技能训练
训练项目 一半导体二极管、三极管的检测与判别
一、项目概述
半导体二极管具有单向导电性，即正向导通，反向截止；半导体三极管是一种非线性电流控制器件，即通过基极电流或射极电流去控制集电极电流，实现放大作用。半导体二极管和半导体三极管都是电子电路和电子设备中的基本器件，它们是构成各种电子电路的基础。合理地选择和正确使用半导体二极管和半导体三极管，是电子技术学习者应具备的基本技能。
二、训练目的
通过本训练项目，使学生认识常用的半导体二极管、三极管；掌握常用的半导体二极管、三极管的识别与检测方法；熟悉用万用表判别二极管、三极管的质量；学习万用表测量电容的方法。
三、训练内容与要求
1.训练内容
对训练项目提供的各种半导体二极管、三极管进行目测初步识别，然后用指针式万用表对半导体二极管、三极管的电极、类型、好坏、质量等进行测量和判别。
2.训练要求
（1）熟悉指针式万用表的使用；掌握万用表电阻测量挡的等效电路及测量三极管时的注意事项。
（2）掌握二极管（PN结）的结构、特性。
（3）掌握半导体二极管、三极管不同工作状态所需要的外部条件。
（4）撰写项目训练报告。
四、原理分析
半导体二极管、三极管都是由PN结构成的，PN结的主要特性是单向导电性，即正向导通时呈小电阻，反向截止时呈大电阻，用万用表欧姆挡对二极管、三极管进行简单判别，就是测PN结的正反向电阻来对二极管、三极管加以判别。用万用表对器件进行检测时，一般应使用R×100Ω或R×1kΩ挡，用其他挡位会造成器件损坏。还应注意，指针式万用表欧姆挡黑表笔（-端）接表内电池的正极，红表笔（+端）接表内电池的负极。
五、内容安排
1.普通二极管的检测判别
（1）判别二极管的极性。把万用表拨到R×100Ω或R×1kΩ挡，然后，将两表笔分别接二极管的两个电极，测得一个电阻值，交换一次电极再测一次，从而得到两个电阻值。二极管的正向电阻值一般在几十欧至几千欧之间，反向电阻值一般在几十千欧至几百千欧之间。电阻值小（指针偏转大）的那一次，则黑表笔接的是二极管的正极，红表笔接的是二极管的负极。
（2）判别二极管的质量好坏。两次测得的电阻值一次很小（正向电阻），一次很大（反向电阻），说明二极管完好，而且正反向电阻相差越大，二极管性能越好；若测得正反向电阻均为无穷大，说明二极管内部断路；若测得的正反向电阻均为零，说明二极管被击穿或短路；如果电阻值相差不大，说明二极管性能变坏或已失效；若指针不能稳定在某一阻值上，说明二极管稳定性差。
2.测量三极管
三极管对外有三个电极，两个PN结，分为PNP型和NPN型两种。通过测量可以确定基极和管型，并估测放大能力。
（1）检测判定基极（B）和三极管的类型。首先假设三极管任一电极为基极（B），并将黑表笔接在假定的基极上，再将红表笔先后接在另两个电极上分别测得两个电阻，如果两次测得的电阻值都很大（或都很小），而将黑、红表笔对调后测得的另两个电阻值又都很小（或都很大），则假设的基极就是三极管的基极。如果测得的电阻值一大一小，说明假设错误，这时必须重新假设另一电极为基极，再重复上述的测试，直至出现上述的结果，找到真正的基极。
基极确定后，将黑表笔接基极，红表笔接其他两极中的任一电极。若测得的电阻值都很小，则该管是NPN型管；若测得的电阻值都很大，则该管是PNP型管。
（2）确定集电极（C）和发射极（E）。万用表拨到R×100Ω或R×1kΩ挡，红、黑表笔分别接没有确定的两个电极上，对NPN型管，用手捏住基极和黑表笔所接电极（注意两电极不能接触），同时观察万用表指针偏转情况。然后将红、黑表笔对调再测一次，则阻值小（指针偏转大）的那一次，黑表笔接的为集电极，红表笔接的为发射极；对于PNP型管，用手捏住基极和红表笔所接电极（注意两电极不能接触），同样测两次，则阻值小（指针偏转大）的那一次，红表笔所接为集电极，黑表笔所接为发射极。
3.电容的测量
用万用表测量电容，只能粗略地检查电容是否断线、漏电或失效。在结构上，电容是由两块被介质隔开的极板组成的，不能通过直流电流，只能充放电。测量前先将电容两极短路一下，将可能存储的电荷释放，然后，将万用表置于电阻挡（R×1kΩ挡）并将两表笔与电容两极相连。在正常情况下，可以看到指针产生较大偏转，然后，慢慢返回，反映了电路中电容充电电流的变化情况。稳定后，指针指向R=∞，说明电容无漏电，电容越大，指针返回越慢；电容的容量小，指针偏转小，返回也快。（电解电容要注意极性！）
