实验1 晶体二极管的识别和检测

实验一：晶体二极管的识别和检测

1、训练目的

①熟悉二极管的外形及管脚的识别方法。

②练习查阅半导体器件手册，熟悉二极管的类别、型号及主要指标。

③掌握用万用表判断二极管好坏的方法。

④学习二极管伏安特性的测量方法

2、训练器材

万用表1只

半导体器件手册1本

晶体二极管若干

直流稳压电源1台

二极管伏安特性电路板1块

3、训练内容和步骤

⑴二极管的识别与检测

根据二极管的型号查半导体器件手册，了解二极管的性能指标；根据外形判别极性（检波二极管用色点表示阴极，整流二极管用色环表示阴极）；用万用表判别极性，将测得的结果记录于表 2.1 中。

表 2.1 二极管的识别和检测

⑵二极管伏安特性曲线的测试

根据图 2.1 所示电路，用逐点测量

法，分别测量二极管V 两端电压u D和通

过二极管的电流i D，在坐标纸上描绘出二

图2.1

极管伏安特性曲线i D = f（u D）。

按图 2.1 电路，接通 5 V 直流电源，二极管正向连接。调节电位器R P，使输入电压U I从0V 逐渐增大到5V。用万用表分别测出电阻R两端的电压u R 和二极管两端的电压u D，并根据i D = u R / R，计算通过二极管的电流i D，将结果记于表2.2 中。

表 2.2 二极管的正向特性

将图2.1 所示电路的电源正、负极性对调，使二极管反偏（反向连接）。调节电位器RP ，使输入电压U I 从0 V 逐渐反向增大分别测量对应的uR 和uD 值，将结果记于表 2.3 中。

表 2.3 二极管的反向特性

利用表2.2 、表 2.3 结果，在坐标纸上描绘出二极管伏安特性曲线i D = f（u D）。

4、实验报告要求

①画出测试电路图。

②整理实验数据，在坐标纸上画出二极管的伏安特性曲线

二极管的特性与应用

二极管的特性与应用 几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，它是诞生最早的半导体器件之一，其应用也非常广泛。 二极管的工作原理 晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。 当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。 当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。 当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。 二极管的类型 二极管种类有很多，按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si 管）。根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。按照管芯结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面，通以脉冲电流，使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起，形成一个“PN结”。由于是点接触，只允许通过较小的电流（不超过几十毫安），适用于高频小电流电路，如收音机的检波等。 面接触型二极管的“PN结”面积较大，允许通过较大的电流（几安到几十安），主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。 平面型二极管是一种特制的硅二极管，它不仅能通过较大的电流，而且性能稳定可靠，多用于开关、脉冲及高频电路中。 二极管的导电特性 二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和反向特性。 正向特性 在电子电路中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端，二极管就会导通，这种连接方式，称为正向偏置。必须说明，当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值（这一数值称

晶体二极管的主要参数

晶体二极管的主要参数： 1 电阻 ⑴直流电阻 在晶体二极管上加上一定的直流电压V，就有一对那个的直流电流I，直流电压V与直流电流I的比值，就是晶体二极管的等效直流电流。 ⑵动态电流 在晶体二极管上加一定的直流电压V的基础上，再加上一个增量电压，则晶体二极管也有一个增量电流△I。增量电压△V与增量电流△I的比值，就是晶体二极管的动态电阻，即动态电阻为晶体二极管两端电压变化与电流变化的比值。 二极管的正向直流电阻和动态电阻都是随工作点的不同而发生变化的。 普通晶体二极管反响运动时，其直流电阻和动态电阻都很大，通常可以尽是为无穷大。 2 额定电流 晶体二极管的额定电流是指晶体二极管长时间连续工作时，允许通过的最大正向平均电流。在二极管连续工作时，为使PN结的温度不超过某一极限值，整流电流不应超过标准规定的允许值。 例如：2AP1 的额定电流为12mA; 2AP5为16mA；2AP9为5mA。 对于大功率晶体二极管，为了降低它的温度，增大电流，必须加装散热片。 3 反向击穿电压 反向击穿电压是指二极管在工作中能承受的最大反向电压，它也是使二极管不致反响击穿的电压极限值。在一般情况下，最大反向工作电压应小于反向击穿电压。选用晶体二极管时，还要以最大反向工作电压为准，并留有适当余地，以保证二极管不致损坏。 例如：2AP21型二极管的反向击穿电压为15V最大反向工作电压小于10V；2AP26的反向

击穿电压为150V，最大反向工作电流小于100V。 4 最高工作频率 最高工作频率是指晶体二极管能正常工作的最高频率。选用二极管时，必须使它的工作频率低于最高工作频率。 例如：2AP8BD 最高工作频率为150MHz；2CZ12的最高工作频率为3kHz；2AP16的最高工作频率为40MHz。 晶体二极管的分类： 按用途分： 检波二极管

