ZnO压敏电阻界面导电特性研究
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
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
1.1.3二极管的单向导电特性
1.1.3 二极管的单向导电特性及极性判断 【学习人】 【班级】 【学习日期】 【学习目标】 知识与技能：熟悉二极管的外形；掌握二极管的电路符号和极性判别； 掌握二极管的导电特性。 过程与方法：通过自主学习、合作探究提高学生分析问题解决问题的能力 情感态度与价值观：培养学生的发散思维和团队合作意识。 重点：二极管的导电特性 难点：二极管的极性判别 温故互查：半导体的奇妙特性有哪些？ 设问导读： 一、二极管的结构 1.普通二极管是由一个PN 结加上两条电极引线 做成管芯，从P 区引出的电极作为 极，从 N 区引出的电极作为 极，并且用塑料玻璃 或金属等材料作为管壳封装起来。 2.极性：二极管的体积较小时，在其中的一端用一 个色环来表示 极，无色环一端就是 极；体积较大时，常在壳体上印有标明正极和负极的符号。 二、二极管的图形符号 文字符号用 表示；图形符号用箭头形象地 表示了二极管正向电流流通的方向。箭头的一 边代表正极，用“＋”号表示，另一边代表负极， 用“－”号表示。 三、二极管的单向导电特性（重点） （1）加正向电压二极管 将二极管的正极接电路中的 电位，负极接 电位，称为正向偏置（正偏）。此时二极管内部呈现较 的电阻，有较 的电流通过，二极管的这种状态称为 状态。 （2）加反向电压二极管 将二极管的正极接电路中的 电位，负极接 电位，称为反向偏置（反偏）。此时二极管内部呈现很 的电阻，几乎 电流通过，二极管的这种状态称为 状态。 四、用万用表判断二极管极性（难点） （1）先将万用表电阻挡旋钮置于 或 挡。 （2）用万用表红、黑表笔任意测量二极管两引脚间的电阻值。 （3）交换万用表表笔再测量一次。如果二极管是好的话，两次测量结果必定一大一小。 （4）以阻值较 的一次测量为准，黑表笔所接的二极管一端为 极，红表笔所接的二极管一端为 极。 正极 ＋ 负极 － 管壳 P N PN 结 VD 正极 ＋ 负极 －
非线性电阻的伏安特性曲线实验
线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线 【教学目的】 1、测绘电阻的伏安特性曲线，学会用图线表示实验结果。 2、了解晶体二极管的单向导电特性。 【教学重点】 1、测绘电阻的伏安特性曲线； 2、了解二极管的单向导电特性。 【教学难点】 非线性电阻的导电性质。 【课程讲授】 提问：1.如何测绘伏安特性曲线？ 2.二极管导电有何特点？ 一、实验原理 常用的晶体二极管是非线性电阻，其电阻值不仅与外加电压的大小有关，而且还与方向有关。下面对它的结构和电学性能作一简单介绍。 图1线性电阻的伏安特性图2晶体二极管的p-n结和表示符号晶体二级管又叫半导体二极管。半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间。如果在纯净的半导体中适当地掺入极微量的杂质，则半导体的导电能力就会有上百万倍的增加。加到半导体中的杂质可分成两种类型：一种杂质加到半导体中去后，在半导体中会产生许多带负电的电子，这种半导体叫电子型半导体 (也叫n型半导体)；另一种杂质加到半导体中会产生许多缺少电子的空穴(空位)，这种半导体叫空穴型半导体 (也叫p型半导体)。 晶体二极管是由两种具有不同导电性能的n型半导体和p型半导体结合形成的p-n结构成的。它有正、负两个电极，正极由p型半导体引出，负极由n型半导体引出，如图2(a)所示。p-n结具有单向导电的特性，常用图2(b)所示的符号表示。
