(中职)电子技术基础与技能实训第4章 晶体二极管与三极管的测试ppt课件().pptx
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1、(中职)电子技术基础与技能实训第4章 晶体二极管与三极管的测试教学课件(工信版)晶体二极管与三极管的测试第 4 章任务1晶体二极管辨识与应用2晶体三极管辨识与应用任务概述 本章主要通过晶体二极管与晶体三极管的检测训练,从而认识晶体二极管和三极管,并掌握它们的检测方法。单元目标01能别二极管、极管的类。二极管、极管的测。极管电路的用。能标02二极管、极管的工作与作用。二极管、极管的类、标。标PARTONE1晶体二极管辨识与应用01/任务目标二极管的类有01二极管的电路符号、能用。02二极管的单向导电性、要参数性。03用万用表测二极管极性和性能的。0402/所需工具及器材类类别别名称名称数数量量工
2、具万用表(指针/数字)1台器材普通二极管/1N40072个插件稳压二极管2个插件发光二极管(LED)2个二极管的03/任务步骤1二极管的测2步骤1:晶体二极管的辨识分别通过观察插件普通二极管、稳压二极管及发光二极管外观,依次识别出它们的正、负极性并记录到表中。01普通普通二极管二极管稳压稳压二极管二极管发光二极管发光二极管(LEDLED)极性辨识(画外形图并标注)类型类型项目项目通常,晶体二极管外壳上一般印有标记以便区别极性。插件二极管一般以白环或黑环来表示负极,具体依实物和器件相关资料规定为准。插件发光二极管一般是以长引脚为正极、短引脚为负极来区别的。步骤2:晶体二极管的检测万用表量程选择。
3、将万用表档位拨向“R1k”欧姆档,并将红、黑表笔短接,进行万用表校零操作。01容序号晶体二极管的检测。将万用表红、黑表笔分别搭接在普通二极管两端,如图(a)所示,记录此时万用表读值于下表中;然后调换红、黑表笔搭接在二极管两端,如图(b)所示,记录此时读值于下表中。依照此方法,分别测出稳压二极管和发光二极管的两次电阻值,并记录于下表中。02步骤2:晶体二极管的检测晶体二极管极性和好坏判定。根据表中数据,判断出晶体二极管的极性,以及二极管的好坏并记录。03容序号第一次读值第一次读值第二次读值第二次读值极性判断极性判断(画外形图(画外形图并标注)并标注)好坏判定好坏判定普通二极管稳压二极管发光二极管
4、项目项目类型类型验证辨识的二极管极性。对比上述两表中的极性结果,验证通过外观辨识的二极管极性结果是否正确。04步骤2:晶体二极管的检测-判定方法容序号项目项目类型类型晶体二极管检测时,测得电阻值较小的那次,黑表笔接的是二极管正极,红表笔接的则为负极,该值为二极管的正向电阻(一般在几千欧以下),而电阻值较大的则为反向电阻(一般在几百千欧甚至无穷大)。测得一大一小两个阻值同时也说明二极管质量良好。若正、反向电阻值都很小,甚至为0,则说明二极管内部已经短路;若正、反向电阻值都很大,则说明二极管内部已经断路。若正、反向电阻值很接近,则说明二极管质量太差,不宜使用04/必备知识-晶体二极管 晶体二极管也
5、称半导体二极管,可简称二极管。它是一种用半导体材料(硅、锗等)制成的、具有单向导电性的半导体器件。其种类很多,按半导体材料主要可分为硅二极管和锗二极管。按功能来分,常见的有整流二极管、稳压二极管、检波二极管、发光二极管、光敏二极管、快恢复二极管等。如图所示。04/必备知识-晶体二极管(一)结构及电路符号 二极管的结构如图(a)所示。它的内部是在一个P型半导体和N型半导体的交界面形成一个具有特殊电性能的PN结。从P型区引出的电极为正极或阳极,N型区引出的电极则为负极或阴极。在电路中,通常用D或VD符号表示二极管,电路符号如图(b)所示。半半导导体体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。P P型型
