《电子技术基础》二极管的基础知识

第一章 半导体二极管I 类题一、简答题1． 杂质半导体有哪些？与本征半导体相比导电性有什么不同？答杂质半导体有P 型半导体和N 半导体两种，比本征半导体导电性能增强很多。

2．什么是PN 结？PN 结最基本的特性是什么？ 答；P 型半导体和N 型半导体采用特殊的加工工艺制作在一起，在其交界处产生的特殊薄层称为PN 结。

PN 结最基本的特性是单向导电性。

3． 什么是半导体？半导体有哪些特性？答：导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。

具有热敏特性、光敏特性和掺杂特性。

二、计算题1． 在下图所示电路中，哪一个灯泡不亮？答：b 不亮2．如图所示的电路中，试求下列两种情况下输出端Y 的电位U Y 及各元件（R ，VD A ，VD B ）中通过的电流；（1）U A =U B =0V ；（2）U A =+3V ，U B =0V ；答：（1）V Y =0VmA 33.9K Ω12V ≈=R I mA5.1232R DB DA ≈===I I I （2）D B 导通，D A 截止 V Y =0VmA39.312≈=R I V 0DA =I mA 3DB =I 3． 在下图所示电路中，设二极管是理想二极管，判断各二极管是导通还是截止？并求U AO =？答：a）图中，二极管导通，U AO=-6V；b）图，二极管截止，U AO=-12V；c）图V1导通，V2截止，U AO=0V。

II类题一、简答题1．从晶体二极管的伏安特性曲线看，硅管和锗管有什么区别？答：硅管死区电压为0.5V左右而锗管为0.2V左右；硅管的正向管压降为0.7V左右而锗管为0.3V左右；硅管的反向饱和电流较小而锗管较大。

2．光电二极管和发光二极管有什么区别？答：发光二极管将电信号转化成光信号，工作时加正向电压；光电二极管将光信号转化成电信号，工作时加反向电压。

3．为什么用万用表的不同电阻档测量同一二极管的正偏内阻数值上差别很大？答：因二极管的非线性。

《电子技术基础》复习要点课程名称：《电子技术基础》适用专业：2018级电气工程及其自动化（业余）辅导教材：《电子技术基础》张志恒主编中国电力出版社复习要点第一章半导体二极管1.本征半导体❑单质半导体材料是具有4价共价键晶体结构的硅Si和锗Ge。

❑导电能力介于导体和绝缘体之间。

❑特性：光敏、热敏和掺杂特性。

❑本征半导体：纯净的、具有完整晶体结构的半导体。

在一定的温度下，本征半导体内的最重要的物理现象是本征激发（又称热激发），产生两种带电性质相反的载流子（空穴和自由电子对），温度越高，本征激发越强。

◆空穴是半导体中的一种等效+q的载流子。

空穴导电的本质是价电子依次填补本征晶体中空位，使局部显示+q电荷的空位宏观定向运动。

◆在一定的温度下，自由电子和空穴在热运动中相遇，使一对自由电子和空穴消失的现象称为复合。

当热激发和复合相等时，称为载流子处于动态平衡状态。

2．杂质半导体❑在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。

体现的是半导体的掺杂特性。

◆P型半导体：在本征半导体中掺入微量的3价元素（多子是空穴，少子是电子）。

◆N型半导体：在本征半导体中掺入微量的5价元素（多子是电子，少子是空穴）。

❑杂质半导体的特性◆载流子的浓度：多子浓度决定于杂质浓度，几乎与温度无关；少子浓度是温度的敏感函数。

◆体电阻：通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。

◆在半导体中，存在因电场作用产生的载流子漂移电流（与金属导电一致），还才能在因载流子浓度差而产生的扩散电流。

3.PN结❑在具有完整晶格的P型和N型半导体的物理界面附近，形成一个特殊的薄层（PN结）。

❑PN结中存在由N区指向P区的内建电场，阻止结外两区的多子的扩散，有利于少子的漂移。

❑PN结具有单向导电性：正偏导通，反偏截止，是构成半导体器件的核心元件。

◆正偏PN结（P+，N-）：具有随电压指数增大的电流，硅材料约为0.6-0.8V，锗材料约为0.2-0.3V。

◆反偏PN结（P-，N+）：在击穿前，只有很小的反向饱和电流Is。

课题：晶体二极管教学目标：知识目标：1、掌握晶体二极管的构成、符号2、掌握晶体二极管的导电特性3、分析使用二极管时的主要参数及伏安特性能力目标：1、培养学生分析、探究问题的能力2、培养学生灵活运用知识的能力3、培养学生的动手和实践能力情感目标：使学生在学习过程中，获得知识的同时进一步激发学生学习的动机和兴趣教学重点：晶体二极管的构成、符号、导电特性及伏安特性的分析教学难点：1、伏安特性分析。

