3.2 半导体与二极管（课件）《汽车电工电子技术基础》同步精品课堂（机工版·第2版）

3.2 半导体与二极管 汽车电工电子技术基础机工版·第2版 同步精品课堂—中职专业课 1 学习目标 掌握二极管的符号、结构及类型 能够掌握二极管的导电特性 学会二极管检查方法 学习目标 实践操作 一 、半导体 常温下导电性能介于导体 (conductor)与绝缘体 (insulator)之间的材料，叫作半导体 (semiconductor) 。 基本概念 半导体常用的材料有硅和锗两种，该种物质具有热敏性、光敏 性和掺杂性。 利用其掺杂特性，我们在纯净的硅或锗材料半导体(本征半导体)中掺入某种特定的元素就形成了P 型半导体和N 型半导体。 实践操作 二 、二极管 我们把P 型半导体和N 型半导体经过特殊的工艺结合在一起就形成了一个 PN 结， 然后将PN 结封装起来，引出两个电极，就构成半导体二极管，也称晶体二极管。 实践操作 二 、二极管 几乎 在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用， 它是诞生最早的半导体器件之一，其应用也非常广泛。 实践操作 二 、二极管 二极管最明显的性质就是它的单向导电特性，就是说电流只能从正极流向负极。 实践操作 1、二极管的符号、结构及类型 二极管的表示符号如图所示。 二 、二极管 实践操作 1、二极管的符号、结构及类型 常用的二极管的外形如图所示。 二 、二极管 实践操作 1、二极管的符号、结构及类型 二极管的结构有三种，点接触型、面接触型、平面型，如图所示。 二 、二极管 二极管种类有很多，按照所用的半导体材料，可分为锗二极管 (Ge 管)和硅二极 管 (Si 管)。 实践操作 2. 二极管的导电特性 二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中，电流只能从二极管的正极流 入 ， 负极流出 。 通过简单的试验说明二极管的正向特性和反向特性 。 二 、二极管 实践操作 2. 二极管的导电特性 二 、二极管 (1)正向特性 只有当正向电压达到某一数值(这一数值称为“门槛电压”,锗管约为0.2V, 硅管约为 0.5V), 二极管才能导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变(锗管约为0.3V, 硅管约为0.7V), 称为二极管的“正向压降”。 在电子电路中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位 端，二极管就会导通，这种连接方式，称为正向偏置。 必须说明，当加在二极管两端 的正向电压很小时，流过二极管的正向电流十分微弱，二极管仍然不能导通。 实践操作 2. 二极管的导电特性 二 、二极管 (2)反向特性 当 二极管两端的反向电压增大到某一数值，反向电流会急剧增大，二极管将失去单方向 导电特性、这种状态称为二极管的击穿。 在电子电路中，二极管的正极接在低电位端，负极接在高电位端， 此时二极管中几乎没有电流流过，二极管处于截止状态，这种连接方式，称为反向偏 置。 二极管处于反向偏置时，仍然会有微弱的反向电流流过二极管，称为漏电流。 实践操作 3. 根据用途分类 二 、二极管 二极管按用途分可以分为普通二极管和特殊二极管。普通二极管包括检波二极管、 整流二极管、开关二极管和稳压二极管。 特殊二极管包括变容二极管、光敏二极管和 发光二极管。 实践操作 三 、二极管检查方法 用数字万用表的二极管挡测量，方法如图所示。 实践操作 三 、二极管检查方法 1. 外观检查 观察二极管的外观 检查二极管是否有明显的损坏，如外壳破裂、引脚弯曲或断裂等。 检查封装是否完好 确保二极管的封装没有裂纹或损坏，这些可能会影响其性能。 实践操作 三 、二极管检查方法 2. 使用万用表检查 电阻档测量 将万用表设置在合适的电阻档（通常选择低阻档，如200Ω或2kΩ）。 01 将万用表的红表笔（正极）连接到二极管的正极，黑表笔（负极）连接到二极管的负极。