学习任务3-二极管、三极管、晶闸管及应用.ppt

（1）二极管三相整流电路整流原理； （2）三极管共射极电压放大电路的放大原理及三极管开关原理。 （3）汽车电子电压调节器电路和电子闪光器电路的搭建及工作原理。 （4）三相桥式整流电路的搭建及整流原理；汽车整流器的整流原理。 一.半导体基础知识 一.半导体基础知识 1.半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间，如：硅、锗、金属氧化物和金属硫化物等； 半导体特性： 2.本征半导体 1）定义：完全纯净的、具有晶体结构的半导体称为本征半导体； 2）晶体结构（以Si为例） 3）半导体导电 在半导体的两端加外电压时，半导体内部出现两部分电流：一是电子的定向移动形成的电子电流，二是价电子的递补形成的空穴电流； 4.PN结及其单向导电性 1）PN结：将P型半导体和N型半导体结合在一起，在P型半导体和N型半导体的交界面形成一个特殊的薄层，称为PN结； P型半导体和N型半导体的交界面处出现自由电子和空穴的浓度差。 空穴： 在交界面形成了一个空间电荷区，这个空间电荷区就是PN结； 内电场是怎么削弱扩散运动的？ 少数载流子在内电场的作用下，越过PN结进入对方的运动称为漂移运动；漂移运动使空间电荷区变窄； 扩散运动和漂移运动的比较 扩散运动与漂移运动的关系 PN结刚形成时，只有扩散运动，随着扩散运动的继续，逐步形成空间电荷区并逐渐变宽，内电场逐步增强，载流子在 内电场的作用下开始漂移运动，漂移运动阻碍了空间电荷区进一步变宽，最后扩散运动和漂移运动达到动态平衡，空间电荷区宽度基本确定，PN结处于基本稳定状态。 从PN结的形成过程得到以下结论： 当PN结加正向电压时，PN结导通，当加反向电压时，PN结处于截止状态，这就是PN结的单向导电性； ①点接触型二极管 ②面接触型二极管 2.二极管的伏安特性 电流几乎为零的电压称为死区电压，硅管死区电压为0.5V，锗管死区电压为0.1V 2)反向特性 3.二极管主要参数 1）最大整流电流IDM 指二极管工作时允许通过最大正向平均电流。由PN结的面积和散热条件决定的。 2）最高反向工作电压URM 不被击穿所允许的最大反向电压。反向电压超过这个值会被击穿； 3）最大反向电流IRM 二极管在最大反向电压时的电流； IRM越小越好； 4）最高工作频率 fM的大小取决于PN结的结电容的大小，结电容越大，二极管允许的最高工作频率越低； 4.特殊二极管 1）稳压二极管 一种特殊的面接触型二极管。 特殊性： ①稳压管的反向击穿曲线 比普通二极管陡； ②工作在击穿区； ③反向击穿是可逆的； 稳压管反向击穿后，反向电流在很大范围内变化时，稳压管两端电压变化很小，利用这一特性起到稳压作用； 2）发光二极管 由特殊半导体材料（例如：磷化镓）制成，能直接把电能转变成光能的发光显示器件； 是一个PN结，正向导通时发光，截止时不发光； 1.定义及分类 1）定义：将交流电转变为直流电的电路称为整流电路； 2）分类： ①按被整流交流电的相数分：单相整流电路和三相整流电路 ②按对交流电一个周期内整流时间长短分：半波整流和全波整流； 输出电压 的平均值： 2）单相桥式整流电路 桥式整流：将四个整流二极管连接成一个电桥对交流电进行整流； 当u0时，即A点电位高，B点电位低，电流路径： ③其输出电压的平均值是U0是单相半波整流电路输出电压平均值的2倍； 在0—t1时间段内，因为 负载两端电压近似于uU; 总之，该电路输出电压是三相电源电压波形的包络线； 负载两端输出平均电压为： 电流流经的路径为： 同理可得其他时间段的负载两端的电压； 4.交流电转变为直流电的步骤 1.三极管结构 1）分类： 按材料分：硅管、锗管； 按结构分：PNP型管和NPN型管； 三极管三个电极构成两个回路：基极与发射极回路、集电极与发射极回路。发射极是两个回路的公共端，这种接法叫做共射极电路； 用三个电流表分别测基极电流IB、集电极电流IC和发射极电流IE。调节可变电阻RP可得到多组测量值。 2）实验结论 ③集电极电流的变化量与基极电流的变化量的比值为一常数，二者比值称为晶体管交流电流的放大系数； 3)产生IB、IC、IE三种电流的微观解释 3.三极管特性曲线 解释：当uCE≧1V时,集电结内电场足够大，可以把从发射结扩散到基区的绝大部分电子拉入集电区。此时若再增加uCE，只要uBE保持不变，则从发射区扩散到基区的电子数就一定，IB电流就不会再明显增加了。 2）输出特性曲线 指当基极电流IB为常数时，集电极电流IC与集-射极电压uCE之间的关系曲线。 输出特性曲线近于水平部分是放大区 当uCE0.5V,集电极反偏电压很小，对由发射区扩散到基区的载流子（电子）收集能力不足，造成载流子在基区大量积累，uCE稍有增加，IC增加很快。IB增加，IC几乎不变，即IC不受IB控制，三极管没有放大作用