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二極管的基本工作原理范文1
關鍵詞： 半導體；結電容；勢壘區；電導調制效應；
【分類號】TM1-4
基金項目：電動車用輪轂無刷電機驅動系統關鍵基礎問題研究，項目編號：ZDK2201401.
1、電力二極管的物理結構和工作原理
（a） 物理結構 （b）正偏等效電路 （c）反偏等效電路 （d） 伏安特性曲線
圖1 電力二極管的物理結構
電力二極管的基本結構仍然是基于 結，但是如圖1所示與信息電子電路中的二極管的根本區別是多了一層 半導體，可以通過改變其參雜濃度，來改變二極管的耐壓和反向恢復時間，從而形成具有不同性能的電力二極管。結合其物理結構來分析其工作原理是正確理解電力二極管導通和關斷的關鍵，很多文獻對其導通過程有敘述，這里不再贅述。
2、電力二極管的電容效應
如圖1所示，空間電荷區內缺少導電的載流子，其電導率很低，相當于介質，而空間電荷區兩側的P區、N區的電導率高，相當于金屬導體，且PN結的電荷量隨外加電壓而變化，呈現電容效應，從這一結構來看，PN結等效于一個電容器，該電容稱為結電容。結電容按其產生機制和作用的差別分為勢壘電容 和擴散電容 。
2.1 勢壘電容
當PN結正偏時，空間電荷區電荷量減少，相當于電容“放電”，當PN結反偏時，空間電荷區電荷量增多，相當于電容“充電”。這種現象可以用一個電容來模擬，該電容稱為勢壘電容。勢壘電容的是非線性電容，其電容量并非常數，而是與外加電壓有關。當外加反向電壓增大時，勢壘電容減??；反向電壓減小時，勢壘電容增大。
從上述分析可知，反向偏置時勢壘電容起主要作用，比如變容二極管，就是利用PN結電容隨外加電壓變化的特性制成的。
2.2 擴散電容
PN結正向偏置時，N區的電子向P區擴散，在P區積累了電子，即存貯了一定數量的負電荷；同樣，在N區也積累了空穴，即存貯了一定數即正電荷。當正向電壓加大時，擴散增強，這時由N區擴散到P區的電子數和由P區擴散到N區的空穴數將增多，致使在兩個區域內形成了電荷堆積，相當于電容器的充電。相反，當正向電壓減小時，擴散減弱，即由N區擴散到P區的電子數和由P區擴散到N^的空穴數減少，造成兩個區域內電荷的減少，、這相當于電容器放電，該現象可以用一個電容來模擬，稱為擴散電容。
從上述分析可知，正向偏置時擴散電容起主要作用。二極管呈現出兩種電容，它的總電容 相當于兩者的并聯，即 。
2.3 結電容對頻率的影響
二極管是一個單向導通器件，通電后結電容會充電，充滿后會反向放電，該電容的特性就是通高頻組低頻，若結電容過大，相當于在其兩端并聯一個較大的電容，由于電容的旁路作用，將降低二極管的高頻響應和影響其單向導電性。如果結電容小，有利于單向導通，其工作頻率會提高。
2.4 二極管的等效電路
二極管是一個非線性器件，為了使電路分析簡化，用線性電路來模擬二極管，使線性電路的電壓、電路關系和二極管外特性近似一致，這個線性電路就稱為二極管的等效電路。在直流電源激勵時，如果考慮到二極管的電阻和門檻電壓的影響，實際二極管可以用圖1（b）、圖1（c）來進行等效，可以根據正偏時的等效電路進一步得到二極管在高頻和低頻時的等效電路，有利于分析含有二極管的功率電子電路的情況。
3、幾個重要概念的理解
1） 與 、 與
表示在 半導體中進行參雜，從而改變 結的耐壓和反向恢復時間， 表示高參雜濃度， 表示低參雜濃度。
表示在 半導體中進行參雜，從而改變 結的耐壓和反向恢復時間， 表示高參雜濃度， 表示低參雜濃度。
參雜濃度越低，有利于提高二極管的耐壓和反向恢復時間，參雜濃度越高，但是造成其通態壓降升高，參雜濃度越高，其導通電阻低，但是二極管的耐壓低和反向恢復時間長。
2） 勢壘區
在 型半導體和 型半導體結合面附近，由于載流子濃度的差異，載流子濃度高的一側向載流子濃度低的一側進行擴散，同時存在少子的漂移運動，這樣在結合面附近，每個原子的價和電子平衡，不能任意移動，形成不導電的 結，這個區域稱之為勢壘區。
由于勢壘區不導電，因此當二極管施加正向電壓時，要使得二極管導通，必須克服勢壘區的影響，即外加電壓大于某一數值時才開始導通，這個電壓稱之為門檻電壓。
3） 電導調制效應
電導調制效應：在二極管完全導通之前， 區電阻率大，當正向偏置電壓升高時，隨著正向電流的增大， 區的電子濃度逐漸升高，此時 區電阻率開始下降，其導通電阻開始減小，使得電流增大時二極管的導通壓降基本維持不變，由圖1（d）可知，正向偏置時，當二極管的正向電流急劇增大時，二極管的導通壓降基本維持不變。
雙極性器件發生電導調制效應，電導調制效應使得整個導電過程其等效電阻隨著其導通電流的增大而減小，一般來說具有電導調制效應的器件其導通壓降較小。
4、電力二極管的特性
1） 靜態特性
主要指其伏安特性，即二極管陽極和陰極兩端電壓與其中流過電流之間的關系曲線。
2） 動態特性
二極管的電壓-電流特性隨時間變化的，主要考慮在開通和關斷過程中，二極管兩端的電壓和其中流過的電流隨時間的變化規律。這部分內容詳見邢巖編著的《電力電子技術基礎》內容。
5、電力二極管的參數
二極管的參數是我們在實際系統設計中選型的重要依據，電力二極管我們主要需要計算如下參數：反向重復峰值電壓 、正向壓降 、正向平均電流 、浪涌電流 、反向恢復時間 以及最高工作結溫 。參數的詳細定義以及計算詳見邢巖等編著的《電力電子技術基礎》內容。
參考文獻
[1] 王兆安，黃俊.電力電子技術[M].北京：機械工業出版社，2001.