正常情况下，二极管的正向电阻通常在几百欧姆到几千欧姆之间。 02 将表笔对调，红表笔连接到二极管的负极，黑表笔连接到二极管的正极。 正常情况下，二极管的反向电阻通常在几十千欧姆到无穷大之间。 03 如果正向电阻较小，反向电阻较大，则二极管正常。如果正向电阻和反向电阻都很小，说明二极管短路。如果正向电阻和反向电阻都很大（接近无穷大），说明二极管开路。 04 设置万用表 正向测量 反向测量 判断结果 实践操作 三 、二极管检查方法 2. 使用万用表检查 二极管档测量 将万用表设置在二极管档（通常标有“二极管”或“二极管符号”）。 01 将红表笔连接到二极管的正极，黑表笔连接到二极管的负极。正常情况下，万用表会显示一个较小的电压值（通常在0.3V到0.7V之间，硅二极管约为0.7V，锗二极管约为0.3V）。 02 将表笔对调，红表笔连接到二极管的负极，黑表笔连接到二极管的正极。 正常情况下，万用表会显示“OL”（Over Limit，表示开路）。 03 如果正向测量显示一个小的电压值，反向测量显示“OL”，则二极管正常。如果正向和反向测量都显示“OL”，说明二极管开路。如果正向和反向测量都显示一个小的电压值，说明二极管短路。 04 设置万用表 正向测量 反向测量 判断结果 实践操作 三 、二极管检查方法 3. 电压档测量（在电路中） 设置万用表 将万用表设置在合适的直流电压档（如果电路是直流）或交流电压档（如果电路是交流）。 测量正向电压 将红表笔连接到二极管的正极，黑表笔连接到二极管的负极。 正常情况下，正向电压应与二极管的导通电压一致（硅二极管约为0.7V，锗二极管约为0.3V）。 实践操作 三 、二极管检查方法 3. 电压档测量（在电路中） 测量反向电压 将表笔对调，红表笔连接到二极管的负极，黑表笔连接到二极管的正极。 正常情况下，反向电压应接近电源电压（因为二极管反向截止）。 判断结果 如果正向电压正常，反向电压接近电源电压，则二极管正常。 如果正向电压异常高或反向电压异常低，说明二极管可能损坏。 随堂练习 当二极管外加正向电压时，其导通电流主要是（ ）。 A. 漂移电流 B. 扩散电流 C. 热电流 D. 复合电流 答案：B 解析： 外加正向电压时，多子扩散运动加强，导通电流主要是扩散电流 随堂练习 理想二极管在正向偏置时，其两端电压为（ ）。 A. 无穷大 B. 0V C. 0.7V D. 0.3V 答案：B 解析： 理想二极管正向导通时相当于短路，两端电压为0V 随堂练习 以下哪种情况会使二极管反向电流增大（ ）。 A. 反向电压增大但未击穿 B. 正向电压增大 C. 温度降低 D. 二极管材料改变为硅 答案：A 解析： 反向电压增大但未击穿时，反向电流会略有增大 随堂练习 二极管的伏安特性曲线中，反向击穿区对应的是（ ）。 A. 正向电压很大时 B. 反向电压很小时 C. 反向电压超过击穿电压时 D. 正向电压超过导通电压时 答案：C 解析： 反向电压超过击穿电压，二极管进入反向击穿区 随堂练习 若一个二极管的导通电压是0.3V，它最可能是（ ）。 A. 硅二极管 B. 锗二极管 C. 发光二极管 D. 变容二极管 答案：B 解析： 锗二极管导通电压约0.2-0.3V，硅二极管约0.6-0.7V 随堂练习 当二极管处于反向截止状态时，其内部的PN结（ ）。 A. 变窄 B. 变宽 C. 不变 D. 先变窄后变宽 答案：B 解析： 反向偏置时，PN结内电场增强，PN结变宽 随堂练习 下列关于二极管单向导电性的描述，正确的是（ ）。 A. 正向和反向都能导通 B. 正向导通，反向截止 C. 正向截止，反向导通 D. 正向和反向都截止 答案：B 解析： 二极管的特性就是正向导通，反向截止 随堂练习 要判断一个二极管的好坏，用万用表的（ ）档测量较合适。 A. 电压档 B. 电流档 C. 电阻档 D. 电容档 答案：C 解析： 用万用表电阻档测量二极管正反向电阻来判断其好坏 课后练习 1.简述半导体的概念。 2.简述二极管的符号、结构及类型。 课堂小结 感谢观看 $$