2、几个参数的记忆及区分。

教学方法：启发、引导、观察、讨论、讲解、实验结合课时安排： 2课时（教学用具：多媒体课件，实验用器材）教学过程：新课导入：提出学习目标，复习提问导入新课1、什么是半导体？常见的的半导体材料有哪几种？2、半导体根据内部载流子的不同分为哪几种？新课讲授：一、二极管的结构和符号（一）结构在本征半导体上利用特殊工艺分别渗入硼元素和磷元素加工出P型半导体和N型半导体，在P型和N型半导体的结合部位形成一个特殊的结构，即PN结，PN结是构成各种半导体器件的基础。

在P区和N区两侧各接上电极引线，并将其封装在密封的壳体中，即构成半导体二极管，如图。

接在P区的引线称为阳极（正极）用a表示，接在N区的引线称为阴极或负极，用k表示。

二极管的核心即是一个PN结。

（二）符号电子技术中的元件在电路图中都是用符号来表示的，如电阻用什么符号表示？二极管的符号如下图：图中三角箭头代表二极管正向导电时电流的方向。

（三）分类1、二极管根据所用半导体材料不同分为锗管和硅管。

2、根据内部结构不同可分为点接触型和面接触型。

点接触型主要用于高频小电流场合如：检波、混频、小电流整流。

面接触型主要用于低频大电流场合如：大电流整流。

知识拓展认识常见的几种二极管：小功率二极管、大功率二极管、贴片二极管、发光二极管等。

要求：学生课后利用网络查找更多形式的二极管。

二、二极管的导电特性通过实验来探究学习二极管的导电特性，在做实验之前首先了解一下实验所用的元件（一）认识元件认识实验中使用的元件：电池、电阻、开关、二极管、指示灯。

二极管1. 半导体二极管的基本结构一个PN结外封管壳并引出电极，就成为半导体二极管。

根据PN结的结构，二极管分成点接触型、面接触型和平面型。

点接触型的二极管由于结面积很小，不能通过较大的正向电流，但结电容小，易于在高频小功率条件下使用，如开关二极管就是点接触型的。

面接触型二极管的PN结面积较大，允许通过较大的正向电流，但结电容大，不能在高频下工作，因此一般都用于整流。

平面型的二极管用于大功率整流管和数字电路中的开关管。

半导体二极管的外型及符号如图1所示。

图1 半导体二极管的外型及符号(a) 点接触型二极管(b) 面接触型二极管(c) 平面型二极管图2是常见的半导体二极管的外形图。

图2 常见的半导体二极管的外形图2. 半导体二极管的伏安特性(1) 正向伏安特性二极管的电流与外加电压的关系曲线称作伏安特性，如图3所示。

由图可见，当外加正向电压很小时，外电场还不足以克服内电场对多数载流子扩散运动的阻力，因此正向电流几乎为零。

二极管正向电流近似为零的区域称为死区，对应死区的正向电压称为死区电压，其值与半导体材料和环境温度有关，通常硅管约为0.5V，锗管约为0.2V。

当外加正向电压大于死区电压后，二极管导通，其导通的正向压降，硅管约为0.6V~0.8V，锗管约为0.2V~0.3V。

图3 二极管的伏安特性(a) 2CZ52A硅二极管(b) 2AP2锗二极管(2) 反向伏安特性当二极管加反向电压时，在环境温度不变的条件下，少数载流子的数目近似为常数，因此当反向电压不超过某一范围时，反向电流的值很小，并且恒定，通U时，电场力常称它为反向饱和电流。

当反向电压超过二极管的反向击穿电压BR将共价键中的电子拉出，使少数载流子的数量增多，并在强电场下加速，又将晶格中的价电子碰撞出来，这种连锁反应导致载流子的数目愈来愈多，最后使二极管反向击穿。