二極管的基本工作原理范文2
關鍵詞：項目教學 單片機 外部中斷 紅外感應
一、采用萬能板設計項目進行一體化教學
學習單片機技術的主要目的是掌握單片機硬件電路的設計和單片機程序的設計方法。如果采用萬能板設計項目，學生可以根據原理圖直接在萬能板上焊接產品，既掌握了識別單片機電路圖的能力，又提高了單片機電路制作的技術，直接提高了單片機硬件電路的設計技能。
當單片機硬件電路制作完成后，就可以編寫程序，借助于單片機ISP下載線可以直接在電路板上調試程序，這種教學模式完美地解決了教學成本高、實訓時間短的問題。
二、項目設計激發學習興趣
該教學項目基于單片機控制的紅外二極管感應報警計數器，由紅外二極管感應電路、單片機控制的二位數碼管顯示電路和報警電路構成。當用手移到紅外二極管上方，紅外二極管感應電路就會產生一個信號給單片機，單片機控制數碼管顯示加1，同時發出報警聲。
該項目的設計思路來源于企業的貨物自動計數設備，當有貨物從紅外二極管前移動時，計數器自動加1，并發出提示聲音。如果應用到企業的自動計數設備，數碼管應該擴展到八位，并增加抗干擾電路。
該教學項目從易到難，逐步提高，能激發學生學習興趣，每當完成一個項目就為學生增添一份成就感、自信心。
三、教學項目設計
教學項目設計必須以人的認知規律為原則，實現教學目標、破解教學難點、突出教學重點、循序漸進，在不知不覺中掌握單片機知識和技能。
1.項目教學總體設計
教師講授了單片機最小系統、P0、P2口的使用、外部中斷0的使用后，就可以設計基于單片機控制的紅外二極管感應報警計數器電路，設計框圖如下圖所示。
圖
2.硬件電路教學設計
在教學設計過程中，我們采用模塊化設計，根據框圖，一邊設計，一邊講解設計思路，讓學生充分理解每一部分的電路工作原理及設計過程。
紅外感應電路可以以紅外發射管、紅外接收管、電位器、運算放大器LM358為核心構成，作為單片機中斷信號的觸發電路。
數碼顯示電路可以采用P0口控制數碼管的段碼，P2口控制數碼管的位碼，采用動態掃描的工作原理實現該功能。
報警電路采用P2口的某一位輸出控制蜂鳴器的工作狀態。
3.應用程序教學設計
在充分理解單片機硬件電路原理圖的背景下，講解單片機外部中斷的概念、中斷標志、中斷控制寄存器、中斷程序設計思想等關鍵內容，然后帶領學生現場編寫程序，從控制一位數碼管靜態顯示、二位數碼管動態顯示到基于單片機控制的紅外二極管感應報警計數器的程序設計，從易到難，逐步提高，最終掌握中斷程序的編寫方法及技巧。
四、產品安裝與調試教學設計
1.根據硬件電路圖，焊接電路
用萬能板焊接單片機產品難度比較大，需要比較好的電子制作功底。在焊接的時候，學生一定要認真理解電路原理圖的結構，合理布置，設計好線路走向，教師可以提供成熟的產品范例給學生觀摩學習。
2.產品調試
當硬件電路焊接完成后，教師一定要要求學生對照電路圖，用觀察法、電阻法、電壓法等檢測硬件電路的正確性，并填寫硬件電路檢測報告，這是深入理解電路的有效方法，也是培養鍛煉一個單片機工程師的有效途徑。
在確保硬件電路沒有問題的情況下，我們可以用ISP下載線把單片機程序下載到單片機中。在正常情況下，接上電源（或者插上了USB接口的ISP下載線）后，就可以實現紅外感應計數報警的功能。如果沒有達到預期效果，我們可以從以下幾個方面再次檢查硬件電路。
（1）電壓法：用萬用表直流擋檢測單片機的電源電路、復位電路、程序存儲器選擇電路等基本電路是否正確。
（2）電壓法：用萬用表直流擋檢測紅外感應電路的信號輸出端的電壓是否會因手的影響而發生變化。如果沒有變化，就要著重檢查紅外感應電路的每個元件的安裝正確性。
（3）電壓測試法：用5V直流電壓，測試數碼顯示電路和報警電路是否正常。
（4）芯片調試法：請教師用一個寫入了正確程序的單片機芯片調試，如果不能正常工作，說明程序有錯誤，需要修改程序。
二極管的基本工作原理范文3
關鍵詞：高頻電子線路；新型教學方法；教學效果