6、半半导导体体是在纯净半导体硅或锗中掺入硼、铝等三价元素形成的。其特点是空穴数量多,自由电子数量少,主要由带正电荷的空穴参与导电,因此也称空穴半导体。N N型型半半导导体体是在纯净半导体硅或锗中掺入微量磷、砷等五价元素形成的。其特点是自由电子数量多,空穴数量少,主要由带负电荷的自由电子参与导电,因此也称电子半导体。硅、锗均为四价元素,具有晶体结构,所以半导体又称晶体。04/必备知识-晶体二极管(二)基本特性 (1)单向导电性。二极管是有正、负极之分的器件,通常情况下,只允许电流从正极流向负极,而不允许电流从负极流向正极。根据这一特性,把二极管想象成开关。如图(a)所示,电流I从二极管正极流向负极
7、,二极管正向导通,即相当于开关闭合,此时灯泡通电亮灯;如图(b)所示,二极管反接,即电流从负极流向正极,二极管反向截止,即相当于开关断开,此时回路断开灯泡不亮。04/必备知识-晶体二极管(二)基本特性 (2)伏安特性。流过二极管的电流与其两端的电压之间的关系称为二极管的伏安特性,二者的关系曲线则称为伏安特性曲线,如图(a)所示。其中第一象限曲线表示正向特性(加正向电压,如图b),由曲线可看出,只有当正向电压U小于UA时,流过二极管的电流很小,可认为二极管未导通;当U大于UA时,流过二极管的电流急剧增大,此时二极管导通。通常将UA称为正向导通电压或阈值电压,不同材料的二极管,其阈值电压不同,一般
8、硅二极管为0.5V0.7V,锗二极管为0.2V0.3V。而第三象限曲线表示反向特性(加反向电压,如图c)。由曲线可看出,当二极管施加的反向电压达到反向电压UB时,此时反向电流急剧增大,二极管反向击穿导通。04/必备知识-晶体二极管(三)主要参数 在实际应用中,可通过二极管产品规格书或使用手册等相关资料来获知它的相关参数。在选用器件和设计电路时,主要考虑如下参数。序序号号参数参数符号符号说明说明1最大整流电流IFM又称额定工作电流,它是二极管长期工作时,允许通过的最大正向平均电流。实际电路中,流过二极管的电流不能超过IFM,否则可能导致二极管因过热而损坏。二极管的最大整流电流与PN结、散热条件有
9、关。2最高反向工作电压URM是指二极管正常工作时,其能承受的最高反向电压,一般为反向击穿电压的1/31/2。在高压电路中,需要选用URM大的二极管,否则容易被击穿。3最大反向电流IR又称反向饱和电流,它是指二极管两端施加最高反向电压时流过的反向电流。该值越小,说明二极管的单向导电性越好。4最高工作频率fM是指正常工作条件下的最高频率。施加给二极管的信号频率不能高于该频率,否则将导致二极管不能正常工作。该值通常与二极管的PN结面积有关,PN结面积越大,fM越低。04/必备知识-晶体二极管(四)选用 (1)检波二极管。其特点是工作频率高、正向电压小,但最大正向电流较小,内阻较大。主要用于小信号高频
10、电路中作检波、变频用,也可作信号整流或限幅等。(2)整流二极管。其特点是最大正向电流较大,可承受较高的反向电压,但工作频率较低。主要用于电源整流,也可用于限幅、钳位和保护电路。04/必备知识-晶体二极管(四)选用 (3)开关二极管。其特点是正向电阻小、反向电阻大、反向恢复时间很小、开关速度快,可近似为一个理想的电子开关。主要用于开关电路、脉冲电路、高频高速电路和逻辑控制电路等。(4)变容二极管。其特点是PN结的结电容可以在外加反向电压的控制下改变。主要用于电视机高频头、收音机调谐器以及通信设备的电调谐电路,起到类似可变电容器的作用。04/必备知识-稳压二极管 稳压二极管又称齐纳二极管,是晶体二
11、极管的一种。它具有稳压的功能,常用于恒压源、辅助电源和基准电源中。与一般二极管不同,它工作在反向击穿状态。其电路符号一般如图所示。04/必备知识-万用表(一)接法 由于稳压二极管工作在反向击穿状态,所以在实际电路中,其负极应该接电源正极,而正极应该接地,如图所示。04/必备知识-万用表(二)伏安特性曲线 如图为稳压二极管的伏安特性曲线。在施加正向电压或反向电压较小时,稳压二极管同样具有单向导电性。当反向电压增大到一定大小时,反向电流急剧增加,稳压二极管进入反向击穿区,此时随着反向电流的增加,其电压基本保持不变,该电压即为稳定电压UZ。04/必备知识-万用表(三)主要参数序序号号参数参数符号符号
