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1、第一章电子元器件第一章电子元器件1. 1电阻器电阻器1. 2电容器电容器1.3电感器电感器1.4半导体二极管半导体二极管1.5半导体三极管半导体三极管1.6知识拓展知识拓展1.7实训实训晶体管测试晶体管测试返回1. 1 电阻器电阻器1. 1. 1电阻器的外形与电路符号电阻器的外形与电路符号1.固定式电阻器固定式电阻器(1)固定式电阻器的外形。固定式电阻器的外形。如图如图1一一1所示所示为电子电路中常用的几种电阻为电子电路中常用的几种电阻器的外形。器的外形。(2)电阻器的电路符号。在电路原理图中，不同额定功率或特殊功能的电阻器的电路符号。在电路原理图中，不同额定功率或特殊功能的电阻用不同符号表示
2、，电阻用不同符号表示，如图如图1一一2所示所示。2.电位器电位器电位器是一种可调的电子元件，是带滑动端的可变电阻。它有三个引电位器是一种可调的电子元件，是带滑动端的可变电阻。它有三个引出端出端:一个滑动端，两个固定端。其通过转动或滑动改变滑动端内部动一个滑动端，两个固定端。其通过转动或滑动改变滑动端内部动触点的位置来调整滑动端与任一个固定端之间的电阻值。电位器具有触点的位置来调整滑动端与任一个固定端之间的电阻值。电位器具有调节电路中电压和电流大小的作用。调节电路中电压和电流大小的作用。(1)电位器的外形。常见电位器的外形电位器的外形。常见电位器的外形如图如图1一一3所示所示。下一页返回1. 1
3、 电阻器电阻器(2)电位器的电路符号。电位器的电路符号电位器的电路符号。电位器的电路符号如图如图1 -4所示所示。1. 1. 2电阻器的主要参数电阻器的主要参数1.电阻器的标称阻值和允许偏差电阻器的标称阻值和允许偏差国家规定出一系列的阻值作为产品的标准，这就是电阻器的标称阻值。国家规定出一系列的阻值作为产品的标准，这就是电阻器的标称阻值。电阻的实际阻值不可能做到与它的标称阻值完全一样，两者间总是存电阻的实际阻值不可能做到与它的标称阻值完全一样，两者间总是存在一定的误差。最大的允许误差除以该电阻的标称阻值所得的百分数在一定的误差。最大的允许误差除以该电阻的标称阻值所得的百分数就叫电阻的允许偏差。
4、就叫电阻的允许偏差。2.电阻器的额定功率电阻器的额定功率电阻器的额定功率是指电阻器在一定的气压和温度下长期连续工作所电阻器的额定功率是指电阻器在一定的气压和温度下长期连续工作所允许承受的最大功率。如果电阻器上所加电功率超过额定值达到一定允许承受的最大功率。如果电阻器上所加电功率超过额定值达到一定时间，电阻器就会被烧毁。电阻器额定功率的单位为瓦，用字母时间，电阻器就会被烧毁。电阻器额定功率的单位为瓦，用字母“W”表示。表示。上一页 下一页返回1. 1 电阻器电阻器1.1.3几种常用的电阻器类型几种常用的电阻器类型1.碳膜电阻碳膜电阻碳膜电阻的主要特点是各项性能参数一般，精度较低，但价格便宜、碳膜
5、电阻的主要特点是各项性能参数一般，精度较低，但价格便宜、阻值范围宽，是用途最广泛的通用电阻器。阻值范围宽，是用途最广泛的通用电阻器。2.金属膜电阻金属膜电阻与碳膜电阻相比，金属膜电阻具有精度高、额定功率大、噪声小、温与碳膜电阻相比，金属膜电阻具有精度高、额定功率大、噪声小、温度系数小、高频特性好等优点，广泛应用于高级音响、计算机、测试度系数小、高频特性好等优点，广泛应用于高级音响、计算机、测试仪器、自动化控制等电子设备中。仪器、自动化控制等电子设备中。3.精密型金属膜电阻精密型金属膜电阻精密型金属膜电阻的阻值精密、公差范围小，主要应用在对电阻阻值精密型金属膜电阻的阻值精密、公差范围小，主要应用
6、在对电阻阻值要求较精密的场合。要求较精密的场合。上一页 下一页返回1. 1 电阻器电阻器4.线绕电阻线绕电阻线绕电阻是将电阻线线绕电阻是将电阻线(康铜丝或锰铜丝康铜丝或锰铜丝)绕在耐热瓷体上，表面涂以耐绕在耐热瓷体上，表面涂以耐热、耐湿、无腐蚀的不燃性保护涂料而形成。绕线电阻具有耐热性好、热、耐湿、无腐蚀的不燃性保护涂料而形成。绕线电阻具有耐热性好、温度系数小、噪声小、精度较高、阻值稳定等优点，但其高频特性差。温度系数小、噪声小、精度较高、阻值稳定等优点，但其高频特性差。其主要用做大功率负载，能工作在其主要用做大功率负载，能工作在150一一300温度的环境中，因而温度的环境中，因而在低频精密仪
7、器中广泛应用。在低频精密仪器中广泛应用。5.水泥电阻水泥电阻水泥电阻具有高功率、散热性好、稳定性高、耐湿、耐震等特点，主水泥电阻具有高功率、散热性好、稳定性高、耐湿、耐震等特点，主要用于大功率电路中，如电源电路的过流检测、保护电路，音频功率要用于大功率电路中，如电源电路的过流检测、保护电路，音频功率放大器的功率输出电路。放大器的功率输出电路。上一页 下一页返回1. 1 电阻器电阻器6.熔断电阻熔断电阻熔断电阻又名保险电阻，熔断电阻器兼备电阻与保险丝二者的功能，熔断电阻又名保险电阻，熔断电阻器兼备电阻与保险丝二者的功能，正常工作时作为电阻器使用，一旦电流异常就发挥其保险丝的作用来正常工作时作为电
8、阻器使用，一旦电流异常就发挥其保险丝的作用来保护机器设备。熔断电阻主要应用在电源输出电路中。熔断电阻的阻保护机器设备。熔断电阻主要应用在电源输出电路中。熔断电阻的阻值一般较小值一般较小(几欧姆至几十欧姆几欧姆至几十欧姆)，功率也较小，功率也较小(1/8一一1 W)。7.排电阻排电阻排电阻是将多个电阻器集中封装在一起而组合制成的一种复合电阻。排电阻是将多个电阻器集中封装在一起而组合制成的一种复合电阻。排电阻具有装配方便、安装密度高等优点，目前已大量应用于电子电排电阻具有装配方便、安装密度高等优点，目前已大量应用于电子电路中。路中。8.表面安装电阻表面安装电阻表面安装电阻又称无引线电阻、片状电阻、
9、贴片电阻、表面安装电阻又称无引线电阻、片状电阻、贴片电阻、SMD电阻。表电阻。表面安装电阻主要有矩形和圆柱形两种形状。面安装电阻主要有矩形和圆柱形两种形状。上一页 下一页返回1. 1 电阻器电阻器9.敏感电阻敏感电阻敏感电阻器主要包括热敏、力敏、光敏、磁敏、压敏、气敏、湿敏等敏感电阻器主要包括热敏、力敏、光敏、磁敏、压敏、气敏、湿敏等不同类型的电阻器，它们具有对温度、压力、光照度、湿度、磁场强不同类型的电阻器，它们具有对温度、压力、光照度、湿度、磁场强度、气体浓度等非电物理量敏感的特性。用它们制成的各种传感器，度、气体浓度等非电物理量敏感的特性。用它们制成的各种传感器，广泛应用于自动化、测控等
10、领域。广泛应用于自动化、测控等领域。1. 1. 4电阻器参数的识别电阻器参数的识别1.直标法直标法直标法是用阿拉伯数字和单位符号在电阻器表面直接标出标称阻值和直标法是用阿拉伯数字和单位符号在电阻器表面直接标出标称阻值和技术参数，允许偏差直接用百分数或用技术参数，允许偏差直接用百分数或用I(5%)、 ( 10%)及及( 20%)表示，表示，如图如图1一一5所示所示。上一页 下一页返回1. 1 电阻器电阻器2.文字符号法文字符号法文字符号法是用阿拉伯数字和文字符号两者有规律地组合来表示标称文字符号法是用阿拉伯数字和文字符号两者有规律地组合来表示标称阻值，其允许偏差用文字符号表示阻值，其允许偏差用文