高頻電路是電子信息工程、通信工程、電子信息科學與技術及相關專業的一門重要的專業基礎課，也是從事通信、電子等相關領域研究開發人員必須掌握的基本知識。通過本課程的學習，學生不僅可掌握高頻電路的基本理論、基本概念和基本分析法，為后續課程學習打下良好的基礎，而且可運用課程知識去分析、解決實際的工程技術問題。本課程專業性、綜合性強，對學生基礎知識結構要求高。在教學過程中，學生普遍反應該課程抽象、難懂，難以掌握。如何在有限的教學時間內，讓學生了解并掌握高頻電路的知識，培養學生的分析能力、設計能力，使學有所用，筆者結合幾年來的教學實踐，采用新型教學方法來提高教學效果，以體現師生平等、和諧、參與、創新的教學思想。
1新型教學方法
1.1發現教學，激發學生興趣
發現教學是指教師在學生學習概念和原理時，不是將學習的內容直接提供給學生，而是向學生提供一些實例和問題，讓學生積極思考，獨立研究，自行發現并掌握相應的原理和結論的一種方法。
講授高頻電子線路第一次課時，我帶了一臺收音機，并放出優美的音樂來吸引學生的注意力。一分鐘后我問學生，大家不覺得很神奇嗎，這臺小機器為什么能收到電臺并發出聲音。課堂立刻熱鬧起來，一分鐘后我又提出，請大家結合第一章緒論內容找出其中的秘密。我發現通過向學生提供一個實例，充分激發了學生的興趣，學生在不斷的好奇中，掌握了通信的概念、通信系統的組成，以及各單元在通信系統中的作用。這也使學生對高頻電子線路課程的感性認識由陌生變得親切，由漠視變得重視，并且培養了學生自我激勵的內在動機，有利于學生記憶的保持。
1.2討論教學，提高學習的獨立性
討論教學是在教師的指導下，學生以全班或小組為單位，圍繞教材中的問題，各抒己見，通過討論活動，獲得知識或鞏固知識的一種教學方法。
講授LC并聯諧振回路時，為了加深學生對這個知識點的掌握和理解，我提出一些問題讓學生討論：（1）這個簡單的電路為什么可以選頻；（2）這個電路如何能實現收聽某一家電臺，又如何實現每一家電臺都能收聽到的。在學生的討論思考過程中，學生逐步知道了因為諧振回路的幅頻特性，即電路工作在固有諧振頻率時輸出信號幅值最大，而在遠離固有諧振頻率工作時輸出信號幅值較小的特點，因而能選頻。又知道了當電路的固有諧振頻率等于我們所要收聽的電臺頻率，所要收聽的電臺就會被選擇出。從固有諧振頻率的計算公式中知道調節電容C可改變電路的固有諧振頻率，每一次旋收音機的調諧旋鈕就是改變電容C的值，從而可以接收我們需要的每一家電臺。在學生的討論過程中，我鼓勵學生大膽提出自己的看法，形成了師生間的互動關系。通過這次討論式教學，由于全體學生都參加活動，既培養了合作精神，又提高了學生學習的獨立性。
1.3問題探究教學，啟發學生思維
探究教學是指教師把教材的知識點以問題的形式呈現在學生的面前，在教師的引導下，學生參與到問題中，通過收集資料，尋找答案，掌握知識點的一種方法。
講授高頻功率放大器工作原理時，不是平白直述其工作原理，而采用“倒序”的方法，要求學生從其性能指標——大功率、高效率角度出發，探究高頻功率放大器的設計思想。在學生探究過程中需要循循善誘，譬如引導學生思考如何高效率，甲、乙、丙三類工作狀態采用哪一類呢；又如對于丙類狀態輸出信號失真該采取什么措施等等。通過從設計的角度讓學生探究高功放的工作原理，避免了學習高功放的枯燥，并使學生初步掌握了如何去設計電路，培養他們創新能力和實踐能力。
1.4類比歸納教學
類比歸納是就兩種或兩種以上在某些關系上表現為相似的對象進行對比和歸納的一種教學方法。
講授二極管環形混頻電路和二極管環形調幅器的電路以后，學生感到講課時似乎理解了，但把兩者放在一塊對比，就容易從原理上混淆。為此作了如下總結：相似點，兩者電路形式上一致，都表現了頻譜搬移的作用。不同點，（1）工作信號不同：二極管環形調幅電路中有兩種信號，即低頻的調制信號和方波開關信號。方波對調制信號起開關的作用。二極管環形混頻電路也有兩種信號，即高頻調幅波和高頻余弦波，余弦波對二極管起開關作用，同時又作為電路中電壓信號。（2）輸出信號頻譜不同：二極管環形調幅器是把調制信號的頻譜搬移到方波基頻的左右兩邊形成輸出信號。二極管環形混頻電路是把調幅波的頻率與高頻余弦波的頻率相加減得到輸出信號。類似的內容還有小信號選頻放大器與高頻功率放大器的異同，調頻波與調相波的異同等等。通過類比歸納教學， 使知識有序化、系統化，有利于學生區分它們的相同點和不同點，思路變得清晰條理，從而使學生掌握知識內在的規律。