APD光电二极管特性测试实验

APD光电二极管特性测试实验 一、实验目的 1、学习掌握APD光电二极管的工作原理 2、学习掌握APD光电二极管的基本特性 3、掌握APD光电二极管特性测试方法 4、了解APD光电二极管的基本应用 二、实验内容 1、APD光电二极管暗电流测试实验 2、APD光电二极管光电流测试实验 3、APD光电二极管伏安特性测试实验 4、APD光电二极管雪崩电压测试实验 5、APD光电二极管光电特性测试实验 6、APD光电二极管时间响应特性测试实验 7、APD光电二极管光谱特性测试实验 三、实验仪器 1、光电探测综合实验仪 1个 2、光通路组件 1套 3、光照度计 1台 4、光敏电阻及封装组件 1套 5、2#迭插头对（红色，50cm） 10根 6、2#迭插头对（黑色，50cm） 10根 7、三相电源线 1根 8、实验指导书 1本 9、示波器 1台 四、实验原理 雪崩光电二极管APD—Avalanche Photodiode是具有内部增益的光检测器，它可以用来检测微弱光信号并获得较大的输出光电流。 雪崩光电二极管能够获得内部增益是基于碰撞电离效应。当PN结上加高的反偏压时，耗尽层的电场很强，光生载流子经过时就会被电场加速，当电场强度足够高(约3x105V／cm)时，光生载流子获得很大的动能，它们在高速运动中与半导体晶格碰撞，使晶体中的原子电离，从而激发出新的电子一空穴对，这种现象称为碰撞电离。碰撞电离产生的电子一空穴对在强电场作用下同样又被加速，重复前一过程，这样多次碰撞电离的结果使载流子迅速增加，电流也迅速增大，这个物理过程称为雪崩倍增效应。 图6-1为APD的一种结构。外侧与电极接触的P区和N区都进行了重掺杂，分别以P+和N+表示；在I区和N+区中间是宽度较窄的另一层P区。APD工作在大的反偏压下，当反偏压加大到某一值后，耗尽层从N+-P结区一直扩展(或称拉通)到P+区，包括了中间的P层区和I区。图4的结构为拉通型APD的结构。从图中可以看到，电场在I区分布较弱，而在N+-P区分布较强，碰撞电离区即雪崩区就在N+-P区。尽管I区的电场比N+-P区低得多，但也足够高(可达2x104V／cm)，可以保证载流子达到饱和漂移速度。当入射光照射时，由于雪

二极管的特性与应用及英文代码含义

二极管的工作原理 晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。 二极管的类型 二极管种类有很多，按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si管）。根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管等。按照管芯结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面，通以脉冲电流，使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起，形成一个“PN结”。由于是点接触，只允许通过较小的电流（不超过几十毫安），适用于高频小电流电路，如收音机的检波等。面接触型二极管的“PN结”面积较大，允许通过较大的电流（几安到几十安），主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。平面型二极管是一种特制的硅二极管，它不仅能通过较大的电流，而且性能稳定可靠，多用于开关、脉冲及高频电路中。 二极管的导电特性 二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和反向特性。 1. 正向特性。 在电子电路中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端，二极管就会导通，这种连接方式，称为正向偏置。必须说明，当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值（这一数值称为“门槛电压”，锗管约为0.2V，硅管约为0.6V）以后，二极管才能直正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变（锗管约为0.3V，硅管约为0.7V），称为二极管的“正向压降”。 2. 反向特性。

光敏二极管的检测方法

1．电阻测量法用黑纸或黑布遮住光敏二极管的光信号接收窗口，然后用万用表R×1k档测量光敏二极管的正、反向电阻值。正常时，正向电阻值在10~20kΩ之间，反向电阻值为∞（无穷大）。若测得正、反向电阻值均很小或均为无穷大，则是该光敏二极管漏电或开路损坏。 再去掉黑纸或黑布，使光敏二极管的光信号接收窗口对准光源，然后观察其正、反向电阻值的变化。正常时，正、反向电阻值均应变小，阻值变化越大，说明该光敏二极管的灵敏度越高。 2．电压测量法将万用表置于1V直流电压档，黑表笔接光敏二极管的负极，红表笔接光敏二极管的正极、将光敏二极管的光信号接收窗口对准光源。正常时应有0.2~0.4V电压（其电压与光照强度成正比）。 3．电流测量法将万用表置于50μA或500μA电流档，红表笔接正极，黑表笔接负极，正常的光敏二极管在白炽灯光下，随着光照强度的增加，其电流从几微安增大至几百微安。 1．光敏二极管的简易判别方法 （1）电阻测量法 用万用表1k档，测正向电阻约10kΩ左右。在无光照情况下，反向电阻应为∞，反向电阻不是∞，说明漏电流大；有光照时，反向电阻应随光照增强而减小，阻值小至几kΩ或1kΩ以下。 （2）电压测量法 用万用表1V档（无1V档可用1．5V或3V档），红表笔接光敏二极管的“十”极，黑表笔接“-”极，在光照情况下，其电压应与光照度成比例，一般可达0．2～0．4V。 （3）短路电流测量法 用万用表50mA或500mA电流档，红表笔接光敏二极管的“十”极，黑表笔接“-”极，在白炽灯下（不能用日光灯），应随光照的增强，其电流随之增加。短路电流，可达数十mA～数百mA。 光敏二极管的主要特性参数 ①最高反向工作电压VRM:是指光敏二极管在无光照的条件下，反向漏电流不大于0.1μA时所能承受的最高反向电压值。 ②暗电流ID:是指光敏二极管在无光照及最高反向工作电压条件下的漏电流。暗电流越小，光

第四章 晶体二极管与晶体三极管复习课程

第四章晶体二极管与晶体三极管 本章概述：晶体管是采用半导体晶体材料（如硅、锗、砷化镓等）制成的，在 电子产品中应用十分广泛。本章从二、三极管的型号、分类、外形识别及检测等多个方面，对常用二、三极管进行了较为详细和系统的讲解。 第一节晶体二极管和晶体三极管的型号命名方法 一、中华人民共和国国家标准（GB249-74） 国标（GB249-74）半导体器件型号命名由五部分组成，见表4-1。 表4-1 国标半导体器件型号命名方法

