电子电路硬件培训课件.ppt

1、从零开始学习电子技术魔力创造美魔力创造美工具工具 常用工具常用工具 如何使用如何使用常用的工具有：常用的工具有： 烙铁、焊锡丝烙铁、焊锡丝 松香、助焊剂松香、助焊剂 镊子、偏口钳镊子、偏口钳 吸锡器吸锡器 高温海绵高温海绵 万用表万用表 螺丝刀螺丝刀 胶枪胶枪电烙铁：电烙铁： 如何使用：如何使用：新的电烙铁不能拿来就用，新的电烙铁不能拿来就用，需要先在烙铁头镀上一层焊锡。需要先在烙铁头镀上一层焊锡。方法是方法是：用锉刀把烙铁头锉干净，插上电源，在用锉刀把烙铁头锉干净，插上电源，在温度渐渐升高的时候，将烙铁头放在松温度渐渐升高的时候，将烙铁头放在松香上；待松香冒烟，烙铁头能够熔化焊香上；待松香冒

2、烟，烙铁头能够熔化焊锡的时候，把烙铁头放在有少量松香和锡的时候，把烙铁头放在有少量松香和焊锡的砂纸上研磨、各个面都要磨到，焊锡的砂纸上研磨、各个面都要磨到，这样就可使烙铁头镀上一层焊锡。这样就可使烙铁头镀上一层焊锡。 烙铁头发生氧化后会造成电烙铁热度不烙铁头发生氧化后会造成电烙铁热度不够和沾焊锡困难。所以够和沾焊锡困难。所以不用烙铁时不要不用烙铁时不要总是给它供电，要及时断电总是给它供电，要及时断电。 焊锡丝 焊锡丝内一般都含有助焊的松香，不用专门加助焊剂。 焊锡丝使用约60%的锡和40%的铅合成，熔点较低，长期使用对人体有害，所以使用时要注意通风。松香、助焊剂 松香松香是松树树干内部流出的油

3、经高温熔是松树树干内部流出的油经高温熔化成水状，干结后变成块状固体（没有化成水状，干结后变成块状固体（没有固定熔点），其颜色固定熔点），其颜色焦黄深红焦黄深红，主要应，主要应用在电子电路焊接时的助焊剂，在乐器用在电子电路焊接时的助焊剂，在乐器方面主要用来擦磨乐器的琴弦使其起到方面主要用来擦磨乐器的琴弦使其起到发涩的作用。发涩的作用。 由于金属表面同空气接触后都会生成一由于金属表面同空气接触后都会生成一层氧化膜，温度越高，氧化越厉害。这层氧化膜，温度越高，氧化越厉害。这层氧化膜阻止液态焊锡对金属的湿润作层氧化膜阻止液态焊锡对金属的湿润作用，犹如玻璃上沾上油就会使水不能湿用，犹如玻璃上沾上油就会使

4、水不能湿润一样。焊剂就是用于清除氧化膜的一润一样。焊剂就是用于清除氧化膜的一种专用材料，又称种专用材料，又称助焊剂助焊剂。 助焊剂有三大作用： 1.除氧化膜。除氧化膜。实质是助焊剂中的物质发生还原反应，从而除去氧化膜，反应生成物变成悬浮的渣，漂浮在焊料表面。 2.防止氧化。防止氧化。其熔化后，漂浮在焊料表面，形成隔离层，因而防止了焊接面的氧化。 3.减小表面张力。减小表面张力。增加焊锡流动性，有助于焊锡湿润焊件。 镊子镊子偏口钳用于剪切细小的导线及焊后的线头 吸锡器 在电路检修时，在电路检修时，经常需要从印刷电路板经常需要从印刷电路板上拆卸上拆卸集成电路集成电路，由于集成电路引脚多，由于集成电

5、路引脚多又密集，拆卸起来很困难，有时还会损又密集，拆卸起来很困难，有时还会损害集成电路及电路板。使用吸锡器来拆害集成电路及电路板。使用吸锡器来拆集成块集成块，拆元件既方便还不易损坏电路，拆元件既方便还不易损坏电路板，这是一种常用的专业方法，待焊点板，这是一种常用的专业方法，待焊点锡融化后，移开电烙铁的同时，迅速把锡融化后，移开电烙铁的同时，迅速把吸锡器咀贴上焊点，并按动吸锡器按钮，吸锡器咀贴上焊点，并按动吸锡器按钮，焊锡即被吸入吸锡器内，一次吸不干净，焊锡即被吸入吸锡器内，一次吸不干净，可重复操作多次。全部引脚的焊锡吸完可重复操作多次。全部引脚的焊锡吸完后集成块即可拿掉。后集成块即可拿掉。 吸

