電工電子技術及應用任務4-1-1半導體二極管的識別及測試情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修2學習內容及目標：學習目標能力目標1、借助資料，能完成對二極管的直觀識別；2、能夠正確使用萬用表對二極管進行檢測；3、能根據需要正確選擇合適的二極管。知識目標1、能說出PN結的的結構及特性；2、能說出二極管的結構、型號及分類；3、能說出二極管的伏安特性。態度目標1、培養學生探索知識的精神；

2、培養學生動手、動腦的習慣。任務4-1-1半導體二極管的識別及測試2情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修3導體：自然界中很容易導電的物質稱為導體，金屬一般都是導體。絕緣體：有的物質幾乎不導電，稱為絕緣體，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。半導體：另有一類物質的導電特性處于導體和絕緣體之間，稱為半導體，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。一、PN結的形成及單向導電性1.半導體材料（一）PN結的形成3情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修4半導體的導電機理不同于其它物質，所以它具有不同于其它物質的特點，例如：當受外界熱和光的作用時，它的導電能力明顯變化。往純凈的半導體中摻入某些雜質，會使它的導電能力明顯改變。1.摻雜性：2.熱敏性和光敏性：1.半導體材料4情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修5

在本征半導體中摻入某些微量的雜質，就會使半導體的導電性能發生顯著變化，其原因是摻雜半導體的某種載流子濃度大大增加。P型半導體：空穴濃度大大增加的雜質半導體，也稱為（空穴半導體）。N型半導體：自由電子濃度大大增加的雜質半導體，也稱為（電子半導體）。1.半導體材料5情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修6在硅或鍺晶體中摻入少量的五價元素磷，晶體中的某些半導體原子被雜質取代，磷原子的最外層有五個價電子，其中四個與相鄰的半導體原子形成共價鍵，必定多出一個電子，這個電子幾乎不受束縛，很容易被激發而成為自由電子，這樣磷原子就成了不能移動的帶正電的離子。1.半導體材料6情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修7+4+4+5+4多余電子磷原子（雜質）N型半導體中的載流子是什么？1.由磷原子提供的電子，濃度與磷原子相同。2.本征半導體中成對產生的電子和空穴。

摻雜濃度遠大于本征半導體中載流子濃度，所以，自由電子濃度遠大于空穴濃度。自由電子稱為多數載流子（多子），空穴稱為少數載流子（少子）。1.半導體材料7情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修8在硅或鍺晶體中摻入少量三價元素（如硼），晶體點陣中的某些半導體原子被雜質取代，硼原子的最外層有三個價電子，與相鄰的半導體原子形成共價鍵時，產生一個空穴。這個空穴可能吸引束縛電子來填補，使得硼原子成為不能移動的帶負電的離子。P型半導體中空穴是多子，電子是少子。+4+4+3+4空穴硼原子1.半導體材料8情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修92.PN結的形成在同一片半導體基片上，分別制造P

型半導體和N

型半導體，為便于理解，圖中P區僅畫出空穴（多數載流子）和得到一個電子的三價雜質負離子，N區僅畫出自由電子（多數載流子）和失去一個電子的五價雜質正離子。根據擴散原理，空穴要從濃度高的P區向N區擴散，自由電子要從濃度高的N區向P區擴散，并在交界面發生復合(耗盡），形成載流子極少的正負空間電荷區，也就是PN結，又叫耗盡層。9情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修10(1)加正向電壓（正偏）——電源正極接P區，負極接N區

思考：會發生什么現象？（二）PN結的單向導電性10情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修(1)加正向電壓（正偏）——電源正極接P區，負極接N區

思考：為什么？正向電流（二）PN結的單向導電性11情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修(1)加正向電壓（正偏）——電源正極接P區，負極接N區

外電場的方向與內電場方向相反。

外電場削弱內電場→耗盡層變窄→擴散運動＞漂移運動→多子擴散形成正向電流IF正向電流（二）PN結的單向導電性12情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修(2)加反向電壓——電源正極接N區，負極接P區

外電場的方向與內電場方向相同。

外電場加強內電場→耗盡層變寬→漂移運動＞擴散運動→少子漂移形成反向電流IRPN（二）PN結的單向導電性13情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修PN結加正向電壓時：具有較大的正向擴散電流，呈現低電阻，PN結導通；