六、训练所用仪表与器材
（1）指针式万用表一块。
（2）各种类型、型号、优劣、废损的二极管和三极管若干。
（3）不同类型、容量的电容若干。
七、成绩评定
训练项目成绩评定采取百分制分段评定的方法。本训练项目由指导教师现场提问并抽测学生对半导体二极管、三极管识别与检测的掌握情况。
（1）回答问题，40分。
（2）半导体二极管、三极管的识别与检测测试，60分。
训练项目二 二极管伏安特性测试
一、项目概述
电子器件的伏安特性是指流过电子器件的电流随器件两端电压的变化特性。测定出电子器件的伏安特性，对其性能了解与其实际应用具有重要意义。通常以电压为横坐标，电流为纵坐标画出元件的电压-电流关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。如果元件的伏安特性曲线是一条直线，则称该元件为线性元件（例如，碳膜电阻）；如果元件的伏安特性曲线不是直线，则称该元件为非线性元件（例如，二极管、三极管）。在生产和科研中，晶体管的伏安特性曲线可用晶体管特性图示仪自动测绘，或用传感器及计算机进行测定给出测量结果。本项目是通过实际测量二极管的电压、电流来绘制其伏安特性曲线的，以了解二极管的单向导电性的实质。
二、训练目的
通过本训练项目，使学生学会二极管伏安特性的逐点测量法，并能合理减小测量误差；学会按测量数据绘制坐标曲线的方法；验证二极管伏安特性的非线性特性，加深对二极管基本特性的理解。
三、训练内容与要求
1.训练内容
利用模拟电子技术实验装置提供的电路板（或面包板）、电源、元器件、连接导线等，根据训练项目要求和给定的电路原理图，设计和组装成二极管测试电路，并完成对二极管正、反向特性的测量工作，根据测得的数据绘制二极管的伏安特性曲线，撰写出项目训练报告。
2.训练要求
（1）掌握二极管正反向特性测量电路的设计、电路分析、元器件参数的选择。
（2）掌握电源电压的大小、电表量程的选择，以及控制电路所用变阻器的规格选择。
（3）学会用描点法绘制二极管的伏安特性曲线，并能通过绘制的曲线对二极管进行定性分析。
（4）撰写项目训练报告。
四、原理分析
当给二极管加上正向偏置电压时，则有正向电流流过二极管，且随正向偏置电压的增大而增大。开始电流随电压变化较慢，而当正向偏压增到接近二极管的导通电压（锗二极管为0.3V左右，硅二极管为0.7V左右时），电流明显变化。在导通后，电压变化少许，电流就会急剧变化。
当给二极管加反向偏置电压时，二极管处于截止状态，但不是完全没有电流，而是有很小的反向电流。该反向电流随反向偏置电压增加得很慢，但当反向偏置电压增至该二极管的击穿电压时，电流剧增，二极管PN结被反向击穿。
二极管一般工作在正向导通或反向截止状态（二极管的单向导电性）。当正向导通时，注意不要超过其规定的额定电流；当反向截止时，更要注意加在该管的反向偏置电压应小于其反向击穿电压。本训练项目是用伏安法测定二极管的伏安特性，测量电路如图1-68所示。
图1-68 测量电路
测量二极管的电压与电流时，为使测量误差最小，电压表与电流表有两种不同的接法。
（1）正向特性测量电路（开关位于“1”）。二极管正向导通，压降较小，电流较大。测量时应避免电压测量误差，称为电流表外接法。按图1-68完成电路连接。
（2）反向特性测量电路（开关位于“2”）。二极管反向截止，电流极小，压降大，测量时应避免电流测量误差，称为电流表内接法。按图1-68完成电路连接。
注意，合理选择仪表量程和极性。
五、内容安排
1.正向特性的测量
按误差最小原则完成测量电路的连接。调节RP按表1-7中所给电压数值，测出对应电流，将测量数据填入表1-7中。
表1-7 正向特性的测量
2.反向特性的测量
按误差最小原则完成测量电路的连接。调节RP按表1-8中所给电压数值，测出对应电流，将测量数据填入表1-8中。
表1-8 反向特性的测量
六、训练所用仪表与器材
（1）直流稳压电源一台。
（2）直流电压表一块。
（3）直流电流表一块。
（4）滑线式变阻器一只。
（5）待测二极管、开关、导线等若干。
七、成绩评定
训练项目成绩评定采取百分制分段评定的方法：
（1）电路组装工艺，30分。
（2）主要性能指标测试，50分。
（3）总结报告，20分。