1.5直觀演示，增強直觀認知
直觀演示是教師在課堂上進行示范性實驗，讓學生通過觀察獲得感性認識的教學方法。
振蕩器工作原理是一個比較抽象的問題，可以從學生的感性認識開始，先把話筒放于揚聲器的附近或其相對的位置，喇叭會發出很強的嘯叫聲，這實際是一種正反饋過程，即電聲振蕩現象。接著采用Multisim軟件進行仿真，在圖形化的編輯環境下來演示，能使抽象復雜的問題變得直觀簡單化，得到事半功倍的效果。通過這種仿真演示，挖掘出了課本文字達不到的動態效果，使難以理解的抽象理論形象化、生動化。
2結束語
總之，在高頻電子線路課程的教學過程中，只有不斷進行教學方法的改進才能取得好的教學效果，激發學生的學習興趣，促進學生的全面發展。以上是筆者在實際教學過程中采用新型教學方法的一些具體做法。實踐證明，采用上述教學方法，教學效果有了顯著提高。
參考文獻：
[1] 張蕭文.高頻電子線路[M].北京：高等教育出版社，2004（第4版）.
二極管的基本工作原理范文4
關鍵詞：PN結半導體；伏安特性；理論分析
所謂非線性電阻元器件是指流過元件的電流不隨元件兩端電壓的增加而線性增加的元器件， 兩端的電壓與流過的電流的比值不是一個常量的電阻元器件。如生活中的白熾燈、光敏電阻、熱敏電阻、半導體二極管等。在大學物理實驗中“非線性電阻伏安特性曲線測量”的內容主要闡述了非線性元件的電流電壓的關系。而在高中和大學的物理實驗[1]中我們只對線性元器件的伏安特性的測量較為了解，對非線性元件測量出的伏安特性曲線的結果卻難以理解，從中學到大學的物理實驗教材中，對于非線性元器件的伏安特性的解釋也較少。為了幫助學生更好地理解非線性電阻的伏安特性，我們從PN結半導體的導電原理，測量出PN結半導體的伏安特性曲線并分析實驗結果，以此幫助讀者理解非線性元件的伏安特性曲線的測量結果。
1 PN結導電原理
2 PN結的伏安特性曲線
通過對PN結（硅材料半導體）加正向電壓或反向電壓測得其電流隨電壓的變化值，最后畫出如下圖1的伏安特性曲線圖。
圖中B區電流隨電壓的變化保持為零 稱為正向施加電壓時表現出來的二極管的死區，A區為正向導通電壓區；C區為反向截止區，在這一區域內隨著所加反向電壓的減少，電流為一個穩定值，這個電流值為二極管的反向飽和電流，其中可以看到反向電流非常的小，這是因為在這一區域內，反向飽和電流是由于少數載流子漂移而產生的，然而載流子的密度極小故導致反向飽和電流值非常小；D區為反向擊穿區，在反向電壓增加到足夠大時就會將二極管擊穿，此時反向電流就會隨反向電壓的增加而迅速增加。
根據理論分析結果可知，在二極管兩端加正向電壓時， ，由（9）式可知PN結電流密度變化隨電壓的變化呈指數變化趨勢，這與如圖1中的BA區電流變化趨勢一致。同理因為 ，所以在加反向電壓時電流密度隨方向電壓的增加而衰減并稱指數變化，這與圖一中CD區曲線的變化完全一直。因此通過計算二極管中加正反向電壓時的電流密度表達式，就可以對“二極管伏安特性曲線”進行解釋。
3 總結
通過上面的推導和實驗圖像我們可以知道，二極管的伏安特性曲線變化與二極管兩端施加正反電壓時PN結內電流密度的變化有關，即當加正向電壓時電流密度 ，當加反向電壓時電流密度 ，并且無論是施加正向電壓還是反向電壓，電流密度的變化都可相應近似地視為指數變化，這與實驗得出的二極管的伏安特性曲線完全一致。因此可以利用電流密度與電壓的關系來解釋“二極管的伏安特性曲線”。
[參考文獻]
[1]徐建剛，鄒志純.大學物理實驗[M].西安：陜西人民出版社，2003.