由此可以得出結論：

PN結具有單向導電性。PN結加反向電壓時：具有很小的反向漂移電流，呈現高電阻，PN結截止。

（二）PN結的單向導電性14情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修二、二極管的結構、特性及應用PN結加上管殼和引線，就成為半導體二極管。引線外殼線觸絲線基片點接觸型面接觸型PN結（一）二極管的基本結構15情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修PN陽極+陰極-二極管的電路符號（一）二極管的基本結構16情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修二極管實物圖片：（一）二極管的基本結構17情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修18UI死區電壓硅管0.5V,鍺管0.1V。導通壓降:硅管0.6~0.7V,鍺管0.2~0.3V。反向擊穿電壓UBR陽極+陰極-UI（二）二極管的伏安特性18情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修19（三）二極管的類型二極管種類很多，按照所用半導體材料的不同，可分為鍺二極管和硅二極管。根據其不同用途，可分為整流二極管、穩壓二極管、發光二極管、光電二極管、開關二極管、變容二極管等，如圖所示。

整流二極管穩壓二極管發光二極管光電二極管19情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修（1）最大整流電流IF

二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。（3）反向擊穿電壓UBR

二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電流劇增，二極管的單向導電性被破壞，甚至過熱而燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓UBM一般是UBR的一半。（2）最高反向工作電壓UBM

保證二極管不被擊穿時的反向峰值電壓。（四）二極管的主要參數20情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修（4）反向電流IR

指二極管加反向峰值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，因此反向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流要比硅管大幾十到幾百倍。（四）二極管的主要參數21情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修1.整流二極管

利用二極管的單向導電性，可以把方向交替變化的交流電變換成單一方向的直流電。（五）二極管的應用22情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修2.開關元件二極管在正向電壓作用下電阻很小，處于導通狀態，相當于一只接通的開關；在反向電壓作用下，電阻很大，處于截止狀態，如同一只斷開的開關。利用二極管的開關特性，可以組成各種邏輯電路。（五）二極管的應用D1AD2BRF0V3V0V3V23情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修3.限幅元件二極管正向導通后，它的正向壓降基本保持不變（硅管為0.7V，鍺管為0.3V）。利用這一特性，在電路中作為限幅元件，可以把電壓信號的幅度限制在一定范圍內。（五）二極管的應用24情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修4.續流二極管在開關電源的電感中和繼電器等感性負載中起續流作用。（五）二極管的應用5.檢波二極管如在收音機中起檢波作用等。6.變容二極管如使用于電視機的高頻頭中的調諧電路等。25情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修7.發光二極管常作音響設備、數控儀表等的顯示電路，具有驅動電壓低，工作電流小、體積小、可靠性高、壽命長等優點。（五）二極管的應用RE-+I26情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修8.光電二極管其反向電流隨光照強度的增加而上升，可以用來檢測光照強度。（五）二極管的應用27情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修

普通二極管測試：

1、極性判斷

2、性能粗略判斷三、普通二極管的測試28情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修（一）極性判斷三、普通二極管的測試1.外觀判別二極管極性

二極管的極性一般都標注在其外殼上，有時會將二極管的圖形直接畫在其外殼上。（1）對于二極管引線是軸向引出的，則會在其外殼上標出色環（色點），有色環（色點）的一端為二極管的陰極端，若二極管是透明玻璃殼，則可直接看出極性，即二極管內部連觸絲的一端為陽極。

（2）對于二極管引線是橫向引出的，則長管腳為二極管的陽極，短管腳為二極管的陰極。29情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修（一）極性判斷三、普通二極管的測試2.使用萬用表外觀判別二極管極性

如使用指針式萬用表的R×1K檔先測一下它的電阻，然后再反接兩管腳測其電阻，根據正偏電阻和反偏電阻來判斷這個二極管的極性，阻值大（幾百千歐以上）的那次紅筆所接為二極管陽極。30情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修（二）二極管性能粗略判斷三、普通二極管的測試使用萬用表先測一下它的電阻，然后再反接兩管腳測其電阻，根據正偏電阻和反偏電阻來判斷這個二極管的好壞：若兩次指示的阻值相差很大，說明該二極管單向導電性好；若兩次指示的阻值相差很小，說明該二極管已失去單向導電性；若兩次指示的阻值均為無窮大，說明該二極管已經開路。31情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修三、普通二極