常用電子元器件的使用

1、2.1二極管,2.2三極管,2.3晶閘管,常用電子元器件使用,2.4場效應(yīng)管,2.1 二極管,二極管外形特征： 1）二極管共有兩個引腳,兩個引腳軸向伸出； 2）二極管的體積不大,比一般電阻要小些； 3）部分二極管的外殼上標(biāo)有二極管電路符號.,二極管外形特征和電路符號,二極管電路符號識圖信息 二極管只有兩個引腳:電路符號中已表示出了這兩個引腳； 電路符號中表示出二極管的正負(fù)極性:三角形底邊這端為正極，另一端為負(fù)極。,它的電路符號與普通二極管電路符號不同之處在于負(fù)極表示方式不同。,穩(wěn)壓二極管符號,在普通二極管符號的基礎(chǔ)上，用箭頭形象的表示了這種二極管能夠發(fā)光。,發(fā)光二極管符號,比較新舊兩種符號的不

2、同之處是，三角形老符號要涂黑，新符號不涂黑.,舊電路符號,電路符號中表示出兩根引腳，通過三角形表示正極、負(fù)極引腳.,新電路符號,解 說,名 稱,電路符號,二極管導(dǎo)通和截止工作狀態(tài)判斷方法,二極管主要參數(shù),常見二極管,二極管正負(fù)引腳表示方法,以O(shè)為坐標(biāo)原點，以加在二極管兩端的電壓U為橫軸、流過二極管的電流為縱軸建立直角坐標(biāo)系，各軸的方向表示施與二極管的電壓和電流方向。第一象限曲線反映了二極管的正向特性；第三象限曲線反映其反向特性。,給二極管加的正向電壓小于某一定值U1 （硅：0.6V，鍺：0.2）時，正向電流很小，且小于I1 。當(dāng)正向電壓大與U1后，正向電流I隨U的微小增大而劇增。將U1稱為起始

3、電壓。,給二極管加的反向電壓小于某一定值UZ (Urm)時，反向電流很小，當(dāng)反向電壓大與等于UZ后，反向電流I迅速增大而處于電擊穿狀態(tài)。將UZ 稱為反向擊穿電壓。,二極管正反向特性,2.2 三極管,半導(dǎo)體三極管是最重要的半導(dǎo)體器件，是電子電路中的核心器件，被廣泛應(yīng)用到了各種電子線路中，是電子線路的靈魂。,發(fā)射極e,發(fā)射結(jié),集電結(jié),基區(qū),發(fā)射區(qū),集電區(qū),基極b,NPN型,PNP型,雙極型晶體管分有NPN型和PNP型，雖然它們外形各異，品種繁多，但它們的共同特征相同：都有三個分區(qū)、兩個PN結(jié)和三個向外引出的電極：,雙極型三極管的基本結(jié)構(gòu)類型和符號,NPN型三極管圖符號,大功率低頻三極管,小功率高頻

4、三極管,中功率低頻三極管,e,c,b,PNP型三極管圖符號,e,c,b,根據(jù)制造工藝和材料的不同，三極管分有雙極型和單極型兩種類型。若三極管內(nèi)部的自由電子載流子和空穴載流子同時參與導(dǎo)電，就是所謂的雙極型。如果只有一種載流子參與導(dǎo)電，即為單極型。,(1)發(fā)射結(jié)必須“正向偏置”，以利于發(fā)射區(qū)電子的擴(kuò)散，擴(kuò)散 電流即發(fā)射極電流ie，擴(kuò)散電子的少數(shù)與基區(qū)空穴復(fù)合，形 成基極電流ib，多數(shù)繼續(xù)向集電結(jié)邊緣擴(kuò)散。,(2)集電結(jié)必須“反向偏置”，以利于收集擴(kuò)散到集電結(jié)邊緣的 多數(shù)擴(kuò)散電子，收集到集電區(qū)的電子形成集電極電流ic。,IE,IC,IB,整個過程中，發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射的電子數(shù)等于基區(qū)復(fù)合掉的電子與集電

5、區(qū)收集的電子數(shù)之和，即： IE=IB+IC,晶體管實現(xiàn)電流放大作用的外部條件,輸出特性曲線上一般可分為三個區(qū)：,飽和區(qū)。當(dāng)發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正向偏置時，三極管處于飽和狀態(tài)。此時集電極電流IC與基極電流IB之間不再成比例關(guān)系，IB的變化對IC的影響很小。,截止區(qū)。當(dāng)基極電流IB等于0時，晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)。實際上當(dāng)發(fā)射結(jié)電壓處在正向死區(qū)范圍時，晶體管就已經(jīng)截止，為讓其可靠截止，常使UBE小于和等于零。,放 大 區(qū),晶體管工作在放大狀態(tài)時，發(fā)射結(jié)正 偏，集電結(jié)反偏。在放大區(qū)，集電極電 流與基極電流之間成倍的數(shù)量關(guān)系， 即晶體管在放大區(qū)時具有電流放大作用。,輸出特性三個區(qū)域的特點:,放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正

6、偏，集電結(jié)反偏。 即： IC=IB , 且 IC = IB,(2) 飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。 即：UCEUBE ， IBIC，UCE0.3V=UCES,(3) 截止區(qū)： UBE 死區(qū)電壓， IB=0 ， IC=ICEO 0,三極管的主要參數(shù),1. 直流參數(shù),(2) 共基直流電流放大系數(shù),(1) 共射直流電流放大系數(shù),(3) 級間反向電流,（b）集電極發(fā)射極間的穿透電流ICEO ICEO和ICBO有如下關(guān)系 ICEO=（1+ ）ICBO,（a）集電極基極間反向飽和電流ICBO,(2) 共基交流電流放大系數(shù),(1) 共射交流電流放大系數(shù),2. 交流參數(shù),(3) 特征頻率fT,特征頻率為使的