关于p-n结的形成和导电性能可作如下解释。 图3 p-n结的形成和单向导电特性 如图3(a)所示，由于p区中空穴的浓度比n区大，空穴便由p区向n区扩散；同样，由于n区的电子浓度比p区大，电子便由p区扩散。随着扩散的进行，p区空穴减少，出现 了一层带负电的粒子区(以?表示)；n区的电子减少，出现了一层带正电的粒子区(以⊕表 示)。结果在p型与n型半导体交界面的两侧附近，形成了带正、负电的薄层，称为p-n结。这个带电薄层内的正、负电荷产生了一个电场，其方向恰好与载流子(电子、空穴)扩散运动的方向相反，使载流子的扩散受到内电场的阻力作用，所以这个带电薄层又称为阻挡层。当扩散作用与内电场作用相等时，p区的空穴和n区的电子不再减少，阻挡层也不再增加，达到动态平衡，这时二极管中没有电流。 如图3(b)所示，当p-n结加上正向电压(p区接正，n区接负)时，外电场与内电场方向相反，因而削弱了内电场，使阻挡层变薄。这样，载流子就能顺利地通过p-n结，形成比较大的电流。所以，p-n结在正向导电时电阻很小。 如图3(c)所示，当p-n结加上反向电压(p区接负，n区接正)时，外加电场与内场方向相同，因而加强了内电场的作用，使阻挡层变厚。这样，只有极少数载流子能够通过p-n 结，形成很小的反向电流。所以p-n结的反向电阻很大。 晶体二极管的正、反向特性曲线如图12-4所示。从图上看出，电流和电压不是线性关系，各点的电阻都不相同。凡具有这种性质的电阻，就称为非线性电阻。 图4晶体二极管的伏安特性图5测电阻伏安特性的电路 二、实验仪器 直流稳压电源，万用表（2台），电阻，白炽灯泡，灯座，短接桥和连接导线，实验用九孔插件方板。
半导体二极管的单向导电性教学设计说明
教学设计 科目：电子技术基础 题目：半导体二极管的单向导电性：守龙 单位：乾县职业教育中心 ： 邮编：713300
半导体二极管的单向导电性教学设计 【教材依据】本节容是龙兴主编，高等教育《电子技术基础》第一章第一节半导体二极管的容，是认识半导体器件，学好模电技术的起点，对激发学生学习兴趣，热爱上这门课以及了解电子技术在生产生活中的作用有举足轻重的作用。 一、设计思路 1.指导思想 中职学生基础知识差，单一理论学习兴趣低，注意力集中时间短，善于感性认识，通过联系现实生活，直观、生动、形象激发学生兴趣。教材容知识体系虽然完善缜密，但理论教学容多，中职学生难以学懂和理解，学习兴趣就不高。半导体二极管的单向导电性是二极管的主要特性，掌握其主要特性便可理解其主要应用，所以将半导体二极管的单向导电性作为一节容讲解很有必要。 2.教学目标 知识目标:熟悉二极管的外形和封装形式；掌握二极管的图形符号和极性判断；掌握二极管的单向导电性。 能力目标：培养学生观察电子元件、简单电路的能力；培养学生搭建简单电路的能力。 情感目标：激发学生学习兴趣，培养团队合作能力。 3.教学重点与难点 重点：二极管的单向导电性。难点:对二极管单向导电性的理解。通过二极管具有单向导电性的实验和微课视频加强重点，通过类比实验突破对二极管单向导电性难点的理解。 二、教学准备 通过展示手机充电器，提出问题：为什么手机充电器插到交流电插座上能给手机充电，充电宝直接可给手机充电，引起学生好奇和思考，然后展示二极管的一些图片和封装形式，在课堂上可展示一些二极管实物，增强学生感性认识，对学生分组，2-3人为一实验小组，并任命一名小组长。老师先演示实验，然后学生分组实验、讨论、探究，教师分析总结，用微课视频形式进行课堂小结。课堂的准备容有：提前制作微课(5分钟），准备手机充电器、充电宝、各种形式二极
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。
压敏电阻
压敏电阻如何能起到高压保护的作用？ 悬赏分：0 - 解决时间：2007-2-1 10:53 例如一个360v的压敏电阻如何知道它的的阀门电压？压敏电阻串一个16K的电阻能否接在L与N之间起到过压保护的功能呢？ 提问者：fier180 - 见习魔法师二级最佳答案 “压敏电阻是中国大陆的名词，意思是"在一定电流电压范围内电阻值随电压而变"，或者是说"电阻值对电压敏感"的阻器。相应的英文名称叫“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”。 压敏电阻器的电阻体材料是半导体，所以它是半导体电阻器的一个品种。现在大量使用的"氧化锌"（ZnO）压敏电阻器，它的主体材料有二价元素（Zn）和六价元素氧（O）所构成。所以从材料的角度来看，氧化锌压敏电阻器是一种“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半导体”。 在中国台湾，压敏电阻器是按其用途来命名的，称为"突波吸收器"。压敏电阻器按其用途有时也称为“电冲击（浪涌）抑制器（吸收器）”。 2、压敏电阻电路的“安全阀”作用 压敏电阻有什么用？压敏电阻的最大特点是当加在它上面的电压低于它的阀值"UN"时，流过它的电流极小，相当于一只关死的阀门，当电压超过UN时，流过它的电流激增，相当于阀门打开。