项目4半导体二极管的检测与识别.ppt

电子元器件检测与识别电子元器件检测与识别项目项目4 4 半导体二极管的检测与识别半导体二极管的检测与识别项目要求项目要求:通过对一个功率放大器的实际解剖，要求通过对一个功率放大器的实际解剖，要求学生会识别半导体二极管（以下称二极管）学生会识别半导体二极管（以下称二极管）的种类，熟悉各种二极管的名称，了解不同的种类，熟悉各种二极管的名称，了解不同类型的二极管的作用，掌握用万用表检测二类型的二极管的作用，掌握用万用表检测二极管的方法。极管的方法。电子元器件检测与识别电子元器件检测与识别知识要求知识要求:（1）掌握二极管的种类、作用与标识方法。）掌握二极管的种类、作用与标识方法。（2）掌握各种二极管的主要参数。）掌握各种二极管的主要参数。能力要求能力要求:（1）能用目视法判断、识别常见二极管的种类，能正确说）能用目视法判断、识别常见二极管的种类，能正确说出各种二极管的名称。出各种二极管的名称。（2）对二极管上标识的型号能正确识读，了解该二极管的）对二极管上标识的型号能正确识读，了解该二极管的作用和用途。作用和用途。（3）会用万用表对各种二极管进行正确测量，并对其质量）会用万用表对各种二极管进行正确测量，并对其质量做出评价做出评价 电子元器件检测与识别电子元器件检测与识别学习方法学习方法:该项目通过对实际功率放大器进行现场拆卸，对电路板上的该项目通过对实际功率放大器进行现场拆卸，对电路板上的各种二极管进行认识；通过对各种类型的新二极管进行认识，各种二极管进行认识；通过对各种类型的新二极管进行认识，进而学习二极管指标的标注方法；使用万用表对各种二极管进进而学习二极管指标的标注方法；使用万用表对各种二极管进行在线测量和离线测量，达到能判别二极管质量好坏的目的。行在线测量和离线测量，达到能判别二极管质量好坏的目的。特别是需要准备一些已经确认损坏的各种类型的二极管，对这特别是需要准备一些已经确认损坏的各种类型的二极管，对这些已经损坏的二极管进行外观识别和指标测量。些已经损坏的二极管进行外观识别和指标测量。项目实施方法与步骤项目实施方法与步骤【项目实施目标项目实施目标】（1）熟悉各种二极管的类型和形状。）熟悉各种二极管的类型和形状。（2）熟悉各种二极管的规格和用途。）熟悉各种二极管的规格和用途。（3）掌握用万用表检测二极管的方法。）掌握用万用表检测二极管的方法。电子元器件检测与识别电子元器件检测与识别【项目实施器材项目实施器材】（1）电子产品：功率放大器若干台，两人配备一台。）电子产品：功率放大器若干台，两人配备一台。（2）各种类型、不同规格的新二极管若干。）各种类型、不同规格的新二极管若干。（3）各种类型、不同规格的已经损坏的二极管若干（可到）各种类型、不同规格的已经损坏的二极管若干（可到电子产品维修部寻找）。电子产品维修部寻找）。（4）每两个人配备指针式万用表和数字式万用表各一只。）每两个人配备指针式万用表和数字式万用表各一只。【项目实施步骤项目实施步骤】（1）拆卸功率放大器外壳，观看其内部结构，认识各种类）拆卸功率放大器外壳，观看其内部结构，认识各种类型的二极管，识读二极管上的各种数字和其他标志。型的二极管，识读二极管上的各种数字和其他标志。（2）用万用表对电路板上的二极管进行在线检测。）用万用表对电路板上的二极管进行在线检测。（3）用万用表对与电路板上型号和规格相同的新二极管进）用万用表对与电路板上型号和规格相同的新二极管进行离线检测，并分析比较在线检测与离线检测的结果。行离线检测，并分析比较在线检测与离线检测的结果。（4）完成在项目实训报告中要求的操作，将操作结果填入）完成在项目实训报告中要求的操作，将操作结果填入相应的表格中。相应的表格中。电子元器件检测与识别电子元器件检测与识别常用半导体器件半导体基础知识 将所有的物质按照导电性能进行分类，可以分将所有的物质按照导电性能进行分类，可以分为导体、绝缘体和半导体三类。为导体、绝缘体和半导体三类。导体：导体：自然界中很容易导电的物质称为自然界中很容易导电的物质称为导体导体，金属一，金属一般都是导体。般都是导体。绝缘体：绝缘体：有的物质几乎不导电，称为有的物质几乎不导电，称为绝缘体绝缘体，如橡皮、，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。陶瓷、塑料和石英。半导体：半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为之间，称为半导体半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等氧化物等电子元器件检测与识别电子元器件检测与识别 半导体是制作晶体二极管、晶体三极管、场效应管和集成电路的材料。导电机理不同于其它物质的特点：导电机理不同于其它物质的特点：掺杂性、热敏掺杂性、热敏性和光敏性性和光敏性 半导体的电阻率随着温度的升高而下降，即温度升高，半导体的导电能力增强。半导体的导电能力受掺入杂质的影响显著，即在半导体材料中掺入微量杂质（特定的元素），电阻率下降，导电能力增强。半导体的导电能力随着光照强度的增强而增强。电子元器件检测与识别电子元器件检测与识别 常用的半导体材料有硅（元素符号为Si）和锗（元素符号为Ge）两种。纯净的半导体纯净的半导体称为本征半导体。因为半导体的原子结构是晶体结构，所以又称为半导体晶体。用半导体材料做成的二极管、三极管又称为晶体二极管、晶体三极管。本征半导体电子元器件检测与识别电子元器件检测与识别本征半导体的结构特点本征半导体的结构特点GeGeSiSi 现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。它们的最外层电子（价电子）都是四个。电子元器件检测与识别电子元器件检测与识别在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子与其相临的原子原子位于四面体的顶点，每个原子与其相临的原子之间形成之间形成共价键共价键，共用一对价电子。，共用一对价电子。