例如：锗PNP高频小功率管为3AG11C，即 ３（三极管）Ａ（PNP型锗材料）Ｇ（高频小功率管）１１（序号）Ｃ（规格号）二、美国电子半导体协会半导体器件型号命名法 表4-2 美国电子半导体协会半导体器件型号命名法 三、日本半导体器件型号命名方法 表4-3 日本半导体器件型号命名方法 第二节半导体器件的外形识别

一、晶体二极管的外形识别 1.晶体二极管的结构与特性 定义：晶体二极管由一个PN结加上引出线和管壳构成。所以，二极管实际就是一个PN结。电路图中文字表示符号为用V表示。 基本结构：PN结加上管壳和引线，就成为了半导体二极管。 图4-1 二极管的结构和电路符号 二极管最主要的特性是单向导电性，其伏安特性曲线如图4-2所示。 1）正向特性 当加在二极管两端的正向电压（P为正、N为负）很小时（锗管小于0.1伏，硅管小于0.5伏），管子不导通，处于“截止”状态，当正向电压超过一定数值后，管子才导通，电压再稍微增大，电流急剧暗加（见曲线I段）。不同材料的二极管，起始电压不同，硅管为0.5-0.7伏左右，锗管为0.1-0.3左右。

光敏电阻伏安特性光敏二极管光照特性

光敏电阻伏安特性、光敏二极管光照特性(FB815型光敏传感器光电特性实验仪 ) 凡是将光信号转换为电信号的传感器称为光敏传感器，也称为光电式传感器，它可用于检测直接由光照明度变化引起的非电量，如光强、光照度等;也可间接用来检测能转换成光量变化的其它非电量，如零件直径、表面粗糙度、位移、速度、加速度及物体形状、工作状态识别等。光敏传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因而在工业自动控制及智能机器人中得到广泛应用。 光敏传感器的物理基础是光电效应，通常分为外光电效应和内光电效应两大类，在光辐射作用下电子逸出材料的表面，产生光电子发射现象，则称为外光电效应或光电子发射效应。基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。另一种现象是电子并不逸出材料表面的，则称为是内光电效应。光电导效应、光生伏特效应都是属于内光电效应。好多半导体材料的很多电学特性都因受到光的照射而发生变化。因此也是属于内光电效应范畴，本实验所涉及的光敏电阻、光敏二极管等均是内光电效应传感器。 通过本设计性实验可以帮助学生了解光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池与光学纤维的光电传感特性及在某些领域中的应用。 【实验原理】 1(光电效应: (1)光电导效应: 当光照射到某些半导体材料上时，透过到材料内部的光子能量足够大，某些电子吸收光子的能量，从原来的束缚态变成导电的自由态，这时在外电场的作用下，流过半导体的电流会增大，即半导体的电导会增大，这种现象叫光电导效应。它是一种内光电效应。

光电导效应可分为本征型和杂质型两类。前者是指能量足够大的光子使电子离开价带跃入导带，价带中由于电子离开而产生空穴，在外电场作用下，电子和空穴参与电导，使电导增加。杂质型光电导效应则是能量足够大的光子使施主能级中的电子或受主能级中的空穴跃迁到导带或价带，从而使电导增加。杂质型光电导的长波限比本征型光电导的要长的多。 (2)光生伏特效应: 在无光照时，半导体结内部有自建电场。当光照射在结及其附近时，在能量PNPN 足够大的光子作用下，在结区及其附近就产生少数载流子(电子、空穴对)。载流子在结区外时，靠扩散进入结区;在结区中时，则因电场的作用，电子漂移到区，空穴漂移EN到区。结果使区带负电荷，区带正电荷，产生附加电动势，此电动势称为光生电动PPN 势，此现象称为光生伏特效应。 2(光敏传感器的基本特性: 光敏传感器的基本特性则包括:伏安特性、光照特性等。 伏安特性: 光敏传感器在一定的入射光照度下，光敏元件的电流与所加电压之间的关系称为IU光敏器件的伏安特性。改变照度则可以得到一族伏安特性曲线。它是传感器应用设计时的重要依据。 光照特性: 光敏传感器的光谱灵敏度与入射光强之间的关系称为光照特性，有时光敏传感器的输出电压或电流与入射光强之间的关系也称为光照特性，它也是光敏传感器应用设计时选择参数的重要依据之一。

实验二 二极管和三极管的识别与检测实验报告

实验二 二极管和三极管的识别与检测 一、实验目的 1.熟悉晶体二极管、三极管的外形及引脚识别方法。 2.熟悉半导体二极管和三极管的类别、型号及主要性能参数。 3.掌握用万用表判别二极管和三极管的极性及其性能的好坏。 二、实验仪器 1.万用表 2.不同规格、类型的半导体二极管和三极管若干。 三、实验步骤及内容 1.利用万用表测试晶体二极管 （1）鉴别正负极性 万用表及其欧姆档的内部等效电路如图所示。 图中E 为表内电源，r 为等效内阻，I 为被测回路中的实际电流。由图可见，黑表笔接表内电源的正端，红表笔接表内电源的负端。将万用表欧姆档的量程拨到100?R 或K R 1?档，并将两表笔分别接到二极管的两端如图所示，即红表笔接二极管的负极，而黑表笔接二极管的正极，则二极管处于正向偏置状态，因而呈现出低电阻，此时万用表指示的电阻通常小于几千欧。反之，若将红表笔接二极管的正极，而黑表笔接二极管的负极，则二极管被反向偏置，此时万用表指示的电阻值将达几百千欧。 电阻小电阻大 （2）测试性能 将万用表的黑表笔接二极管正极，红表笔接二极管负极，可测得二极管的正向电阻，此电阻值一般在几千欧以下为好。通常要求二极管的正向电阻愈小愈好。将红表笔接二极管正极，黑表笔接二极管负极，可测出反向电阻。一般要求二极管的反向电阻应大于二百千欧以上。 若反向电阻太小，则二极管失去单向导电作用。如果正、反向电阻都为无穷大，表明管子已断路；反之，二者都为零，表明管子短路。 2.利用万用表测试小功率晶体三极管 （1）判定基极和管子类型 由于基极与发射极、基极与集电极之间，分别是两个PN 结，而PN 结的反向电阻值很大，正向电阻值很小，因此，可用万用表的100?R 或K R 1?档进行测试。先将黑表笔接晶体管的某一极，然后将红表笔先后接其余两个极，若两次测得的电阻都很小，则黑表笔接的为NPN 型管子基极，如图所示，若测得电阻都很大，则黑表笔所接的是PNP 型管子的基极。若两次测得的阻值为一大一小，则黑表笔所接的电极不是三极管的基极，应另接一个电极重新测量，以便确定管子的基极。

