6.1 二极管(课件）-《电工电子技术》同步教学（机械工业版）

第六章 常用半导体器件 学习目的： 1．了解二极管的结构、符号、特性和主要参数。 2．了解硅稳压二极管、变容二极管、发光二极管、光电二极管等各种二极管的外形特征、功能和应用。 3．能用万用表检测二极管的极性和好坏。 4．了解晶体三极管结构、符号和主要参数，能识别引脚，并合理使用。 5．能用万用表判别三极管的类型、引脚及三极管的好坏。 第六章 常用半导体器件 二极管 1 三极管 2 1.半导体材料 6.1 二极管 一、 半导体的基本知识 导电性能介于导体与绝缘体之间材料，我们称之为半导体。 常用的半导体材料有： 元素半导体，如硅（Si）、锗（Ge）等； 化合物半导体，如砷化镓（GaAs）等； 掺杂或制成其它化合物半导体材料，如硼（B）、磷（P）、锢（In）和锑（Sb）等。 2．本征半导体 纯净的半导体称为本征半导体。 6.1 二极管 一、 半导体的基本知识 Si Si Si Si 硅单晶中的共价健结构 晶体中原子的排列方式 共价健 3．杂质半导体 6.1 二极管 一、 半导体的基本知识 在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。 3．杂质半导体 6.1 二极管 一、 半导体的基本知识 （1）N型半导体 掺入五价杂质元素（如磷）的半导体称 为N型半导体 Si Si Si Si p+ 多余 电子 磷原子 3．杂质半导体 6.1 二极管 一、 半导体的基本知识 （1）P型半导体 掺入三价杂质元素（如硼）的半导体为P型半导体。 Si Si Si Si B– 硼原子 空穴 4．PN结的形成 6.1 二极管 一、 半导体的基本知识 在P型半导体和N型半导体结合后，由于N型区内电子很多而空穴很少，而P型区内空穴很多电子很少，在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差别。这样，电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。 4．PN结的形成 6.1 二极管 一、 半导体的基本知识 扩散的结果就使P区一边失去空穴，留下了带负电的杂质离子,N区一边失去电子，留下了带正电的杂质离子。这些不能移动的带电粒子在P和N区交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，就是所谓的PN结。 5．PN结的单向导电性 6.1 二极管 一、 半导体的基本知识 当外加电压使PN结中P区的电位高于N区的电位，称为加正向电压，简称正偏；反之称为加反电向压，简称反偏。 PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流。 PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流。 由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。 1．半导体二极管的结构和类型 6.1 二极管 二、半导体二极管 在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极管。按半导体材料不同二极管分为硅管和锗管。 1．半导体二极管的结构和类型 6.1 二极管 二、半导体二极管 二极管按结构不同分为点接触型、面接触型和平面型(图a、b、c)。 二极管符号如图d所示。 2．二极管的伏安特性 6.1 二极管 二、半导体二极管 伏安特性曲线 硅管0.5V,锗管0.1V。 反向击穿 电压U(BR) 导通压降 正向特性 反向特性 特点：非线性 硅0.7V,锗0.3V U I 死区电压 P N + – P N – + 反向电流 Is在一定电压 范围内保持 常数。 Is 3．二极管的主要参数 6.1 二极管 二、半导体二极管 （1）额定整流电流IF 二极管的电流平均值不能大于这一数值，否则会使二极管中PN结的温度超过允许值而损坏。 （2）最高允许反向工作电压UR 一般将二分之一左右的反向击穿电压U(BR)值定义为UR。 （3）反向电流IR 反向电流越小，管子的单向导电特性越好。 4．测试二极管的好坏 6.1 二极管 二、半导体二极管 初学者在业余条件下可以使用万用表测试二极管性能的好坏。测试前先把万用表的转换开关拨到欧姆档的R×1K或R×100档位（注意不要使用R×1或R×10档，以免电流过大烧坏二极管），再将红、黑两根表笔短路，进行欧姆调零。 4．测试二极管的好坏 6.1 二极管 二、半导体二极管 （1）正向特性测试 二极管的正向特性测试如图所示， 用万用表的黑表笔（表内正极）接触二极管的正极，红表笔（表内负极）接触二极管的负极： 1)．若表针不摆到0值而是停在标度盘的中间，这时的阻值就是二极管的正向电阻，一般正向电阻越小越好。 2)．若正向电阻为0值，说明管芯短路损坏，不能使用。 3)．若正向电阻接近无穷大值，说明管芯断路，不能使用。 P N – + 4．测试二极管的好坏 6.1 二极管 二、半导体二极管 （2）反向特性测试 二极管的反向特性测试如图所示， 用万用表的红表笔接触二极管的正极，黑表笔接触