11、字符号表示:B(士士0.1%) , C(士士0.25%) , D(士士0.5%), F(士士1%), G(士士2%),J(士士5%) , K(士士10% ) , M(士士20% ) , N(士士30% )。符号前面的数字表示整数阻值，后面的数字依次表示第一位。符号前面的数字表示整数阻值，后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值。当阻值小于小数阻值和第二位小数阻值。当阻值小于10 时，常以时，常以xRx表示，表示，将将R看做小数点，单位为欧姆，看做小数点，单位为欧姆，如图如图1 -6所示所示。3.数码法数码法数码法用三位阿拉伯数字表示，前两位数字表示阻值的有效数，第三数码法用三位阿拉伯数
12、字表示，前两位数字表示阻值的有效数，第三位数字表示有效数后面零的个数，单位为欧姆。偏差通常采用符号表位数字表示有效数后面零的个数，单位为欧姆。偏差通常采用符号表示示:B(士士0.1% ) , C(士士0.25%) ,D(士士0. 5 %)、F(士士1%)、G(士士2%)、J(士士5%)、K(士士10%)、M(士士20 %)、N(士士30%)，如图如图1 -7所示所示。上一页 下一页返回1. 1 电阻器电阻器4.色标法色标法(1)两位有效数字的色标法两位有效数字的色标法四色环表示法。这种方法多用于普通电阻四色环表示法。这种方法多用于普通电阻器。它用四条色带表示电阻器的标称阻值和允许偏差。第一色环
13、表示器。它用四条色带表示电阻器的标称阻值和允许偏差。第一色环表示第一位有效数字，第二色环表示第二位有效数字，第三色环表示倍乘第一位有效数字，第二色环表示第二位有效数字，第三色环表示倍乘数数(即在前面两位数字后面加即在前面两位数字后面加n的个数的个数)，第四色环表示误差范围。色环，第四色环表示误差范围。色环电阻的单位一律为电阻的单位一律为，如图如图1一一8所示所示。(2)三位有效数字的色标法三位有效数字的色标法五色环表示法。精密电阻器一般用五道色五色环表示法。精密电阻器一般用五道色环标注，它用前三道色环表示三位有效数字，第四道色环表示倍乘数环标注，它用前三道色环表示三位有效数字，第四道色环表示倍
14、乘数(即在前面三位数字后面加即在前面三位数字后面加0的个数的个数)，第五道色环表示阻值的允许误差，第五道色环表示阻值的允许误差，如图如图1 -9所示所示。上一页返回1. 2 电容器电容器1. 2. 1电容器的外形与电路符号电容器的外形与电路符号1.常用电容器的外形常用电容器的外形几种常见的电容器的外形几种常见的电容器的外形如图如图1一一10所示所示。2.电容器的电路符号电容器的电路符号电容器的电路符号电容器的电路符号如图如图1一一11所示所示。其中，有极性的电容器在使用时。其中，有极性的电容器在使用时要保证它的正极电位始终高于负极。电解电容器就是有极性的电容器。要保证它的正极电位始终高于负极。
15、电解电容器就是有极性的电容器。1.2.2电容器的主要参数电容器的主要参数1.标称容量和允许误差标称容量和允许误差电容器的标称容量是指电容器表面所标识的容量，常用的单位是电容器的标称容量是指电容器表面所标识的容量，常用的单位是 F(微法微法)、nF(纳法纳法)、pF(皮法或微微法皮法或微微法)。其换算关系为。其换算关系为:1F =103 nF =106 pF。下一页返回1. 2 电容器电容器2.额定工作电压额定工作电压在规定的工作温度范围内，电容长期可靠地工作，它所能承受的最大在规定的工作温度范围内，电容长期可靠地工作，它所能承受的最大直流电压就是电容的耐压，也叫做电容的直流工作电压。如果在交流
16、直流电压就是电容的耐压，也叫做电容的直流工作电压。如果在交流电路中，要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压电路中，要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。值。3.介质损耗介质损耗电容器在电场作用下消耗的能量，通常用损耗功率和电容器的无功功电容器在电场作用下消耗的能量，通常用损耗功率和电容器的无功功率之比，即用损耗角的正切值表示。损耗角越大，电容器的损耗就越率之比，即用损耗角的正切值表示。损耗角越大，电容器的损耗就越大，损耗角大的电容不适于高频情况下工作。介质损耗取决于电容器大，损耗角大的电容不适于高频情况下工作。介质损耗取决于电容器介质所用的材料及制作工艺，真实地
17、表征了电容器质量的优劣。介质所用的材料及制作工艺，真实地表征了电容器质量的优劣。上一页 下一页返回1. 2 电容器电容器1.2.3几种常用的电容器类型几种常用的电容器类型电容器种类繁多，性能各异，使用时应依据容量大小、耐压高低、频电容器种类繁多，性能各异，使用时应依据容量大小、耐压高低、频率特性、温度特性、精密度、稳定性、尺寸大小、是否有极性、价格率特性、温度特性、精密度、稳定性、尺寸大小、是否有极性、价格等诸多因素综合考虑进行选择。等诸多因素综合考虑进行选择。1.铝电解电容铝电解电容它是有极性电容器，具有容量大、损耗大、漏电大、价格低等特点。它是有极性电容器，具有容量大、损耗大、漏电大、价格
18、低等特点。其主要应用于电源滤波、低频藕合、去藕、旁路等。其主要应用于电源滤波、低频藕合、去藕、旁路等。2.担电解电容担电解电容它是有极性电容器，其损耗、漏电小于铝电解电容，价格比铝电解电它是有极性电容器，其损耗、漏电小于铝电解电容，价格比铝电解电容高。其主要应用在要求高的电路中代替铝电解电容。容高。其主要应用在要求高的电路中代替铝电解电容。上一页 下一页返回1. 2 电容器电容器3.云母电容云母电容它具有容量小、稳定性高、可靠性高、温度系数小的特点。其主要应它具有容量小、稳定性高、可靠性高、温度系数小的特点。其主要应用在高频振荡、脉冲等要求较高的电路中。用在高频振荡、脉冲等要求较高的电路中。4
19、.涤纶薄膜电容涤纶薄膜电容它具有精度高、损耗小、体积小、容量较大、稳定性好的特点。其适它具有精度高、损耗小、体积小、容量较大、稳定性好的特点。其适宜做旁路电容。宜做旁路电容。5.瓷片电容瓷片电容瓷片电容就是以瓷介质为主要材质制作的电容器。瓷片电容分为高频瓷片电容就是以瓷介质为主要材质制作的电容器。瓷片电容分为高频瓷片电容和低频瓷片电容。瓷片电容和低频瓷片电容。1.2.4电容参数的标识电容参数的标识1.直标法直标法直标法就是在电容表面直接标注容量值。直标法就是在电容表面直接标注容量值。上一页 下一页返回1. 2 电容器电容器2.数码表示法数码表示法这种表示方法最为常见。这种表示方法最为常见。(1
20、)用三位数字来表示容量的大小，单位为用三位数字来表示容量的大小，单位为pF。前两位为有效数字，。前两位为有效数字，后一位表示倍乘数后一位表示倍乘数(即在前面两位数字后面加。的个数即在前面两位数字后面加。的个数)。(2)若第三位数字为若第三位数字为9，则乘以，则乘以10-13.色码表示法色码表示法这种表示法与电阻器的色环表示法类似，将颜色涂于电容器的一端或这种表示法与电阻器的色环表示法类似，将颜色涂于电容器的一端或从顶端向引线排列。色码一般只有三道色环，前两环为有效数字，第从顶端向引线排列。色码一般只有三道色环，前两环为有效数字，第三环为倍乘数，单位为三环为倍乘数，单位为pF。上一页返回1. 3