二极管一旦被击穿，一般都不能恢复单向导电性能。

3. 主要参数二极管的参数是正确选择和使用二极管的依据。

第二节 晶体三极管
不同的晶体管， 值不同，即电流的放大能力不同，一般为 20 ～ 200。 ② 直流电流放大系数 I C IB 通常 晶体管的放大作用的意义： 基极电流的微小变化引起集电极电流的较大变化，当基极 电路中输入一个小的信号电流 ib ，就可以在集电极电路中得到 一个与输入信号规律相同的放大的电流信号ic。 可见，晶体管是一个电流控制元件。
操作：调节(或改变 E1 )以改变基极电流 IB 的大小,记录 每一次测得的数据。
次数
电流
IB/mA IC/mA
1
0 0.01
2
0.01 0.56
3
0.02 1.14
4
0.03 1.74
5
0.04 2.33
IE/mA
0.01
0.57
1.16
1.77
2.37
（1）直流电流分配关系：
IE IC IB
晶体三极管
一、晶体管的结构 二、晶体管的放大作用
三、晶体管的三种工作状态
四、晶体管的主要参数 五、晶体管的管型和管脚判断
第二节 晶体三极管
一、晶体管的结构
1．结构和符号
、发射区 三个区：集电区、基区 （1）结构： 两个PN 结：集电结、发射结 发射极：e 三个区对应引出三个极： 基极：b 集电极：c
第二节 晶体三极管
（2）放大状态 UBE 大于死区电压，IB > 0，集电极电流 IC 受 IB 控制，即
I C I B 或 ΔI C Δ I B
晶体管处于放大状态的条件是：发射结正偏，集电结反偏， 即VC > VB > VE （NPN管，PNP管正好相反） 。
第二节 晶体三极管

第1章 二极管及其应用
1.1
二极管的基本知识
返回
1.2
整流电路及其应用
1.3 滤波电路及其应用
1.4 晶 闸 管
第1章 二极管及其应用
1.1 二极管的基本知识
1.1.1 半导体及PN结
1.本征半导体 最常用的半导体是硅和锗。 硅和锗的原子核最外层都有4 个价电子，如将硅、锗材料提 纯并形成单晶体后，所有原子 便基本上整齐排列，这种纯净 半导体称为本征半导体。本征 半导体中的自由电子和空穴总 是成对出现，同时又不断复合。
硅晶体中掺入硼形成P型半导体
硅晶体中掺入磷形成N型半导体
第1章 二极管及其应用
1.1 二极管的基本知识
3.PN结
PN PN
（ 正 向 偏 置 ）
结 加 正 向 电 压
（ 反 向 偏 置 ）
结 加 反 向 电 压
第1章 二极管及其应用
1.1 二极管的基本知识
1.1.2 二极管的结构 及其符号
二极管是最简单的半导体 元件，是单向电子阀，电流只 能从一个方向通过。它是由P 型半导体材料和N型半导体材 料组合成的，其外形如图（a） 所示。二极管的基本结构和电 路符号如图（b）、（c）所示。
●反向电流IR指二 极管加反向电压而
未击穿时流过的反
向电流。如果该值
较大，是不能正常 使用的。
第1章 二极管及其应用
1.2 整流电路及其应用
返回
1.2.1 单相半波整流电路
半波整流是指交流输入电压信
号只有在正半周期或负半周期时才 有输出，即输出波形只是输入波形 的一半。只要在单相交流电路中串 联一只整流二极管，利用它的单向 导电性，使交流电压为正半周期时 电路导通，负半周期时电路截止， 如图（a）所示，就可以得到单一 方向的直流电流，这个直流电流 是半波脉动电流，如图（b）所示。

电子技术常见知识点一、二极管1、二极管符号：2、二极管的工作特性（1）二极管具有单向导电性加正向电压二极管导通将二极管的正极接电路中的高电位，负极接低电位，称为正向偏置（正偏）。

此时二极管内部呈现较小的电阻，有较大的电流通过，二极管的这种状态称为正向导通状态。

加反向电压二极管截止将二极管的正极接电路中的低电位，负极接高电位，称为反向偏置（反偏）。

此时二极管内部呈现很大的电阻，几乎没有电流通过，二极管的这种状态称为反向截止状态。

（2）二极管的特性曲线正向特性当正向电压较小时，二极管呈现的电阻很大，基本上处于截止状态，这个区域常称为正向特性的“死区”，一般硅二极管的“死区”电压约为0.5V，锗二极管约为0.2V。

