《概述二極管》PPT課件.ppt

電工學2教材 電工學 下 主講 王先運 注意 1 每周交作業(yè)2 每次課間 課后隨時答疑 預祝同學們取得優(yōu)異成績 感謝各位同學選修本人的課程 愿與同學們共同努力 圓滿完成本課程的教學任務 序論 一 電子技術在社會發(fā)展 經(jīng)濟建設中的地位和作用二 課程簡介1 分類 模擬 數(shù)字2 特點 重要的專業(yè)基礎 難度大 概念易懂 題目難作 實踐性強 所以另設有一周的 電工學綜合實驗 3 學習方法 預習 以有目的的聽講自習 時間緊 部分要求掌握且易懂的內容復習 掌握基本概念 分析方法 認真完成作業(yè)4 成績評定 平時30 期末考試70 三 強調幾點注意 1 不遲到 不在課堂吃東西2 認真聽講3 認真完成作業(yè) 對順利過關非常重要 第14章二極管和三極管 DiodeAndTransistor 本章要求 一 理解PN結的單向導電性 三極管的電流分配和電流放大作用 二 了解二極管 穩(wěn)壓管和三極管的基本構造 工作原理和特性曲線 理解主要參數(shù)的意義 三 會分析含有二極管 穩(wěn)壓管和三極管的電路 14 1半導體的導電特性 半導體的導電特性 摻雜性 往純凈的半導體中摻入某些雜質 導電能力明顯改變 可做成各種不同用途的半導體器件 如二極管 晶體管和晶閘管等 光敏性 當受到光照時 導電能力明顯變化 可做成各種光敏元件 如光敏電阻 光敏二極管 光敏晶體管等 熱敏性 當環(huán)境溫度升高時 導電能力顯著增強 可做成溫度敏感元件 如熱敏電阻 理解基本概念 電子 空穴 P型半導體 N型半導體 載流子 復合 14 1半導體的導電特性 主要自學 14 1 1本征半導體 完全純凈的 晶格完整的半導體 稱為本征半導體 晶體中原子的排列方式 硅單晶中的共價鍵結構 共價健 共價鍵中的兩個電子 稱為價電子 本征半導體導電方式 1 自由電子作定向運動 電子電流 2 價電子遞補空穴 空穴電流 電流方向 幾個概念 1 自由電子 2 價電子 3 空穴 4 載流子 14 1 2N型半導體和P型半導體 自由電子 自由電子導電成為主要導電方式 N型半導體 摻入五價元素 多余電子 磷原子 在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮?失去一個電子變?yōu)檎x子 N型半導體 自由電子是多數(shù)載流子 簡稱多子 空穴是少數(shù)載流子 少子 14 1 2N型半導體和P型半導體 摻雜后空穴 空穴導電成為主要導電方式 P型半導體 摻入三價元素 硼原子 接受一個電子變?yōu)樨撾x子 空穴 動畫 P型半導體 空穴是多數(shù)載流子 多子 自由電子是少數(shù)載流子 少子 無論N型或P型半導體都是中性的對外不顯電性 14 2PN結 理解PN結的形成 正向偏置 反向偏置 掌握PN結的單向導電性 14 2 1PN結的形成 P型半導體 N型半導體 內電場 漂移運動 空間電荷區(qū)變薄 擴散 空間電荷區(qū)變寬 動畫 空間電荷區(qū) 14 2PN結及其單向導電性 14 2 1PN結的形成 多子的擴散運動 少子的漂移運動 濃度差 P型半導體 N型半導體 空間電荷區(qū)也稱PN結 擴散和漂移這一對相反的運動最終達到動態(tài)平衡 空間電荷區(qū)的厚度固定不變 形成空間電荷區(qū) 內電場越強 漂移運動越強 而漂移使空間電荷區(qū)變薄 擴散的結果使空間電荷區(qū)變寬 14 2 2PN結的單向導電性 1 PN結加正向電壓 正向偏置 P接正 N接負 內電場被削弱 多子的擴散加強 形成較大的擴散電流 PN結加正向電壓時 PN結變窄 正向電流較大 正向電阻較小 PN結處于導通狀態(tài) PN結變窄 IF 2 PN結加反向電壓 反向偏置 P接負 N接正 PN結變寬 2 