21、 电感器电感器1. 3. 1电感器的外形与电路符号电感器的外形与电路符号1.常见电感器的外形常见电感器的外形常见电感元件的外形常见电感元件的外形如图如图1一一12所示所示。2.电感器的电路符号电感器的电路符号电感器的电路符号电感器的电路符号如图如图1一一13所示所示。1.3.2电感器的主要参数电感器的主要参数1.电感量及误差电感量及误差电感量的基本单位是亨利电感量的基本单位是亨利(H)，常用的有毫亨，常用的有毫亨(mH)、微亨、微亨(H)和毫微和毫微亨亨(nH)。电感误差在电感误差在5%一一20%之间。之间。下一页返回1. 3 电感器电感器2.品质因数品质因数品质因数是表示电感质量的一个参数。
22、它是指电感在某一频率的交流品质因数是表示电感质量的一个参数。它是指电感在某一频率的交流电压下工作时，电感所呈现的感抗和电感的直流电阻的比值，用公式电压下工作时，电感所呈现的感抗和电感的直流电阻的比值，用公式表示为表示为1.3.3电感器的分类电感器的分类(1)按功能分，电感器可分为振荡线圈、扼流线圈、藕合线圈、校正线按功能分，电感器可分为振荡线圈、扼流线圈、藕合线圈、校正线圈、偏转线圈等。圈、偏转线圈等。(2)按是否可调分，电感器可分为固定电感、可调电感。按是否可调分，电感器可分为固定电感、可调电感。(3)按结构分，电感器可分为空心线圈、磁芯线圈、铁芯线圈。按结构分，电感器可分为空心线圈、磁芯线
23、圈、铁芯线圈。(4)按安装方式分，电感器可分为贴片式电感、插件式电感。按安装方式分，电感器可分为贴片式电感、插件式电感。(5)按工作频率分，电感器可分为高频电感、中频电感和低频电感。按工作频率分，电感器可分为高频电感、中频电感和低频电感。上一页 下一页返回1. 3 电感器电感器1.3.4电感参数的标识电感参数的标识有些电感采用直标法、数码法、色码法进行标识。值得注意的是，电有些电感采用直标法、数码法、色码法进行标识。值得注意的是，电感多为非标准化元件，很多甚至是定制产品或自制产品，标识不规范，感多为非标准化元件，很多甚至是定制产品或自制产品，标识不规范，要获得其参数需查阅相关资料。要获得其参数
24、需查阅相关资料。上一页返回1. 4 半导体二极管半导体二极管1. 4. 1二极管的外形和电路符号二极管的外形和电路符号1.常用二极管的外形常用二极管的外形常见二极管的外形常见二极管的外形如图如图1一一14所示所示。2.二极管结构和电路符号二极管结构和电路符号采用一定的制造工艺，在同一块半导体基片的两边分别形成采用一定的制造工艺，在同一块半导体基片的两边分别形成P型和型和N型半导体，则这两种半导体的交界面附近会形成一个很薄的空间电荷型半导体，则这两种半导体的交界面附近会形成一个很薄的空间电荷区，我们称之为区，我们称之为PN结，它是构成各种半导体器件的核心。结，它是构成各种半导体器件的核心。在在P
25、N结的两端各引出一根电极引线，然后用外壳封装起来就构成了结的两端各引出一根电极引线，然后用外壳封装起来就构成了二极管，其结构和电路符号示意二极管，其结构和电路符号示意如图如图1一一15所示所示。由。由P区引出的电极被区引出的电极被称为正极称为正极(+)，由，由N区引出的电极被称为负极区引出的电极被称为负极(一一)，电路符号中的箭头，电路符号中的箭头方向表示了正向电流的流通方向。方向表示了正向电流的流通方向。下一页返回1. 4 半导体二极管半导体二极管1.4. 2二极管的伏安特性仿真测试二极管的伏安特性仿真测试 1.正向特性仿真测试正向特性仿真测试(1)在在Multisim仿真测试平台上，构建仿
26、真测试电路仿真测试平台上，构建仿真测试电路如图如图1一一16所示所示。二极管加正向电压。二极管加正向电压。 (2)设置元器件参数。设置元器件参数。V1:直流电压源。设定输出电压为直流电压源。设定输出电压为12 Vo R1 : 100 电位器。用来调节二极管两端正向电压的大小，电位器。用来调节二极管两端正向电压的大小，如图如图1一一17所示所示设定参数。设定参数。 X1:灯泡，当有一定的电流通过时会发光，在此作灯泡，当有一定的电流通过时会发光，在此作100 ，用来限，用来限制电路的最大电流。按制电路的最大电流。按图图1一一18所示所示来设定其参数。来设定其参数。上一页 下一页返回1. 4 半导体
27、二极管半导体二极管(3)启动仿真。启动仿真。开启仿真开关。开启仿真开关。调节电位器调节电位器R,。按下。按下“A键可以上调电位器滑动端的位置，按键可以上调电位器滑动端的位置，按下下“Shift十十A”键可以下调电位器滑动端的位置。键可以下调电位器滑动端的位置。R1附近的百分数显附近的百分数显示滑动端的位置。调节电位器示滑动端的位置。调节电位器R,，则电压表，则电压表U1和电流表和电流表U2的显示随之的显示随之变化。变化。在二极管正向电压为在二极管正向电压为0. 10 0. 80 V的范围内，采用逐点法进行测的范围内，采用逐点法进行测试，测试数据记录在试，测试数据记录在表表1一一1中。中。2.反
28、向特性的仿真测试反向特性的仿真测试(1)按按图图1一一19构建仿真测试电路。二极管加反向电压。构建仿真测试电路。二极管加反向电压。(2)设置元器件参数。设置元器件参数。上一页 下一页返回1. 4 半导体二极管半导体二极管(3)启动仿真。启动仿真。开启仿真开关。开启仿真开关。调节电位器调节电位器R1。电位器滑动端位置在。电位器滑动端位置在0%一一100%的范围内，采用逐的范围内，采用逐点法进行测试测试数据记录在点法进行测试测试数据记录在表表1一一2中。中。3.仿真结果分析及结论仿真结果分析及结论根据仿真结果绘制二极管特性曲线根据仿真结果绘制二极管特性曲线如图如图1一一20所示所示。(1)正向特性
29、。正向特性。正向特性指二极管正偏时的伏安特性。外加正向电压较小时，正向电正向特性指二极管正偏时的伏安特性。外加正向电压较小时，正向电流几乎为零，这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压或门限流几乎为零，这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压或门限电压电压Uth。上一页 下一页返回1. 4 半导体二极管半导体二极管(2)反向特性。反向特性。反向特性指二极管反偏时的伏安特性。当二极管加上反向电压时，只反向特性指二极管反偏时的伏安特性。当二极管加上反向电压时，只产生微小的反向电流。反向电压在一定范围内变化时，反向电流变化产生微小的反向电流。反向电压在一定范围内变化时，反向电流变化不大。室温下，