光敏电阻伏安特性、光敏二极管光照特性

光敏传感器的光电特性研究 (FB815型光敏传感器光电特性实验仪) 凡是将光信号转换为电信号的传感器称为光敏传感器，也称为光电式传感器，它可用于检测直接由光照明度变化引起的非电量，如光强、光照度等；也可间接用来检测能转换成光量变化的其它非电量,如零件直径、表面粗糙度、位移、速度、加速度及物体形状、工作状态识别等。光敏传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点,因而在工业自动控制及智能机器人中得到广泛应用。 光敏传感器的物理基础是光电效应，通常分为外光电效应和内光电效应两大类,在光辐射作用下电子逸出材料的表面,产生光电子发射现象,则称为外光电效应或光电子发射效应。基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。另一种现象是电子并不逸出材料表面的,则称为是内光电效应。光电导效应、光生伏特效应都是属于内光电效应。好多半导体材料的很多电学特性都因受到光的照射而发生变化。因此也是属于内光电效应范畴,本实验所涉及的光敏电阻、光敏二极管等均是内光电效应传感器。 通过本设计性实验可以帮助学生了解光敏电阻、光敏二极管的光电传感特性及在某些领域中的应用。 【实验原理】 1．光电效应: (1）光电导效应: 当光照射到某些半导体材料上时,透过到材料内部的光子能量足够大，某些电子吸收光子的能量，从原来的束缚态变成导电的自由态,这时在外电场的作用下,流过半导体的电流会增大，即半导体的电导会增大,这种现象叫光电导效应。它是一种内光电效应。 光电导效应可分为本征型和杂质型两类。前者是指能量足够大的光子使电子离开价带跃入导带，价带中由于电子离开而产生空穴，在外电场作用下，电子和空穴参与电导，使电导增加。杂质型光电导效应则是能量足够大的光子使施主能级中的电子或受主能级中的空穴跃迁到导带或价带，从而使电导增加。杂质型光电导的长波限比本征型光电导的要长的多。 (２)光生伏特效应: 在无光照时,半导体PN结内部有自建电场。当光照射在PN结及其附近时,在能量足够大的光子作用下，在结区及其附近就产生少数载流子（电子、空穴对）。载流子在结区外时，靠扩散进入结区；在结区中时,则因电场E的作用,电子漂移到N区，空穴漂移到P 区。结果使N区带负电荷,P区带正电荷,产生附加电动势,此电动势称为光生电动势，此现象称为光生伏特效应。 2．光敏传感器的基本特性： 光敏传感器的基本特性则包括:伏安特性、光照特性等。

(整理)常用晶体二极管的识别

常用晶体二极管的识别 晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示，如：D5表示编号为5的二极管。 1、作用：二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。正因为二极管具有上述特性，无绳电话机中常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等电路中。 电话机里使用的晶体二极管按作用可分为：整流二极管（如1N4004）、隔离二极管（如1N4148）、肖特基二极管（如BAT85）、发光二极管、稳压二极管等。 2、识别方法：二极管的识别很简单，小功率二极管的N极（负极），在二极管外表大多采用一种色圈标出来，有些二极管也用二极管专用符号来表示P极（正极）或N极（负极），也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。 3、测试注意事项：用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。 4、常用的1N4000系列二极管耐压比较如下： 型号1N4001 1N4002 1N4003 1N4004 1N4005 1N4006 1N4007 耐压（V）50 100 200 400 600 800 1000 电流（A）均为1 SMT基础知识介绍 SMT(Surface Mount Technology)是电子业界一门新兴的工业技术，它的兴起及迅猛发展是电子组装业的一次革命，被誉为电子业的”明日之星”，它使电子组装变得越来越快速和简单，随之而来的是各种电子产品更新换代越来越快，集成度越来越高，价格越来越便宜。为IT （Information Technology）产业的飞速发展作出了巨大贡献。 SMT零件

光敏二极管特性实验

光敏二极管特性实验 一、实验目的 通过实验掌握光敏二极管的工作原理及相关特性，了解光敏二极管特性曲线及其测试电路的设计。 二、基本原理 1、光敏二极管工作原理（详见红外功率可调光源曲线标定实验）。 2、光敏二极管特性实验原理 光敏二极管在应用中一般加反向偏压，使得其产生的光电流只与光照度有关。图1-9中，当光照为零时，光敏二极管不会产生广生载流子，也没有其他电流流过，整个电路处于截止状态；当有光照时，光敏二极管产生光电流，由于放大器的正负输入端虚短，放大器输出负电压。再二级放大，然后用跟随器输出。并且光照越强，输出电压越大。 R2680 总线模块 光电检测综合试验台的总 线模块 +5V -5V AGND +12V -12V 222426 40 PIN1 光敏二极管 PIN2 电流流向 A V GND VCC Vin ADJ R11K LED C9013R2680 +5V 0~5V GND 实验台 R V A AGND

