家电维修5-半导体与IC

二極管三極管郭迎春郭迎春郭迎春教案二极管一、二极管基础知识1、二极管的封装、极管的封装郭迎春教案二极管一、二极管基础知识2、二极管气符号由P型与N型半导体构成，当在P型半导体一端加高电位，在N型半导体端加低电位（二者的电势差对硅材料半导体为01～07V锗材料为01～03V）硅材料半导体为0.1～0.7V，锗材料为0.1～0.3V）此时半导体处于导通状态。当加上反向电压时二极管截止。因此半导体二极管具有单向导电性。所以二极管有“+”“”极从电气符号上来看二极管一般用字母D、VD表示。所以二极管有“+”、“-”极。从电气符号上来看，竖线端为负极，三角形端为正极。极管般用字母、表示。二极管具有单向导电性的特点郭迎春教案外观判别二极管的极性及表示符号：二极管外观判别二极管的极性及表示符号：稳极管普通二极管稳压二极管整流发光二光电接流桥二极管收二极管万用表检测二极管的极性与好坏测量时，选用万用表的R×100Ω或R×1KΩ档，并根据二极管的单向导电性来检测(正向小，反向近似无穷大)。郭迎春教案二极管穩壓二、二极管的参数1)最大整流电流穩壓二極管)最大整流电流最大整流电流是管子长期连续工作时允许通过的最大正向平均电流，在工作时，工作电流电流不能超过该电流，否则，将导致二极管损坏。2)最大反向电压最大反向电压URM是指允许加在二极管上的反向电压的最大值。在工作时，加三二极管的正负极判断与检测最大反向电压是指允许加在极管的反向电压的最大值在作时加给二极管的反向电压的峰值不能超过URM，否则特性反向漏电流增加，為提高電路可靠性，通常工作電壓在反向击穿电压的1/2以下三、二极管的正负极判断与检测1）指针表判断二极管正负极操作步骤：①拨指针万用表测量欧姆档，测量硅管用RX1K档，锗管用RX10欧或②用两表笔任意接二极管两端，此时指针可能偏转可能不偏转。当出现指针较大幅度偏转时紅表笔所接端为二极管负极另端即为正极RX100欧档较大幅度偏转时紅表笔所接端为二极管负极，另一端即为正极。郭迎春教案二极管注意:指針式(電磁式)萬用表的红笔其实是接表内电池的“－”极，而黑笔是接表内电池的“+”极三、二极管的正负极判断与检测而黑笔是接表内电池的+”极。数字万用表，兩個表筆的極性與指針式正好相反數字萬用表歐姆檔量測二極管很不準確，建議用二極管檔量測郭迎春教案二极管三、二极管分类二极管的种类很多，按制作材料可分为：极管的种类很多，按制作材料可分为：硅材料二极管和锗材料二极管按用途分为：普通二极管与特殊二极管普通极管分为检波极管整流极管关极管稳极管普通二极管又分为：检波二极管、整流二极管、开关二极管、稳压二极管特殊二极管又分为：变容二极管、光电二极管、发光二极管等。1整流二极管将交流电流整流成直流电流的二极管称为整流二极管。这种二极管的PN结1、整流二极管管称为整流二极管。这种二极管的PN结面积较大，允许通过较大的电流。但这类二极管结电容较大，不能在高频下工作。只适用于较低频率范围。作只适用于较低频率范围郭迎春教案二极管2、检波二极管、检波极管主要用于收音机、电视机等的检波电路。这种二极管PN结面积小，结电容也很不，使工作频率很高，并且允许通过的电流非常小也很不，使工作频率很高，并且允许通过的电流非常小3、开关二极管。开关二极管利用正向偏压时二极管电阻小，反向偏压时电阻大的单向导电性在电路中对电流进行控制起到接通或关断的开关作用此类二极管主性，在电路中对电流进行控制，起到接通或关断的开关作用此类二极管主要应用到家用电器及电子设备的开关电路、高频脉冲整流电路。郭迎春教案二极管4、发光二极管。发光二极管（LED）正向电压为1.5～3V时，只要正电流过，可以发光。此类二极管现在应用非常广泛同时因为节能极管现在应用非常广泛，同时因为节能，方便驱动，所以在很多电子产品中作指示用，也可用作照明。包括现在流行的平板电视都采用LED发光行的平板电视都采用LED发光。5、快恢复二极管。快恢复二极管，又称为FRD，是一种具有开关特性好、反向恢复时间短的半导体二极管，主要应用于开关电源，PWM脉宽调制器，变频等要应用于开关源脉宽调制变频等电子线路中，作为高频整流二极管、续流二极管或阻尼二极管使用。