硅和锗的晶硅和锗的晶体结构体结构：电子元器件检测与识别电子元器件检测与识别硅和锗的共价键结构硅和锗的共价键结构共价键共共价键共用电子对用电子对+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4表示原子表示原子核内质子核内质子电子元器件检测与识别电子元器件检测与识别共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自自由电子由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以，因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。本征半导体的导电能力很弱。形成共价键后，每个原子的形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳最外层电子是八个，构成稳定结构。定结构。共价键有很强的结合力，使原子规共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。则排列，形成晶体。+4+4+4+4电子元器件检测与识别电子元器件检测与识别+4+4+4+4自由电子自由电子空穴空穴束缚电子束缚电子电子元器件检测与识别电子元器件检测与识别本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理+4+4+4+4+4+4+4+4在其它力的作用下，在其它力的作用下，空穴吸引附近的电子空穴吸引附近的电子来填补，这样的结果来填补，这样的结果相当于空穴的迁移，相当于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于而空穴的迁移相当于正电荷的移动，因此正电荷的移动，因此可以认为空穴是载流可以认为空穴是载流子。子。本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子自由电子和和空穴空穴。电子元器件检测与识别电子元器件检测与识别温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强，导体的导电能力越强，温度是影响半导体性温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素，这是半导体的一能的一个重要的外部因素，这是半导体的一大特点。大特点。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。本征半导体中电流由两部分组成：本征半导体中电流由两部分组成：1.1.自由电子移动产生的电流。自由电子移动产生的电流。2.2.空穴移动产生的电流。空穴移动产生的电流。（在本征半导体中（在本征半导体中 自由电子和空穴成对出现自由电子和空穴成对出现,同同时又不断的复合）时又不断的复合）电子元器件检测与识别电子元器件检测与识别几个名词 半导体硅元素和锗元素的单个原子都是半导体硅元素和锗元素的单个原子都是4 4价元素，其原子结构为相对稳定的共价健价元素，其原子结构为相对稳定的共价健结构。所以在室温下有少数的价电子可以结构。所以在室温下有少数的价电子可以从原子的热运动中获得能量，挣脱共价健从原子的热运动中获得能量，挣脱共价健的束缚，成为带负电荷的的束缚，成为带负电荷的自由电子自由电子；在原；在原来的位置上留下一个带正电荷的空位，这来的位置上留下一个带正电荷的空位，这个空位称为个空位称为空穴空穴。在本征半导体中自由电。在本征半导体中自由电子和空穴是成对出现的称为子和空穴是成对出现的称为电子空穴对。电子空穴对。电子元器件检测与识别电子元器件检测与识别 在外加电压的作用下，电子和空穴在外加电压的作用下，电子和空穴都参与导电，所以电子和空穴都称为都参与导电，所以电子和空穴都称为载流子载流子。两种载流子所带的电量相等、。两种载流子所带的电量相等、极性相反，对外不显电性。自由电子极性相反，对外不显电性。自由电子与空穴相遇时也会中和，称为与空穴相遇时也会中和，称为复合复合。常温下本征半导体导电能力差，要常温下本征半导体导电能力差，要提高它的导电能力，必须掺入微量的提高它的导电能力，必须掺入微量的杂质（特定元素），这就是杂质（特定元素），这就是杂质半导杂质半导体。体。电子元器件检测与识别电子元器件检测与识别在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。杂半导体的某种载流子浓度大大增加。P P 型半导体：型半导体：空穴浓度大大增加的杂质半导体，也空穴浓度大大增加的杂质半导体，也称为（空穴半导体）。称为（空穴半导体）。N N 型半导体：型半导体：自由电子浓度大大增加的杂质半导体，自由电子浓度大大增加的杂质半导体，也称为（电子半导体）。也称为（电子半导体）。杂质半导体杂质半导体电子元器件检测与识别电子元器件检测与识别N N 型半导体型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷，在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷，晶体中的某些半导体原子被杂质取代，磷原晶体中的某些半导体原子被杂质取代，磷原子的最外层有五个价电子，其中四个与相邻子的最外层有五个价电子，其中四个与相邻的半导体原子形成共价键，必定多出一个电的半导体原子形成共价键，必定多出一个电子，这个电子几乎不受束缚，很容易被激发子，这个电子几乎不受束缚，很容易被激发而成为自由电子，这样磷原子就成了不能移而成为自由电子，这样磷原子就成了不能移动的带正电的离子。动的带正电的离子。电子元器件检测与识别电子元器件检测与识别+4+4+4+4+5+5+4+4多余多余电子电子磷原子磷原子N N 型半导体中型半导体中的载流子是什的载流子是什么？么？1.1.由磷原子提供的电子，浓度与磷原子相同。由磷原子提供的电子，浓度与磷原子相同。2.2.本征半导体中成对产生的电子和空穴。本征半导体中成对产生的电子和空穴。掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为多数载流多数载流子子（多子多子），空穴称为），空穴称为少数载流子少数载流子（少子少子）。）。电子元器件检测与识别电子元器件检测与识别P