6、锡器，对于新手来说十分实用，吸锡器，对于新手来说十分实用，初次使用电烙铁总是容易将焊锡初次使用电烙铁总是容易将焊锡弄得到处都是，吸焊器则可以帮弄得到处都是，吸焊器则可以帮你把电路板上多余的焊锡处理掉。你把电路板上多余的焊锡处理掉。吸锡器吸嘴可以靠近烙铁吸锡器吸嘴可以靠近烙铁不必担不必担心融化心融化，因为那是高耐热的材质，因为那是高耐热的材质，即使因使用频繁而破损，也可以即使因使用频繁而破损，也可以轻易更换吸咀。轻易更换吸咀。高温海绵：高温海绵：高温海绵高温海绵 也可以叫耐高温清洁棉，用于清洁使用也可以叫耐高温清洁棉，用于清洁使用中的高温烙铁头。中的高温烙铁头。 使用方法：使用方法：首先用水浸泡

7、清洁棉，然后首先用水浸泡清洁棉，然后捞出挤掉多余的水分，再拿使用中的高捞出挤掉多余的水分，再拿使用中的高温的烙铁头在上面蹭，可以将上面的污温的烙铁头在上面蹭，可以将上面的污物和氧化层清除，使你的烙铁头变得光物和氧化层清除，使你的烙铁头变得光亮如初。另外，它主要是针对那种合金亮如初。另外，它主要是针对那种合金的长寿命烙铁头的，那种普通的铜的烙的长寿命烙铁头的，那种普通的铜的烙铁头使用后发黑的那种不要用这个，没铁头使用后发黑的那种不要用这个，没有任何用。有任何用。万用表万用表 万用表是用来万用表是用来测量交直流电压、电阻、直流测量交直流电压、电阻、直流电流等的仪表电流等的仪表。是电工和无线电制作的

8、必备。是电工和无线电制作的必备工具。工具。 万用表有万用表有指针式和数字式指针式和数字式两种，两种没什么两种，两种没什么本质上的区别，本质上的区别，它们各有方便之处，很难说它们各有方便之处，很难说谁好谁坏，最好是能够备有指针和数字式的谁好谁坏，最好是能够备有指针和数字式的各一个。各一个。 对于数字式的，对于数字式的，红表笔要插入正极插口，黑红表笔要插入正极插口，黑表笔要插入负极插口，而指针式的则相反。表笔要插入负极插口，而指针式的则相反。也就是说也就是说数字式万用表数字式万用表的的红表笔代表正极，红表笔代表正极，黑表笔代表负极黑表笔代表负极，而，而指针式万用表指针式万用表的的黑表笔黑表笔代表正

9、极，红表笔代表负极代表正极，红表笔代表负极。螺丝刀螺丝刀使用范围使用范围: 适合拆解笔记本电脑、维修手机等适合拆解笔记本电脑、维修手机等电视、电话、眼镜、电视、电话、眼镜、CD.VCD.DVD机、通讯仪器、光学仪器机、通讯仪器、光学仪器.精密仪器精密仪器等等，非常实用。，非常实用。是维修爱好者理想是维修爱好者理想的必备工具。的必备工具。胶枪、热熔胶棒 热熔胶是一种固体胶热熔胶是一种固体胶，粘东西用，粘东西用，产品完全环保，固化时间快，适用产品完全环保，固化时间快，适用范围广泛。范围广泛。 使用方法使用方法是通过热熔胶枪加温熔化是通过热熔胶枪加温熔化后打在需要粘结固定的地方，快速后打在需要粘结固

10、定的地方，快速固化后起固定作用固化后起固定作用。全国电子专业人才考试全国电子专业人才考试 主管单位：主管单位：中华人民共和国工业和信息化部中华人民共和国工业和信息化部 主办单位：主办单位：工业和信息化部人才交流中心工业和信息化部人才交流中心 考试科目：考试科目：PCBPCB设计设计 电子设计与开发电子设计与开发 单片机设计与开发单片机设计与开发 考试对象：考试对象：电子、通信、机电、自动化、信电子、通信、机电、自动化、信息工程、计算机等行业从业人员及大中专院息工程、计算机等行业从业人员及大中专院校相关专业在校学生校相关专业在校学生 考试方式：考试方式：全国统一大纲、统一命题、统全国统一大纲、统

11、一命题、统一组织。一组织。一考双证一考双证，考试合格者颁发，考试合格者颁发全全国电子专业人才证书国电子专业人才证书并可申领人力资源并可申领人力资源和社会保障部、工信部联合颁发的和社会保障部、工信部联合颁发的专业技专业技术人才知识更新工程培训证书。术人才知识更新工程培训证书。 全国电子专业人才证书全国电子专业人才证书由工信部人才由工信部人才交流中心颁发交流中心颁发，可以准确的反映广大电子、，可以准确的反映广大电子、通信、机电、自动化等专业的在校学生和通信、机电、自动化等专业的在校学生和技术人员从事该领域工作的水平，符合教技术人员从事该领域工作的水平，符合教育部育部“双证双证”要求，是对持证人员能