此管反向击穿电压较高。郭迎春教案二极管五极管的代换五、二极管的代换1、检波二极管的代换当检波二极管损坏后，最好选同型号、同规格的检波二极管更换。如果没当检波二极管损坏后，最好选同型号、同规格的检波二极管更换。如果没有同型号时，可以选择半导体材料相同，主要参数相近的二极管来代换。也可用损坏了一个PN结的锗材料三极管代换。2、整流二极管代换代换整流开关管时主要考虑其正向电流最高反向工作电压代换整流开关管时，主要考虑其正向电流、最高反向工作电压。對於高頻的開關電路用整流管，需要考慮反向恢复时间等参数。非相同型号代换时，一般可用高参数二极管代换低参数二极管。郭迎春教案三极管一、三极管基础知识半导体三极管也称为晶体三极管。半导体三极管具有信号放大作用，所以它是电子线路中最重要的器件，也是构成许多集成电路的核心器件，它最主要功能是电流放大和开关作用。三极管是电流控制元件，利用两个PN结中载流子的扩散与复合，实现基极电流对集电极电流的控制。1、三极管的电气符号三极管的结构特点：三个极、两个结、三个区。晶体三极管在电路中常用字母Q、V、T、BG等符号表示。郭迎春教案三极管三极管封装半导体三极管肯定是三只脚，但三只脚的并不都是三极管，也可能是半导体二极管、场效应管、可控硅、集成电路等元件。所以大家在判别时必须根据脚和元件表面所标注的型号来判断是不是三极管。只有准确的判明是三根据脚件表面所标号来判断是是极管只有准确判明是极管才能用检测三极管的方法去判断元件的好坏和各个脚的分布。郭迎春教案测量晶体管特性的实验线路测量晶体管特性的实验线路I测量晶体管特性的实验线路测量晶体管特性的实验线路ICmAIμAUIBV+输入回路输出回路VUCEUBERBECV–E–+共发射极电路EB发射极是输入回路、输出回路的公共端发射极是输入回路、输出回路的公共端共射极郭迎春教案三极管二、半导体三极管的三种工作状态一般三极管常工作在截止、放大、饱和三种状态。放大状态主要用在放大电路截止饱和状态主要用在开关电路大电路，截止、饱和状态主要用在开关电路。左图三极管的输出特性曲线。它是在基极电流I定的情况它是在基极电流IB一定的情况下，改变VCE间的电压，测出流过集电极电流IC大小所作的图。由图可知不同IB电流下I也由图可知，不同IB电流下IC也不同，所以三极管具有电流放大作用。由图我们可以把三极管的工作三种状态1截止状态管的工作三种状态。1、截止状态：当加在三极管发射结（B-E）小于PN结的导通电压（锗三极管为0.1～0.3V,硅三极管为了0.5～0.7v），基极电流为零（IB=0），集电极(IC=0)电流和发射极(I0)电流都为零三极管这时失去放大作用集电极与发射极之间相当射极(IE=0)电流都为零，三极管这时失去放大作用，集电极与发射极之间相当于开关断开状态。处于这种状态的三极管称为截止状态。郭迎春教案三极管二、半导体三极管的三种工作状态2、放大状态当加在三极管发结(B-E)的电压大于PN结导通电压，并处于某一合适值时，三极结导电压并处于某合适值时极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时三极管基极电流对集电极电流直控制作用，即Ic=βIb，其中β是三极管直流放大倍数，它是恒量三极管放大能力的一个重要参数。处于这种状态的三极管称为放大状态。3、饱和状态当加在三极管发射结的电压大于PN结导通电压，并当基极电流增大到一定程度，集电极电流不再随基极电流的增大而增大，而是处于一定值附近不怎么变度，集电极电流不再随基极电流的增大而增大，而是处于定值附近不怎么变化，此时三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间电压很小，集电极和发射极之间相当开关的导通状态。处于此种状态的三极管称为饱和状态。郭迎春教案三极管三、三极管的参数1、直流放大系数β。该参数也可用hFE表示这是在三极管放大区内一定VI下测出I值后示出I与I该参数也可用hFE表示。这是在三极管放大区内，定VCE、IC下测出IB值后，示出IC与IB的比值而得到的。