利用这一功能，可以抑制电路中经常出现的异常过电压，保护电路免受过电压的损害。 3、应用类型 不同的使用场合，应用压敏电阻的目的，作用在压敏电阻上的电压/电流应力并不相同， 因而对压敏电阻的要求也不相同，注意区分这种差异，对于正确使用是十分重要的。 根据使用目的的不同，可将压敏电阻区分为两大类：①保护用压敏电阻，②电路功能用压敏电阻。 3.1保护用压敏电阻 （1）区分电源保护用，还是信号线，数据线保护用压敏电阻器，它们要满足不同的技术标准的要求。（2）根据施加在压敏电阻上的连续工作电压的不同，可将跨电源线用压敏电阻器可区分为交流用或直流用两种类型，压敏电阻在这两种电压应力下的老化特性表现不同。 （3）根据压敏电阻承受的异常过电压特性的不同，可将压敏电阻区分为浪涌抑制型，高功率型和高能型这三种类型。 ★浪涌抑制型：是指用于抑制雷电过电压和操作过电压等瞬态过电压的压敏电阻器，这种瞬态过电压的出现是随机的，非周期的，电流电压的峰值可能很大。绝大多数压敏电阻器都属于这一类。 ★高功率型：是指用于吸收周期出现的连续脉冲群的压敏电阻器，例如并接在开关电源变换器上的压敏电阻，这里冲击电压周期出现，且周期可知，能量值一般可以计算出来，电压的峰值并不大，但因出现频率高，其平均功率相当大。 ★高能型：指用于吸收发电机励磁线圈，起重电磁铁线圈等大型电感线圈中的磁能的压敏电压器，对这类应用，主要技术指标是能量吸收能力。 压敏电阻器的保护功能，绝大多数应用场合下，是可以多次反复作用的，但有时也将它做成电流保险丝那样的"一次性"保护器件。例如并接在某些电流互感器负载上的带短路接点压敏电阻。 3.2电路功能用压敏电阻 压敏电阻主要应用于瞬态过电压保护，但是它的类似于半导体稳压管的伏安特性，还使它具有多种电路元件功能，例如可用作： （1）直流高压小电流稳压元件，其稳定电压可高达数千伏以上，这是硅稳压管无法达到的。 （2）电压波动检测元件。 （3）直流电瓶移位元件。 （4）均压元件。 （5）荧光启动元件
电阻伏安特性
实验19 电阻伏安特性及电源外特性的测量 一、实验目的 1. 学习测量线性和非线性电阻元件伏安特性的方法，并绘制其特性曲线； 2. 学习测量电源外特性的方法； 3. 掌握运用伏安法判定电阻元件类型的方法； 4. 学习使用直流电压表、电流表，掌握电压、电流的测量方法。 二、实验仪器 直流恒压源恒流源，数字万用表，各种电阻11只，白炽灯泡1只（12V/3W）及灯座，稳压二极管（2CW56），电位器（470/2W），短接桥和连接导线及九孔插件方板 三、实验原理 1. 电阻元件 （1）伏安特性 (a) 线性电阻的伏安特性曲线(b) 非线性电阻的伏安特性曲线 二端电阻元件的伏安特性是指元件的端电压与通过该元件电流之间的函数关系。通过一定的测量电路，用电压表、电流表可测定电阻元件的伏安特性，由测得的伏安特性可了解该元件的性质。通过测量得到元件伏安特性的方法称为伏安测量法（简称伏安法）。根据
测量所得数据，画出该电阻元件的伏安特性曲线。 （2）线性电阻元件 线性电阻元件的伏安特性满足欧姆定律。可表示为：U=IR ，其中R 为常量，它不随其电压或电流改变而改变，其伏安特性曲线是一条过坐标原点的直线，具有双向性。如图19-1（a ）所示。 （3）非线性电阻元件 非线性电阻元件不遵循欧姆定律，它的阻值R 随着其电压或电流的改变而改变，其伏安特性是一条过坐标原点的曲线，如图19-1（b ）所示。 （4）测量方法 在被测电阻元件上施加不同极性和幅值的电压，测量出流过该元件中的电流；或在被测电阻元件中通入不同方向和幅值的电流，测量该元件两端的电压，便得到被测电阻元件的伏安特性。 2. 直流电压源 （1）直流电压源 理想的直流电压源输出固定幅值的电压，而它的输出电流大小取决于它所连接的外电路。因此它的外特性曲线是平行于电流轴的直线，如图19-2（a ）中实线所示。实际电压源的外特性曲线如图19-2（a ）虚线所示，在线性工作区它可以用一个理想电压源Us 和内电阻Rs 相串联的电路模型来表示，如图19-2（b ）所示。图19-2（a ）中角θ越大，说明实际电压源内阻Rs 值越大。实际电压源的电压U 和电流I 的关系式为： I R U U S S ?-= （19-1） （2）测量方法 将电压源与一可调负载电阻串联，改变负载电阻R 2的阻值，测量出相应的电压源电
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。
压敏电阻的优点和应用范围