30、小功率硅二极管反向电流一般为微安级不大。室温下，小功率硅二极管反向电流一般为微安级(A)，甚至纳，甚至纳安级安级(nA)。(3)反向击穿特性。反向击穿特性。外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿。引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压电击穿。引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压UBR。二极。二极管并不会因为电击穿而永久损坏，在撤除外加电压后，其性能仍可恢管并不会因为电击穿而永久损坏，在撤除外加电压后，其性能仍可恢复。但是，如果二极管因电击穿产生的反向电流太大而引起复。但是，如果二极管因电击穿产生的
31、反向电流太大而引起PN结过结过热，就会造成二极管彻底损坏，在撤除外加电压后，其性能不可恢复，热，就会造成二极管彻底损坏，在撤除外加电压后，其性能不可恢复，这种现象称为热击穿。这种现象称为热击穿。上一页 下一页返回1. 4 半导体二极管半导体二极管1.4.3二极管的主要技术参数二极管的主要技术参数二极管的参数表示二极管的性能好坏和适用范围的技术指标。在工程二极管的参数表示二极管的性能好坏和适用范围的技术指标。在工程上，往往根据生产厂商提供的技术参数来选用二极管。二极管有以下上，往往根据生产厂商提供的技术参数来选用二极管。二极管有以下几个主要参数。几个主要参数。1.最大整流电流最大整流电流IF最大
32、整流电流最大整流电流IF.是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向平均是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向平均电流值。电流值。2.最高反向工作电压最高反向工作电压URM加在二极管两端的反向电压达到一定值时，二极管会被击穿，失去单加在二极管两端的反向电压达到一定值时，二极管会被击穿，失去单向导电能力。为了保证二极管不被击穿，规定了最高反向工作电压值。向导电能力。为了保证二极管不被击穿，规定了最高反向工作电压值。上一页 下一页返回1. 4 半导体二极管半导体二极管3.反向电流反向电流IR反向电流是指二极管在规定的温度和反向电压作用下，流过二极管的反向电流是指二极管在规定的温度和反向电压作用
33、下，流过二极管的反向电流。反向电流。4.最高工作频率最高工作频率FFM二极管的二极管的PN结存在电容效应，其作用相当于在二极管两端并联一个结存在电容效应，其作用相当于在二极管两端并联一个电容器，电容器，如图如图1一一21所示所示。1.4.4几种常用的二极管类型几种常用的二极管类型1.整流二极管整流二极管它的主要用途是在电源电路上做整流元件，还可以灵活地构成限幅、它的主要用途是在电源电路上做整流元件，还可以灵活地构成限幅、钳位、抑制反向电动势、数据保护等电路。钳位、抑制反向电动势、数据保护等电路。 上一页 下一页返回1. 4 半导体二极管半导体二极管2.稳压二极管稳压二极管稳压二极管属于硅管，在
34、反向击穿区具有极陡的击穿曲线，在很大的稳压二极管属于硅管，在反向击穿区具有极陡的击穿曲线，在很大的电流变化范围内，只有极小的电压变化。其一般用于产生电路中的基电流变化范围内，只有极小的电压变化。其一般用于产生电路中的基准电压。准电压。3.发光二极管发光二极管发光二极管发光二极管(LE D)和普通二极管类似，也具有单向导电性，其发光响和普通二极管类似，也具有单向导电性，其发光响应速度可快到几十纳秒，颜色和外形种类很多。应速度可快到几十纳秒，颜色和外形种类很多。 4.检波二极管检波二极管检波二极管的工作电流小，结电容小。其主要用在小信号、高频电路检波二极管的工作电流小，结电容小。其主要用在小信号、
35、高频电路中。中。5.肖特基二极管肖特基二极管它的反向恢复时间极短，可达几纳秒，导通电压可达它的反向恢复时间极短，可达几纳秒，导通电压可达0. 4 V。其主要。其主要在开关稳压电源和逆变器中作续流二极管用。在开关稳压电源和逆变器中作续流二极管用。上一页 下一页返回1. 4 半导体二极管半导体二极管6.快恢复二极管快恢复二极管它的正向压降较低，反应时间较快它的正向压降较低，反应时间较快(0. 2 0. 75 s)，比肖特基二极管，比肖特基二极管耐压高得多。其多在开关电源、逆变电源中作整流元件。耐压高得多。其多在开关电源、逆变电源中作整流元件。7.变容二极管变容二极管它是一种结电容随外加反向偏置电压
36、改变而有较大变化的二极管。其它是一种结电容随外加反向偏置电压改变而有较大变化的二极管。其常用于自动频率控制电路、扫描振荡电路、锁相电路、调谐电路中。常用于自动频率控制电路、扫描振荡电路、锁相电路、调谐电路中。1.4.5二极管的识别与检测二极管的识别与检测一般情况下，二极管外壳上仅标识其型号、极性，欲获得它的性能参一般情况下，二极管外壳上仅标识其型号、极性，欲获得它的性能参数需查阅相关技术手册。数需查阅相关技术手册。1.二极管的极性识别二极管的极性识别有一些型号的二极管标识有其极性，可直接判定正负极，有一些型号的二极管标识有其极性，可直接判定正负极，如图如图1一一22所示所示。上一页 下一页返回
37、1. 4 半导体二极管半导体二极管2.二极管检测二极管检测(1)用指针式万用表检测。用指针式万用表检测。用指针式万用表检测二极管时，一般用欧姆挡用指针式万用表检测二极管时，一般用欧姆挡Rx100或或Rxl k进行。由进行。由于二极管是非线性元件，用不同倍率的欧姆挡或不同灵敏度的万用表于二极管是非线性元件，用不同倍率的欧姆挡或不同灵敏度的万用表进行测试时，所得的数据是不同的，但是正反向电阻相差几百倍这一进行测试时，所得的数据是不同的，但是正反向电阻相差几百倍这一原则是不变的。测试原理与方法原则是不变的。测试原理与方法如图如图1 - 23所示所示。判断二极管的正极和负极判断二极管的正极和负极:通过
38、测量二极管的正反向电阻来判断二极通过测量二极管的正反向电阻来判断二极管的正负极。管的正负极。判断二极管的好坏判断二极管的好坏:用万用表测试二极管的正、反向电阻，然后加以用万用表测试二极管的正、反向电阻，然后加以判断。判断。(2)用数字式万用表检测。用数字式万用表检测。数字式万用表有一个专门测量二极管的挡位，测量方法数字式万用表有一个专门测量二极管的挡位，测量方法如图如图1一一24所所示示。上一页返回1. 5 半导体三极管半导体三极管1.5. 1三极管的外形和电路符号三极管的外形和电路符号1.常见半导体三极管的外形常见半导体三极管的外形常见三极管的外形常见三极管的外形如图如图1 - 25所示所示
39、。2.三极管的结构和电路符号三极管的结构和电路符号根据结构特点，三极管分为根据结构特点，三极管分为NPN型和型和PNP型两大类，其结构示意图和型两大类，其结构示意图和电路符号电路符号如图如图1 - 26所示所示。PNP型三极管的结构与型三极管的结构与NPN型三极管类似，不再赘述。需要注意三极型三极管类似，不再赘述。需要注意三极管的电路符号，发射极箭头指向外的是管的电路符号，发射极箭头指向外的是NPN管，发射极的箭头指向内管，发射极的箭头指向内的是的是PNP管，发射极箭头方向与三极管放大工作时发射极电流的实际管，发射极箭头方向与三极管放大工作时发射极电流的实际流向相同。流向相同。下一页返回1.