三极管β值并非真正的常数，当IC小时，β较小；当IC过大时，β值减小；只有在IC值为某一范围内近为常数。2、反向击穿电压BVCEO它表示基极开路时，C-E极间的反向击穿电压。它是在一定基极电流下测得。3、ICM它表示三极管集电极所允许流过的最大电流值。超过此值可能烧毁三极管或使三极管β下降一半以上。4、PCM它表示三极管所允许加的最大功率，超过此值，三极管极易烧毁。由于三极管功耗主要发生在集电结上，所以也叫三极管集电结最大允许功率。所以使用三极管时，VCE*IC应小于P于PCM。5.三极管特征频率fT它指频率升高使β下降到1时的频率值郭迎春教案主要主要参数参数三极管要要参数参数表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体管的参数表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。也是设计电路、选用晶体管的依据。1.1.电电流放大系流放大系数数βββ当晶体管接成发射极电路时当晶体管接成发射极电路时也是设计电路、选用晶体管的依据。也是设计电路、选用晶体管的依据。直流电流放大系数直流电流放大系数交流电流放大系数交流电流放大系数当晶体管接成发射极电路时，当晶体管接成发射极电路时，BCII___=βBCIIΔΔ=β注意：注意：B注意：注意：和和ββ的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且较小的情况下两者数值接近较小的情况下两者数值接近βIICE0CE0较小的情况下，两者数值接近。较小的情况下，两者数值接近。常用晶体管的常用晶体管的ββ值在值在20~20020~200之间。之间。郭迎春教案郭迎春教案三极管2.2.反向击穿电压BVCEO集集--射极反向截止电流射极反向截止电流((穿透电流穿透电流))IICEOCEOμA+–測試條件：基极开路IB=01基极开路2IICEOCEOVCEO互為條件ICEOIICEOCEO受温度的影响大。受温度的影响大。↑↑↑↑温度温度↑→↑→IICEOCEO↑↑，，所以所以IICC也相应增加。也相应增加。IICEOCEO反映了三极管的温度特性反映了三极管的温度特性郭迎春教案3.3.集电极最大允许电流集电极最大允许电流IICMCM集电极电流集电极电流IICC上升会导致三极管的上升会导致三极管的ββ值的下降，当值的下降，当ββ值下值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为降到正常值的三分之二时的集电极电流即为IICMCM。。4.4.集集--射极反向击穿电压射极反向击穿电压UU(BR)CEO(BR)CEO当集当集——射极之间的电压射极之间的电压UUCECE超过一定的数值时，三极管超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是就会被击穿。手册上给出的数值是2525°°CC、、基极开路时的击基极开路时的击穿电压穿电压UU(BR)(BR)CEOCEO。。5.5.集电极最大允许耗散功耗集电极最大允许耗散功耗PPCMCM5.5.集电极最大允许耗散功耗集电极最大允许耗散功耗PPCMCMPPCMCM取决于三极管允许的取决于三极管允许的温升温升，消耗功率过大，温升过，消耗功率过大，温升过高会烧坏三极管。高会烧坏三极管。PPCC≤≤PPCMCM==IICCUUCECE硅硅管允许结温约为管允许结温约为150150°°CC，，锗锗管约为管约为7070∼∼9090°°CC。。硅硅管允许结温约为管允许结温约为150150CC，，锗锗管约为管约为7070∼∼9090CC。。郭迎春教案三极管由三个极限参数可画出三极管的安全工作区由三个极限参数可画出三极管的安全工作区IICMICIICCUUCECE=P=PCMCMCM安全工作区OUU(BR)CEO(BR)CEOUCEO郭迎春教案放大倍數與極性標識三极管1.色码还可用来表示元器件的某项参数，原电子工业部标准规定，用放大倍數與極性標