12、力的要求，是对持证人员能力的认可和证明，更是在电子信息技术行业进认可和证明，更是在电子信息技术行业进行能力考核、岗位聘用、任职、定级和晋行能力考核、岗位聘用、任职、定级和晋升职务的重要依据。升职务的重要依据。 证书查询网站：证书查询网站：工信部人才交流工信部人才交流中心官方网站中心官方网站 考试合格者将考试合格者将纳入国家信息专业纳入国家信息专业人才库，人才库，增加就业竞争力和就业增加就业竞争力和就业晋升机会。晋升机会。 考试收费：考试收费：每科每人每科每人270270元元电子设计应学好的几本书电子设计应学好的几本书 电路 数字电子技术基础简明教程 模拟电子技术基础 高频电子线路常用基本电子元

13、器件 电阻 电容 电感 半导体器件 二极管、三极管、 场效应管（MOS管）电阻基本单位：欧姆（欧姆（）常用单位：千欧（千欧（K）兆欧（）兆欧（M）单位换算：1M=103K 1K=103电路中符号：电阻阻值识别方法：普通碳膜电阻分为四色环电阻跟五色环电阻两种，其中五色环电阻精密程度更高。但不管四色环还是五色环我们都可以根据色环来读取其阻值及误差。黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白0123456789金 银 无色5% 10% 20%误差：首先先判断色环第一位与最后一位1当色环有金色或银色环在一端时则银色或金色为最后一环，另一端为第一环。2当色环中与最后一环的颜色相同，则通过判断色环之间的距离来

14、判断，即最后一环与前一环的距离比第一环与第二环之间的距离大。有时候单凭经验不一定能读对，还要借助一些工具，比如万用表等。判断好最后一位并读出其误差后再从第一位开始读取色环颜色。如果是四色环电阻则先读出前两个色环数值为一组数，再读出第三个色环数值，第三个色环所代表的是10的几次方，最后用前两位乘以第三个色环的10的次方就是阻值。如：棕 红 红 金其阻值为：12 X 102 = 1.2K 其误差为 5% 五色环电阻与四色环电阻读取方法基本一致，区别为前三位色环为一组数据作为式子的第一项如：红红黑棕金其阻值为：220X101 = 2.2K 其误差为 5%贴片电阻阻值：读取电阻上注明的数字类似于四色环

15、电阻的前三位或五色环电阻的前四位，即没有误差那一位，计算方法都一样。如：104阻值为：10 X104=100K电容基本单位：法拉（法拉（F）常用单位：微法（微法（F） 皮法（皮法（pF）不常用单位：纳法（纳法（nF）换算关系：1F=106F1F=106pF1F=103nF1nF=103pF电容分类：电解电容（有正负极之分）无极性电容（无正负极）根据有无极性根据材料：聚酯(涤纶)电容云母电容聚苯乙烯电容高频瓷介电容低频瓷介电容独石电容铝电解电容钽电解电容铌电解电容电路中符号：容量读取：一般无极性电容的标注方法与贴片电阻的标注方法一致，如101，102，103等，如无单位标注则默认其单位为默认其单

16、位为pF。早期的电容有的单位标注为nF，使用是要注意。电解电容在外表面都有容量及单位标注，一般单位为F。使用电容时要特别注意其耐压值耐压值，一定要在其耐压值范围内却要留有余量。使用电解电容还应特别注意其正负极，如接反会使电容爆浆。电感基本单位：亨利（亨利（H）常用单位：微亨（微亨（H）换算关系：1H=106H电路中符号：感抗读取：一般电感都是直接标注，感抗、单位直接标注一般常用电感的单位是H。有一种比较精密的色环电感一般用于仪器仪表的制作，其读法与色环电阻一样，单位是H1.1 1.1 半导体的基本知识半导体的基本知识 在物理学中，根据材料的导电能力，可以将他们划分导在物理学中，根据材料的导电能

17、力，可以将他们划分导体、绝缘体和半导体。体、绝缘体和半导体。 典型的半导体是典型的半导体是硅硅Si和和锗锗Ge，它们都是它们都是4价元素价元素。sisi硅原子硅原子Ge锗原子锗原子Ge+4+4硅和锗最外层轨道上的硅和锗最外层轨道上的四个电子称为四个电子称为价电子价电子。 硅原子空间排列及共价键结构平面示意图 (a) 硅晶体的空间排列 (b) 共价键结构平面示意图 (c) 本征半导体的共价键结构本征半导体的共价键结构束缚电子束缚电子+4+4+4+4+4+4+4+4+4在绝对温度在绝对温度T=0K时，时，所有的价电子都紧紧束缚所有的价电子都紧紧束缚在共价键中，不会成为在共价键中，不会成为自自由电子