[2]童詩白，華成英.模擬電子技術基礎第四版[M].高等教育出版社，2005.
二極管的基本工作原理范文5
根據教學的組織原則及課程的特點，各課程組織的形式會有所不同，要求完成的任務目標也有所不同，下面選取三門課程分析在教學中如何依據“教、學、做”一體化來重構課程內容：
（一）《模擬電子電路分析與調試》課程通過設計實踐項目，將理論知識嵌入到項目中重構課程教學內容模擬電子技術是電子專業的一門重要的專業基礎課程，由于專業性很強，很多學生在學習時，就被這門課程難住了，從而覺得電子專業很難，放棄對電子專業的學習。多年來，我一直在思考如何上好這門課程，如何讓學生從這門課程起步，激起學生學習專業的興趣，踏入電子技術的神奇領域。我們在上學期模擬電子技術一體化教學中使用項目教學法開展教學，其實踐過程是：首先，我們確立了采用哪些項目來把這門課程的知識點貫穿起來，通過這些項目的實踐來帶動相關理論知識的學習，并用理論知識指導項目的分析，實現項目的功能。我們最后選擇以下項目來重構模擬電子電路分析與調試這門課程內容。項目一：集成穩壓直流電源的制作。這個項目中包含的知識點有二極管的識別與檢測、二極管構成的整流電路分析與調試、電容濾波電路分析與調試、穩壓電路分析與調試等知識點。項目二：單管音頻放大電路制作。這個項目中包含的知識點有三極管的識別與檢測、單管放大電路的組成、工作原理分析與調試等知識點。項目三：多級負反饋放大電路的制作。這個項目包含的知識有多級放大電路組成、工作原理分析、反饋的判斷、引入負反饋后對電路影響等知識點。項目四：集成音頻放大電路的制作。這個項目中包含的知識點主要是認識集成運算放大電路，已經分析集成運放構成的典型電路等知識點的學習。項目五：低頻功率放大電路的制作。這個項目中包含的知識點主要是功率放大電路的組成特點、工作原理分析和調試電路等知識點。項目六：正弦波振蕩電路的制作。這個項目中包含的知識點主要是電路起振的條件，會分析判斷電路能否滿足電路振蕩的平衡條件，熟悉典型振蕩電路的組成結構特點等知識點。項目七：調光臺燈的制作。這個項目中包含的知識點主要有晶閘管的識別與正確使用，單向可控整流電路的組成、工作原理已經電路調試等知識點。然后，我們確定了這些項目實施的教學方法：實踐—理論—實踐的方法。第一環節———實踐：在簡單講解這個項目工作過程的基礎上，發給學生元件讓學生根據提供的項目原理圖焊接電路，要完成這步實踐，學生要能對元件進行識別與檢測，通過這一步的實踐讓學生掌握元件的識別與檢測，并學會看懂原理圖元件之間的連接，能根據原理圖正確焊接電路，同時為第二個環節的實施打下基礎，學生通過焊接電路必然對將要講解的項目電路非常熟悉。在這個環節同時讓學生測試關鍵點的數據或波形，不管測試成功與否，學生這時候都有很強的要了解這個電路是如何工作的學習需求和興趣，這時候要求學生全部停下這一步實踐，進入到第二個環節———理論。第二環節———理論：圍繞著這個項目涉及到的知識點，教師開始講解相關的理論知識，然后應用這些理論知識分析學生剛才焊接的項目電路，理論分析并計算關鍵點的電壓，理論分析關鍵點的波形，并教會學生判斷故障，檢測電路，如果某一點的沒有測到理論分析應該得到的電壓或波形，如何來檢測電路，排除故障，直到得到正確的結果。接下來，就進入到下一環節———再實踐環節。第三環節———再實踐：通過第二環節的學習，學生基本明白了這個電路是怎樣工作的，接下來，學生進入到再實踐環節，在這個環節要求學生對焊接的電路進行測試，記錄相應的數據波形，并判斷測試結果的正確與否，在這個環節，學生要學會并完成電路檢測、故障的排除，學會正確使用儀器儀表，這個過程的完成在第二環節理論指導的基礎上進行，通過這一環節實踐對理論知識在實踐中的應用進一步的掌握，并加深對理論知識的理解。