2_+ 3+5V -5V 74 2_+ 3+5V -5V 74 2_+ 3+5V -5V 74 -5V +5V 2224AGND 40 图1-9 光敏二极管特性测试图 三、实验仪器 1、光电检测与信息处理实验台（一套） 2、红外功率可调光源探头 3、红外接收探头 4、光电信息转换器件参数测试实验板 5、万用表 6、光学支架 7、导线若干 四、实验步骤 1、按图1-9连接实验线路。 （1）把光电信息转换器件参数测试实验板插在光电检测综合试验台的总线模块PLUG64－1、PLUG64－2、PLUG64－3的任意位置上； （2）由光敏二极管探头的两个输出接线端PIN1、PIN2分别引出导线连接到试验台的总线模块的22（负极）和24

实验一晶体二极管特性分析

实验一实验报告 实验名称：晶体二极管特性分析 实验目的： 1.熟悉仿真软件MULTISIM的使用，掌控基于软件的电路设计和仿真分析方法； 2.熟悉PocketLab硬件实验平台，掌握基本功能的使用方法； 3.通过软件仿真和硬件实验验证，掌握基本二极管的基本特性。 实验内容： 一．仿真实验 1.根据如图所示电路，在Multisim中进行仿真分析，得到二极管的伏安特性。 仿真任务：二极管选取型号 1N3064，对直流电压源V1进行DC扫描，扫描范围0~1V，步长0.01V，测量二极管中的电流，得到二极管的伏安特性曲线。 仿真设置：Simulate->Analyses->DC Sweep，设置电压扫描范围和输出变量。 实验结果： 在软件中绘得电路图如下：

对直流电压源V1进行DC扫描，得到二极管的伏安特性曲线如下： 实验结论： 1)在V1电压很小的情况下，二极管不导通。 2)该二极管的导通电压大约为0.7V. 3)导通后二极管呈现低阻性，截止时为高阻性。 2.根据如图所示的半波整流电路，在Multisim 中进行仿真分析，得到输出电压随不 同参数的变化情况。 仿真任务及分析方法： a.固定输入信号频率50HZ,振幅5V，直流电压0V,负载电容C1=10uf,改变负载电阻， 采用Agilent 示波器观察输入输出波形，测量输出电压的平均值和纹波电压，完成表1-1。 b.固定输入信号频率50HZ,振幅5V，直流电压0V,负载电阻R1=10K欧,改变负载电阻， 采用Agilent 示波器观察输入输出波形，测量输出电压的平均值和纹波电压，完成表1-2。 c.根据仿真实验数据，给出输出电压的平均值和纹波电压与负载电阻和负载电容的相 互关系。 仿真设置方法： 1）双击信号源设置输入信号，双击示波器观测波形。 2）Simulate->run 3）Simulate->Analyses->Transient Analysis 实验结果：

光电二三极管特性测试实验报告分解

光敏二极管特性测试实验 一、实验目的 1.学习光电器件的光电特性、伏安特性的测试方法； 2.掌握光电器件的工作原理、适用范围和应用基础。 二、实验内容 1、光电二极管暗电流测试实验 2、光电二极管光电流测试实验 3、光电二极管伏安特性测试实验 4、光电二极管光电特性测试实验 5、光电二极管时间特性测试实验 6、光电二极管光谱特性测试实验 7、光电三极管光电流测试实验 8、光电三极管伏安特性测试实验 9、光电三极管光电特性测试实验 10、光电三极管时间特性测试实验 11、光电三极管光谱特性测试实验 三、实验仪器 1、光电二三极管综合实验仪 1个 2、光通路组件 1套 3、光照度计 1个 4、电源线 1根 5、2#迭插头对（红色，50cm） 10根 6、2#迭插头对（黑色，50cm） 10根 7、三相电源线 1根 8、实验指导书 1本 四、实验原理 1、概述

随着光电子技术的发发展,光电检测在灵敏度、光谱响应范围及频率我等技术方面要求越来越高，为此，近年来出现了许多性能优良的光伏检测器，如硅锗光电二极管、PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）等。光敏晶体管通常指光电二极管和光电三极管，通常又称光敏二极管和三敏三极管。 光敏二极管的种类很多，就材料来分，有锗、硅制作的光敏二极管，也有III－V族化合物及其他化合物制作的二极管。从结构我来分，有PN结、PIN结、异质结、肖特基势垒及点接触型等。从对光的响应来分，有用于紫外光、红外光等种类。不同种类的光敏二极管，具胡不同的光电特性和检测性能。例如，锗光敏二极管与硅光敏二极管相比，它在红外光区域有很大的灵敏度，如图所示。这是由于锗材料的禁带宽度较硅小，它的本征吸收限处于红外区域，因此在近红外光区域应用；再一方面，锗光敏二极管有较大的电流输出，但它比硅光敏二极管有较大的反向暗电流，因此，它的噪声较大。又如，PIN型或雪崩型光敏二极管与扩散型PN结光敏二极管相比具有很短的时间响应。因此，在使用光敏二极管进要了解其类型及性能是非常重要的。 光敏二极管和光电池一样，其基本结构也是一个PN结。与光电池相比，它的突出特点是结面积小，因此它的频率特性非常好。光生电动势与光电池相同，但输出电流普遍比光电池小，一般为数微安到数十微安。按材料分，光敏二极管有硅、砷化铅光敏二极管等许多种，由于硅材料的暗电流温度系数较小，工艺较成熟，因此在实验际中使用最为广泛。 光敏三极管与光敏二极管的工作原理基本相同，工作原理都是基于内光电效应，和光敏电阻的差别仅在于光线照射在半导体PN结上，PN结参与了光电转换过程。 2、光电二三极管的工作原理 光生伏特效应：光生伏特效应是一种内光电效应。光生伏特效应是光照使不均匀半导体或均匀半导体中光生电子和空穴在空间分开而产生电位差的现象。对于不均匀半导体，由于同质的半导体不同的掺杂形成的PN结、不同质的半导体组成的异质结或金属与半导体接触形成的肖特基势垒都存在内建电场，当光照射这种半导体时，由于半导体对光的吸收而产生了光生电子和空穴，它们在内建电场的作用下就会向相反的方向移动和聚集而产生电位差。这种现象是最重要的一类光生伏特效应。均匀半导体体内没有内建电场，当光照射时，因眼光生载流子浓度梯度不同而引起载流子的扩散运动，且电子和空穴的迁移率不相等，使两种载流