18、由电子，因此本征半导体因此本征半导体的导电能力接近绝缘体。的导电能力接近绝缘体。一. 本征半导体本征半导体本征半导体化学成分纯净的半导体晶体化学成分纯净的半导体晶体。 制造制造导体器件的半导体材料的纯度要达到导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为，常称为“九个九个9”。物理结构呈单晶体形态。物理结构呈单晶体形态。 这一现象称为这一现象称为本征激发本征激发，也称也称热激发热激发。当温度升高或受到当温度升高或受到光的照射时，束缚光的照射时，束缚电子能量增高，有电子能量增高，有的电子可以挣脱原的电子可以挣脱原子核的束缚，而参子核的束缚，而参与导电，成为与导电，成为自由自由电子

19、电子。自由电子自由电子+4+4+4+4+4+4+4+4+4 自由电子产生的自由电子产生的同时，在其原来的共同时，在其原来的共价键中就出现了一个价键中就出现了一个空位，称为空位，称为空穴空穴。空穴空穴电子空穴对的特点：电子空穴对的特点：（1）由）由本征激发本征激发成对成对产生产生由由复合运动复合运动成对成对消失。消失。（2）数量受）数量受温度温度影响影响。（3）动态平衡时，浓度一定）动态平衡时，浓度一定 与本征激发相反的现象与本征激发相反的现象复合复合常温常温300K时：时：电子空穴对的浓度电子空穴对的浓度硅：硅：310cm1043. 1锗：锗：313cm105 . 2自由电子自由电子+4+4+

20、4+4+4+4+4+4+4空穴空穴电子空穴对电子空穴对自由电子自由电子：带负电荷：带负电荷 - -逆电场运动逆电场运动 - -电子流电子流+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由电子自由电子E总电流总电流载流子载流子空穴：空穴：带正电荷带正电荷- - 顺电场运动顺电场运动 - - 空穴流空穴流本征半导体的导电性取决于外加能量：本征半导体的导电性取决于外加能量：温度变化，导电性变化；光照变化，导电性变化温度变化，导电性变化；光照变化，导电性变化。导电机制：导电机制：多余电子多余电子磷原子磷原子硅原子硅原子+4+4+4+4+4+4+4+4+5多数载流子多数载流子自由电子自由电子少数载流子少数载流子

21、空穴空穴+N型半导体施主离子施主离子自由电子自由电子电子空穴对电子空穴对二二. 杂质半导体杂质半导体在本征半导体中掺入微量特定元素的半导体称为在本征半导体中掺入微量特定元素的半导体称为杂质半导体杂质半导体。1. N型半导体型半导体（掺入五价杂质元素，例如磷，砷等）（掺入五价杂质元素，例如磷，砷等）在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。空穴空穴硼原子硼原子硅原子硅原子+4+4+4+4+4+4+3+4+4多数载流子多数载流子空穴空穴少数载流子少数载流子自由电子自由电子P型半导体受主离子受主离子空穴空穴电子空穴对电子空穴对2.2. P型半导体型半导体

22、杂质半导体的示意图杂质半导体的示意图+N型半导体多子多子电子电子少子少子空穴空穴P型半导体多子多子空穴空穴少子少子电子电子少子浓度少子浓度本征激发产生，与温度有关本征激发产生，与温度有关多子浓度多子浓度掺杂产生，与温度无关掺杂产生，与温度无关内电场E因多子浓度差因多子浓度差形成内电场形成内电场多子的扩散多子的扩散 空间电荷区空间电荷区 阻止多子扩散，促使少子漂移。阻止多子扩散，促使少子漂移。PNPN结合结合+P型半导体+N型半导体+空间电荷区空间电荷区多子扩散电流多子扩散电流少子漂移电流少子漂移电流耗尽层耗尽层三三. . PN结及其单向导电性结及其单向导电性 1.PN结的形成结的形成少子漂移少

23、子漂移补充耗尽层失去的多子，耗尽层窄，补充耗尽层失去的多子，耗尽层窄，E多子扩散多子扩散又失去多子，耗尽层宽，又失去多子，耗尽层宽，EP型半导体+N型半导体+内电场E多子扩散电流多子扩散电流少子漂移电流少子漂移电流耗尽层耗尽层动态平衡：动态平衡： 扩散电流扩散电流漂移电流漂移电流总电流总电流0势垒势垒UO硅硅0.5V锗锗0.1V2.PN2.PN结的单向导电性结的单向导电性(1)加正向电压（正偏）加正向电压（正偏）电源正极接电源正极接P区，负极接区，负极接N区区 外电场的方向与内电场方向相反。外电场的方向与内电场方向相反。外电场削弱内电场外电场削弱内电场 耗尽层变窄耗尽层变窄 扩散运动漂移运动扩

24、散运动漂移运动多子多子扩散形成正向电流扩散形成正向电流I I F F+P型半导体+N型半导体+WER空间电荷区内电场E正向电流正向电流 动画演示动画演示4 4(2)加反向电压加反向电压电源正极接电源正极接N区，负极接区，负极接P区区 外电场的方向与内电场方向相同。外电场的方向与内电场方向相同。外电场加强内电场外电场加强内电场 耗尽层变宽耗尽层变宽 漂移运动扩散运动漂移运动扩散运动少子漂移形成反向电流少子漂移形成反向电流I I R R+内电场+E+EW+空 间 电 荷 区+R+IRPN 在一定的温度下，由本在一定的温度下，由本征激发产生的少子浓度是征激发产生的少子浓度是一定的，故一定的，故IR基

