电工电子技术基础及技能训练课件 (5)[74页]

路，如图所示。
② 恒压降模型。二极管恒压降模型是指当二极管正向偏置 电压大于二极管的管压降（一般取0.7 V）时，二极管立刻 导通，导通后二极管两端的电压始终恒定为二极管的管压降 。当二极管所加正向电压小于管压降或是处于反向偏置时， 二极管截止，二极管视为开路，如图所示。
4.特殊二极管 （1）发光二极管（LED） （2）光电二极管 （3）稳压二极管（也称为齐纳二极管）
2.本征半导体
完全纯净的、结构完整的半导体晶体称为“本征半导体” 。
价电子从外界得到足够的随机热振动能量后，会脱离共价 键的束缚而形成自由电子，从而改变半导体的导电性能，这 种现象称为“本征激发”。当本征半导体从外界得到足够的 随机热振动能量，电子脱离了共价键的束缚而形成自由电子 后，共价键中就出现了一个空闲的位置，该位置称为“空穴 ”，如图所示。
（2）二极管的伏安特性曲线 ① 正向特性；② 反向特性；③ 反向击穿特性
（3）二极管的主要参数
① 额定电流I F ② 最大整流电流I OM ③ 正向电压U F ④ 反向击穿电压U BR
⑤ 反向电流I R ⑥ 最高工作频率f M
⑦ 结电容C
（4）二极管电路的分析方法
① 理想模型。二极管理想模型是指当二极管处于正向 偏置时，二极管立刻导通，导通后二极管视为短路、无 压降。当二极管处于反向偏置时，二极管截止，视为开
◆知识摘要： ☼ PN结的形成 ☼ PN结的单向导电性 ☼ 二极的形成
（1）N型半导体
在纯净的半导体材料中加入少量的五价元素形成N型半 导体中，自由电子为多数载流子，而空穴为少数载流子。在 整个N型半导体中，电荷是守恒的，它对外界不显电性。
项目5 晶体管及其应用
【项目任务】通过本项目的学习，了解半导体材料特性 ，理解P型半导体、N型半导体材料的特点，掌握晶体管管脚 、好坏的判断及晶体管的典型应用。
【学习内容】半导体材料、PN结与二极管、二极管整流 电路、基本放大电路及其应用、功率放大电路、复杂放大电 路及其应用。
任务5.1 半导体材料
5．二极管的识别与检测
（1）二极管的识别
小功率二极管的N极（负极、阴极），在二极管外表大多采用一 种色环标出二极管的阴极，另一端则为P极（正极、阳极）。对于发 光二极管的正负极，则可从引脚长短来识别，长脚为阳极，短脚为阴 极。
（2）二极管的检测
任务5.3 二极管整流电路
【能力目标】 掌握几种整流电路的组成及工作原理。
在交界处，P型半导体由于少了空穴，形成带负电的区域 ；同样，N型半导体因为少了电子而形成带正电的区域，它 们虽然带有正、负电性，但由于物质结构（离子质量较大） 的关系，不能任意移动，因此不能参与导电（自由移动）。 这个不能移动的带电性区域，通常称为“空间电荷区（或耗 尽区）”，它们集中在P型半导体和N型半导体交界附近， 形成一个很薄的空间电荷区域，称为“PN结”。
（2）P型半导体
在纯净的半导体材料中加入少量的三价元素形成P型半 导体中，空穴为多数载流子，而自由电子为少数载流子。在 整个P型半导体中，电荷是守恒的，它对外界不显电性。
（3）PN结的形成
将P型半导体和N型半导体结合后，在它们的交界处就出 现了电子和空穴的浓度差异，使得P型半导体内的空穴向N 型半导体扩散，N型半导体的电子向P型半导体扩散，在它 们的交界处空穴和电子进行中和（复合），如图所示。
（2）外加反向电压
如图所示，把PN结的P型端接电源负极，N型端接电源的 正极，形成的外电场方向和PN结内电场方向相同，外电场 使P型端的空穴远离PN结，同时外电场使N型端的自由电子 也远离PN结，PN结变宽，内电场增加，在反向偏置下， PN结对外电路呈现很大的电阻（理想情况下电阻为无穷大 ），这时称PN结处于“截止状态”，而外加电压称为PN结 的“反向偏置电压”。
【能力目标】 （1）掌握引起半导体导电性能改变的几种条件。 （2）掌握P型、N型半导体产生的原因。
◆知识摘要： ☼ 半导体的结构 ☼ 本征半导体
1 . 半导体的结构 半导体材料硅和锗的原子模型如图所示。
半导体具有晶体结构，它的原子形成了有序的排列，相 邻的原子之间通过共价键的结构连接在一起，如图所示。
• 不管是自由电子还是空穴，都可以看成是物质导电的根本 原因，把自由电子和空穴统称为“载流子”，叫做“自由 电子空穴对”。
• 外界温度、光照变化时，将影响本征半导体中的载流子的 数量。因此，温度越高光照越强，半导体的导电能力就越 强。
任务5.2 PN结与二极管
【能力目标】 （1）掌握二极管的基本特性。 （2）掌握二极管的识别和检测方法。
向导电性，此时二极管VD处于反向偏置而截止，流过二极管的电流
为i D = 0，负载电阻上电压为uo = 0。u2、uo、i D波形如图所示。
半波整流电路输出电压的平均值Uo为
（3）PN结的反向击穿 给PN结加反向偏置电压后，当反向电压增大到一
定数值时，反向电流突然增加，这个现象称为PN结
“反向击穿”。发生击穿所需的反向电压UBR称为
“反向击穿电压”。
3.二极管的结构及基本特性
（1）二极管的结构
半导体二极管的核心组成部分为一个PN结。按其制造工 艺不同，可分为点接触型二极管和面接触型二极管两种。普 通二极管外观及电路符号如图所示。
2. PN结的单向导电性
（1）外加正向电压
如图所示，把PN结的P型端接电源正极，N型端接电源 的负极，则在两种半导体中形成一个外加电场，该电场的方 向与PN结内电场方向相反。在正向偏置下，PN结对外电路 呈现较小的电阻（理想情况下电阻为零），这时称PN结处 于“导通状态”，而外加电压称为PN结的“正向偏置电压 ”。
◆知识摘要： ☼ 单相半波整流电路 ☼ 单相桥式整流电路
子任务1 单相半波整流电路
单相半波整流电路如图所示。
• 当正弦交流电压u2为正半周期（0≤t≤）时，二极管VD处于正向 偏置而导通，流过二极管的电流为iD = uo/R，负载电阻上电压为uo ≈ u2。当交流电压u2为负半周期（≤t≤2）时，根据二极管的单