40、5 半导体三极管半导体三极管三极管的结构具有以下特点三极管的结构具有以下特点:发射区掺杂浓度很高，基区很薄且掺杂浓发射区掺杂浓度很高，基区很薄且掺杂浓度很低，集电区掺杂浓度比发射区低，但其结面积很大。这些特点是度很低，集电区掺杂浓度比发射区低，但其结面积很大。这些特点是三极管具有电流放大能力的内部条件。三极管具有电流放大能力的内部条件。特别提示特别提示:实际三极管的发射区和集电区是不对称的，在结构、形状、实际三极管的发射区和集电区是不对称的，在结构、形状、参杂浓度等方面具有很大的不同，所以不可将发射极与集电极对调使参杂浓度等方面具有很大的不同，所以不可将发射极与集电极对调使用。用。1.5. 2
41、三极管电流分配与放大作用仿真测试三极管电流分配与放大作用仿真测试1.实验电路实验电路在在MultiSim测试平台上，构建实验电路测试平台上，构建实验电路如图如图1一一27所示所示。 上一页 下一页返回1. 5 半导体三极管半导体三极管2.仿真过程仿真过程启动仿真。启动仿真。R2作为可变电阻使用，按下作为可变电阻使用，按下“A”键或键或“Shift + A”键可键可以调节电位器滑动端的位置，进而改变以调节电位器滑动端的位置，进而改变R2的电阻值。调整的电阻值。调整R2 ，使，使I等等于不同的值，测出相应的于不同的值，测出相应的IC和和IE，仿真测量结果记录于，仿真测量结果记录于表表1一一3中。中
42、。3.结论结论根据仿真结果可以得出以下结论根据仿真结果可以得出以下结论:(1)任何情况下都有任何情况下都有: 。这是由基尔霍夫电流定律决定的。这是由基尔霍夫电流定律决定的。(2)当改变当改变IB的值时，的值时，IC和和IE的值随之改变，即的值随之改变，即IC和和IE受受IB的控制。的控制。(3)对于每一个对于每一个IB ，都有一个对应的，都有一个对应的IC和和IE ，而且集电极电流，而且集电极电流IC和发射和发射极电流极电流IE比基极电流比基极电流IB大得多大得多.(4)当基极电流当基极电流IB产生一个微小变化产生一个微小变化 IB时，导致集电极电流时，导致集电极电流IC产生一产生一个大幅度的
43、变化个大幅度的变化 IC 。上一页 下一页返回1. 5 半导体三极管半导体三极管1.5.3三极管特性曲线三极管特性曲线三极管的特性曲线是指三极管的各极电流与极间电压之间的关系，它三极管的特性曲线是指三极管的各极电流与极间电压之间的关系，它比较准确、全面地反映了三极管的性能。三极管的特性曲线包括输人比较准确、全面地反映了三极管的性能。三极管的特性曲线包括输人特性曲线和输出特性曲线。工程上使用最多的是共发射极电路输人特特性曲线和输出特性曲线。工程上使用最多的是共发射极电路输人特性曲线和输出特性曲线。性曲线和输出特性曲线。三极管特性曲线的测试原理电路三极管特性曲线的测试原理电路如图如图1一一28所示
44、所示，特性曲线采用逐点，特性曲线采用逐点测试法描绘出来。工程上通常采用专用仪器测试法描绘出来。工程上通常采用专用仪器(如晶体管图示仪如晶体管图示仪)直接测直接测量并显示出来。量并显示出来。1.共发射极输入特性曲线共发射极输入特性曲线上一页 下一页返回1. 5 半导体三极管半导体三极管在如图在如图1 - 28所示的三极管特性曲线测试电路中，通过调节可变电阻所示的三极管特性曲线测试电路中，通过调节可变电阻Rwi，可以改变，可以改变UBE，则基极电流，则基极电流IB、集电极电流、集电极电流IC和发射极电流和发射极电流IE都都随之变化，采用逐点测试法测得输人特性曲线随之变化，采用逐点测试法测得输人特性
45、曲线如图如图1一一29所示所示。2.共发射极输出特性曲线共发射极输出特性曲线输出特性曲线是在基极电流输出特性曲线是在基极电流IB一定的情况下，集电极电流一定的情况下，集电极电流IC与集射电与集射电压压UCE之间的函数关系曲线，用函数式表示为之间的函数关系曲线，用函数式表示为在不同的在不同的IB下，可得出不同的曲线，所以输出特性曲线是一组曲线。下，可得出不同的曲线，所以输出特性曲线是一组曲线。如图如图1一一30所示所示是一个典型的三极管输出特性曲线。是一个典型的三极管输出特性曲线。三极管的输出特性曲线分为放大区、截止区和饱和区，三极管的输出特性曲线分为放大区、截止区和饱和区，如图如图1一一31所
46、所示示。上一页 下一页返回1. 5 半导体三极管半导体三极管1.5.4三极管的主要参数三极管的主要参数三极管的参数表征三极管的性能和安全工作范围，主要如下所述。三极管的参数表征三极管的性能和安全工作范围，主要如下所述。1.共射极电流放大系数共射极电流放大系数 前面已介绍了共发射极直流电流放大系数吞和共发射极交流电流放大前面已介绍了共发射极直流电流放大系数吞和共发射极交流电流放大系数启。尽管吞和启的含义是不同的，但两者数值较为接近，在实际系数启。尽管吞和启的含义是不同的，但两者数值较为接近，在实际工程中对二者不加严格区分，统称为三极管共发射极电流放大系数刀，工程中对二者不加严格区分，统称为三极管
47、共发射极电流放大系数刀，它反映了共发射极电路的电流放大能力。它反映了共发射极电路的电流放大能力。2.极间反向漏电流极间反向漏电流ICBD和和UCED实际上，三极管存在漏电流实际上，三极管存在漏电流ICBD和和UCED 。为发射极开路时，集电极和。为发射极开路时，集电极和基极之间的反向电流称为集电极反向饱和电流基极之间的反向电流称为集电极反向饱和电流ICBD 。的测试电路。的测试电路如图如图1 - 32所示所示; UCED指基极开路时，由集电区穿过基区流入发射区的电流，指基极开路时，由集电区穿过基区流入发射区的电流，称为集电极穿透电流，称为集电极穿透电流， UCED的测试电路的测试电路如图如图1
48、 -33所示所示。上一页 下一页返回1. 5 半导体三极管半导体三极管3.集电极最大允许的电流集电极最大允许的电流ICM当集电极电流当集电极电流IC超过一定值时，三极管的超过一定值时，三极管的B值要下降。值要下降。B值下降到规定值下降到规定值值2/3时的集电极电流，称为集电极最大允许电流时的集电极电流，称为集电极最大允许电流ICM 。因此，选管子。因此，选管子时，应使参数留有裕量。时，应使参数留有裕量。4.反向击穿电压反向击穿电压(1) U(BR)CED ，集一射反向击穿电压，集一射反向击穿电压:它是指基极开路时加于集电极与它是指基极开路时加于集电极与发射极间允许的最大反向电压值。发射极间允许
49、的最大反向电压值。(2) U(BR)CED ，集一基反向击穿电压，集一基反向击穿电压:它是指发射极开路时，在集电结它是指发射极开路时，在集电结上的反向击穿电压。上的反向击穿电压。(3) U(BR)CED ，指集电极开路时，发射极与基极间的反向击穿电压。普，指集电极开路时，发射极与基极间的反向击穿电压。普通晶体管的该电压值比较小，只有几伏。通晶体管的该电压值比较小，只有几伏。上一页 下一页返回1. 5 半导体三极管半导体三极管5.集电极最大允许功率损耗集电极最大允许功率损耗PCM集电极电流流过集电结，使其消耗功率而发热，集电极电流流过集电结，使其消耗功率而发热， PCM表示集电结上允表示集电结上