25、本上与外基本上与外加反压的大小无关加反压的大小无关，所以所以称为称为反向饱和电流反向饱和电流。但。但IR与温度有关。与温度有关。动画演示动画演示5 5PN结的单向导电性结的单向导电性:定义：定义：加加正向电压正向电压，简称，简称正偏正偏加加反向电压反向电压，简称，简称反偏反偏 扩散扩散 漂移漂移大的正向扩散电流（多子）大的正向扩散电流（多子）低电阻低电阻正向导通正向导通 漂移漂移 扩散扩散很小的反向漂移电流（少子）很小的反向漂移电流（少子）高电阻高电阻反向截止反向截止3.PN3.PN结的伏安特性曲线及表达式结的伏安特性曲线及表达式 根据理论推导，根据理论推导，PNPN结的伏安特性曲线如图结的伏

26、安特性曲线如图正偏正偏IF（多子扩散）（多子扩散）IR（少子漂移）（少子漂移）反偏反偏反向饱和电流反向饱和电流反向击穿电压反向击穿电压反向击穿反向击穿1.2 1.2 半导体二极管半导体二极管二极管二极管=PN结结+管壳管壳+引线引线NP结构：结构：符号：符号：阳极阳极+阴极阴极-分类：分类：(1)点接触型二极管点接触型二极管 PN结面积小，结电容小，结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。用于检波和变频等高频电路。N型 锗正 极 引 线负 极 引 线外 壳金 属 触 丝(3)平面型二极管平面型二极管 用于集成电路制造工艺中。用于集成电路制造工艺中。PN结面积可大可小，用结面积可大可小，用

27、于高频整流和开关电路中。于高频整流和开关电路中。(2)面接触型二极管面接触型二极管 PN结面积大，用结面积大，用于低频大电流整流电路。于低频大电流整流电路。SiO2正 极 引 线负 极 引 线N型 硅P型 硅负 极 引 线正 极 引 线N型 硅P型 硅铝 合 金 小 球底 座半导体二极管的型号半导体二极管的型号国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：2AP9用数字代表同类器件的不同规格。用数字代表同类器件的不同规格。代表器件的类型，代表器件的类型，P为普通管，为普通管，Z为整流管，为整流管，K为开关管。为开关管。代表器件的材料，代表器件的材料，A为为N型

28、型Ge，B为为P型型Ge，C为为N型型Si，D为为P型型Si。2代表二极管，代表二极管，3代表三极管。代表三极管。二、二、例：例：IR10VE1k) 1(eTSUuIiD非线性器件非线性器件iu0iuR线性器件线性器件Riu 图解分析法：图解分析法： R=10k VI +10ViD+vD 例例1 (a)图图例：已知伏安特性，求例：已知伏安特性，求UD、ID。 +iDvDR=10k VI + 10ViD+vD 0 D/V0.20.40.60.81.0iD/mA1.00.80.41.2 线性线性线性：线性： vD=UI-iDR) 1(/SDDTUUeIi非线性：非线性：非线性非线性联立求解，联立求

29、解，可得可得VD、ID图解法图解法直线与伏安特性的交点直线与伏安特性的交点图解法关键图解法关键画直线画直线RVvRiIDD 1又称为负载线又称为负载线vD=0iD=VI/R=1mAvD=1ViD=(VI-vD)/R=0.9mA静态工作点静态工作点QVD 0.7VID 0.95mA解解等效电路（等效电路（模型）分析法模型）分析法（ 二极管二极管U U- -I I 特性的建模特性的建模）UD=0.7V（硅）（硅）UD=0.2V（锗）（锗）Uth=0.5V（硅）（硅）Uth=0.1V（锗）（锗）(2)恒压降模型恒压降模型(3)折线模型折线模型(3)折线模型折线模型(3)折线模型折线模型(1)理想模型

30、理想模型UD=0V例：例：二极管构成的限幅电路如图所示，二极管构成的限幅电路如图所示，R1k，UREF=2V，输入信号为，输入信号为ui。(1)若若ui为为4V的直流信号，分别采用理想二极管模型、的直流信号，分别采用理想二极管模型、理想二极管串联电压源模型计算电流理想二极管串联电压源模型计算电流I和输出电压和输出电压uo+-+UIuREFRiuO解解：（1）采用理想模型分析。）采用理想模型分析。采用理想二极管串联电压源模型分析。采用理想二极管串联电压源模型分析。mA2k12VV4REFiRUuIV2REFoUumA31k1V702VV4DREFi.RUUuI2.7V0.7VV2DREFoUUu

