律排列着，原子之间的距离不仅很小，而且是相等的。这种非常纯净且原子排列整齐的半导体称为本征半导体。图 示为硅和锗的原子结构示意图。一、
4、半导体基础知识本征半导体有如下特点本征半导体有如下特点温度越高，电子空穴对越多。电子空穴对的热运动是杂乱无章的，就整体而言，对外不显电性。只有在外电场作用下，电子和空穴运动才具有方向性。一、半导体基础知识3.杂质半导体本征半导体的实际使用价值不大，但如果在本征半导体中掺入微量的某种杂质元素，就形成N 型和P 型半导体。1 1）N N 型半导体型半导体 在本征半导体（以硅为例）中掺入少量5 价元素。磷原子的最外层有5 个价电子，其中4 个价电子与相邻硅原子的最外层价电子组成共价键，形成稳定结构。而多余的电子很容易受激发成为自由电子。这种掺入5 价元素的半导体称为N 型半导体。一、半导体基础知识3
5、.杂质半导体 N 型半导体主要靠自由电子导电，自由电子称为多数载流子，而空穴数量远少于电子数量，称为少数载流子。图1-6 N型半导体图1-7 P型半导体一、半导体基础知识3.杂质半导体 2）P 型半导体 在本征半导体中掺入少量3 价元素，如硼（B）。硼原子最外层只有3 个电子，3 个价电子和相邻的3 个硅原子形成共价键后，留下一个空穴，空穴数量增多，自由电子则相对很少。掺入3 价元素的半导体称为P 型半导体。P 型半导体主要靠空穴导电，故空穴为多数载流子，而自由电子数量远少于空穴数量，为少数载流子。注意：N 型半导体和P 型半导体都呈电中性，对外不显电性。一、半导体基础知识二、PN 结的形成与
6、特性1.PN 结的形成 当P 型半导体和N 型半导体接触以后，由于交界两侧半导体类型不同，存在自由电子和空穴的浓度差。这样，P 区的空穴向N 区扩散，N 区的自由电子向P 区扩散。由于扩散运动（物质因浓度差而产生的运动称为扩散运动），在P 区和N 区的接触面就产生正、负离子层。N 区失掉电子产生正离子，P 区得到电子产生负离子。通常称这个正、负离子层为PN 结，在PN 结的P 区一侧带负电，N 区一侧带正电，PN 结便产生了内电场，内电场的方向从N 区指向P 区。1.PN 结的形成 内电场对扩散运动起到阻碍作用，自由电子和空穴的扩散运动随着内电场的加强而逐步减弱，直至达到平衡，在界面处形成稳定
7、的空间电荷区。图1-8PN 结与空间电荷区的形成二、PN 结的形成与特性PN结的形成 拓展动画182.PN 结的特性 1 1）PN PN 结的正向导通特性结的正向导通特性 给PN 结加正向电压，即P 区接电源正极，N 区接电源负极，称PN 结为正向偏置，如图1-9（a）所示。这时PN 结外加电场与内电场方向相反，外加电场抵消内电场，使空间电荷区变薄，有利于多数载流子运动，形成正向电流，外加电场越强，正向电流越大，这意味着PN 结的正向电阻变小。二、PN 结的形成与特性192.PN 结的特性2）PN 结的反向截止特性 给PN 结加反向电压，即电源正极接N 区，负极接P 区，称PN 结反向偏置，如
8、图1-9（b）所示。这时外加电场与内电场方向相同，使内电场的作用增强。PN 结变厚，多数载流子运动难以进行，有助于少数载流子运动，形成电流IR。少数载流子很少，所以电流很小，接近零，即PN 结反向电阻很大。二、PN 结的形成与特性2.PN 结的特性 综上所述，PN 结具有单向导电性，加正向电压时，PN 结电阻很小，正向电流较大，由多数载流子的扩散运动形成；加反向电压时，PN 结电阻很大，反向电流很小，由少数载流子的漂移运动形成。二、PN 结的形成与特性三、二极管的结构和符号 半导体二极管的制造材料有硅、锗及其化合物。根据所用材料不同，二极管可分为硅管和锗管两大类。二极管的内部分为P 型半导体区
9、和N 型半导体区，交界处形成PN 结。从P 区引出的电极为正极，用A 表示；从N 区引出的电极为负极，用K 表示。二极管的结构和符号如图1-10 所示。图1-10二极管的结构和符号四、二极管的工作特点、主要参数、分类和检测方法 1.二极管的工作特点 1）二极管的单向导电性 二极管导通时，其正极电位高于负极电位，此时的外加电压称为正向电压，二极管处于正向偏置，简称正偏；二极管截止时，其正极电位低于负极电位，此时的外加电压称为反向电压，二极管处于反向偏置，简称反偏。二极管加正向电压时导通，加反向电压时截止，这就是二极管的单向导电性。1.二极管的工作特点图1-11二极管的导电性能实验四、二极管的工作
10、特点、主要参数、分类和检测方法 1.二极管的工作特点2 2）二极管的伏安特性曲线 （1）正向特性。当二极管承受的正向电压很低时，还不足以克服PN 结内电场对多数载流子运动的阻挡作用，在这一区段（死区）上二极管正向电流IF 很小。当正向电压超过死区电压时，外电场抵消了内电场，正向电流IF 随外加电压的增加而明显增大，二极管正向电阻变得很小。当二极管完全导通后，正向电压基本维持不变，称为二极管正向导通压降（UF）。四、二极管的工作特点、主要参数、分类和检测方法 1.二极管的工作特点2 2）二极管的伏安特性曲线（2）反向特性。当二极管承受反向电压时，外电场与内电场方向一致，只有少数载流子的漂移运动，