晶体二极管的特性与检测教案

晶体二极管的特性与检测教案 松江区劳技中心丁珏 一、教学目标： 知识与技能 1、知道晶体二极管的特性、符号和种类； 2、学会用万用表判断整流二极管的极性、发光二极管的好坏。 过程与方法 1、自主探究发现整流二极管的特性； 2、学生在熟练运用万用表的基础上，通过自主探究学习，对整流二极管进行极性判断，对发光二极管进行筛选。 3、在掌握有关知识点技能的基础上，通过拓展探究第二种判断极性的方法。情感态度与价值观 通过晶体二极管的检测，感悟团结协作、主动探究的乐趣。 三、教学重点： 通过自主探究，让学生发现整流二极管的单向导电性，确定判断极性的方法。 四、教学难点： 对二极管单向导电性的理解 五、教学用具： 多媒体设备、万用表、整流二极管、发光二极管、电池夹。 六、教学步骤：

文字符号（V） 图形符号 该图中的箭头表示电流的允许 通过的方向。 2、内部结构： 由P型半导体和N型半导体组成，中间是PN结 3、主要分类：教师介绍（1）整流二极管：用于整流电路，将交流电变成直流电；（2）发光二极管：用于指示灯（3）光电二极管：将光信号转变为电信号的一种电子器件。（4）稳压二极管：稳定电压。 4、整流二极管特性与检测：（1）、特性：教师提出具体要求引导学生主动探究 引导：通过观察二次指针情况，能得出什么结论？ （2）、极性判断 教师提出具体要求引导学生主 动探究 引导：根据特性和红黑棒上电流的流向，如何判断极性？ 初步了解 联系生活中的二极管 进行思考 主动探究寻找并总结 特性：单向导电性： （即电流只能从二极 管的正极流向负极） 交流探究设计判断极 性 结论：当电路导通时， 与黑表棒相连接的是 二极管的正极。 学生活动 表达及意义 知道分类及 日常的应用 引导学生自 主探究的能 力，初立探 究意识 提高学生自 主探究的能 力 达成目标 步骤

晶体二极管

1.3 晶体二极管 1.3.1 二极管的结构与伏安特性 一、二极管的结构 晶体二极管也称半导体二极管，它是在PN结上加接触电极、引线和管壳封装而成的。按其结构，通常有点接触型和面结型两类。常用符号如图1.3.1中V、VD（本书采用D）来表示。 点接触型适用于工作电流小、工作频率高的场合，（如图1.3.2）。 面结合型适用于工作电流较大、工作频率较低的场合，（如图1.3.3）。 平面型适用于工作电流大、功率大、工作频率低的场合，（如图1.3.4）。 图1.3.1 半导体二极管的电路符号图1.3.2 点触型二极管的结构 图1.3.3 面结型二极管的结构图1.3.4 平面型二极管的结构 按使用的半导体材料分，有硅二极管和锗二极管；按用途分，有普通二极管、整流二极管、检波二极管、混频二极管、稳压二极管、开关二极管、光敏二极管、变容二极管、光电二极管等。 二、二极管的伏安特性 二极管是由一个PN结构成的，它的主要特性就是单向导电性，通常主要用它的伏安特性来表

示。 二极管的伏安特性是指流过二极管的电流i D与加于二极管两端的电压u D之间的关系曲线。用逐点测量的方法测绘出来或用晶体管图示仪显示出来的U～I曲线，称二极管的伏安特性曲线，如图1.3.5所示。 1. 正向特性 由图可以看出，当所加的正向电压为零时，电流为零；当正向电压较小时，由于外电场远不足以克服PN结内电场对多数载流子扩散运动所造成的阻力，故正向电流很小（几乎为零），二极管呈现出较大的电阻。这段曲线称为死区。 当正向电压升高到一定值Uγ（U th、V j）以后内电场被显著减弱，正向电流才有明显增加。Uγ被称为门限电压或阀电压。Uγ视二极管材料和温度的不同而不同，常温下，硅管一般为0.5V左右，锗管为0.1V左右。在实际应用中，常把正向特性较直部分延长交于横轴的一点，定为门限电压Uγ的值，如图中虚线与uD轴的交点。 当正向电压大于Uγ以后，正向电流随正向电压几乎线性增长。把正向电流随正向电压线性增长时所对应的正向电压，称为二极管的导通电压，用U F来表示。通常，硅管的导通电压约为0.6～0.8V （一般取为0.7V），锗管的导通电压约为0.1～0.3V（一般取为0.2V）。 2. 反向特性 当二极管两端外加反向电压时，PN结内电场进一步增强，使扩散更难进行。这时只有少数载流子在反向电压作用下的漂移运动形成微弱的反向电流I R（I S）。反向电流很小，且几乎不随反向电压的增大而增大（在一定的范围内），如图1.3.5所示。但反向电流是温度的函数，将随温度的变化而变化。常温下，小功率硅管的反向电流在nA数量级，锗管的反向电流在μA数量级。 图1.3.5 二极管的伏安特性 3. 反向击穿特性 当反向电压增大到一定数值U BR时，反向电流剧增，这种现象称为二极管的击穿，U BR（或用 V B表示）称为击穿电压，U BR视不同二极管而定，普通二极管一般在几十伏以上且硅管较锗管为高。