50、允许损耗功率的最大值。集电结的损耗功率超过许损耗功率的最大值。集电结的损耗功率超过PCM 。时，管子性能将。时，管子性能将变坏甚至烧毁。在管子的输出特性曲线上，画出其对应的允许功率损变坏甚至烧毁。在管子的输出特性曲线上，画出其对应的允许功率损耗线耗线 (常数常数)，如图如图1一一34所示所示。 PCM线的左侧为安全线的左侧为安全区，右侧为过损耗区。区，右侧为过损耗区。 PCM与环境的温度有关，环境温度高时，会降与环境的温度有关，环境温度高时，会降低使用功率，通常用加散热器来降低管子的温度。低使用功率，通常用加散热器来降低管子的温度。 6.温度对参数的影响温度对参数的影响(1)温度对温度对UBE
51、的影响。温度升高时，在的影响。温度升高时，在IB相同的条件下，相同的条件下， UBE将减小。将减小。(2)温度对温度对ICBD ，的影响。温度升高时，的影响。温度升高时， ICBD及及ICED增大，温度每升高增大，温度每升高10， ICBD ，约增加一倍。，约增加一倍。上一页 下一页返回1. 5 半导体三极管半导体三极管1.5.5三极管分类三极管分类晶体三极管的种类很多，分类方法也有多种。按结构分有晶体三极管的种类很多，分类方法也有多种。按结构分有NPN和和PNP两大类两大类;按材料分主要有硅管、锗管按材料分主要有硅管、锗管;按用途分有高频放大管、中频放按用途分有高频放大管、中频放大管、低频放
52、大管、低噪声放大管、开关管、高反压管、带阻尼的三大管、低频放大管、低噪声放大管、开关管、高反压管、带阻尼的三极管等极管等;按功率分有小功率三极管、中功率三极管、大功率三极管按功率分有小功率三极管、中功率三极管、大功率三极管;按按工作频率分有低频三极管、高频三极管和超高频三极管工作频率分有低频三极管、高频三极管和超高频三极管;按制作工艺分按制作工艺分有平面型三极管、合金型三极管、扩散型三极管。有平面型三极管、合金型三极管、扩散型三极管。1. 5. 6三极管的识别与检测三极管的识别与检测1.确定基极确定基极用万用表进行测量判断时可将三极管看成是由两个背靠背或面对面的用万用表进行测量判断时可将三极管
53、看成是由两个背靠背或面对面的二极管构成，二极管构成，如图如图1一一35所示所示。上一页 下一页返回1. 5 半导体三极管半导体三极管对于对于NPN型管子，数字万用表置于二极管挡位，红表笔接基极，黑表型管子，数字万用表置于二极管挡位，红表笔接基极，黑表笔分别接另外两个电极时，万用表两次显示结果都应该是笔分别接另外两个电极时，万用表两次显示结果都应该是0. 7 V左右。左右。反过来说，如果红表笔接某一个管脚反过来说，如果红表笔接某一个管脚(比如比如1脚脚)，黑表笔分别接另外两，黑表笔分别接另外两个管脚个管脚(2脚、脚、3脚脚)时，万用表的两次显示结果都是时，万用表的两次显示结果都是0. 7 V左右
54、，则可左右，则可以判定这个管脚以判定这个管脚(1脚脚)必为基极，必为基极，如图如图1一一36所示所示。不妨把这种测试基。不妨把这种测试基极的方法叫做固定红表笔法。极的方法叫做固定红表笔法。2.确定发射极和集电极确定发射极和集电极确定基极后，判定三极管发射极和集电极的具体步骤如下。确定基极后，判定三极管发射极和集电极的具体步骤如下。(1)将数字万用表置于将数字万用表置于h FE挡位挡位(测量刀值测量刀值)。(2)将已经确定基极和类型的三极管插入万用表的将已经确定基极和类型的三极管插入万用表的h FE测量插座。测量插座。(3)三极管基极三极管基极B位置不变，将其他两个管脚对调，重新插入位置不变，将
55、其他两个管脚对调，重新插入h FE测量测量插座，万用表再次显示值。插座，万用表再次显示值。上一页 下一页返回1. 5 半导体三极管半导体三极管(4)比较两次测试结果，显示月值大的那一次测量，管脚插入正确，即比较两次测试结果，显示月值大的那一次测量，管脚插入正确，即三极管三个管脚与万用表三极管三个管脚与万用表h FE测量插座标识是一致的。测量插座标识是一致的。图图1 - 37给出了一个给出了一个NPN管子确定基极后，判定其发射极和集电极的管子确定基极后，判定其发射极和集电极的实例。实例。上一页返回1. 6 知识拓展知识拓展1. 6.1半导体基础知识半导体基础知识半导体，顾名思义是指常温下导电性能
56、介于导体与绝缘体之间的材料。半导体，顾名思义是指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。1.本征半导体本征半导体(1)本征半导体的内部结构。本征半导体的内部原子的排列呈现为晶体本征半导体的内部结构。本征半导体的内部原子的排列呈现为晶体结构。结构。如图如图1一一38所示所示是本征半导体的晶体结构示意图。是本征半导体的晶体结构示意图。(2)自由电子和空穴。在绝对温度自由电子和空穴。在绝对温度T=0 K (-273 0C)且没有外界能量作用且没有外界能量作用时，共价键中的电子被紧紧束缚着，本征半导体中没有可以自由移动时，共价键中的电子被紧紧束缚着，本征半导体中没有可以自由移动的带电粒子，是不导电的
57、，如同绝缘体。当有外界能量作用的带电粒子，是不导电的，如同绝缘体。当有外界能量作用(如温度升如温度升高、光照高、光照)时，某些价电子因获得足够能量而挣脱共价键的束缚成为自时，某些价电子因获得足够能量而挣脱共价键的束缚成为自由电子，同时在共价键中留下一个空位，称为空穴。我们把这样一个由电子，同时在共价键中留下一个空位，称为空穴。我们把这样一个过程称为本征激发，过程称为本征激发，如图如图1一一39所示所示。下一页返回1. 6 知识拓展知识拓展(3)本征激发和复合的动态平衡。本征激发产生自由电子和空穴对，本本征激发和复合的动态平衡。本征激发产生自由电子和空穴对，本征半导体中的自由电子和空穴的数量是相
58、等的。自由电子可能受到空征半导体中的自由电子和空穴的数量是相等的。自由电子可能受到空穴的吸引回到空穴中去，造成这一对电子和空穴消失，这个过程被称穴的吸引回到空穴中去，造成这一对电子和空穴消失，这个过程被称为复合。为复合。(4)漂移电流的形成。可以自由运动的带电粒子称为载流子。半导体中漂移电流的形成。可以自由运动的带电粒子称为载流子。半导体中有两种载流子有两种载流子:带负电的自由电子和带正电的空穴。在外加电场的作用带负电的自由电子和带正电的空穴。在外加电场的作用下，自由电子和空穴将做定向运动形成电流，这种运动称为漂移，所下，自由电子和空穴将做定向运动形成电流，这种运动称为漂移，所形成的电流叫做漂
