电子技术基础 陈振源 褚丽歆 第1章

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1、中等职业学校机电类规划教材电子技术基础教学演示课件第1章半导体器件1.1晶体二极管1.3场效应管1.2晶体三极管1.4晶闸管本章首先介绍二极管的结构及单向导电性，二极管的主要参数；特殊二极管的应用；然后介绍晶体三极管的结构及电流放大作用，三极管的特性和主要参数；最后介绍场效应管的分类、特性及晶闸管的结构及导电特性。1.1晶体二极管人们按照物质导电性能，通常将各种材料分为导体、绝缘体和半导体三大类。导电性能良好的物质称为导体，例如金、银、铜、铝等金属材料。另一类是几乎不导电的物质称为绝缘体，例如陶瓷、橡胶、塑料等材料。再一类是导电性能介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体，例如硅(Si)、锗(G

2、e)、砷化镓等都是半导体。纯净半导体也叫本征半导体，这种半导体只含有一种原子，且原子按一定规律整齐排列。如常用半导体材料硅（Si）和锗（Ge）。在常温下，其导电能力很弱；在环境温度升高或有光照时，其导电能力随之增强。常常在本征半导体中掺入杂质，其目的不单纯是为了提高半导体的导电能力，而是想通过控制杂质掺入量的多少，来控制半导体的导电能力的强弱。1.1晶体二极管在硅本征半导体中，掺入微量的五价元素(磷或砷)，就形成N型半导体。在硅本征半导体中，掺入微量的三价元素(铟或硼)，就形成P型半导体。当把一块P型半导体和一块N型半导体用特殊工艺紧密结合时，在二者的交界面上会形成一个具有特殊现象的薄层，这

3、个薄层被称为PN结。（a)N型半导体(b)P型半导体1.1晶体二极管1.1.1晶体二极管的结构与符号1.二极管的结构晶体二极管是由一个PN结构成的，从P区引出的电极为二极管正极，N区引出的电极为二极管负极，用管壳封装起来即成二极管。二极管的外形图二极管符号2.电路符号1.1晶体二极管1.1.2晶体二极管的单向导电性电阻是双向导电，二极管如何导电呢？按下图所示连接电路，观察指示灯的变化情况。（建议采用仿真演示）(a)加正向电压导通(b)加反向电压截止结论：二极管具有单向导电性。1.1晶体二极管1.1.3晶体二极管的伏安特性二极管的伏安特性曲线(1)正向特性（图中OAB段）①当二极管两端所加的

4、正向电压由零开始增大时，在正向电压比较小的范围内，正向电流很小，二极管呈现很大的电阻，如图中OA段，通常把这个范围称为死区，相应的电压叫死区电压。硅二极管的死区电压为0.5V左右，锗二极管的死区电压约为0.1～0.2V。1.1晶体二极管1.1.3晶体二极管的伏安特性二极管的伏安特性曲线②外加电压超过死区电压以后，二极管呈现很小的电阻，正向电流ID迅速增加，这时二极管处于正向导通状态，如图中AB段为导通区，此时管子两端电压降变化不大，该电压值称为正向压降(或管压降)，常温下硅管约为0.6～0.7V，锗管约为0.2～0.3V。1.1晶体二极管1.1.3晶体二极管的伏安特性二极管的伏安特性曲线(2

5、)反向特性（图中OCD段）①当给二极管加反向电压时，所形成的反向电流是很小的，而且在很大范围内基本不随反向电压的变化而变化，即保持恒定。如曲线OC段称为反向截止区，此处的IR称为反向饱和电流。②当反向电压大到一定数值UBR时，反向电流会急剧增大，如图中CD段，这种现象称为反向击穿，相应的电压叫反向击穿电压。正常使用二极管时（稳压二极管除外），是不允许出现这种现象的，因为击穿后电流过大将会使管子损坏。1.1晶体二极管1.1.4稳压二极管稳压二极管是一种用特殊工艺制造的面接触硅材料二极管，由于它具有稳定电压的功能，在稳压设备和一些电子电路中经常用到。所以把这种类型的二极管称为稳压管。小型稳压管与

6、二极管外型无异，图形符号和外形封装如图所示。（a）为符号图，(b)为实物图。（a）符号(b)实物结论：稳压管工作在特性曲线的反向击穿区。这表明稳压管在击穿状态下，流过管子的电流在较大范围内变化(△IZ)时，而管子两端电压变化(△UZ)几乎不变，这就是稳压管的稳压作用。1.1晶体二极管1.1.5其他二极管1.发光二极管发光二极管(简称LED)的PN结工作在正向偏置状态。它是利用电信号变成光信号的一种半导体器件，它具有功耗低、体积小、工作可靠等特点。2.光敏二极管光敏二极管又称光电二极管，其PN结工作在反向偏置状态。目前使用最多的是硅（Si）光电二极管。(a)符号(b)实物(a)符号图(b)实

7、物图1.2晶体三极管晶体三极管是具有电流放大作用的半导体器件，为此晶体三极管组成的放大电路在实际电子设备中得到广泛应用，如收音机、电视机、扩音机、测量仪器及自动控制装置等。如图所示为三极管放大作用的应用示意图。1.2晶体三极管1.2.1晶体三极管的结构与符号1.晶体管的结构晶体管是由两个PN结构成的，两个PN结将整个半导体基片分为3个区--发射区、基区和集电区。由3个区各引出一个电极，分别为基极b、发射极e和