二极管的识别与检测

《二极管的识别与检测》教案

项目教学过程设计 一、导入新课 1、复习用万用表如何检测电阻器和电容器。 前面已经学习了电阻器和电容器的检测，该如何检测了？ 2、引入到二极管的识别与检测。 a、给每个学生发一个普通二极管，让学生观察普通二极管的结构，说出特点。 b、做一个实验(二极管的单向导电性） c、在前面两种元件的检测中，检测之前，我们需要知道这是什么材料、类型、型号如何识读。因此我们首先来学习二极管的类型识别。 师生互动：老师提问，学生进行思考。 学生活动：学生之间相互讨论 教学资源：二极管1N4007、稳压二极管、发光二极管、多媒体、实物展台 教学方法：引入法、提问法、讨论法。 参考时间：7分钟

三、 （一）、提出问题（时间：5分钟） 1、二极管的结构是什么？教材上列举的二极管电路图符号有哪些？ 2、二极管的类型有哪些，特点如何？ 3 、半导体元件的命名方法是什么？每个符号各代表什么含义？ 带着上面三个问题，学生自己阅读77 页至79页，找到上面三个问题的答案。 （二）、教师根据学生的回答，讲述上面三个问题。（时间：10 分钟） 1、认识二极管的结构和电路图符号: 普通二极管稳压二极管变容二极管发光二极管 N P 二极管结构 2、二极管的类型及特点。 （1）、按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge 管）和硅二极管（Si 管）。 （2）、根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管等。按照管芯结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。 3 、半导体元件的命名方法 国产半导体器件型号由五部分组成，场效应器件、半导体特殊器件、复合管、PIN 型管、激光器件的型号命名只有第三、四、五部分。 规格代号2或3) 第一部分：用数字表示半导体器件有效电极数目。2-二极管、3-三极管 第二部分：用汉语拼音字母表示半导体器件的材料和极性。 第三部分：用汉语拼音字母表示半导体器件的类型。第四部分：用数字表示序号 第五部分：用汉语拼音字母表示规格号。 2CW5的含义是什么。 （三）、出示交互式课件，让学生识读二极管型号。（时间：5分钟） 四、任务二：二极管的检测 1、二极管检测方法。 A 、教师和学生一起检测二极管，教师操作一步，学生也操作一步，直至检测完这只二极管。

二极管基础知识

二极管基础知识之一--二极管的工作原理 晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。 当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。 当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。 当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。 二极管基础知识之二--二极管分类（类型） 二极管种类有很多，按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si管）。根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。按照管芯结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面，通以脉冲电流，使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起，形成一个“PN结”。由于是点接触，只允许通过较小的电流（不超过几十毫安），适用于高频小电流电路，如收音机的检波等。 面接触型二极管的“PN结”面积较大，允许通过较大的电流（几安到几十安），主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。 平面型二极管是一种特制的硅二极管，它不仅能通过较大的电流，而且性能稳定可靠，多用于开关、脉冲及高频电路中。 二极管基础知识之三--二极管的主要参数介绍 用来表示二极管的性能好坏和适用范围的技术指标，称为二极管的参数。不同类型的二极管有不同的特性参数。对初学者而言，必须了解以下几个主要参数： 1、额定正向工作电流 是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。因为电流通过管子时会使管芯发热，温度上升，温度超过容许限度（硅管为140左右，锗管为90左右）时，就会使管芯过热而损坏。所以，二极管使用中不要超过二极管额定正向工作电流值。例如，常用的IN4001－4007型锗二极管的额定正向工作电流为 1A。 2、最高反向工作电压 加在二极管两端的反向电压高到一定值时，会将管子击穿，失去单向导电能力。为了保证使用安全，规定了最高反向工作电压值。例如，IN4001二极管反向耐压为50V，IN4007反向耐压为1000V。 3、反向电流 反向电流是指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下，流过二极管的反向电流。反向电流越小，管子的单方向导电性能越好。值得注意的是反向电流与温度有着密切的关系，大约温度每升高10，反向电流增大一倍。例如2AP1型锗二极管，在25时反向电流若为250uA，温度升高到35，反向电流将上升到 500uA，依此类推，在75时，它的反向电流已达8mA，不仅失去了单方向导电特性，还会使管子过热而损坏。又如，2CP10型硅二极管，25时反向电流仅为5uA，温度升高到75时，反向电流也不过160uA。故硅二极管比锗二极管在高温下具有较好的稳定性。 4、正向电压降VF：二极管通过额定正向电流时，在两极间所产生的电压降。