59、移电流。半导体材料和金属材料的导电机理是不同形成的电流叫做漂移电流。半导体材料和金属材料的导电机理是不同的，这是由它们的内部结构决定的。的，这是由它们的内部结构决定的。上一页 下一页返回1. 6 知识拓展知识拓展2.杂质半导体杂质半导体制造半导体器件需要杂质半导体。在人为的严格控制下，通过一定的制造半导体器件需要杂质半导体。在人为的严格控制下，通过一定的半导体工艺，在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可生成杂半导体工艺，在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可生成杂质半导体。根据掺入杂质性质的不同，将杂质半导体分为两类质半导体。根据掺入杂质性质的不同，将杂质半导体分为两类:N型半型半导体
60、和导体和P型半导体。与本征半导体相比，杂质半导体的导电性发生了型半导体。与本征半导体相比，杂质半导体的导电性发生了显著变化。显著变化。(1) N型半导体。从导电机制的角度来看，型半导体。从导电机制的角度来看，N型半导体的内部结构示意型半导体的内部结构示意图可用图可用图图1 - 40来表示来表示。由于掺入杂质的原因，产生了大量的自由电。由于掺入杂质的原因，产生了大量的自由电子和等量的正离子。子和等量的正离子。(2) P型半导体。型半导体。P型半导体的内部结构示意图可用型半导体的内部结构示意图可用图图1 -41来表示来表示。上一页 下一页返回1. 6 知识拓展知识拓展1. 6. 2 PN结及其单向
61、导电性结及其单向导电性采用一定的制造工艺，在同一块半导体基片的两边分别形成采用一定的制造工艺，在同一块半导体基片的两边分别形成P型和型和N型半导体，则这两种半导体的交界面附近会形成一个很薄的空间电荷型半导体，则这两种半导体的交界面附近会形成一个很薄的空间电荷区，称为区，称为PN结，它是构成各种半导体器件的核心。那么，结，它是构成各种半导体器件的核心。那么，PN结是如结是如何产生的，它又有何特性呢何产生的，它又有何特性呢?1. PN结的形成结的形成在日常生活中，当我们把一滴黑色墨水滴入一杯透明的水中时，会产在日常生活中，当我们把一滴黑色墨水滴入一杯透明的水中时，会产生什么结果呢生什么结果呢?显然
62、，墨水会扩散开来，弥漫于整个水杯中，使水变显然，墨水会扩散开来，弥漫于整个水杯中，使水变黑。这是一个典型的扩散现象。根据物理学研究黑。这是一个典型的扩散现象。根据物理学研究:如果自由物质粒子空如果自由物质粒子空间存在密度分布不平衡，一也就是空间各个不同的局部区域存在密度间存在密度分布不平衡，一也就是空间各个不同的局部区域存在密度差差(或者浓度差或者浓度差)的时候，扩散运动便开始了。自由粒子总是向着最终的时候，扩散运动便开始了。自由粒子总是向着最终平衡的方向，也就是向着密度平衡的方向，也就是向着密度(浓度浓度)最终处处相同的方向运动。最终处处相同的方向运动。上一页 下一页返回1. 6 知识拓展知
63、识拓展(1)多子扩散。多子扩散。P型、型、N型半导体交界面两侧的两种载流子浓度存在很型半导体交界面两侧的两种载流子浓度存在很大的差异大的差异:P区的空穴浓度远大于区的空穴浓度远大于N区的空穴浓度区的空穴浓度;而而N区的自由电子浓区的自由电子浓度远大于度远大于P区的自由电子浓度。因此，会产生载流子从高浓度区向低区的自由电子浓度。因此，会产生载流子从高浓度区向低浓度区的扩散运动，浓度区的扩散运动，如图如图1 - 42所示所示。(2)形成空间电荷区。形成空间电荷区。P区多子空穴越过交界面扩散到区多子空穴越过交界面扩散到N区，然后被区，然后被N区区的多子自由电子复合而消失的多子自由电子复合而消失;同时
64、，同时，N区多子自由电子越过交界面扩散区多子自由电子越过交界面扩散到到P区，然后被区，然后被P区的多子空穴复合而消失。结果使交界面附近形成了区的多子空穴复合而消失。结果使交界面附近形成了由不能移动的正、负离子构成的空间电荷区，同时建立了内建电场由不能移动的正、负离子构成的空间电荷区，同时建立了内建电场(简简称内电场称内电场)，内电场方向由，内电场方向由N区指向区指向P区，区，如图如图1 - 43所示所示。上一页 下一页返回1. 6 知识拓展知识拓展(3)内电场的影响。在电场中，正电荷的受力方向与电场方向相同，而内电场的影响。在电场中，正电荷的受力方向与电场方向相同，而负电荷的受力方向与电场方向
65、相反。负电荷的受力方向与电场方向相反。P区多子空穴向区多子空穴向N区扩散时受到区扩散时受到内电场的阻力，内电场的阻力，N区多子自由电子向区多子自由电子向P区扩散时也会受到内电场的阻区扩散时也会受到内电场的阻力，所以说内电场阻碍多子的扩散运动。另一方面在两个区靠近交界力，所以说内电场阻碍多子的扩散运动。另一方面在两个区靠近交界面处，由于内电场的作用，面处，由于内电场的作用，N区的空穴区的空穴(少子少子)流向流向P区，区，P区的自由电区的自由电子子(少子少子)流向流向N区，内电场使得少子产生漂移运动，区，内电场使得少子产生漂移运动，如图如图1 - 44所示所示。(4)扩散和漂移运动的动态平衡。多子
66、的扩散运动使得空间电荷区增宽，扩散和漂移运动的动态平衡。多子的扩散运动使得空间电荷区增宽，内电场增强内电场增强;少子的漂移运动使得空间电荷区变窄，内电场减弱。开始少子的漂移运动使得空间电荷区变窄，内电场减弱。开始时内电场较小，扩散运动较强，漂移运动较弱，随着扩散的进行，空时内电场较小，扩散运动较强，漂移运动较弱，随着扩散的进行，空间电荷区增宽，内电场增大，扩散运动逐渐减弱，漂移运动逐渐加强。间电荷区增宽，内电场增大，扩散运动逐渐减弱，漂移运动逐渐加强。当外部条件一定时，扩散运动和漂移运动最终将达到动态平衡，即扩当外部条件一定时，扩散运动和漂移运动最终将达到动态平衡，即扩散过去多少载流子必然漂移
67、过来同样多的同类载流子，这时扩散电流散过去多少载流子必然漂移过来同样多的同类载流子，这时扩散电流等于漂移电流，等于漂移电流，如图如图1 45所示所示。上一页 下一页返回1. 6 知识拓展知识拓展2. PN结的单向导电性结的单向导电性当当PN结无外加电压时，载流子的扩散与漂移处于动态平衡状态，因结无外加电压时，载流子的扩散与漂移处于动态平衡状态，因此流过此流过PN结的总电流为零。如果在结的总电流为零。如果在PN结的两端外加电压，就将破坏结的两端外加电压，就将破坏原来的平衡状态。此时，扩散电流不再等于漂移电流，因而原来的平衡状态。此时，扩散电流不再等于漂移电流，因而PN结将结将有电流流过。当外加电
68、压极性不同时，有电流流过。当外加电压极性不同时，PN结表现出截然不同的导电结表现出截然不同的导电性能，即呈现出单向导电性。性能，即呈现出单向导电性。(1)正向导通。当电源的正极接到正向导通。当电源的正极接到PN结的结的P端，电源的负极接到端，电源的负极接到PN结结的的N端时，称端时，称PN结外加正向电压，也叫做正向偏置，简称正偏。此时结外加正向电压，也叫做正向偏置，简称正偏。此时外电场将多数载流子推向空间电荷区，使其变窄，削弱了内电场，破外电场将多数载流子推向空间电荷区，使其变窄，削弱了内电场，破坏了原来的平衡，使扩散运动加剧，而漂移运动减弱。由于电源的作坏了原来的平衡，使扩散运动加剧，而漂移
