1、中等職業教育課程改革國家規劃新教材PPT電工電子技術與技能電工電子技術與技能（非電類（非電類 少學時）少學時）人民郵電出版社人民郵電出版社第第8 8單元單元 認識常用半導體器件認識常用半導體器件v 了解二極管的主要結構、型號及參數v 認識二極管的單向導電特性v 了解三極管的主要結構、型號及參數v 掌握三極管的電流放大作用v 能識別二極管的管腳v 掌握二極管的簡易測試方法v 能識別三極管的管腳v 掌握三極管的簡易測試方法認識二極管認識二極管1認識三極管認識三極管2任務1 認識二極管 一、了解二極管的結構與型號 二、認識二極管的特性及參數 三、判別二極管管腳和好壞一、了解二極管的結構與型號一、了解

2、二極管的結構與型號二極管的結構。二極管的結構。 二極管是常見的電子元器件，其常用材料有硅（Si）、鍺（Ge）等，對外有兩個電極（管腳），故稱二極管。二極管的兩個電極稱為陽極和陰極，外殼上分別用“+”和“”標注，二極管的圖形符號和文字符號如圖8.1(b) 所示。 二極管內部結構主要是一個PN 結，所謂PN 結是指將P 型和N 型兩種半導體材料制作在一塊基片上，在其結合面上形成的一種特殊的薄層，如圖8.2 所示。二極管的結構是將一個PN 結的兩端各引出一個電極，外加玻璃或塑料的管殼封裝而成的。二極管的型號。二極管的型號。 二極管有各種不同的類型，我國國產半導體器件的型號采用國家標準GB24989

3、的規定，詳見本書的附錄A。 我國半導體器件的型號是按照它的材料、性能、類別來命名的，一般半導體器件的型號由5部分組成。 第一部分用阿拉伯數字表示器件的電極數目。 第二部分用漢語拼音字母表示器件的材料和極性。 第三部分用漢語拼音字母表示器件的類型。 第四部分用阿拉伯數字表示器件序號。 第五部分用漢語拼音字母表示規格號。二、認識二極管的特性及參數 如圖8.3（a）、（b）所示電路中除了二極管VD 的方向不同外，其他各部分均一樣。原來二極管上的電流只能沿一個方向（從陽極流到陰極）流過二極管，故圖8.3（a）符合要求，燈泡就亮。二極管的這一特性稱為單向導電性。 二極管是非線性元件，它的伏安特性不能用簡

4、單的解析式表達，但可以用圖形表示，二極管的伏安特性曲線如圖8.4 所示。圖中，橫坐標表示二極管兩端所加的電壓，縱坐標表示通過的電流。 二極管的伏安特性曲線可分為正向特性、反向特性兩大方面。1正向特性正向特性 在正向特性的起始部分，正向電流很小，幾乎為零，稱為死區，二極管呈現高阻值。當正向電壓超過一定的數值（此電壓稱門坎電壓，鍺管約為0.2V，硅管約為0.5V），電流隨電壓的增加快速上升，二極管電阻變小，進入導通區，此時二極管上通過的電流增大，但其兩端正向壓降近乎定值，稱為導通電壓。鍺管、硅管的導通電壓分別約為0.3V 和0.7V。2反向特性反向特性 在反向特性的起始部分一定范圍內，反向電流很小

5、，且不隨反向電壓增大而增大，稱為反向飽和電流，此時二極管處于截止區。當反向電壓增大到某一數值時，反向電流突然急劇增大，二極管反向電擊穿。若反向電流過大，PN 結發熱嚴重，二極管從電擊穿進入熱擊穿。電擊穿是可逆的、可用的，熱擊穿則永久損壞二極管。二極管的主要參數。二極管的主要參數。（1）最大整流電流IFM：二極管允許通過的最大正向工作電流的平均值，如果實際工作時的正向電流平均值超過此值，二極管內的PN 結可能會因過分發熱而損壞。（2）最高反向工作電壓URM：二極管允許承受的反向工作電壓的峰值。為了留有余量，通常標定的最高反向工作電壓是反向擊穿電壓的1/2 或1/3。（3）反向漏電流IR：在規定的

6、反向電壓和環境溫度下測得的二極管反向電流值。這個電流值越小，二極管單向導電性能越好。 硅是非金屬，其反向漏電流較小，在納安數量級；而鍺是金屬，其反向漏電流較大，在微安數量級。三、判別二極管管腳和好壞用指針式萬用表判別二極管的極性和好壞。用指針式萬用表判別二極管的極性和好壞。 如圖8.5 所示，將指針式萬用表置于電阻擋的R100 擋或R1k 擋。此時，萬用表的紅表筆接的是表內電池的負極，黑表筆接的是表內電池的正極。具體的測量方法是：將萬用表的紅、黑筆分別接在二極管的兩端，測量此時的電阻值。正常時，圖8.5（a）測得的正向電阻值比較小（幾千歐姆以下）；圖8.5（b）測得的反向電阻值比較大（幾百千歐

