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单元五 常用半导体元件及应用 学习目标 完成本单元学习后，你应能： 1.正确描述半导体的概念，理解PN结的单向导电性能； 2.掌握二极管与三极管的结构、符号、特性及主要参数； 3.正确使用万用表检测判断二极管与三极管的好坏； 4.了解二极管与三极管的实际应用，了解普通晶闸管的结构及性能； 5.掌握整流电路的组成及工作原理； 6.叙述放大电路的基本组成、各元件的作用及正常工作的条件，分析简单的放大电路； 7.阐述集成运算放大器的基本组成和用途。 建议学时：14学时 一、半导体基础知识 半导体是导电性能介于导体和绝缘体之间的物质。 纯净的半导体又称本征半导体，其原子都按一定规律整齐排列，因此都成晶体结构。在本征半导体中掺入不同的微量元素，就会得到导电性质不同的半导体材料：空穴型半导体（又称P型半导体）、电子型半导体（又称N型半导体）。 通过一定的工艺把P型半导体和N型半导体结合在一起，在它们的交界处就会形成PN结。PN结是构成各种半导体元件的基础。 将PN结经特殊封装并加上相应的电极引线，就制成了半导体二极管。 在一块半导体基片上用一定的工艺方法形成两个PN结，经特殊封装并加上相应的电极引线，则制成了半导体三极管。 二、半导体二极管 1.普通二极管的工作特性 2.普通二极管的主要参数 3.普通二极管性能与极性的判断 4.不同用途的半导体二极管及其应用 二极管的外形及图形符号 a）外形；b）图形符号 1.普通二极管的工作特性 1）二极管具有正向导通特性 2）二极管具有反向截止特性 3）二极管具有反向击穿特性 二极管的工作特性 a）正向导通；b）反向截止；c）特性曲线 2.普通二极管的主要参数 1）最大正向电流 2）最高反向工作电压 3）正向管压降 3.普通二极管性能与极性的判断 1）性能（好坏）的判断 2）极性的判断 1）性能（好坏）的判断 （1）将指针式万用表的旋钮拨到电阻R× 100或R× 1k，用万用表的黑、红表笔分别接二极管的两极测量一次，然后交换两表笔的位置再测量一次，如果两次测得电阻值为一大一小，就表明该二极管是好的；若两次测得电阻值均达，则表明该二极管已断路；若两次测得电阻值均小，就表明该二极管已被击穿短路。 （2）将数字式万用表的旋钮拨到测二极管位置，如下页图所示，示数为一个方向0.5～0.7V，另一方向电压较高时，表明二极管是好的。 （3）将二极管与一只汽车灯泡串联，再和蓄电池连接成回路，然后把二极管调过头再连接一次。如果灯泡一次亮一次不亮，则表明二极管是好的。 二极管的性能判断 2）极性的判断 在测量二极管的好坏过程中，当测得电阻值较小时，红表笔与之相接的电极为二极管的负极，黑表笔与之相接的电极为二极管的正极；相反，当测得电阻值较大时，红表笔与之相接的电极为二极管的正极，黑表笔与之相接的电极为二极管的负极。 4.不同用途的半导体二极管及其应用 1）整流二极管 2）稳压二极管 3）发光二极管 4）光电二极管 想一想 通常出租车在无乘客乘坐时，仪表台上的空车标示灯会显示“空”，这个标示灯除了用灯泡显示外，还可以用哪种二极管进行显示？ 三、半导体三极管 1.半导体三极管的基本结构 2.半导体三极管的3种工作状态 3.半导体三极管的主要参数 4.半导体三极管的简易判别 5.半导体三极管的应用 1.半导体三极管的基本结构 半导体三极管的结构、符号和外形 a）结构；b）符号；c）外形 2.半导体三极管的3种工作状态 1）三极管的截止状态 2）三极管的放大状态 3）三极管的饱和状态 三极管实验电路（相应数据见表5-1） 1）三极管的截止状态 当三极管基极电流Ib=0，发射结处于反向偏置或零偏置时，基极相当于开路，Ic约为零。通常把这种Ib=0、Ic=0的工作状态称为三极管的截止状态。 2）三极管的放大状态 当三极管基极电位升高，使发射结处于正向偏置，集电结反向偏置时，各电极的电流分配关系是：发射极电流Ie等于基极电流Ib与集电极电流Ic之和，即 3）三极管的饱和状态 当三极管基极电位升高使发射结和集电结都处于正偏时，三极管集电极电流Ic受集电结回路最大供电能力的限制，不再与基极电流成比例增长。三极管的这种工作状态称为三极管的饱和状态。 3.半导体三极管的主要参数 1）特性参数 （1）电流放大系数β。 （2）穿透电流Iceo。 2）极限参数 （1）集电极最大允许电流。 （2）集–射极反向击穿电压。 （3）集电极最大耗散功率。 4.半导体三极管的简易判别 1）NPN型和PNP型管子的判别 2）好坏的判别 3）放大系数β的估计 三极管的简易测试 a）型号判别；b）好坏判别；c）放大系数估计 5.半导体三极管的应用 半导体三极管在3种不同工作