电工电子实践(二极管1)12级课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电工电子实践,晶体管,电工电子实践晶体管,自然界中的各种物质,按导电能力分为:导体、绝,缘体、半导体。,晶体管又称半导体管,，半导体导电能,力介于导体和绝缘体之间。,目前，制造晶体管的半导体材料多数是锗（,Ge,）、硅（,Si,）,和镓（,Ga,）。,通常将晶体管分为：晶体二极管、晶体三极管、场效应,管和晶闸管（可控硅）。,自然界中,PN,结的形成,半导体中载流子有,扩散运动,和,漂移运动,两种。,载流子在电场作用下的定向运动称为,漂移运动,。,在半导体中，如果载流子浓度分布不均匀，因为浓度差，载流子将会从浓度高的区域向浓度低的区域运动，这种运动称为,扩散运动,。,将一块半导体的一侧掺杂成,P,型半导体，另一侧掺杂成,N,型半导体，在两种半导体的,交界面处,将形成一个特殊的薄层,PN,结。,PN结的形成半导体中载流子有扩散运动和漂移运动两种。,电工电子实践(二极管1)12级课件,电工电子实践(二极管1)12级课件,当,PN,结两端加上不同极性的直流电压时，其导电性能将产生很大差异,正向导通时，呈现的电阻较小；反向截止时呈现的电阻较大,。,PN,结的单向导电性,可将PN结视为一个理想开关，即导通时视为“短路”，截止时视为“开路”。,当PN结两端加上不同极性的直流电压时，其导电性,一、晶体二极管,用一定的工艺方法把,P,型和,N,型半导体紧密地结合在一起，由,P,区和,N,区各引出一个电极，用金属、塑料或玻璃管壳封装后，即构成一个晶体二极管。,一、晶体二极管,按材料,分：锗二极管、硅二极管、砷化镓二极管；,按用途,分：整流二极管、稳压二极管、变容二极管、光电二极管、发光二极管、检波二极管、开关二极管、高压硅管等；,晶体二极管的分类,按封装形式,分：塑封及金属封装等二极管；,按功率,分：大功率、中功率及小功率等。,按制作工艺,分：点接触型、面接触型、平面型二极管。,按材料分：锗二极管、硅二极管、砷化镓二极管；晶体二极管的分类,电工电子实践(二极管1)12级课件,电工电子实践(二极管1)12级课件,二极管的伏,安特性：,二极管的伏安特性：,二极管伏,安特性：,二极管伏安特性：,二极管伏,安特性：,二极管伏安特性：,二极管伏,安特性：,二极管伏安特性：,二极管伏,安特性：,二极管伏安特性：,二极管伏安特性曲线,二极管伏安特性曲线,半导体二极管的主要参数,1.,最大整流电流,最大整流电流是指长期工作时，允许通过的最大,正向,电流值。使用时不能超过此值，否则二极管会发热而烧毁。,2.,最高反向工作电压,是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二极管反向击穿电压,U,BR,的一半或三分之二。二极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。,3.,反向峰值电流,指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，,I,RM,受温度的影响，,温度越高反向电流越大,。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。,半导体二极管的主要参数1. 最大整流电流最大整流电流是指长期,二极管的应用,-,限幅器,0,u,E,u,i,E,u,i,E,i,u,=,二极管的应用 -限幅器0uEuiEuiEiu=,整流：,把交流电变成直流电的过程。,整流原理：,二极管的单向导电特性。,二极管单相整流电路：,把,单相,交流电变成直流电的电路。,半波整流,桥式整流,倍压整流,单相整流电路种类,常用二极管介绍,整流二极管：,主要用于整流电路，把交流电变换成脉动的直流电。,整流：把交流电变成直流电的过程。整流原理：二极管的单向导电特,单相半波整流电路,V,：整流二极管，把交流电变成脉动直流电；,T,：电源变压器，把,v,1,变成整流电路所需的电压值,v,2,。,利用二极管单向导电性可把交流电,v,2,变成脉动直流电,v,L,。,由于电路仅利用,v,2,的半个波形，,故称为,半波整流电路。,由波形可见，,v,2,一周期内，负载只用单方向的半个波形，这种大小波动、方向不变的电压或电流称为,脉动直流电,。,单相半波整流电路V：整流二极管，把交流电变成脉动直流电；,单相桥式整流电路,V,1, V,4,为整流二极管，电路为桥式结构,简化画法,单相桥式整流电路V1 V4 为整流二极管，电路为桥式结构,(,2,),v,2,负半周时，如图,(,b,),所示，,A,点电位低于,B,点电位，则,V,2,、,V,4,导通,(,V,1,、,V,3,截止,),，,i,2,自上而下流过负载,R,L,。,桥式整流电路工作过程,工作原理,(,1,),v,2,正半周时，如图,(,a,),所示，,A,点电位高于,B,点电位，则,V,1,、,V,3,导通,(,V,2,、,V,4,截止,),，,i,1,自上而下流过负载,R,L,；,(2)v2 负半周时，如图(b)所示，A 点电位低于 B,由波形图可见，,v,2,一周期内，两组整流二极管,轮流导通,产生的单方向电流,i,1,和,i,2,叠加形成了,i,L,。于是负载得到全波脉动直流电压,v,L,。