31、（2）如果）如果ui为幅度为幅度4V的交流三角波，波形如图（的交流三角波，波形如图（b）所）所示，分别采用理想二极管模型和理想二极管串联电压源模示，分别采用理想二极管模型和理想二极管串联电压源模型分析电路并画出相应的输出电压波形。型分析电路并画出相应的输出电压波形。+-+UIuREFRiuO解：解：采用理想二极管采用理想二极管模型分析。波形如图所示。模型分析。波形如图所示。0-4V4Vuit2V2Vuot02.7Vuot0-4V4Vuit2.7V采用理想二极管串联采用理想二极管串联电压源模型分析，波形电压源模型分析，波形如图所示。如图所示。+-+UIuREFRiuO三、三、二极管的主要参数二极

32、管的主要参数 (1)最大整流电流最大整流电流IF二极管长期连续工二极管长期连续工作时，允许通过二作时，允许通过二极管的最大整流极管的最大整流电流的平均值。电流的平均值。(2)反向击穿电压反向击穿电压UBR 二极管反向电流二极管反向电流急剧增加时对应的反向急剧增加时对应的反向电压值称为反向击穿电压值称为反向击穿电压电压UBR。 (3)反向电流反向电流I IR R 在室温下，在规定的反向电压下的反向电流值。在室温下，在规定的反向电压下的反向电流值。硅二极管的反向电流一般在纳安硅二极管的反向电流一般在纳安(nA)级；锗二极级；锗二极管在微安管在微安( A)级。级。当稳压二极管工作在当稳压二极管工作在

33、反向击穿状态下反向击穿状态下,工作工作电流电流IZ在在Izmax和和Izmin之间变化时之间变化时,其两端电其两端电压近似为常数压近似为常数稳定稳定电压电压四、稳压二极管四、稳压二极管稳压管是工作在反向击穿区的特殊二极管稳压管是工作在反向击穿区的特殊二极管（面结型、硅、高掺杂）（面结型、硅、高掺杂）+-DZiuUZIUIzminIzmax正向同正向同二极管二极管反偏电压反偏电压UZ反向击穿反向击穿UZ限流电阻限流电阻 稳压二极管的主要参数稳压二极管的主要参数 (1)稳定电压稳定电压UZ(2)动态电阻动态电阻rZ 在规定的稳压管反向工作电流在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电压。

34、下，所对应的反向工作电压。 rZ= U/ IrZ愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。 (3) (3) 最小稳定工作最小稳定工作电流电流IZmin 保证稳压管击穿所对应的电流，若保证稳压管击穿所对应的电流，若IZIZmin则不能稳压。则不能稳压。 (4) (4) 最大稳定工作电流最大稳定工作电流IZmax 超过超过Izmax稳压管会因功耗过大而烧坏。稳压管会因功耗过大而烧坏。iuUZIUIzminIzmax特殊二极管：特殊二极管：1、变容二极管、变容二极管：利用其结电容效应，其电容量与本身结构、工艺、外加反向电压有利用其结电容效应，其电容量与本身结构、工艺、外加反向电

35、压有关，随外加反向电压增大而减少。关，随外加反向电压增大而减少。 C：5300pF， Cmax ：Cmin = 5 ：1 高频技术（调谐、调制等）应用较多高频技术（调谐、调制等）应用较多2、光电二极管光电二极管：需光照、反偏压、其反向电流与光照度成正比。用于光测量，将光信需光照、反偏压、其反向电流与光照度成正比。用于光测量，将光信号电信号，光电传感器、遥控、报警电路中。号电信号，光电传感器、遥控、报警电路中。3、发光二极管发光二极管：正偏压（正偏压（12.5V），发光颜色与所用材料有关。常作为显示器件），发光颜色与所用材料有关。常作为显示器件、电光转换器件与光电二极管合用于光电传输系统。、电光

36、转换器件与光电二极管合用于光电传输系统。4、激光二极管、激光二极管：产生相干的单色光信号（红外线），利于光缆有效传输。用于产生相干的单色光信号（红外线），利于光缆有效传输。用于小功率的光电设备，如光驱、激光打印头。小功率的光电设备，如光驱、激光打印头。利用半导体的光敏特性，其反向电流利用半导体的光敏特性，其反向电流随光照强度的增加而上升。随光照强度的增加而上升。IV照度增加照度增加符号符号：有正向电流流过时，发出一定波长范有正向电流流过时，发出一定波长范围的光，目前的发光管可以发出从红外到围的光，目前的发光管可以发出从红外到可见波段的光，它的电特性与一般二极管可见波段的光，它的电特性与一般二极

37、管类似，正向电压较一般二极管高，电流为类似，正向电压较一般二极管高，电流为几几几十几十mA符号：符号： 1.3 1.3 三极管三极管半导体双极型三极管，俗称晶体三极半导体双极型三极管，俗称晶体三极管。由于工作时，多数载流子和少数载流管。由于工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，因此，被称为子都参与运行，因此，被称为双极型晶体双极型晶体管管（BipolarJunctionTransistor,简称简称BJT）。）。BJT是由两个是由两个PN结组成的。结组成的。一一. .BJT的结构的结构NPN型PNP型符号符号:三极管的结构特点三极管的结构特点:（1）发射区的掺杂浓度集电区掺杂浓度。）发射区