当正向电压超过“死区”电压后，二极管的电阻变得很小，二极管处于导通状态，二极管导通后两端电压降基本保持不变，硅二极管约为0.7V，锗二极管约为0.3V。

反向特性反向截止区二极管加反向电压时，仍然会有反向电流流过二极管，称为漏电流。

漏电流基本不随反向电压的变化而变化，称为反向截止区。

反向击穿区当加到二极管两端的反向电压超过某一规定数值时，反向电流突然急剧增大，这种现象称为反向击穿现象。

实际应用时，普通二极管应避免工作在击穿范围。

3、二极管的检测（1）万用表置于R×1k挡。

测量正向电阻时，万用表的黑表笔接二极管的正极，红表笔接二极管的负极。

（2）万用表置于R×1k挡。

测量反向电阻时，万用表的红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极。

（3）根据二极管正、反向电阻阻值变化判断二极管的质量好坏。

4、光电二极管的检测使光电二极管处于反向工作状态，即万用表黑表笔接光电二极管的负极，红表笔接其正极，在没有光照射时，其阻值应在数十kΩ至数百kΩ，该电阻值称为暗电阻。

再将光电二极管移到光线明亮处，其阻值应会大大降低，万用表指示值通常只有数kΩ，该电阻值称为亮电阻。

5、二极管整流电路（1）半波整流当输入电压为正半周时，二极管VD因正向偏置而导通，在负载电阻上得到一个极性为上正下负的电压。

教学设计方案教学实施2．二极管特性曲线二极管两端的电压、电流变化的关系曲线，即二极管的伏安特性曲线。

（1）正向特性正向电压较小，这个区域常称为正向特性的“死区”。

一般硅二极管的“死区”电压约为0.5V，锗二极管约为0.2V。

正向电压超过“死区”电压后，电流随电压按指数规律增长。

此时，两端电压降基本保持不变，硅二极管约为0.7V，锗二极管约为0.3V。

（2）反向特性二极管加反向电压，此时流过二极管的反向电流称为漏电流。

当加到二极管两端的反向电压超过某一规定数值时，反向电流突然急剧增大，这种现象称为反向击穿现象，该反向电压称为反向击穿电压，用U（BR）表示。

实际应用时，普通二极管应避免工作在击穿范围，否则会因电流过大而损坏管子失去单向导电性。

1.1.4二极管的使用常识1．二极管的型号国产二极管的型号命名规定由五部分组成（部分二极管无第五部分），国外产品依各国标准而确定。

2．二极管的主要参数（1）最大整流电流IFM（2）反向饱和电流IR（3）最高反向工作电压URM（4）最高工作频率fM例：利用二极管的单向导电性和导通后两端电压基本不变的特点，可以构成限幅（削波）电路来限制输出电压的幅度。

图（a）U D/VI/mA死区电压:硅管0.5V锗管0.2。

导通压降:硅管0.6~0.7V锗管0.2~0.3V反向击穿电压U(BR)反向漏电流很小（ A级）所示为一单向限幅电路。

设输入电压ui=10sinωt （V），Us=5V，为简化分析，常将二极管理想化，即二极管导通时，两端电压降很小，可视为短路，相当于开关闭合，；二极管反向截止时，反向电流很小，相当于开关断开，如图所示。

这样，单向限幅电路输出电压uo被限制在＋5V～－10V之间，其波形如图（b）所示。

将电路稍作改动便可做成双向限幅电路。

利用二极管的这一特性，通常可将其用于电路的过电压保护。

课后拓展1.伏安特性曲线的第一象限和第四象限各告诉我们什么信息？2.结合特性曲线和主要参数，谈一谈使用二极管的注意事项？板书设计一、特性曲线1.特性曲线2.死区电压3.饱和压降4.反向特性二、二极管参数1.I FM2.I R3.U RM4.f M＋－u iU SRVD5V＋－u o（a）单向限幅电路（b）波形u i/Vπ2π3πωt10－10u o/Vπ2π3πωt10－105S S相当于开关闭合相当于开关断开。

空穴的出现是半导体区别于导体的一个重要特点。
第二章 半导体二极管及应用电路
空穴
+4
+4
自由电子
+4
+4
束缚电子
第二章 半导体二极管及应用电路
（2）本征半导体的导电原理
本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和
空穴。 在其它力的作用下，空
穴吸引附近的电子来填补，
+4
+4 +4
这样的结果相当于空穴的迁 移，而空穴的迁移相当于正 电荷的移动，因此可认为空 穴是载流子。可以用空穴移 动产生的电流来代表束缚电 子移动产生的电流。
第二章 半导体二极管及应用电路
2.本征半导体的导电原理
（1）载流子、自由电子和空穴
在绝对零度（T=0K）和没有外界激发时,价电子完
全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电
粒子（即载流子），它的导电能力为 0，相当于绝缘体。 在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的 能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上 留下一个空位，称为空穴。
第二章 半导体二极管及应用电路
2 半导体二极管 及应用电路
本章意义： 半导体器件是现代电子技术的重要组成部分 本章内容 2.1 半导体的基本知识 2.2 PN结的形成及特性 2.3 半导体二极管
2.4 二极管基本电路及其分析方法
2.5 特殊二极管
教学内容：
本章首先简单介绍半导体的基本知识，着重讨论半 导体器件的核心环节--PN结，并重点讨论半导体二极管 的物理结构、工作原理、特性曲线和主要参数以及二极 管基本电路及其分析方法与应用；在此基础上对齐纳二 极管、变容二极管和光电子器件的特性于应用也给予了 简要的介绍。

