项目1 制作LED方向指示灯

1、制作方向指示灯制作方向指示灯LED是发光二极管的英文缩写，是一种很常用的电子元件，是发光二极管的英文缩写，是一种很常用的电子元件，街头五颜六色的招牌、闪烁的流水彩灯、街头五颜六色的招牌、闪烁的流水彩灯、LED显示屏、电显示屏、电子电器面板上的指示灯都是由发光二极管组成的，因为其子电器面板上的指示灯都是由发光二极管组成的，因为其节电效果显著，近来也广泛应用到家庭照明领域。节电效果显著，近来也广泛应用到家庭照明领域。1.了解二极管的单向导了解二极管的单向导电性电性2.了解二极管的结构、电路符号、引脚、伏安特了解二极管的结构、电路符号、引脚、伏安特性和主要性和主要参数参数3.了解稳压二极管、变容二极

2、管、光电二极管和了解稳压二极管、变容二极管、光电二极管和发光二极管等特殊二极管的外形特征、功能，掌发光二极管等特殊二极管的外形特征、功能，掌握发光二极管的实际握发光二极管的实际应用应用1能够用万用表判断二极管的极性和质量能够用万用表判断二极管的极性和质量优优劣劣2能够设计、搭接由发光二极管构成的简单能够设计、搭接由发光二极管构成的简单符号或汉字符号或汉字 发光二极管发光二极管晶体二极管晶体二极管 制作方向指示灯制作方向指示灯 二极管的检测二极管的检测4.二极管的命名标准二极管的命名标准5.二极管的单向导电性二极管的单向导电性6.二极管的伏安特性二极管的伏安特性3.二极管的分类二极管的分类2.二

3、极管结构二极管结构和符号和符号1.PN结结7.二极管的二极管的主要参数主要参数8.二极管的检测二极管的检测1.PN结结半导体半导体 导电能力介于导体和绝缘体之间的导电能力介于导体和绝缘体之间的物质物质半导体分为两种，P型半导体和N型半导体负离子负离子多数载流子多数载流子少数载流子少数载流子 多数载流子多数载流子 少数载流子少数载流子正离子正离子PN 结的形成结的形成(1) 载流子的载流子的浓度差浓度差引起多子的引起多子的扩散扩散(2) 复合使交界面复合使交界面形成空间电荷区，形成空间电荷区，即为即为PN结结内建电场内建电场2. 半导体二极管的结构和符号半导体二极管的结构和符号构成：构成： PN

4、 结结 + 引线引线 + 管壳管壳 = 二极管二极管符号：符号：PNPN+-D3. 半导体二极管的分类半导体二极管的分类按材料分按材料分硅二极管硅二极管锗二极管锗二极管按结构分按结构分点接触型点接触型面接触型面接触型点接触型点接触型正极正极引线引线触丝触丝N 型锗片型锗片外壳外壳负极负极引线引线负极引线负极引线 面接触型面接触型N型锗型锗PN 结结 正极引线正极引线铝合金铝合金小球小球底座底座金锑金锑合金合金平面型平面型正极正极引线引线负极负极引线引线集成电路中平面型集成电路中平面型PNP 型支持衬底型支持衬底4.二极管的命名标准二极管的命名标准一二三四五用数字表示器件电极的数目用字母表示器件

5、的材料和极性用字母表示器件的功能类型用数字表示器件登记序号用字母表示规格号2二极管AN型锗材料EF发光管同一型号的器件按某一参数进行分档的标志 3三极管BP型锗材料K开关管CN型硅材料L整流桥堆DP型硅材料N阻尼管P普通管S隧道管U光电器件V微波管W稳压管Z整流管二极管N型硅材料普通二极管登记序号5.二极管的单向导电性二极管的单向导电性(1) 外加外加正向正向电压电压( (正向偏置正向偏置) )P 区区N 区区内电场内电场+ UR外电场外电场IF限流电阻限流电阻(2) 外加外加反向反向电压电压( (反向偏置反向偏置) )P 区区N 区区 +UR内电场内电场外电场外电场IRPN 结的单向导电性：

6、正偏导通，呈小电阻，电流较大结的单向导电性：正偏导通，呈小电阻，电流较大; 反偏截止，电阻很大，电流近似为零。反偏截止，电阻很大，电流近似为零。D（a）（b）D（a）二极管正偏灯泡亮灯泡不亮二极管工作原理示意二极管工作原理示意（b）二极管反偏6.二极管的伏安特性二极管的伏安特性OuD /ViD /mA正向特性正向特性Uth死区死区电压电压iD = 0Uth = 0.5 V 0.1 V( (硅管硅管) )( (锗管锗管) )U UthiD 急剧上升急剧上升0 U Uth UD(on) = (0.6 0.8) V 硅管硅管 0.7 V(0.1 0.3) V锗管锗管 0.2 V反向特性反向特性ISU