,由波形图可见，v2 一周期内，两组整流二极管轮流导通产生,半桥和全桥整流堆,整流元件组合件称为,整流堆,，常见的有：,(,1,),半桥：,2CQ,型，如图,(,a,),所示；,(,2,),全桥：,QL,型，如图,(,b,),所示。,半桥和全桥整流堆 整流元件组合件称为整流堆，常见的有：(1),稳压二极管：,主要用于整流电路，把交流电变换成脉动的直流电。,具有稳定电压的特点，实质上是一个二极管。,二极管反向击穿时，当反向电压增大到一定值时，反向电流突然上升，此后当反向电压有极微小变化时，反向电流就会有很大的增加。二极管处于击穿状态，如果把击穿电流限制在一定的范围内，管子就可以长时间在反向击穿状态下稳定工作。,稳压二极管：主要用于整流电路，把交流电变换成脉动的直流电。具,稳压管利用了,PN,结反向击穿时其电压不随电流的变化而变化的特点,，来达到稳压目的。,稳压二极管是,反向接入,稳压电路的。,为了避免稳压管因过流而损坏，,必须加限流电阻,。,稳压管利用了PN结反向击穿时其电压不随电流的变化而变化的特,发光二极管：,发光二极管是一种将,电能,转化成,光能,的半导体器件。当给发光二极管加上正向电压，有一定的电流流过时就会发光。发光的颜色分为：红光、绿光、蓝光、三色变色发光。另外还有眼睛看不见的红外光。,发光二极管：发光二极管是一种将电能转化成光能的半导体器件。当,光敏二极管,光电二极管,工作在反偏状态,它的,壳上有一个玻璃窗口，,以便接受光照。,光敏二极管光电二极管 工作在反偏状态,它的,变容二极管： 快恢复二极管：,15A / 80V,工作在反向偏置状态,。变容二极管在无绳电话机中主要用在手机或座机的高频调制电路,。,变容二极管： 快恢复二极管：1,瞬态电压抑制二极管（过电压保护）：,高压硅堆：,瞬态电压抑制二极管（过电压保护）：高压硅堆：,性能测量：,(1),使用二极管时,正、负极不可接反。,(2),更换二极管时,应用同类型或高一级的代替。,(3),二极管的引线弯曲处距离外壳端面应不小于,2mm,以免造成引线折断或外壳破裂。,(4),由于发光二极管的正向导通电压一般在,1.5V,以上，故检测时必须用万用表的,R,10k,挡,，正向电阻小于,50k,，反相电阻大于,200k,时发光二极管为正常。,使用注意事项：,性能测量：(1)使用二极管时,正、负极不可接反。使用注意事项,万用表检测二极管,万用表检测二极管,三极管大都是,塑料封装或金属,封装，常见三极,管的外观如图。,二、晶体三极管,三极管大都是二、晶体三极管,也称为晶体三极管，可以说它是电子电路中,最重要的器件。它最主要的功能是,电流放大和开,关作用。,三极管,具有三个电极,。三极管由,两个PN结,构,成，共用的一个电极成为三极管的基极（用b表,示）。其他的两个电极成为集电极（用c表示）,和发射极（用e表示）。由于不同的组合方式，,形成了,NPN型,和,PNP型,三极管。,半导体三极管,也称为晶体三极管，可以说它是电子电路中半导体三极管,晶体三极管,基本结构,N,N,P,基极,发射极,集电极,NPN,型,B,E,C,B,E,C,PNP,型,P,P,N,基极,发射极,集电极,符号：,NPN,型三极管,PNP,型三极管,B,E,C,I,B,I,E,I,C,B,E,C,I,B,I,E,I,C,晶体三极管基本结构NNP基极发射极集电极NPN型BECBEC,无论是NPN型管还是PNP型管,它们内部均含,有,三个区,:发射区、基区、集电区。从三个区,各引出一个金属电极分别称为,发射极,（e）、,基极,（b）和,集电极,（c）;同时在三个区的两,个交界处形成,两个PN结,发射区与基区之间形,成的PN结称为发射结,集电区与基区之间形成,的PN结称为集电结。,无论是NPN型管还是PNP型管,它们内部均含,基区：最薄，,掺杂浓度最低,发射区：掺,杂浓度最高,发射结,集电结,B,E,C,N,N,P,基极,发射极,集电极,结构特点：,集电区：,面积最大,基区：最薄，发射区：掺发射结集电结BECNNP基极发射极集电,三极管的参数是用来表征其性能和适用范围的,也是评价三极管质量以及选择三极管的依据。,常用的主要参数有: 1）电流放大系数,2）反向饱和电流,I,CBO,3）穿透电流,I,CEO,三极管的分类,(1),按其结构类型分为,NPN,管和,PNP,管,;,(2),按其制作材料分为硅管和锗管,;,(3),按工作频率分为高频管和低频管,;,三极管的主要参数,三极管的参数是用来表征其性能和适用范围的,三极管的分类,电流分配和放大原理,1. 三极管放大的外部条件,B,E,C,N,N,P,E,B,R,B,E,C,R,C,发射结正偏、集电结反偏,发射结正偏,V,B,V,E,集电结反偏,V,C,V,E,集电结反偏,V,C,V,B,PNP,NPN,从电位的角度看：,电流分配和放大原理1. 三极管放大的外部条件BECNNPE,2. 各电极电流关系及电流放大作用,I,B,(mA),I,C,(mA),I,E,(mA),0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10,0.001,0.70,1.50,2.30,3.10,3.95,I,C,，,U,CE,U,BE, 0.3V,截止区：,U,BE,= V,o,+ 3,伏,I,o,= Vo + 3伏 Io =,可调式三端稳压器：,LM317 、LM337、,CW317 、CW337, 可调式三端稳压器：,