3、稳压管的基本电路
工作区：反向击穿
接法：反接
电阻R的作用：限流
RL代表：负载
RL↓→ IO↑→ IR↑→ VO↓→ IZ↓→ IR↓ VO↑
稳压电路如图所示，直流输入电压VI的电压在12V~13.6V之间。 负载为9V的收音机，当它的音量最大时，需供给的功率为0.5W。 稳压管的VZ=9V，稳定电流IZmin=5mA，额定功率为1W，R=51Ω。 试分析稳压管电路能否正常工作。
工作区：反向偏置
接法：反接
作用：把光信号转换成电信号
◆发光二极管
发光二极管是通过电流时发光的一种器件，这是由于电子与空 穴直接复合而放出能量的结果。发出的光的波长由所使用的基本材 料而定。它的符号如图所示。
工作区：正向偏置
接法：正接 作用：把电信号转换成光信号 主要应用：作为显示器件
作业1-1
I S uD YT iD I D diD gd e duD VT VT VT
五、二极管应用举例
1、限幅电路：它是用来让信号在预置的电平范围内，有选择地传 输一部分。 一限幅电路如图所示，R=1KΩ，VREF=3V。当Ui=6sinωt(V) 时，利用恒压降模型绘出相应的输出电压UO的波形。二极管 的恒压降为0.7V。
由于收音机音量最大时，稳压管流过的电流
I z min I z min
所以稳压管失去了稳压作用。
ห้องสมุดไป่ตู้
◆光电二极管
光电二极管的结构与普通二极管类似，但在它的PN结处，通 过管壳上的一个玻璃窗口能接收外部的光照。这种器件的PN结在反 向偏置状态下运行，它的反向电流随光照度的增加而上升。它的符 号如图所示。
VD = VDD- IDR = 10-0.931×10 = 0.69V

（2）本征半导体：纯净的、不含任何杂质的晶体半 导体材料。
（3）常见的本征半导体材料：纯净的硅和锗。是由 原子组成的晶体。
（1）N型半导体：在硅（或 锗）的晶体中掺入磷元素(或 其他的5价元素）而形成的。
（2）P型半导体：在硅（或 锗）的晶体中掺入少量的硼 元素（或其他3价元素）而形 成的。
通过特殊制作工艺将P型半导体和N型半导体紧密结合在 一起，在这两个半导体的交界处形成一个具有特殊性质的 薄层，这个薄层被称为PN结。
1.1.2 二极管的基本知识 二极管是最简单的半导体元 件，是单向电子阀，电流只 能从一个方向通过。它是由P 型半导体材料和N型半导体材 料组合成的。
二极管的基本结构
二极管实物 图
二极管的电路符号
二极管的特性
二极管具有单向导电性：在二极管两端加 上一定的正向电压，二极管导通：反之， 加上反向电压，二极管就截止。
二极管的特性是单向导电，可以用加在二极管两端的电压和通 过二极管的电流之间的关系，即二极管的伏安特性表示。 如图所示为二极管的伏安特性曲线。这个曲线图说明了二极管 是非线性元件。二来自管的分类二极管的主要参数
最大整流电流
最高反向工作电压
反向饱和电流
二极管的型号
1.1.3 二极管的检测
THANK YOU
电子技术基础与技能
1、二极管及其应用
主讲人：
时间：2022.2
目 录/ C O N T E N T S
PART 01
二极管
PART 02
二极管整流及滤波电路
PART 03
单相整流滤波电路的安装与调试
1.1
二极管
1.1.1 半导体及其主要特征
（1）半导体：是导电能力介于导体和绝缘体之间的 一类材料。

《电子技术基础》课程标准课程代码：学时：116 学分：7一、课程的地位与任务《电子技术基础与技能》是一门主干专业课和专业基础课程，其先修课程为《电工基础与技能》，后续课程为专业课程。

通过《电子技术基础与技能》的教学，使学生了解和掌握电子技术的基础知识和基础技能，培养学生分析解决电子技术问题的能力，为今后学习后续课程和从事相关电子技术方面的实际工作打下扎实的理论基础。