压敏电阻的优点和应用范围 一、什么是压敏电阻 “压敏电阻"是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，主要用于在电路承受过压时进行电压钳位，吸收多余的电流以保护敏感器件。英文名称叫“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”, 或者叫做“Varistor"。 压敏电阻器的电阻体材料是半导体，所以它是半导体电阻器的一个品种。现在大量使用的"氧化锌"（ZnO）压敏电阻器，它的主体材料有二价元素锌（Zn）和六价元素氧（O）所构成。 所以从材料的角度来看，氧化锌压敏电阻器是一种“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半导体”。 在中国台湾，压敏电阻器称为"突波吸收器",有时也称为“电冲击（浪涌）抑制器（吸收器）”。 二、压敏电阻的参数 压敏电压 Varistor Voltage：顾名思义，就是触发压敏使得阻抗急剧减小的门限电压。这一般是一个较宽的范围。 最大连续工作电压 Max Allowable Voltage：就是低于压敏电压一定范围、能够确保具有高阻抗表象的工作电压。一般比压敏电压的下限低出一定数值。 最大峰值电压 Max Clamping Voltage：顾名思义，超出此电压范围时即已超出器件的合理工作范围，此时器件将面临损坏的风险，电压降低后可能也无法恢复。 三、压敏电阻应用类型 压敏电阻是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特性，当过电压出现在压敏电阻的两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。
压敏电阻的响应时间为ns级，比气体放电管快，比TVS管稍慢一些，一般情况下用于电子电路的过电压保护其响应速度可以满足要求。 压敏电阻的结电容一般在几百到几千Pf的数量级范围，很多情况下不宜直接应用在高频信号线路的保护中，应用在交流电路的保护中时，因为其结电容较大会增加漏电流，在设计防护电路时需要充分考虑。 压敏电阻的通流容量较大，但比气体放电管小。压敏电阻器简称VDR，是一种对电压敏感的非线性过电压保护半导体元件。 应用类型：不同的使用场合，应用压敏电阻的目的，作用在压敏电阻上的电压/电流应并不相同；因而对压敏电阻的要求也不相同，注意区分这种差异，对于正确使用是十分重要的；根据使用目的的不同，可将压敏电阻区分为两大类：①保护用压敏电阻，②电路功能用压敏电阻。 五、压敏电阻的优点 压敏电阻的最大特点是当加在它上面的电压低于它的阀值"UN"时，流过它的电流极小，相当于一只关死的阀门，当电压超过UN时，流过它的电流激增，相当于阀门打开。利用这一功能，可以抑制电路中经常出现的异常过电压，保护电路免受过电压的损害。压敏电阻的选用，一般选择标称压敏电压V1mA 和通流容量两个参数。 主要有以下优点： 1、压敏电阻的各种直径尺寸：SMD、5mm、7mm、10mm、14mm、20mm、25mm、32mm、34mm、40mm、53mm 2、压敏电阻广泛的可变电阻电压范围：18V-1800V 3、多种浪涌承受能力：标准、高浪涌、超高浪涌 4、大电流处理和能量吸收能力 5、单体通流量可达到70KA甚至更高 6、快反应时间 7、低泄露电流 8、多种引线形式：直、弯和其他特殊引线类型 9、多种包装形式：散装、卷装包装、卷包装
二极管的基本特性与应用(精)
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。 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 在电子电路中，二极管的正极接在低电位端，负极接在高电位端，此时二极管中几乎没有电流流过，此时二极管处于截止状态，这种连接方式，称为反向偏置。二极管处于反向偏置时，仍然会有微弱的反向电流流过二极管，称为漏电流。当 二极管两端的反向电压增大到某一数值，反向电流会急剧增大，二极管将失去单方向导电特性，这种状态称为二极管的击穿。 二极管的主要参数 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
压敏电阻的特性与参数以及如何选用