12、说明说明1稳定电压UZ其是稳压二极管的反向击穿电压。不同型号的稳压二极管具有不同的稳定电压,具体根据实际需求选择。2最大稳定电流IZM它是指稳压二极管长期工作时,所允许通过的最大反向电流,即最大工作电流。实际使用时,应确保工作电流不超过IZM,否则,可能导致稳压二极管烧毁。04/必备知识-发光二极管 发光二极管即LED,也属于晶体二极管,它是能够将电能转化为光能的固态半导体器件。04/必备知识-发光二极管(一)电路符号和结构 通常情况下,LED可以直接用符号LED或D表示。直插LED的长引脚为正极,短引脚为负极,其电路符号和结构图如图所示。04/必备知识-发光二极管(二)分类(1)按功率分:有
13、中、小功率LED(功率为几十至几百毫瓦,工作电流小于100mA),大功率LED(单只LED功率为1、3、5W等,工作电流均大于100mA)。如图所示。04/必备知识-发光二极管(二)分类(2)按用途分:有LED指示灯(适用于各种电子设备,如手机、遥控等)、LED照明(如球泡灯、手电筒、路灯等)、LED背光灯(LCD的背光光源)、LED点阵(适用于大屏幕LED显示屏)、LED显示器(适用于数字仪表及智能仪表)。如图所示。04/必备知识-发光二极管(二)分类(3)按发光颜色分:有白光、红光、橙光、黄光、绿光、蓝光、RGB、红外二极管等。如图所示。04/必备知识-万用表(三)稳压二极管的主要参数序号
14、序号参数参数符号符号说明说明1最大工作电流IFM它是指LED长期正常工作时,所允许通过的最大正向电流。实际使用中,须注意通过它的电流不能超过该值,否则将会烧毁LED。2最大反向电压URM它是指LED在不被击穿的前提下,所能承受的最大反向电压。实际使用中,须注意LED承受的电压不应超过URM,否则LED可能被击穿。05/任务拓展1、比较稳压二极管和普通二极管,它们特性上主要存在什么差异?2、发光二极管即LED,在实际应用选型中,主要考虑哪些参数?3、硅二极管和锗二极管的阈值电压各是多少?4、如下图所示的四只硅二极管,哪个能导通工作?PARTTWO2晶体三极管辨识与应用01/任务目标极管的结、符号
15、、。01极管的类有02极管的要参数性。03极管不电路用。04万用表测极管极性和质量。0502/所需工具及器材类别类别名称名称数量数量工具万用表(指针/数字)1台器材PNP硅管/90122个NPN硅管/90132个PNP极管的极性判别03/任务步骤1NPN极管的极性判别2极管的性能判别3步骤1:PNP晶体三极管的引脚极性判别万用表量程的选择。将万用表档位拨向的“R1k”欧姆档,并将红、黑表笔短接,进行万用表校零操作。01基极判别021)如图所示,将万用表红表笔搭接在1脚上,然后分别用黑表笔搭接2脚和3脚测得两个阻值,并记录于下表中。步骤1:PNP晶体三极管的引脚极性判别容序号容序号基极判别(测量
16、时,注意不允许用手同时捏住三极管的两个引脚)022)将万用表红表笔搭接在2脚上,重复上述步骤,并将测得的阻值记录于表中。3)将万用表红表笔搭接在3脚上,重复上述步骤,并将测得的阻值记录于表中。4)观察表中记录的三组数据,其中同一组阻值都很小的,则红表笔所接的即为该三极管的基极B。并将该引脚编号记录于表中。测量极间电阻测量极间电阻极性判别极性判别1 1脚脚2 2脚脚3 3脚脚阻值阻值1 1阻值阻值2 2基极基极B B红表笔黑表笔黑表笔黑表笔红表笔黑表笔黑表笔黑表笔红表笔检测项目检测项目引脚接法引脚接法步骤1:PNP晶体三极管的引脚极性判别容序号容序号发射极和集电极判别1)如图所示,将万用表红、黑
17、表笔接除基极B外的两个引脚,然后用手指捏紧黑表笔和基极B,同时观察万用表读数并记录于下表中。03步骤1:PNP晶体三极管的引脚极性判别容序号发射极和集电极判别2)对调红、黑表笔,重复上述步骤,并将测得的阻值记录于表中。3)观察表中记录的两组数据,阻值较小那组的红表笔所接引脚为集电极C,黑表笔所接引脚则为发射极E,并将它们对应的引脚编号记录于表中。03发射极发射极E E集电极集电极C C第一组阻值第一组阻值第二组阻值第二组阻值极性判定极性判定检测项目检测项目步骤2:NPN晶体三极管的引脚极性判别基极判别011)万用表档位选择同上述操作。如图所示,将万用表黑表笔搭接在1脚上,然后分别用红表笔搭接2
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