38、的掺杂浓度集电区掺杂浓度。（2）基区要制造得很薄且浓度很低。）基区要制造得很薄且浓度很低。-NNP发射区集电区基区发射结 集电结ecb发射极集电极基极-PPN发射区集电区基区发射结 集电结ecb发射极集电极基极-ecb-ecb饱和区饱和区iC受受uCE显著控制的区域，该区域内显著控制的区域，该区域内uCE0.7V。此时发射结正偏，集电结也正偏。此时发射结正偏，集电结也正偏。截止区截止区iC接近零的区域，相当接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。的曲线的下方。此时，发射结反偏，集电结反偏。此时，发射结反偏，集电结反偏。放大区放大区曲线基本平行等曲线基本平行等距。距。此时，发此时，发射结正偏，集

39、电射结正偏，集电结反偏。结反偏。该区中有：该区中有：BCII iCIBIB=0uCE(V)(mA)=20uABI=40uABI=60uABI=80uABI=100uA饱和区饱和区放大区放大区截止区截止区三极管的输出特性曲线可以分为三个区域三极管的输出特性曲线可以分为三个区域:BJTBJT的主要参数的主要参数（2 2）共基极电流放大系数：）共基极电流放大系数： BCII BCii ECII ECii iCE=20uA(mA)B=40uAICu=0(V)=80uAIBBBIBiIBI =100uACBI=60uAi一般取一般取20200之间之间2.31.538A60mA3 . 2BCII40A40

40、)-(60mA)5 . 13 . 2(BCii（1 1）共发射极电流放大系数：）共发射极电流放大系数：1.1.电流放大系数电流放大系数 2.反向击穿电压反向击穿电压: U（BR）EBO集电极开路时，发射极与基极之间允许的最大集电极开路时，发射极与基极之间允许的最大反向电压。其值一般几伏十几伏。反向电压。其值一般几伏十几伏。 U（BR）CBO发射极开路时，集电极与基极之间允许的最大发射极开路时，集电极与基极之间允许的最大反向电压。其值一般为几十伏几百伏。反向电压。其值一般为几十伏几百伏。U（BR）CEO基极开路基极开路时，集电极与发射极之间时，集电极与发射极之间允许的最大反向电压。允许的最大反向

41、电压。-(BR)CEOU(BR)CBOU(BR)EBOUBJT有两个有两个PN结，其反向击穿电压有以下几种：结，其反向击穿电压有以下几种： 半导体三极管的型号半导体三极管的型号第二位：第二位：A锗锗PNP管、管、B锗锗NPN管、管、C硅硅PNP管、管、D硅硅NPN管管 第三位：第三位：X低频小功率管、低频小功率管、D低频大功率管、低频大功率管、G高频小功率管、高频小功率管、A高频大功率管、高频大功率管、K开关管开关管用字母表示材料用字母表示材料用字母表示器件的种类用字母表示器件的种类用数字表示同种器件型号的序号用数字表示同种器件型号的序号用字母表示同一型号中的不同规格用字母表示同一型号中的不同

42、规格三极管三极管国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：3DG110B双极型三极管的参数双极型三极管的参数参参 数数型型 号号 PCM(mW)12512510050050W100250WIC M(mA)URCBO(V)URCEO(V)UREBO(V)IC BO(A)fT(MHz)3AX31D1252012 6*83BX31C12540246* 83CG101C30450.11003DG123C5040300.353DD101D5A3002504 2mA3DK100B302515 0.13003DK2330A4003258注：注：*为为f 1.4 1.4

43、场效应三极管场效应三极管BJT是一种电流控制电流的元件是一种电流控制电流的元件(iBiC)，俗称，俗称流控元件流控元件.工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，所以被工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，所以被称为双极型器件。称为双极型器件。FET分类：分类：绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管结型场效应管结型场效应管N沟道沟道P沟道沟道场效应管（场效应管（FieldEffectTransistor简称简称FET）是一种电压）是一种电压控制电流的器件控制电流的器件(uGSiD)，俗称，俗称压控元件压控元件.工作时，只有工作时，只有一种载流子参与导电，因此称为单极型器件。一种载流子参与导电，因

44、此称为单极型器件。FET因其制造工艺简单，功耗小，温度特性好，输入电阻因其制造工艺简单，功耗小，温度特性好，输入电阻极高，易集成等优点，得到了广泛应用。极高，易集成等优点，得到了广泛应用。增强型增强型耗尽型耗尽型P沟道沟道N沟道沟道P沟道沟道N沟道沟道一、一、结型场效应管结型场效应管两个两个PN结夹着一个结夹着一个N型沟道（型沟道（P区高区高掺杂）。掺杂）。三个电极：三个电极：G：栅极：栅极D：漏极：漏极S：源极：源极符号：符号：-p+pd漏极源极s栅极gN-gsdN沟道沟道-gdsP沟道沟道1. 1. 结型场效应管的结构（以结型场效应管的结构（以N N沟为例）：沟为例）：动画演示82.结型场