二、课程的主要内容及学时分配1.课程的主要内容第一章二极管及应用第一节晶体二极管的特性、结构与分类（1）二极管器件的结构及电路符号（2）二极管的伏安特性（3）二极管的主要参数（4）特殊二极管第二节整流电路及应用（1）整流电路的组成、作用及工作原理；（2）半波整流电路及元件选用（3）桥式整流电路及元件选用第三节滤波电路（1）电容滤波电路及输出电压的估算（2）电感滤波电路（3）复式滤波电路第二章三极管及放大电路基础第一节晶体三极管及应用（1）晶体三极管的结构及符号（2）晶体三极管的电流放大作用（3）晶体三极管的伏安特性曲线(4)晶体三极管的主要参数(5)晶体三极管的测试第二节三极管基本放大电路(1)放大电路的基本知识(2)三极管基本放大电路(3)放大器中电流、电压符号规定(4)放大电路的工作原理(5)放大电路三种组态特点第三节放大电路的分析方法(1)估算静态工作点(2)估算交流参数第四节静态工作点稳定的放大电路(1)放大电路静态工作点不稳定的原因(2)分压式偏置放大电路(3)电路参数的估算第五节多级放大电路(1)多级放大器的组成(2)多级放大电路的耦合方式(3)多级放大器的简单分析第六节场效应晶体管放大器(1)场效应管的结构及符号(2)场效应晶体管的特性曲线(3)场效应晶体管电压放大作用(4)场效应晶体管的使用注意事项第三章常用放大器第一节放大电路中的反馈及负反馈(1)反馈放大电路的组成(2)反馈的分类及判别方法(3)负反馈的四种组态及其判别第二节功率放大电路的基本要求及分类(1)对功率放大电路的基本要求(2)功率放大器的分类第三节双电源互补对称电路(OCL电路)(1)电路基本结构(2)工作原理(3)输出功率和效率(4)交越失真及其消除方法第四节单电源互补对称电路(OTL电路)(1)电路基本结构(2)工作原理(3)输出功率和效率第五节集成运算放大器(1)集成运算放大器的结构和特点(2)集成运算放大器的应用第四章直流稳压电源第一节稳压二极管并联型稳压电路(1)电路组成(2)工作原理(3)电路特点第二节三极管串联型稳压电路(1)电路组成(2)工作原理(3)输出电压VO的调节第三节集成稳压器(1)三端固定集成稳压器(2)三端可调输出集成稳压器(3)直流稳压电路性能指标第四节开关型稳压电源(1)开关型稳压电源的组成(2)开关型稳压电源的原理图(3)开关型稳压电源稳压原理第五章数字电路基础第一节数字电路基本知识(1)数字电路的应用(2)数字电路的优点(3)数字信号(4)数字信号的表示方法第二节数制与码制(1)数制(2)不同数制间的转换(3)码制第三节逻辑门电路(1)基本逻辑门电路(2)集成TTL门电路第四节集成逻辑门电路(1)普通TTL集成门电路(2)OC门(3)三态输出门(4)TTL门电路使用注意事项第五节基本逻辑运算(1)逻辑代数运算定律(2)逻辑函数的公式化简第六章组合逻辑电路第一节组合逻辑电路的基础知识(1)组合逻辑电路的特点及结构(2)组合逻辑电路的分析(3)组合逻辑电路的设计(4)组合逻辑部件的种类第二节编码器(1)二进制编码器(2)二一十进制编码器(3)优先编码器第三节数据选择器与分配器(1)数据选择器(2)数所分配器第四节译码器(1)通用译码器(2)二一十进制译码器(3)常用数码显示器第七章触发器第一节RS触发器(I)基本RS触发器(2)同步RS触发器第二节触发器的几种触发方式(1)同步触发(2)上升沿触发(3)下降沿触发(4)主从触发第三节JK触发器(1)JK触发器的构成(2)JK触发器的逻辑功能(3)集成JK触发器第四节D触发器(1)D触发器的结构与符号(2)D触发器的逻辑功能(3)集成D触发器第五节T触发器(1)电路组成(2)逻辑功能第八章时序逻辑电路第一节寄存器(1)数码寄存器(2)移位寄存器第二节计数器(1)异步计数器(2)同步计数器第九章脉冲波形的产生与变换第一节555集成定时器(1)555集成定时器的组成(2)555集成定时器的基本功能第二节555集成定时器的应用(1)555集成定时器组成多谐振荡器(2)555集成定时器组成单稳态触发器第十章A/D转换与D/A转换第一节A/D转换器(1)A/D转换器的组成及基本工作原理(2)A/D转换器主要技术指标(3)A/D转换器的常见类型(4)A/D转换器的典型应用第二节D/A转换器(1)D/A转换器的工作原理(2)D/A转换器的指标(3)D/A转换的典型应用2.学时分配本课程在注重学生基础理论知识理解的同时，要求更侧重对学生实践能力的培养，并具有一定分析问题、解决问题的能力。