PN結加反向電壓 反向偏置 內電場被加強 少子的漂移加強 由于少子數(shù)量很少 形成很小的反向電流 IR P接負 N接正 溫度越高少子的數(shù)目越多 反向電流將隨溫度增大 PN結加反向電壓時 PN結變寬 反向電流較小 反向電阻較大 PN結處于截止狀態(tài) 歸納 PN結加正向電壓 正向偏置 簡稱正偏 時導通 加反向電壓 反向偏置 簡稱反偏 截止 正偏 P區(qū)接電源正極 N區(qū)接電源負極 PN結的單向導電性 14 3半導體二極管 二極管符號 Diode 了解二極管的基本構造 工作原理掌握二極管的特性曲線理解主要參數(shù)的意義 學會分析含有二極管的電路 14 3 1基本結構 a 點接觸型 b 面接觸型 用于檢波和變頻等高頻電路 用于工頻大電流整流電路 c 平面型用于集成電路制作工藝中 14 3 2伏安特性 死區(qū)電壓 正向 導通壓降 在一定電壓范圍內近似為常數(shù) 反向擊穿電壓U BR 反向 硅0 6 0 8V鍺0 2 0 3V 硅管0 5V 鍺管0 1V 外加電壓 反向擊穿電壓二極管被擊穿 外加電壓 死區(qū)電壓二極管才能導通 14 3 3主要參數(shù) 最大整流電流IOM二極管長期使用時 允許流過二極管的最大正向平均電流 4 反向峰值電流IRM二極管加最高反向工作電壓時的反向電流 反向電流大 說明管子的單向導電性差 IRM受溫度的影響 溫度越高反向電流越大 硅管的反向電流較小 鍺管的反向電流較大 為硅管的幾十到幾百倍 二極管應用分析 2 電路模型 1 理想狀態(tài) 導通時二極管的正向壓降為0 相當于開關閉合 2 非理想狀態(tài) 二極管的正向壓降一般硅管取為0 7V 鍺管0 3V3 優(yōu)先導通原則 若有2條以上并聯(lián)的二極管支路 則承受正向電壓大者優(yōu)先導通 1 分析步驟 首先摘除二極管 分別計算兩個斷口的電位 若陽極電位高于陰極 則二極管導通 反之截止 二極管的用途 整流 限幅 開關 如圖 求 UAB V陽 6VV陰 12VV陽 V陰二極管導通理想狀態(tài) UAB 6V非理想狀態(tài) UAB 6 7V 例1 解 取B點作參考點 斷開二極管 分析二極管陽極和陰極的電位 二極管起鉗位作用思考 二極管掉轉方向 求UAB 解 兩個二極管的陰極接在一起 取B點作參考點 斷開二極管 分析二極管陽極和陰極的電位 V1陽 6V V2陽 0V V1陰 V2陰 12VUD1 6V UD2 12V UD2 UD1 D2優(yōu)先導通 D1截止 若忽略管壓降 二極管可看作短路 UAB 0V 例2 D1承受反向電壓為 6V 流過D2的電流為 求 UAB 在這里 D2起鉗位作用 D1起隔離作用 已知 二極管是理想的 試畫出uo波形 例3 參考點 解 斷開二極管 分析二極管陽極和陰極的電位 二極管陰極電位為8V ui 8V 二極管導通 可看作短路uo 8Vui 8V 二極管截止 可看作開路uo ui 8V 鉗位 保證輸出uo不超過8V 例4 南京理工大學2007年碩士研究生入學試題 解 斷開二極管 分析二極管陽極和陰極的電位 二極管陰極電位為2V 陽極電位uo ui 3 ui 3 2V 即ui 6V 時 二極管截止 uo ui 3 ui 3 2V 即ui 6V 時 二極管導通 uo 2V 波形先自己畫 6V 2V 南京理工大學2007年碩士研究生入學試題 課堂小結 作業(yè) P32習題14 3 6 8 1 二極管加正向電壓開關閉合 2 二極管加反向電壓開關斷開 截止狀態(tài) 選擇題和練習題 不必交 P30選擇題 14 3 1 4 P12練習題14 3 1 7 9 功能開關旋鈕 液晶顯示器 電源開關 電流測孔 公共接地端 電阻電壓測孔 三極管測孔 補 用數(shù)字萬用表判別二極管 方法 轉盤打在 檔 紅表筆插在右一孔內 黑表筆插在右二孔內