45、效应管的工作原理结型场效应管的工作原理 （1）栅源电压对沟道的控制作用）栅源电压对沟道的控制作用当当uGS时，时，PN结反偏，耗尽层结反偏，耗尽层变宽，导电沟道变窄，沟道电阻变宽，导电沟道变窄，沟道电阻增大。增大。当当uGS到一定值时到一定值时，沟道会完，沟道会完全合拢。全合拢。定义：定义：夹断电压夹断电压UP使导电沟道完全使导电沟道完全合拢（消失）所需要的栅源电压合拢（消失）所需要的栅源电压uGS。 Ngds+pVGG+ppsd+gGGNV+pNGGg+sdpVp+在栅源间加负电压在栅源间加负电压uGS，令，令uDS=0当当uGS=0时，为平衡时，为平衡PN结，导电沟结，导电沟道最宽。道最宽

46、。（2）漏源电压对沟道的控制作用）漏源电压对沟道的控制作用 在漏源间加电压在漏源间加电压uDS，令，令uGS=0由于由于uGS=0，所以导电沟道最宽。，所以导电沟道最宽。当当uDS=0时，时，iD=0。uDSiD靠近漏极处的耗尽层加宽，靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，呈楔形分布。沟道变窄，呈楔形分布。当当uDS，使，使uGD=uGS-uDS=UP时，时，在靠漏极处夹断在靠漏极处夹断预夹断。预夹断。预夹断前，预夹断前，uDSiD。预夹断后，预夹断后，uDSiD几乎不变。几乎不变。uDS再再，预夹断点下移。，预夹断点下移。 （3 3）栅源电压）栅源电压uGS和漏源电压和漏源电压uDS共同共同作用

47、作用 iD=f（ uGS、uDS）,可用输两组特性曲线来描绘。可用输两组特性曲线来描绘。 Ngds+p+pdiVDDdsNgdi+pp+VDDNgsdidDDVp+p+sidgVdDDp+p+动画演示9（1）输出特性曲线：）输出特性曲线：iD=f（ uDS）uGS=常数常数 3 3、 结型场效应三极管的特性曲线结型场效应三极管的特性曲线sgVdDDdiGGVp+p+u=-3VDSGSuGS=-1VuuuGS(mA)=-2VDiGS=0VuGS=0VuGS=-1V设：设：UP=-3V四个区：四个区：恒流区的特点：恒流区的特点：iD/uGS=gm常数常数 即：即：iD=gmuGS（放大原理）（放大

48、原理）（a）可变电阻区）可变电阻区（预夹断前）。（预夹断前）。 （b）恒流区也称饱和）恒流区也称饱和区（预夹断区（预夹断后）。后）。 （c）夹断区（截止区）。）夹断区（截止区）。 （d）击穿区。）击穿区。u=-3VDSGSuGS=-1VuuuGS(mA)=-2VDiGS=0V可变电阻区可变电阻区恒流区恒流区截止区截止区击穿区击穿区2)1(PGSDSSDUuIi IDSS是饱和漏极电流是饱和漏极电流动画演示10 一个重要参数一个重要参数跨导跨导gm： gm= iD/ uGS uDS=const(单位单位mS) gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用

49、。 在转移特性曲线上，在转移特性曲线上，gm为的曲线的斜率。为的曲线的斜率。在输出特性曲线上也可求出在输出特性曲线上也可求出gm。1(mA)DSu=6V=3VuuGS(V)1D624i43=5V(mA)243iDGS210V(V)uGSiDGSuiD（2）转移特性曲线：）转移特性曲线：iD=f（ uGS）uDS=常数常数 可根据输出特性曲线作出可根据输出特性曲线作出移特性曲线移特性曲线。例：作例：作uDS=10V的一条的一条转移特性曲线：转移特性曲线：二、绝缘栅型场效应管二、绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管(MetalOxideSemiconductorFET)，简称简称MOS

50、FET。分为：分为：增强型增强型N沟道、沟道、P沟道沟道耗尽型耗尽型N沟道、沟道、P沟道沟道1.1.N沟道增强型沟道增强型MOS管（高掺杂管（高掺杂N区）区）（1 1）结构结构4个电极：漏极个电极：漏极D,源极源极S栅极栅极G,衬底衬底B-gsdb符号：符号：-N+NP衬底sgdb源极栅极漏极衬底-gsdb动画演示12（2 2）工作原理）工作原理 再增加再增加uGS纵向电场纵向电场将将P区少子电子聚集到区少子电子聚集到P区表面区表面形成导电沟道，形成导电沟道，如果此时加有漏源电压，如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流就可以形成漏极电流id。栅源电压栅源电压uGS的控制作用的控制作用-P衬底