《电子技术基础》二极管的基础知识
电子技术基础题库(I_II类题)[1]
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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
《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。
《电子技术基础》二极管的基础知识
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。
电工电子技术基础知识点详解3-1-二极管
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。
电工电子技术基础第十章
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
《电子技术基础与技能》(电类专业通用)
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
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。
电子技术基础与技能电子教案2(二极管的伏安特性)
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。
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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）实验一
实验电路如下图：讲解电路构成。
请实验小组说明指示灯情况，说明了什么？
结论：指示灯亮，说明二极管导通，称为导通状态。
二极管导通时，其阳极电位高于阴极电位，此时的外加电压称为正向电压，二极管处于正向偏置状态，简称“正偏”。
（三）实验二
实验电路如下图：讲解电路构成。
请实验小组说明指示灯情况，说明了什么？
结论：灯泡不亮，说明二极管不导通，称为截止状态
二极管截止时，其阳极电位低于阴极电位，此时的外加电压称为反向电压，二极管处于反向偏置状态，简称
“反偏”。
二极管的导电特性：晶体二极管加正向电压时导通，加反向电压时截止，这一导电特性称为晶体二极管的单向导电性。
三、二极管的伏—安特性
常利用伏一安特性曲线来形象地描述二极管的单向导电性。
所谓伏安特性，是指二极管两端电压和流过二极管电流的关系，可用电路图来测量。
若以电压为横坐标，电流为纵坐标，用作图法把电压、电流的对应值用平滑曲线连接起来，就构成二极管的伏—安特性曲线。
1、正向特性
当二极管两端加正向电压时，就产生正向电流，正向电压较小时，正向电流极小(几乎为零)，这一部分称为死区，相应的A(A′)点的电压命名为死区电压。
二极管正向导通时，要特别注意它的正向电流不能超过最大值，否则将烧坏PN结。
2、反向特性
当二极管两端加上反向电压时，在开始很大范围内，二极管相当于非常大的电阻，反向电流很小，且不随反向电压而变化。
此时的电流称之为反向饱和电流，如图1.2.3中0C(或O′C′)段所示。
3、反向击穿特性
二极管反向电压加到定数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿。
此时的电压称为反向击穿电压用表示，如图1.2.3中CD(或C′D′)段所示。
4、死区电压：锗——0.2V 硅——0.5V
5、导通电压降：锗——0.3V 硅——0.7V
四、半导体二极管的主要参数和分类
1．最大整流电流
最大整流电流是指二极管长期工作时，允许通过的最大平均电流使用正向平均电流能超过此值，否则二极管会击穿。
2．最大反向工作电压
最大反向工作电压是指二极管正常工作时，所承受的最高反向电压(峰值)。
通常手册上给出的最大反向工作电压是击穿电压的一半左右。
3．二极管的直流电阻
二极管的直流电阻指加在二极管两端的直流电压与流过二极管的直流电流的比值。
二极管的正向电阻较小，约为几欧到几千欧；反向电阻很大，一般可达零点几兆欧以上。
4．最高工作频率
最高工作频率是指二极管正常工作时上、下限频率，它的大小与PN结的结电容有超过此值，二极管单向导电特性变差。
课后总结：
这次课的重点：1、二极管结构及其单向导电性
2、死区电压：锗——0.2V 硅——0.5V
3、导通电压降：锗——0.3V 硅——0.7V
4、二极管反向电压加到定数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿。
作业：练习册
板书设计：一、半导体二极管的结构和符号
二、二极管的导电特性
三、二极管的伏—安特性
四、半导体二极管的主要参数和分类。