7、姆）。測得電阻值小的那一次，黑表筆接的是二極管的正極。（1）如果測得二極管的正、反向電阻值都很小，甚至于為零，表明管子內部已短路。（2）如果測得二極管的正、反向電阻值都很大，則表明管子內部已斷路。任務2 認識三極管 一、了解三極管的結構與型號 二、了解三極管的特性及參數 三、判別三極管的管腳和型號一、了解三極管的結構與型號一、了解三極管的結構與型號三極管的材料與結構。三極管的材料與結構。 三極管的制造材料主要有鍺（Ge）和硅（Si）。三極管外部由管座和3 個管腳構成，其內部有3 個區、2 個PN 結和3 個電極。 三極管是由兩個相距很近的PN 結組成的，它的3 個區，即發射區、基區和集電區各自

8、引出了一個電極分別稱為發射極e、基極b 和集電極c。發射區與基區之間的PN 結稱為發射結，集電區與基區之間的PN 結稱為集電結，如圖8.11 所示。 三極管有兩種導電類型，分別為PNP 型和NPN 型。三極管的文字符號是VT，圖形符號如圖8.12 所示。 三極管在制造過程中有一定的工藝要求，3 個區各有特點，所以不能用兩個二極管代替三極管，也不能將三極管的發射極和集電極顛倒使用。 三極管的型號常用來表示它的制造材料、基本性能和用法。它同二極管的命名方法一樣，符合國家標準GB24989 的規定，也是由5 個部分組成，詳見附錄A。二、了解三極管的特性及參數（1）三極管各電極電流分配關系為IE=IB

9、+IC（2）三極管直流電流放大系數（3）三極管交流電流放大系數（hfe） ： 三極管基極電流發生微小變化時，會引起集電極電流的很大變化。這種以小電流控制大電流的作用，就是三極管的電流放大作用。三極管的電流放大特性三極管的電流放大特性1三極管的三極管的3 個工作狀態個工作狀態 根據三極管內兩個PN 結的偏置情況，可把三極管工作狀態分成3 種情形：放大狀態、飽和狀態和截止狀態。3 種狀態的PN 結偏置情況如表8.3 所示。2三極管的電流放大作用三極管的電流放大作用 當三極管工作在放大狀態時，三極管具有電流放大作用。三極管的主要參數。三極管的主要參數。 三極管的主要參數是用來表征三極管性能和適用范圍

10、的參考數據，主要參數如下。（1）電流放大系數 ：表示三極管的電流放大能力的參數。一般要求 值為20 200， 值太大的三極管工作不穩定。（2）穿透電流ICEO：指在基極開路、集電結反向偏置時，集電極與發射極之間的反向電流。ICEO 越小，三極管熱穩定性越好。硅管的ICEO 比鍺管小得多，因此，硅管性能更穩定。（3）極限參數。 集電極最大允許電流ICM：集電極電流過大，三極管 值要降低。當IC 超過ICM 后， 將下降到不能允許的程度。 集電極最大允許耗散功率PCM：集電極電流通過三極管時引起功耗，主要使集電極發熱，結溫升高。當功耗超過PCM 后，三極管過熱損壞。 反向擊穿電壓U（BR）CEO：

11、它是在基極開路時，加在集電極和發射極之間的最大允許電壓。電壓超過此值，三極管會因熱擊穿而損壞。三、判別三極管的管腳和型號1基極的判別基極的判別 將指針式萬用表置于電阻擋的R100 擋或R1k 擋。假設三極管的一個電極為b 極，并用黑表筆與假定的b 極相連，然后用紅表筆分別與另外兩個電極相連，如圖8.14 所示。若兩次測得的阻值要么同為大，要么同為小，則所假設的b 極為基極。若兩次測得的阻值一大一小，則表明假設的b 極并非真正的基極，需將黑表筆所接的管腳調換一下，再按上述方法測試。2發射極、集電極的判別發射極、集電極的判別 在基極確定后，可接著判別發射極e 和集電極c。以NPN 型三極管為例：將指針式萬用表的黑表筆和紅表筆分別接觸兩個待定的電極，然后用手指捏緊黑表筆和b 極（不能將兩極短路，即相當于一個電阻器），觀察表針的擺動幅度，如圖8.15 所示。然后將黑、紅表筆對調，重測一次。比較兩次表針擺動幅度，擺幅大的一次，黑表筆所接管腳為c 極，紅表筆所接管腳為e 極。若為PNP型三極管，上述方法中將黑、紅表筆對換即可。通過本單元