二极管基础知识-分类,应用，特性，原理，参数二极管的特性与应用几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，它是诞生最早的半导体器件之一，其应用也非常广泛。

二极管的应用1、整流二极管利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉动直流电。

2、开关元件二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关。

利用二极管的开关特性，可以组成各种逻辑电路。

3、限幅元件二极管正向导通后，它的正向压降基本保持不变（硅管为0.7V，锗管为0.3V）。

利用这一特性，在电路中作为限幅元件，可以把信号幅度限制在一定范围内。

4、继流二极管在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起继流作用。

5、检波二极管在收音机中起检波作用。

6、变容二极管使用于电视机的高频头中。

二极管的工作原理晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。

当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。

当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。

当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。

当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。

二极管的类型二极管种类有很多，按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si管）。

根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管等。

按照管芯结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。

（二）P型半导体
在本征半导体中掺入三价元素如B
+4
++34
+4
+4
+4
+4
因留下的空穴很容易俘获 电子，使杂质原子成为负 离子。三价杂质 因而也
称为受主杂质。
+4
+43
+4
空穴是多子 （杂质、热激发） 自由电子是少子（热激发）
本节中的有关概念
• 本征半导体、杂质半导体 • 施主杂质、受主杂质 • 自由电子、空穴 • 多数载流子、少数载流子 • N型半导体、P型半导体
（b）锗二极管2AP15的伏安特性曲线
iDIS(euD/UT 1)
• 死区电压Uth
– 硅二极管的死区电压一般为0.5V，锗二极管 的死区电压一般为0.1V。
• 硅二极管正向导通电压约为0.7V，锗二 极管正向导通电压约为0.2V。
• 反向击穿电压UBR 。
三、温度对二极管的伏安特性的 影响
N区空穴（少子）向P区漂移 同时进行
P区自由电子（少子）向N区漂移 4. 刚开始,扩散运动大于漂移运动,
最后,扩散运动等于漂移运动,达到动态平衡
扩散运动 漂移运动
多子从浓度大向浓度小的区域扩散,称扩散运动 扩散运动产生扩散电流。扩散电流的真实方向是 从P区指向N区的 。
少子在电场的作用下向对方漂移,称漂移运动。 漂移运动产生漂移电流。漂移电流的真实方向是从 N区指向P 区的 。
本征半导体中的自由电子和空穴成对出现
四、本征半导体的特性
（1）热敏特性 （2）光敏特性 （3）搀杂特性
三种方式都可使本征半导体中的载流子数目增加，导电 能力增强，但是并不是当做导体来使用，因为与导体相 比，导电能力还差得远。