压敏电阻的特性与参数以及如何选用 压敏电阻的特性与参数以及如何选用 如果电机是AC24V的，在电机方向线对地接一个470K压敏电阻；如果电机是AC220V，则加471K压敏电阻。意义重要是消除电机换相产生的尖峰高压。 压敏电阻的测量：压敏电阻一般并联在电路中使用，当电阻两端的电压发生急剧变化时，电阻短路将电流保险丝熔断，起到保护作用。压敏电阻在电路中，常用于电源过压保护和稳压。测量时将万用表置10k档，表笔接于电阻两端，万用表上应显示出压敏电阻上标示的阻值，如果超出这个数值很大，则说明压敏电阻已损 压敏电阻标称参数 压敏电阻用字母“MY”表示，如加J为家用，后面的字母W、G、P、L、H、Z、B、C、N、K分别用于稳压、过压保护、高频电路、防雷、灭弧、消噪、补偿、消磁、高能或高可靠等方面。压敏电阻虽然能吸收很大的浪涌电能量，但不能承受毫安级以上的持续电流，在用作过压保护时必须考虑到这一点。压敏电阻的选用，一般选择标称压敏电压V1mA 和通流容量两个参数。 1、所谓压敏电压，即击穿电压或阈值电压。指在规定
电流下的电压值，大多数情况下用1mA直流电流通入压敏电阻器时测得的电压值，其产品的压敏电压范围可以从10 －9000V不等。可根据具体需要正确选用。一般 V1mA=1.5Vp=2.2V AC，式中，Vp为电路额定电压的峰值。V AC为额定交流电压的有效值。ZnO压敏电阻的电压值选择是至关重要的，它关系到保护效果与使用寿命。如一台用电器的额定电源电压为220V，则压敏电阻电压值 V1mA=1.5Vp=1.5×1.414×220V=476V，V1mA=2.2V AC=2.2×220V=484V，因此压敏电阻的击穿电压可选在470－480V 之间。 2、所谓通流容量，即最大脉冲电流的峰值是环境温度为25℃情况下，对于规定的冲击电流波形和规定的冲击电流次数而言，压敏电压的变化不超过±10％时的最大脉冲电流值。为了延长器件的使用寿命，ZnO压敏电阻所吸收的浪涌电流幅值应小于手册中给出的产品最大通流量。然而从保护效果出发，要求所选用的通流量大一些好。在许多情况下，实际发生的通流量是很难精确计算的，则选用2－20KA的产品。如手头产品的通流量不能满足使用要求时，可将几只单个的压敏电阻并联使用，并联后的压敏电不变，其通流量为各单只压敏电阻数值之和。要求并联的压敏电阻伏安特性尽量相同，否则易引起分流不均匀而损坏压敏电阻。 压敏电阻器的应用原理
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
热保护设计应用在压敏电阻上的安规要求
热保护设计应用在压敏电阻上的安 规要求 突波保护器 (Surge Protective Devices, SPDs) 零组件 – 压敏电阻(Metal-Oxide Varistors, MOVs) ，由于具有易于使用的特 性，因此常被应用在工业控制设备、电源供 应类、家电等各式产品中，以做为基本的突波保护组件。压敏电阻的主要组成为氧化锌 (ZnO)，是一种半导体材料，所拥有的独特电 气特性可在正常工作电压时呈现高阻抗状态， 在异常高电压时则会降低阻抗让电流通过。 当压敏电阻被安装在电气回路的前端时，可 让回路后端的电器产品在异常高电压下达到 被保护的作用。 常见的异常高电压为发生闪电时所造成。闪电直接或间接集中于建筑物上都会让异常高电压出现在电气回路中，虽然能量很大但时间十分短暂，而压敏电阻正可承受这种瞬间的高压冲击，然若是异常高电压属长时间维持，则压敏电阻会因无法承受而起火燃烧，另压敏电阻也会因使用一段期间的多次突波冲击而呈现功能退化，造成理应保持高阻抗的状态却在正常情况下产生导通而可能过热起火。制造商鉴于此，为了防止前述的异常状况造成安全疑虑，因此在电路设计上，一般皆会让压敏电阻串联一颗温度保险丝，以为异常现象时可断开电气回路，来达到保护使用者的作用。 整合温度保险丝功能的压敏电阻 (TMOV) 由于温度保险丝的特性不一，在不同的电路 设计上可能无法达到一致性的保护，因此常 令许多研发人员感到棘手。另基于提高安全 和精简成本的双重考虑，亦有愈来愈多的突波保护器制造商开始在压敏电阻上加上热保 护的设计，以便如温度保险丝 (Thermal-link)， 让异常高温下的压敏电阻可断开电气回路并 达到自我保护，及防止高温自燃所带来的伤害。此举因此有了整合温度保险丝功能的压敏电阻 (TMOV)，并让压敏电阻产品在既有的突波保护功能下，进一步具备过温断路保护功能，从而大幅提高电器产品的整体安全性。 UL 1449 针对 TMOV 的安规要求
第二节 晶体二极管