7、 (BR)反向击穿反向击穿U(BR) U 0 iD = IS 0.1 A( (硅硅) ) 几十几十 A ( (锗锗) )U U(BR)反向电流急剧增大反向电流急剧增大( (反向击穿反向击穿) )硅管的伏安特性硅管的伏安特性锗管的伏安特性锗管的伏安特性604020 0.02 0.040 0.4 0.82550iD / mAuD / ViD / mAuD / V0.20.4 25 50510150.010.020二极管二极管的等效模型的等效模型uDiD正偏导通正偏导通 电压降为零电压降为零 相当于理想开关闭合相当于理想开关闭合反偏截止反偏截止 电流为零电流为零 相当于理想开关断开相当于理想开关断开

8、UD(on)UD(on) = (0.6 0.8) V估算时取估算时取 0.7 V硅管：硅管：锗管：锗管：(0.1 0.3) V0.2 V7. 二极管的主要参数二极管的主要参数1. IF 最大整流电流最大整流电流( (最大正向平均电流最大正向平均电流) )2. URM 最高反向工作电压最高反向工作电压，为，为 U(BR) / 2 3. IR 反向电流反向电流( (越小单向导电性越好越小单向导电性越好) )4. fM 最高工作频率最高工作频率( (超过时单向导电性变差超过时单向导电性变差) )iDuDU (BR)I FURMO8.二极管的检测二极管的检测目测判别极性目测判别极性触丝触丝半导体片半导

9、体片 用万用表检测二极管用万用表检测二极管在在 R 1 k 挡进行测量，挡进行测量，红红表笔是表笔是( (表内电源表内电源) )负极，负极，黑黑表笔是表笔是( (表内电源表内电源) )正极。正极。测量时手不要接触引脚。测量时手不要接触引脚。( (1) )用指针式万用表检测用指针式万用表检测一般硅管正向电阻为几千一般硅管正向电阻为几千欧，锗管正向电阻为几百欧。欧，锗管正向电阻为几百欧。正反向电阻相差不大为劣正反向电阻相差不大为劣质管。质管。正反向电阻都是无穷大或正反向电阻都是无穷大或零则二极管内部断路或短路。零则二极管内部断路或短路。 1k 0 0 0( (2) ) 用数字式万用表检测用数字式万

10、用表检测红红表笔是表笔是( (表内电源表内电源) )正极，正极，黑黑表笔是表笔是( (表内电源表内电源) )负极。负极。2k20k200k2M20M200 在在 挡进行测量，当挡进行测量，当 PN 结完好且正偏时，显示值为结完好且正偏时，显示值为PN 结两端的正向压降结两端的正向压降 ( (V) )。反偏时，显示反偏时，显示 。应用应用实例实例基本知识基本知识一、一、 发光二极管基本知识发光二极管基本知识1.发发光二极管光二极管 LED ( (Light Emitting Diode) )（1） 符号和特性符号和特性工作条件：工作条件：正向偏置正向偏置一般工作电流几十一般工作电流几十 mA，

11、导通电压导通电压 (1 2) V（2） 主要参数主要参数电学参数：电学参数：I FM ，U(BR) ，IR光学参数：光学参数：峰值波长峰值波长 P，亮度亮度 L，光通量光通量 发光类型：发光类型： 可见光：可见光：红、黄、绿红、黄、绿显示类型：显示类型： 普通普通 LED ，不可见光：不可见光：红外光红外光，点阵，点阵 LED符号符号u /Vi /mAO2特性特性七段七段 LED2.二极管应用实例二极管应用实例步骤：步骤：1. 设定工作电压设定工作电压( (如如 0.7 V（普通）；（普通）；2 V ( (LED)2. 确定工作确定工作电流电流( (如如 1 mA；10 mA；5 mA) )3

12、. 根据欧姆定律求电阻根据欧姆定律求电阻 R = (UI UD)/ ID( (R 要选择标称值要选择标称值) )RUIUDIDv如在上图中，电源电压为6V，二极管为发光二极管，则限流电阻应选多少？v如果发光二极管的工作电压为1.5V，电流为515mA,求电阻R的取值范围。v解：R最大值（61.5）/50.9（K）900vR最小值（61.5）/150.3（K）300v答：R的取值范围为300900。可以选择功率为1/4W、标称值为330、360、390、430、470、510、560、620、680、750、820的电阻。实训：制作方向指示灯实训：制作方向指示灯通电效果任务要求任务要求4.通电测

13、试通电测试 3.按原理图进行线路连接按原理图进行线路连接 2.按原理图要求在电路板上布局按原理图要求在电路板上布局 1.元元器件识别与检测：对照元件清单清点并检器件识别与检测：对照元件清单清点并检测所给元件测所给元件 一、两种半导体一、两种半导体两种载流两种载流子的运动子的运动电子电子 自由电子自由电子空穴空穴 价电子价电子两两 种种半导体半导体N 型型 ( (多电子多电子) )P 型型 ( (多空穴多空穴) )二极管二极管单向单向正向电阻小正向电阻小( (理想为理想为 0) )，反向电阻大反向电阻大( ( ) )。)1e (DSD TUuIi)1e ( , 0DSDD TUuIiu0 , 0SD IIuiDO uDU (BR)I FURM正向正向 最大平均电流最大平均电流 IF反向反向 最大反向工作电压最大反向工作电压 U(BR)(