（二）《電子元器件識別與檢測》成功剝離成一門專業實踐課程電子元器件是電子技術中的基本元素。任何一種電子裝置，都由各種電子元器件合理、和諧、巧妙地組合而成。傳統的電子專業教學計劃內一般不會含有單獨的電子元器件識別與檢測課程，通常只是在講授《電路基礎》、《模擬電子技術》和《數字電子技術》等課程時，介紹部分課本講授需要接觸到的元器件，這就導致了對整個電子元器件的介紹系統性不強，再加上《電路基礎》、《模擬電子技術》和《數字電子技術》等課程自身的學習難度就非常高，導致了學生的學習壓力非常大，通常很難掌握好。因此，在教學中，將電子元件識別與檢測技能單獨剝離出來形成了《電子元件識別與檢測》課程。該課程以培養學生了解常用電子元器件的識別、檢測及使用等電子技能的基本功為起點，整個教學過程均安排在實訓場地，按照項目式教學的方法開展教學。《電子元器件識別與檢測》課程項目設計如下：項目一：電阻、電容的認知與檢測。認識電阻的分類，電阻器的標稱系列，阻值的標注法。認識電位器外形及工作原理介紹。常用電容器的性能，容量標稱法，規格與標注方法。掌握電解電容的簡易檢測法。項目二：半導體二極管、三極管及可控硅的認知與檢測。認識二極管的分類，型號命名方法，基本用途。用萬用表簡易檢測二極管性能方法。認知三極管的分類，命名方法（國內及國外），三極管的選用條件，更換替代原則，三極管引腳的識別與測試技能。單向可控硅的檢測及引腳判定。項目三：變壓器及繼電器的認知與檢測。熟悉變壓器的基本應用。掌握變壓器的一般檢測方法。了解繼電器的一般結構。項目四：發光二極管、光敏元件及光電耦合器的認知與檢測。了解提高光放大器靈敏度的方法，光電耦合器的一般檢測方法。項目五：集成電路及音樂芯片認知與檢測。掌握集成電路的分類，國內外集成電路的命名，封裝外形與引腳順序識別。熟悉用萬用表檢測F007。使用MOS集成電路一般常識。項目六：揚聲器、傳聲器及開關接插件的認知與檢測。揚聲器的分類，主要技術參數，電動式揚聲器的工作原理，喇叭與壓電陶瓷片的檢測。話筒的種類，結構與工作原理，動圈式與駐極體話筒的檢測。項目實施過程中，從實踐入手，對于每種元器件，從結構簡介開始，由淺入深地介紹它的外形、符號、命名方法、工作特性、主要應用、使用注意事項、好壞判斷等。通過本課程的學習，學生很快就對所需元器件有了全面的了解和掌握，通過動手提升了學生的學習興趣，并為其學習后續課程和今后在專業中應用電子技術打下了良好的基礎，同時還極大地減輕了后續課程的學習難度。
（三）《電子綜合實訓》成功將多門專業課程整合在一起《電子綜合實訓》整周實訓課程以工作任務為線索，以實際電子產品———函數信號發生器為載體，以任務實施為導向，通過以制作一個具體的、具有實際應用價值的函數信號發生器產品為目的的工作任務展開構建項目式的學習任務，將整個函數信號發生器的工作任務分成以下七個學習任務：任務一：函數信號發生器的電路設計；任務二：函數信號發生器的電路仿真；任務三：函數信號發生器的PCB設計；任務四：函數信號發生器的PCB制作；任務五：函數信號發生器的元器件識別與測量；任務六：函數信號發生器的安裝與調試；任務七：編寫函數信號發生器技術文件。每個任務按照任務目標任務要求相關知識任務實施任務總結的思路安排，充分體現“在學中做，在做中學”的教學思路。項目的工作任務與現實工作緊密相關，為學生模擬了一個更貼近實際工作的學習環境。該課程將《電子元器件識別與檢測》、《數字電子技術與實踐》、《模擬電子技術與實踐》、《電子線路板設計與制作》、《電子電路仿真技術》、《電子產品制造與工藝》等專業課程有機的整合到了一起，使學生通過本課程的學習掌握了電子產品電路設計、電路仿真、PCB設計與制作、電路板的安裝與調試及簡單故障的排除。通過本課程的學習提高了學生對電子專業的直接認識，讓學生通過設計制作實際電子產品感受到了成就感，極大地提升了學生的學習興趣，使學生的綜合素質和職業能力得到了顯著提高，為學生的后續學習以及職業生涯的發展奠定了很好的基礎。
二、結束語
二極管的基本工作原理范文6
【關鍵詞】調壓;儲能;逆變;恒流
1.前言
本文介紹了調壓儲能逆變式中頻點焊機控制器。該控制器將調壓，儲能，逆變和計算機技術結合起來，除了具備焊接牢固，不炸火（無飛濺）基本要求外，還有以下特點：對電網無沖擊，無污染;控制器價格較低（不須價高的大電流肖特基整流器）;電流調節范圍寬;該控制器特別適合焊接燈絲等精細物件和在供電容量不大的非工業區使用。
2.系統組成焊機主要部分組成
2.1 整流濾波部份，由二極管D1-D4及電容C1組成，其功能為將220V交流變為直流電壓U1。
