项目8 常用半导体器件性能与测试（课件）- 《电工电子技术与技能》同步教学（清华大学版·第2版）

项目8 常用半导体器件性能与测试 任务8.1 二极管的性能与测试 任务8.2 三极管的性能与测试 任务8.3 晶闸管的性能与测试 任务8.4 拓展与训练 项目8 常用半导体器件性能与测试 任务8.1 二极管的性能与测试 8.1.1 PN结与单向导电性 1.N型半导体和P型半导体 自然界中存在的各种不同物质，按其导电能力衡量，可分为导体、半导体和绝缘体三大类。导电性良好的物质称为导体。几乎不导电的物质称为绝缘体。导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。 项目8 常用半导体器件性能与测试 物质导电能力的差异是由于物质内部的结构不同。物质由原子组成，原子又由带正电的原子核和带负电的电子组成。 纯净的半导体称为晶体。半导体中存在两种载流子—电子和空穴，电子带负电，空穴带正电。 在半导体基片上掺入三价元素形成P型半导体。P型半导体中主要参与导电的载流子是带正电的空穴。 在半导体基片上掺入五价元素形成N型半导体。N型半导体中主要参与导电的载流子是带负电的自由电子。 项目8 常用半导体器件性能与测试 随着掺入杂质浓度的增加、温度升高或光照增强，都将引起半导体的导电能力剧烈增强。人们根据这些特点，制成多种性能的电子元器件，如二极管、三极管等元件。 2.PN结与单向导电性 如果采取工艺措施，在一块本征半导体中掺入不同的杂质，一边做成N型，另一边做成P型，则在P型半导体和N型半导体的交界面上就形成一个特殊的薄层，称为PN结。许多半导体器件都含有PN结。 项目8 常用半导体器件性能与测试 （1）外加正向电压时，正向电流较大。PN结加正向电压的情况，如图8-1所示，即直流电源正极接P区，负极接N区。此时，PN结处于导通状态，导电方向从P区到N区，PN结呈现的电阻称为正向电阻，其值很小，一般为几欧到几百欧。 （2）外加反向电压时，反向电流很小。PN结外加反向电压的情况如图8-2所示。即直流电源正极接N区，负极接P区，PN结基本上处于截止状态。此时的电阻称为反向电阻，其值很大，一般为几千欧至十几千欧。 项目8 常用半导体器件性能与测试 综上所述，PN结外加正向电压时，正向扩散电流较大，PN结呈导通状态，结电阻小；PN结外加反向电压时，反向漂移电流很小，PN结呈截止状态，结电阻很大。因此PN结具有单相导电性。 项目8 常用半导体器件性能与测试 8.1.2 二极管的结构与伏安特性 1.二极管的结构 将一个PN结的两端加上电极引线并用外壳封装起来，就构成一只半导体二极管。不论何种型号、规格的二极管，都有两个电极：由P区引出的电极称为正极；由N区引出的电极，称为负极。 项目8 常用半导体器件性能与测试 2. 二极管的伏安特性 二极管两端所加电压与流过管子的电流之间的关系曲线，称为伏安特性。当外加正向电压很低时，二极管正向电流几乎为零。 只有在外加电压大于某 一数值时，正向电流才 明显增加，这个电压称 为死区电压。 项目8 常用半导体器件性能与测试 1. 额定正向工作电流 额定正向工作电流指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。因为电流通过二极管会使管芯发热，温度上升，温度超过容许限度，就会使管芯过热而损坏。 2. 最大浪涌电流 最大浪涌电流，是允许流过的过量正向电流，它不是正常电流，而是瞬间电流。其值通常是额定正向工作电流的20倍左右。 项目8 常用半导体器件性能与测试 3. 最高反向工作电压 加在二极管两端的反向工作电压高到一定值时，管子将会击穿，失去单向导电能力。 4.反向电流 反向电流是指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下，流过二极管的反向电流。 5. 反向恢复时间 正向电压变成反向电压时，电流一般不能瞬时截止，要延迟一点时间，这个时间就是反向恢复时间。 项目8 常用半导体器件性能与测试 8.1.4 二极管的识别及其质量检测 1.设别检波二极管 检波二极管的作用是利用其单向导电性将高频或中频无线电信号中的低频信号或音频信号取出来，广泛应用于半导体收音机、收录机、电视机及通信等设备的小信号电路中，其工作频率较高，处理信号幅度较弱。 项目8 常用半导体器件性能与测试 2.识别整流二极管 整流二极管是利用PN结的单向导电特性，把交流电变成脉动直流电。整流二极管漏电流较大,多数采用面接触性料封装的二极管。 项目8 常用半导体器件性能与测试 3.识别稳压二极管 稳压二极管，是指利用PN结反向击穿状态，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象，制成起稳压作用的二极管，如图8-7所示为稳压二极管。 项目8 常用半导体器件性能与测试 4.识别发光二极管 与白炽灯泡和氖灯相比，发光二极管的特点是：工作电压很低；工作电流很小；抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长；通过调制电流强弱