2-任务2 半导体二极管的识别与检测分析

学习情境一常用半导体器件的识别与检测 任务二半导体二极管的识别与检测 一、任务目的 1.了解半导体二极管导电特性； 2.了解半导体二极管的种类； 3．掌握半导体二极管的识别与检测。 二、任务的要求及技术指标 1. 了解本征半导体与杂质半导体的区别； 2．掌握PN结的形成与单向导电性； 3. 了解半导体二极管的结构类型和型号。 4．掌握半导体二极管的识别与检测。 三、半导体导电特性介绍 自然界的物质就其导电性能可分为导体、绝缘体、和半导体。 导体：导电性能良好的物质。如金、银铜等。 绝缘体：几乎不导电的物质。如陶瓷、橡胶、玻璃等。 图1-10 共价键示意图 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质。如硅、锗。 半导体一般分为本征半导体和杂质半导体两种类型。 1．本征半导体 常用的半导体材料有硅（Si）和锗(Ge) 。这种非常纯净的且原子排列整齐的半导体。 图1-10所示分别为硅（锗）的原子结构示意图及硅（锗）原子在晶体中的共价键排

列。 如果共价键中的价电子受热激发获得足够能量，则可摆脱共价键的束缚而成为自由电子。这个电子原来所在的共价键的位置上就留下一个缺少负电荷的空位，这个空位称为空穴。空穴带正电。 2. 杂质半导体 本征半导体实际使用价值不大，但如果在本征半导体中掺入微量的某种杂质元素，就形成N型和P型半导体。 （1）N型半导体 在本征半导体（以硅为例）中掺入少量的5价元素，如磷（P）、砷（As）等。磷原子的最外层有5个价电子，其中4个价电子与相邻硅原子的最外层价电子组成共价键形成稳定结构，多余的电子很容易受激发成为自由电子。这种掺入5价元素的半导体称为N型半导体，如图1-11所示。N型半导体主要靠自由电子导电。 图1-11 N型半导体原理图 （2）P型半导体 在本征半导体（以硅为例）中掺入三价元素如硼（B），硼原子最外层的3个价电子工和相邻的3个硅原子形成共价键后，就留下一下空穴，空穴数量增多，自由电子则相对很少，这种掺入3价元素的半导体称为P型半导体，如图1-12所示。

晶体二极管教学设计

《晶体二极管》教案 授课班级班授课时间年月日教学内容二极管的结构、符号及特性 教学目标1、知识与技能目标： A、辨认实验室的常用二极管， B、会画普通二极管的图形、文字符号，判断二极管的正负极， C、能说出二极管的导电特性并判断简单电路中二极管的导通情况。 2、过程与方法目标： 通过分组实验锻炼学生的电路拼搭能力，锻炼学生的观察，模仿、总结、表达能力。 3、情感、态度与价值观目标： 让学生在大胆假设、小心求证的实验过程中体会到严谨、细致工作的重要性。 课的类型理实一体化的理论课 教学方法教学做一体化教学、情境教学法、分组教学 教学准备1.电子电路拼搭器件准备、学生任务书、二极管分发，课件播放 2.组长课前辅导，主要介绍电子电路拼搭板的技巧指导，课堂任务安排 3.课前5分钟用收音机收听节目。 教学重点学生会画二极管的图形符号、文字符号和学生会用导电特性。教学难点学生应用二极管的导电特性判断简单电路中的二极管是否导通。

教学过程设计 设计流程教学内容设计意图 情境引入（3’）教学形式：视觉、听觉、触觉感受实物展示 能让学生 在视觉、听 觉、触觉上 得到真实 感受，启发 学生思考， 提高学习 兴趣。 1.教师展示收音机实物，收听节目，学生感受电波魅力。 2.教师提问：你知道最简单收音机（矿石机）的制作材料吗？学生 思考。 3.教师简单介绍最简单收音机的材料，学生了解。 4教师指出学习对象——二极管，指出电子技术的发展离不开二极 管，二极管改变世界，学生引发思考“二极管有这么重要吗？”。 “触”二极管结构、符号（8’）教学形式：实物展示、口诀记忆采用实物、 图形等直 观教学手 段能让学 生对二极 管的认识 是具体的， 采用口诀 记忆方式 让学生对 二极管正 负极的判 断是简单 的。 1、看一看:教师实物、图片展示实验室的常见二极管，并分发给每 位学生二极管两个（整流二极管1N4007和检波二极管2AP9）并简单 讲解二极管的结构，学生观察、比较二极管实物、听取教师介绍。 2、画一画：学习二极管的电路符号和文字符号，教师在黑板上、学 生在任务书上绘制二极管符号。 3、记一记：教师提问：怎样判断二极管的正负极，想想有什么好办 法能更好地记一记二极管的正负极。学生自主思考、自由表达。 教师介绍判断常见二极管实物正负极的方法，介绍判断二极管 图形符号正负极的口诀：三角一端极为阳，短杠一端极为阴。学生 默记学习。 “探”二极管的单向导电性（10’）教学形式：提问——教师实验——学生实验——观察——结论 由于学生 对电子电 路拼搭的 不熟悉，教 师展示实 验即可以 给学生参 考、模仿的 机会，提高 教学效率， 又可以跟 学生探索 实验形成 对比，突出1、教师提问：小小的二极管能改变世界凭的是什么?它有什么特 性？让我们一起用实验来试验下！学生动手欲望被点燃。 2、【实验1】——教师展示实验： 电阻调方向后再实验 灯_______(亮或灭)灯_______(亮或灭) 引导学生得出结论：电阻是没有正负极性的元器件，双向均可导电。 VD