2.2 斬波，調壓，儲能部份：由IGBT（絕緣柵雙極晶體管）S1，D5，L，D6，C2及電壓反饋組成，其功能為將直流電壓U1調至所需直流電壓U2并存儲在電容C2中。
2.3 逆變部份，由IGBT 管SA，SB，SC，SD，變壓器T及電流反饋單元組成。其功能為將直流電壓U2變為500HZ的恒流中頻交流電并由T輸出。
2.4 計算機控制，鍵盤，顯示，電源部份：由單片計算機及相關電路組成，為整機的控制中心。負責各種參數輸入，顯示，儲能電壓調節，逆變頻率，輸出電流控制，過流保護等。電源部分提供上面所需的各種電壓。
2.5 基本工作過程（見圖1）。計算機接收到焊接信號后，進入電流輸出程序，將儲能電容C2上的電能轉換為具有恒流特性的中頻電流輸出，進行焊接。在整個程序運行中，只要儲能電容C2上的電壓低于設定電壓，斬波調壓部分就開始工作給C2充電，達到設定電壓后，自動停止。
3.控制器主要部分工作原理
3.1 斬波調壓，該部分的功能為將直流電壓U1調至所設定直流電壓U2并存儲在電容C2中。當計算機檢測到儲能電壓U2低于設定直流電壓時，輸出脈沖串使S1導通給C2充電，達到設定電壓后，停止工作。圖中電感L用于限流。二極管D5用于在S1的關斷時間內提供續流通路。（實際應用中，焊接電流800A，焊接時間15MS時，C2上電壓波動為20V，充電時間小于1秒。）此環節的限流延時充電，將點焊時電源輸入端的數十安培脈沖大電流變成了僅幾安培的平穩電流，減小了對電網的沖擊和污染，并大大的擴展了輸出電流的調節范圍。
3.2 逆變輸出部份，該部分的功能為將直流電壓U2變為500HZ的恒流中頻交流電輸出。本逆變橋與標準的逆變橋的工作原理類似，但整個逆變橋的控制過程卻有較大不同。輸出電流的恒定采用PWM方式而不是標準逆變橋所采用的控制逆變橋對角線上IGBT導通的時間差（移相角）的方式。在整個正半波電流輸出期間，逆變橋中只有SA一個器件重復進行導通，關閉工作，橋臂另一器件SD一直導通。在整個負半波電流輸出期間，逆變橋中只有SC一個器件重復進行導通，關閉工作，橋臂另一器件SB一直導通。電流輸出其間，程序以100US為周期反復對輸出電流的大小進行檢測，比較，運算，并將結果傳送到PWM相應單元。當輸出電流比設定電流大時，PWM輸出脈沖信號變窄。該信號使橋臂導通的時間變短（關斷時間加長），從而使輸出電流幅度降低。當輸出電流比設定電流小時，PWM輸出脈沖信號變寬。該信號使橋臂導通的時間變長（關斷時間縮短），從而使輸出電流幅度增大。
逆變橋框圖見圖1，輸出電流波形見圖2，工作原理（控制過程）如下：
正半波電流輸出過程：
A.進入正半波電流輸出程序，啟動定時器1計算半個輸出周期的時間;啟動輸出電流的檢測運算程序，并將結果傳送到PWM相應單元;啟動PWM以15KHZ頻率自動控制SA的導通，關閉以控制輸出電流的大小;開通SD。
B.IGBT管SA開通，正半波輸出電流上升的過程：PWM信號電平為1，SA開通，圖中A點電壓等于U2，B點電壓為0V（SD已預先開通）。電壓U2全部加在變壓器T初級兩端，T中電流迅速增大，電流從U2，SA，T，SD到地G端，電流在圖中T的方向為從下往上，輸出正半波電流。
C.IGBT管SA關斷，正半波輸出電流下降過程：PWM信號0電平到來時，SA關斷，變壓器T中電流因電感作用不能中斷而繼續從下往上流動，該電流使SA的結電容迅速充電和SB的結電容迅速放電.從而引起A點電壓快速下降。當UA由0V變負時，二極管DB導通。輸出電流流動回路為：從T上端，SD，G端，DB，回到T下端.此電流由儲存在T的電感中的磁能提供，呈下降狀態。由于負載不變，此電流下降的幅度僅取決于SA關斷的時間長短，即PWM脈沖信號中 0電平的寬度。
當PWM脈沖信號的1電平再次到來時，程序回到上面的B過程。如此循環，直到整個正半波輸出電流結束。