第二节 晶体二极管 一、二极管的结构和分类 1．二极管的结构 PN 结加上引出线和管壳就构成了晶体二极管（简称二极管），由P 型半导体引出的是正极(又称阳极)，由N 型半导体引出的是负极（又称阴极）。使用二极管时，要注意极性不能接错，为此，常常在管壳上标明色点，表示该端为正极，或标以二极管的符号，二极管的符号如图1-2-1所示，其箭头表示正向导通电流的方向。 2．分类 按二极管的结构不同，二极管可分点接触型和面接触型两种,点接触型二极管的PN 结面积和极间电容均很小，不能承受高的反向电压和大电流，因而适用于制做高频检波和脉冲数字电路里的开关元件，以及作为小电流的整流管。面接触型二极管或称面结型二极管的PN 结面积大，可承受较大的电流，其极间电容大，因而适用于整流，而不宜用于高频电路中。 k 阴极 阳极a 二、二极管的伏安特性 二极管的导电性能可用伏安特性曲线表示．它是指通过二极管的电流与加于管子两端电压之间的关系，硅二极管和锗二极管的伏安特性曲线如图1-2-2所示．它可用晶体管特性图示仪或实验测试出来，下面以硅二极管为例分述如下。 1．正向特性 曲线从坐标原点开始，当外加正向电压很小时，外电场不足以克服内 电场的阻挡作用，多子扩散运动受阻，二极管呈高阻，正向电流几乎为零，这段区域通常称为死区．锗管的死区电压纶0.1V ，硅管的死区电压约0.5V 。 当外加电压为正且超过死区电压后，内电场被大大削弱，二极管导通，电阻大大减小，正向电流随电压增高而迅速增大，在正常使用电流范围内，二极管两端电压几乎维持恒定。在室温下，小功率锗管约为0.2--0.3V ，硅管约为0.6-0.8V 。 2．反向特性 二极管外加反向电压时，内电场被加强，少子漂移运动形成了反问饱和电流Is 。由于少子数量有限，反向饱和电流很小，而且与反向电压大小基本无关，在室温下，硅管的反向饱和电流在1微安以下，而锗管的反向饱和电流约几~几十微安，反向饱和电流越大，二极管的反向特性越差，反向饱和电流会随温度升高而迅速增加。
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：
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
伏安特性曲线
（一）线性电阻的伏安特性曲线 由图可知，伏安特性曲线的斜率为0.9944，故实验测得线性电阻阻值为1/994.4=1005.6Ω。 实际电阻的标称值为1000Ω，相对误差为E=(|1000-1005.6|/1000)*100%=0.56%。 误差原因：实验中采用电流表内接法，电压表的读数包括了电流表的压降，因此计算所得电阻为电流表内阻和线性电阻之和，偏大。 （二）半导体二极管伏安特性曲线 1、正向特性 U/V 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 I/mA 1.992 3.976 5.956 7.953 9.947 U/V 0.20 0.40 0.60 0.62 0.64 0.66 0.68 0.70 I/mA 0.004 0.004 0.013 0.023 0.042 0.084 0.173 0.359
2、反向特性 U/V 2.00 4.00 6.00 6.20 6.40 6.60 6.80 I/mA 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 8.034 （三）理想电压源伏安特性曲线 I/mA 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 U/V 10.032 10.032 10.031 10.030 10.030
（四）实际电压源伏安特性曲线 I/mA 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 U/V 9.406 8.853 8.545 7.842 7.421 由公式U=Us-IRs，伏安特性曲线的斜率为电源内阻，可求得实际电源内阻49.8Ω. 实验中，实际内阻为51.2Ω，相对误差为E=|51.2-51|/51*100%=0.39%。 误差原因：实验中采用电流表外接法，电流表的读数包括了电压表中的电流，因此，根据公式U=Us-IRs计算所得电阻值偏小。
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。