69、运动减弱。由于电源的作用，扩散运动将源源不断地进行，从而形成回路电流，用，扩散运动将源源不断地进行，从而形成回路电流，如图如图1 - 46 ( a)所示。所示。上一页 下一页返回1. 6 知识拓展知识拓展(2)反向截止。当电源的正极接到反向截止。当电源的正极接到PN结的结的N端，电源的负极接到端，电源的负极接到PN结结的的P端时，称端时，称PN结外加反向电压，一也叫做反向偏置，简称反偏，如结外加反向电压，一也叫做反向偏置，简称反偏，如图图1 -46 (b)所示。所示。1.6.3三极管的工作原理三极管的工作原理以以NPN型三极管为例说明三极管的放大原理。型三极管为例说明三极管的放大原理。1.三极
70、管的结构特点三极管的结构特点NPN型三极管的结构示意图型三极管的结构示意图如图如图1 - 47所示所示。2.放大状态下的各极电流形成过程放大状态下的各极电流形成过程在满足三极管发射结正偏、集电结反偏的条件下，其内部电流的分配在满足三极管发射结正偏、集电结反偏的条件下，其内部电流的分配关系关系如图如图1 - 48所示所示。上一页 下一页返回1. 6 知识拓展知识拓展3.电流分配关系电流分配关系由以上分析可知，晶体管三个电极上的电流与内部载流子传输形成的由以上分析可知，晶体管三个电极上的电流与内部载流子传输形成的电流之间有如下关系电流之间有如下关系4.三极管共发射极直流电流放大系数三极管共发射极直
71、流电流放大系数B上一页返回1.7 实训实训晶体管测试晶体管测试1. 7. 1任务目标任务目标(1)掌握用万用表判断二极管和三极管的管脚极性的方法。掌握用万用表判断二极管和三极管的管脚极性的方法。(2)会使用晶体管图示仪测量二极管和三极管的性能参数。会使用晶体管图示仪测量二极管和三极管的性能参数。1.7.2实训内容实训内容(1)用数字万用表测试判断用数字万用表测试判断1 N4001型二极管的正负极。型二极管的正负极。(2)用数字万用表测试判断用数字万用表测试判断9012和和9013型三极管的管脚分布。型三极管的管脚分布。(3)用用JT一一1晶体管图示仪测量晶体管图示仪测量1 N4001的特性曲线
72、，测量其反向击穿的特性曲线，测量其反向击穿电压电压UBR .(4)用用JT一一1晶体管图示仪测量晶体管图示仪测量9013三极管的特性曲线，测量三极管的特性曲线，测量B、ICEO,UBRCEO 及饱和电压。及饱和电压。下一页返回1.7 实训实训晶体管测试晶体管测试1.7.3材料和设备材料和设备(1)1 N4001型二极管。型二极管。( 2 ) 9012和和9013型三极管。型三极管。(3)数字万用表。数字万用表。(4) JT一一1晶体管图示仪。晶体管图示仪。JT一一1晶体管图示仪面板晶体管图示仪面板如图如图1 -49所示所示。1.7.4实训步骤实训步骤(1)用数字万用表测试判断用数字万用表测试判
73、断1 N4001型二极管的正负极。方法见本章型二极管的正负极。方法见本章1. 4节。节。(2)用数字万用表测试判断用数字万用表测试判断9012和和9013型三极管的管脚分布。方法见型三极管的管脚分布。方法见本章本章1. 5节。节。上一页 下一页返回1.7 实训实训晶体管测试晶体管测试(3)用用JT一一1晶体管图示仪测量晶体管图示仪测量1 N40010测量正向特性曲线，测出正向电流测量正向特性曲线，测出正向电流100 mA时的导通电压。时的导通电压。测量其反向特性，测量反向击穿电压测量其反向特性，测量反向击穿电压UBR .1.7.5实训总结实训总结(1)分析讨论测量结果，给出结论。分析讨论测量结
74、果，给出结论。(2)总结实训实施过程中的问题、解决方法和收获。总结实训实施过程中的问题、解决方法和收获。上一页返回图图1一一1常用电阻器的外形常用电阻器的外形返回图图1一一2电阻器的电路符号电阻器的电路符号返回图图1-3 常见电位器的外形常见电位器的外形返回图图1一一4电位器的电路符号电位器的电路符号返回图图1一一5电阻直标法标识示例电阻直标法标识示例返回图图1 -6电阻文字符号法标识示例电阻文字符号法标识示例返回图图1一一7电阻数码法标识示例电阻数码法标识示例返回图图1一一8四色环表示法示意四色环表示法示意返回图图1一一9 五色环表示法示意五色环表示法示意返回图图1一一10几种常见的电容器的
75、外形几种常见的电容器的外形返回图图1一一11 电容器的电路符号电容器的电路符号返回图图1一一12常见电感元件的外形常见电感元件的外形返回图图1一一13电感器的电路符号电感器的电路符号返回图图1一一14常见二极管的外形常见二极管的外形返回图图1 -15二极管结构和电路符号示意二极管结构和电路符号示意返回图图1 -16正向特性仿真测试电路正向特性仿真测试电路返回图图1一一17R1参数设定参数设定返回图图1一一18灯泡参数设定灯泡参数设定返回表表1一一1逐点法测试数据逐点法测试数据返回图图1 -19反向特性仿真测试电路反向特性仿真测试电路返回表表1一一2调节电位器所测得的数据调节电位器所测得的数据返
76、回图图1一一20二极管的特性曲线二极管的特性曲线返回图图1一一21 PN结的电客效应结的电客效应返回图图1一一22二极管极性标识二极管极性标识返回图图1一一23指针式万用表检测二极管极性指针式万用表检测二极管极性返回图图1 -24数字式万用表粉测二极管极性数字式万用表粉测二极管极性返回图图1 -25常见三极管的外形常见三极管的外形返回图图1 -26三极管结构示意图和电路符号三极管结构示意图和电路符号返回图图1 -27三极管电流分配与放大作用仿真三极管电流分配与放大作用仿真电路电路返回表表1一一3仿真测量结果仿真测量结果返回图图1 -28三极管特性曲线的测试原理电路三极管特性曲线的测试原理电路返
77、回图图1一一29共发射极输入特性曲线共发射极输入特性曲线返回图图1 -30典型的三极管输出特性曲线典型的三极管输出特性曲线返回图图1 -31输出特性曲线的三个区域输出特性曲线的三个区域返回图图1 -32ICBO的测试电路的测试电路返回图图1一一33 ICEO的测试电路的测试电路返回图图1 -34三极管安全工作区三极管安全工作区返回图图1 -35用万用表测量三极管的等效电路用万用表测量三极管的等效电路返回图图1 -36测试确定测试确定NPN型管子基极型管子基极返回图图1 -37判定三极管发射极和集电极判定三极管发射极和集电极返回图图1一一38本征半导体的晶体结构本征半导体的晶体结构返回图图 1 -39 本征激发本征激发返回图图 1 -40 N型半导体的内部结构型半导体的内部结构返回图图1 -41 P型半导体的内部结构型半导体的内部结构返回图图1 -42子扩散运动子扩散运动返回图图1一一43内电场建立内电场建立返回图图1 -44内电场的影响内电场的影响返回图图1 -45扩散和漂移运动的动态平衡扩散和漂移运动的动态平衡返回图图1 -46 PN结的单向导电性结的单向导电性返回图图1 -47平面型平面型NPN三极管的结构三极管的结构返回图图1 -48三极管内部电流分配关系三极管内部电流分配关系返回图图1 -49JT一一1品体管图示仪面板示意图品体管图示仪面板示意图返回