二极管基本电路知识点总结一、二极管的基本特性二极管是一种具有两个电极的电子器件，通常由P型半导体和N型半导体材料组成。

在二极管的两端加上适当的电压时，可以通过控制二极管的导电方向来实现电流的流动。

1. 正向导通和反向截止二极管在正向电压下导通，而在反向电压下截止。

在正向导通状态下，当二极管两端的电压超过一定的阈值电压（一般是0.7V），电流开始从P型半导体流向N型半导体，形成正向电流。

而在反向电压下，二极管的两端没有电流通过，处于截止状态。

2. 饱和电流和截止电流当二极管处于正向导通状态时，会有一个较小的正向饱和电流通过二极管。

而在反向截止状态下，只有一个极小的反向截止电流通过二极管。

这两个电流是二极管的基本参数，需要在实际电路设计中进行考虑。

3. 二极管的正向电压降在正向导通状态下，二极管的两端会有一个正向电压降（一般是0.7V），这是二极管的一个重要特性。

在实际电路中，需要考虑二极管的正向电压降对电路的影响。

4. 二极管的反向击穿当反向电压超过二极管的击穿电压时，会导致二极管的击穿现象。

这会导致电流迅速增大，可能损坏二极管。

因此在实际电路设计中，需要避免二极管的反向击穿现象。

以上是二极管的基本特性，了解这些特性有助于我们在电路设计过程中正确选择和使用二极管，确保电路的正常工作。

二、常见的二极管电路在实际电路设计中，二极管常常作为整流器、稳压器、开关和限流器等功能模块使用。

以下是常见的二极管电路实例：1. 整流电路整流电路通常通过二极管将交流电信号转换为直流电信号。

常见的整流电路有半波整流电路和全波整流电路。

半波整流电路中，二极管只让一个半周的正弦波通过，而全波整流电路中，通过使用四个二极管可以让整个正弦波通过，以实现更加完全的整流。

2. 稳压器电路稳压器电路通过使用二极管的稳压特性来实现对电压的稳定输出。

常见的稳压器电路有稳压二极管稳压器和集成稳压器，它们可以在电路中起到对输出电压进行稳定的作用。

半导体二极管主要内容：二极管的基本结构、伏安特性及主要参数。

重点难点：二极管的伏安特性。

(1) 点接触型触丝 N 型锗片 引线外壳 N 型硅负极引线底座金锑合金PN 结铝合金小球阳极引线结面积小、结电容小、正向电流小，适用于高频和小功率工作，也用作数字电路中的开关元件。

结面积大、结电容大、正向电流大，适用于低频整流电路。

(2) 面接触型1. 基本结构(c) 平面型用于集成电路制作工艺中。

PN 结结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。

P 型硅 N 型硅阳极引线阴极引线SiO 2保护层1. 基本结构 阳极 阴极D 符号使用二极管时，必须注意极性不能接反，否则电路非但不能正常工作，还有毁坏管子和其他元件的可能。

常见二极管外形图(a) 玻璃封装(b) 塑料封装(c) 金属封装中、大功率二极管二极管2. 伏安特性硅管: 0.5V 锗管: 0.1V反向击穿 电压U (BR)导通压降外加电压大于死区电压，二极管才能导通。

外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。

正向特性反向特性特点：非线性硅: 0.6 ~ 0.8V 锗: 0.2 ~ 0.3VUI死区电压PN+ – PN–+ 反向电流在一定电压范围 内保持常数。

3.主要参数(1) 最大整流电流I OM二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。

(2) 反向工作峰值电压U RWM是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二极的一半或三分之二。

二极管击穿后单向导电管反向击穿电压UBR性被破坏，甚至过热而烧坏。

(3) 反向峰值电流I RM指二极管加反向工作峰值电压时的反向电流值。

反向电流越小，表明管子的单向导电性能越好，温度对最大反向电流的影响很大，使用时应注意。

二极管电路分析举例定性分析：判断二极管的工作状态导通截止否则，正向管压降硅: 0.6 ~ 0.7V 锗: 0.2 ~ 0.3V分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位的高低或所加电压UD的正负。

当反向电压增加到反向击穿电压 UBR 时，反向电流会急 剧增大，这种现象称为“反向击穿”。反向击穿会破坏二极管 的单向导电性，如果没有限流措施，二极管很可能因电流过 大而损坏。
无论硅管还是锗管，即使工作在最大允许电流下，二极管 两端的电压降一般也都在 0.7 V 以下，这是由二极管的特殊 结构所决定的。所以，在使用二极管时，电路中应该串联限 流电阻，以免因电流过大而损坏二极管。
§1-1 半导体的基本知识 §1-2 半导体二极管
§1-1 半导体的基本知识
学习目标
1. 了解半导体的导电特性。 2. 理解 PN 结正偏、反偏的含义。 3. 掌握 PN 结的单向导电性。
一、半导体的导电特性
物质按导电能力强弱不同可分为导体、半导体和绝缘体三 大类。半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。目前，制 造半导体器件用得最多的是硅和锗两种材料。由于硅和锗是 原子规则排列的单晶体，因此用半导体材料制成的半导体管 属于晶体管。
半导体具有不同于导体和绝缘体的导电特性，见表。
半导体的导电特性
纯净的半导体称为本征半导体，它的导电能力是很弱的。 利用半导体的掺杂特性，可制成 P 型和 N 型两种杂质半导体 。
二、PN 结及其单向导电性
1. PN 结 用特殊的工艺使 P 型半导体和 N 型半导体结合在一起，就会在交界处 形成一个特殊薄层，该薄层称为“PN 结”，如图所示。PN 结是制造半导体 二极管、半导体三极管、场效应晶体 管等各种半导体器件的基础。
2. 分类
二极管的种类
二、二极管的伏安特性
为了直观地说明二极管的性质，通常用二极管两端的电压 与通过二极管的电流之间的关系曲线，即二极管的伏安特性 曲线来描述，如图所示。
在下图所示的坐标图中，位于第一象限的曲线表示二极管 的正向特性，位于第三象限的曲线表示二极管的反向特性。