D.輸出正電流反向過程：定時器1時間到，IGBT管SA關斷。變壓器T中電流因電感作用不能中斷而繼續在T中從下往上流動，該電流使SA的結電容迅速充電和SB的結電容迅速放電。從而引起A點電壓快速下降。當UA由0V變負時，二極管DB導通。并給SB的0壓導通（ZVS）創造了條件，SA關斷并延時一死區時間后，開通SB（由于DB導通，SB的開通為ZVS）。此時輸出電流流動回路為：從T上端，SD，G端，DB，回到T下端。再延時一死區時間后，關斷SD，變壓器T中電流因不能中斷而繼續在T中從下往上流動。該電流使SD的結電容迅速充電和SC的結電容迅速放電.從而引起B點電壓快速上升，當UB高于U2時，二極管DC導通。并給SC的ZVS創造了條件。此時輸出電流流動回路為：從T上端，DC，U2端，G端，DB端，回到T下端。此階段也是變壓器T中所儲存能量回饋電源的過程。由于負載不變，電流開始勻速下降.在關斷SD一段時間（死區時間）后，使SC ZVS開通，此時輸出電流減小到0并反向后迅速增大。輸出電流流動回路為：從U2端，SC，T上端，T下端，SB，到G端。
負半波電流輸出過程：
E.進入負半波電流輸出程序，啟動定時器1計算半個輸出周期的時間;啟動輸出電流的檢測運算程序，并將結果傳送到PWM相應單元;啟動PWM以15KHZ頻率自動控制SC的導通，關閉以控制輸出電流的大小。
F.IGBT管SC，SB開通，負半波輸出電流上升過程： PWM信號電平為1， SC開通。圖中
B點電壓等于U2，A點電壓為0V.電壓U2全部加在變壓器T初級兩端，T中電流迅速增大， 電流從U2，SC，T，SB回到地G端，電流在圖中T的方向為從上往下，輸出負半波電流。
G.IGBT管SC關斷， 負半波輸出電流下降過程： PWM信號0電平到來時，SC關斷，變壓器T中電流因電感作用不能中斷而繼續從上往下流動，該電流使SC的結電容迅速充電和SD的結電容迅速放電，從而引起B點電壓快速下降。當UB由0V變負時，二極管DD導通。輸出電流流動回路為：T下端，SB，G，DD，T上端.此電流由儲存在T的電感中的磁能提供，呈下降狀態。同樣此電流下降的幅度也僅取決于SC關斷的時間長短，即PWM脈沖信號中 0電平的寬度。
當PWM脈沖信號的1電平再次到來時，程序回到上面的F過程。如此循環，直到整個負半波輸出電流結束.
H.輸出負電流反向過程：定時器1時間到，IGBT管SC關斷。變壓器T中電流因電感作用不能中斷而繼續在T中從上往下流動，該電流使SC的結電容迅速充電和SD的結電容迅速放電.從而引起B點電壓快速下降。當UB由0V變負時，二極管DD導通。并給SD的0壓導通（ZVS）創造了條件.SC關斷并延時一死區時間后，ZVS開通SD。此時輸出電流流動回路為：從T下端，SB，G端，DD，回到T上端。再延時一死區時間后，關斷SB，變壓器T中電流因電感作用不能中斷而繼續在T中從上往下流動。該電流使SB的結電容迅速充電和SA的結電容迅速放電。從而引起A點電壓快速上升，當UA高于U2時，二極管DA導通。并給SA的ZVS創造了條件。此時輸出電流流動回路為：從T下端，DA，U2端，G端，DD端，回到T上端。此電流由儲存在T的電感中的磁能提供。此階段也是變壓器T中儲存能量回饋電源的過程。由于負載不變，電流開始勻速下降.在關斷SB一段時間（死區時間）后，使SA 開通（ZVS開通），此時輸出電流減小到0并反向后迅速增大。輸出電流流動回路為：從U2端，SA，T下端，T上端，SD，到G端。
若輸出時間未到，程序回到上面的A過程繼續循環，直至輸出完成。
3.3 電流控制軟件，為提高焊接質量和消除焊接時的炸火，在每個焊接周期前加了電流緩升時間（即在開始焊接前的一段時間里使電流從0上升到設定值），此階段的控制由軟件完成。
圖2 輸出電流波形
4.結論
4.1 本控制器將調壓，儲能，逆變和計算機技術結合起來。使控制器具有了某些實用的新的特點。文中給出了控制器框圖，介紹了主要部份的基本功能，動作原理和輸出電流的波形。重點介紹了逆變部分的工作原理。
4.2 逆變部分中15KHZ的恒流控制，500HZ的中頻電流輸出使本控制器焊接良好而成本又低（與直流焊機相比，去掉了高價的大電流肖特基整流器）。
4.3 逆變部分的電流控制和計算機技術的結合，使每個焊接周期前的電流緩升得以實現，從而提高了焊接質量和大大減少炸火現象。
4.4 調壓儲能部分使焊接時對電網無沖擊，無污染，也大大減小了電網干擾對控制器的影響，還使電流調節范圍加大，使得控制器特別實用于電網容量不大的地方。