11、形成的反向电流IR 极小。这种特性称为反向截止特性。当反向电压增大到某一数值时，反向电流将随反向电压增加急剧增大，这种现象称为反向击穿，反向击穿时对应的电压称为反向击穿电压。四、二极管的工作特点、主要参数、分类和检测方法 1.二极管的工作特点图1-12二极管的伏安特性曲线四、二极管的工作特点、主要参数、分类和检测方法2.二极管的主要参数（1）最大整流电流IFM。二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流称为最大整流电流。正常工作时，流过二极管的电流应该小于IFM，否则二极管可能因过热而损坏。（2）最高反向工作电压URM。二极管正常工作时，所允许外加的最高反向电压称为最高反向工作电压。URM 一
12、般为反向击穿电压的1/2。正常工作时，二极管两端所加反向电压应该小于URM，否则二极管将因反向击穿而损坏。四、二极管的工作特点、主要参数、分类和检测方法2.二极管的主要参数（3）反向击穿电压UBR。二极管反向电流急剧增加时对应的反向电压值称为反向击穿电压，简称反向电压。（4）反向电流IR。IR 是指在规定的反向电压（1 V 时，UCE 数值的改变对输入特性曲线影响不大。但是环境温度变化时，三极管的输入特性曲线会发生变化。图1-23三极管的输入特性曲线462.输出特性 三极管的输出特性研究集电极电流IC 与电压UCE 之间的关系，是在基极电流IB 一定的情况下测试出来的。由三极管的输出特性曲线可
13、以看出，三极管有三个可能的工作区域。不同的工作区域对应三极管的三种不同工作状态。图1-24三极管的输出特性曲线四、三极管的伏安特性曲线四、三极管的伏安特性曲线2.输出特性 注意：三极管饱和时的UCE 值称为饱和压降，记作UCES，小功率硅管的UCES 约为0.3 V，锗管的UCES 约为0.1 V。五、三极管的主要参数和型号命名方法1.共射电流放大系数 （1）共射直流电流放大系数（有时用hFE 表示）。（2）共射交流电流放大系数（有时用hfe 表示）。同一三极管在相同工作条件下，。2.极限参数（1）集电极最大允许电流ICM。（2）集电极-发射极反向击穿电压U（BR）CEO。（3）集电极最大允许
14、耗散功率PCM。五、三极管的主要参数和型号命名方法3.国产三极管的型号命名方法图1-25国产三极管的型号命名方法第二位：A 代表锗PNP 管，B 代表锗NPN 管，C 代表硅PNP 管，D 代表硅NPN 管。第三位：X 代表低频小功率管，D 代表低频大功率管，G 代表高频小功率管，A 代表高频大功率管，K 代表开关管。五、三极管的主要参数和型号命名方法六、三极管的检测方法1.用万用表判别引脚及类型图1-26基极及管型的判别1 1）基极及管型的判别）基极及管型的判别测试三极管时，可将三极管看作由两个PN 结所组成，而PN 结的反向电阻很大，正向电阻很小。因此，可用万用表的R100 或R1k 挡进
15、行测试。六、三极管的测方法图1-26基极及管型的判别六、三极管的检测方法2）集电极和发射极的判别 判别集电极和发射极的基本原理是把三极管接成单管放大电路，利用测量管子的电流放大系数（值）的大小来判别集电极和发射极。以NPN 型管为例，如图1-27 所示。基极确定以后，用万用表两表笔分别接另外两极。用100 k 电阻一端接基极，一端接黑表笔。若万用表指针偏转较大，则黑表笔所接的一端为集电极，红表笔所接的一端是发射极。也可以用手捏住基极与黑表笔（不能使两者相碰），以人体电阻代替100 k 电阻的作用。六、三极管的检测方法2）集电极和发射极的判别图1-27集电极和发射极的判别六、三极管的检测方法2.
16、用万用表粗略判断三极管质量的好坏 1）测C、E 间电阻及估测穿透电流ICEO如图1-28（a）所示，将基极悬空，将万用表正向接在三极管C、E 两极上，红表笔接E，黑表笔接C，这时指针指示值应很小（一般指针基本不动），此即穿透电流ICEO。穿透电流越小，管子质量越好。若测得R 太小，则表明ICEO 太大，管子工作不稳定。图1-28（a）六、三极管的检测方法2.用万用表粗略判断三极管质量的好坏 2）用比较法判断三极管的放大能力 在测量ICEO 接线的基础上，在三极管的集电极C 与基极B 之间接一个100 k 的电阻Rb 比较一下，如图1-28（b）所示，其读数与测ICEO 时的读数相差越大，表示 值越大。图1-28（b）六、三极管的检测方法（5）将元器件插装后再焊接固定，用硬铜导线根据电路的电气连接关系进行布线并焊接固定。（6）将焊接完成的电路板通电调试，观察白炽灯的发光情况。任务实施（1）三极管的直观识别。（2）利用万用表对三极管的极性进行判别，对其质量好坏进行检测。（3）分析三极管驱动电路的工作原理。（4）选择元器件。欢迎大家讨论并提问