7、數(shù)值下降到1的信號頻率fT,3. 極限參數(shù),(3)極間反向擊穿電壓 晶體管的某一電極開路時, 另外兩個電極所允許加的最高反向電壓即為極間反向擊穿電壓。,(2)最大集電極電流ICM,(1)最大集電極耗散功PCM決定于晶體管的溫升。,溫度對晶體管特性及參數(shù)的影響,3.溫度對輸出特性的影響 溫度升高時增大 集電極電流增大 輸出特性曲線上移 輸出特性曲線間距增大,溫度對ICBO的影響 溫度每升高10 ,ICBO增加約一倍,UBE減小2-2.5mV。,2. 溫度對輸入特性的影響 溫度升時,正向特性將左移,反之將右移,1、晶閘管的結(jié)構(gòu),2.3 晶閘管,2、晶閘管的外形,3、晶閘管的符號,4、晶閘管的等效電

8、路,5、晶閘管的工作原理,（1）晶閘管加陽極負(fù)電壓時，晶閘管處于反向阻斷狀態(tài)。 (2) 晶閘管加陽極正電壓UA，控制極不加電壓時，晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)。,6、分析,(3) 晶閘管加陽極正電壓+UA，同時也加控制極正電壓+UG，晶閘管導(dǎo)通。,(4) 要使導(dǎo)通的晶閘管截止，必須將陽極電壓降至零或為負(fù)，使晶閘管陽極電流降至維持電流IH以下。,綜上所述，可得如下結(jié)論： 晶閘管與硅整流二極管相似，都具有反向阻斷能力，但晶閘管還具有正向阻斷能力，即晶閘管正向?qū)ū仨毦哂幸欢ǖ臈l件：陽極加正向電壓，同時控制極也加正向觸發(fā)電壓。, 晶閘管一旦導(dǎo)通，控制極即失去控制作用。要使晶閘管重新關(guān)斷，必須做到以下兩點之

9、一：一是將陽極電流減小到小于維持電流IH；二是將陽極電壓減小到零或使之反向。,8、晶閘管的主要參數(shù),(1) 正向阻斷峰值電壓UDRM 正向阻斷峰值電壓UDRM ，指控制極斷開時，允許重復(fù)加在晶閘管兩端的正向峰值電壓。 (2) 反向阻斷峰值電壓UDRM 反向阻斷峰值電壓UDRM ，指允許重復(fù)加在晶閘管上的反向峰值電壓。 (3) 額定電壓UD 通常把UDRM 和URRM中較小的一個值稱作晶閘管的額定電壓。,(4) 通態(tài)平均電壓UT(AV) 習(xí)慣上稱為導(dǎo)通時的管壓降。這個電壓當(dāng)然越小越好，一般為0.4V1.2V。 (5) 通態(tài)平均電流IT(AV) 通態(tài)平均電流IT(AV)簡稱正向電流，指在標(biāo)準(zhǔn)散熱條

10、件和規(guī)定環(huán)境溫度下(不超過40oC)，允許通過工頻(50Hz)正弦半波電流在一個周期內(nèi)的最大平均值。 (6) 維持電流IH 維持電流IH，指在規(guī)定的環(huán)境溫度和控制極斷路的情況下，維持晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通時需要的最小陽極電流。,2.4 場效應(yīng)晶體管FET,場效應(yīng)管(單極型晶體管）與晶體三極管（雙極型晶體管）不同，它是多子導(dǎo)電，輸入阻抗高，溫度穩(wěn)定性好。,結(jié)型場效應(yīng)管JFET (Junction FET),絕緣柵型場效應(yīng)管MOSFET (Metal-Oxide Semiconductor FET),場效應(yīng)管有兩種:,N溝道,P溝道,增強(qiáng)型EMOS,按溝道類型分,N溝道NMOS,P溝道PMOS,（耗盡型）

11、,按工作方式分,耗盡DMOS,場效應(yīng)管分類,N溝道增強(qiáng)型,P型基底,SiO2絕緣層,金屬鋁,兩個N區(qū),N 溝道耗盡型,予埋了導(dǎo)電溝道,MOSFET結(jié)構(gòu)和電路符號,P 溝道增強(qiáng)型,P 溝道耗盡型,予埋了導(dǎo)電溝道,MOSFET結(jié)構(gòu)和電路符號,正常工作條件 源區(qū)和漏區(qū)的兩個N區(qū)與襯底之間的PN結(jié)必須外加反偏電壓。即vDS0。,工作原理： 在柵極電壓作用下，漏區(qū)和源區(qū)之間形成導(dǎo)電溝道。這樣，在漏極電壓的作用下，源區(qū)電子沿導(dǎo)電溝道行進(jìn)到漏區(qū)，產(chǎn)生自漏極流向源極的電流。改變柵極電壓，控制導(dǎo)電溝道的導(dǎo)電能力，使漏極電流發(fā)生變化。,NEMOSFET工作原理,（1）vGS=0時 漏區(qū)和源區(qū)被隔斷,沒有導(dǎo)電溝道

12、iD=0,溝道形成原理,（2）vGS0且vGSVT 漏區(qū)和源區(qū)仍被隔斷 iD=0,（3）vGSVT 形成導(dǎo)電溝道，vDS作用下的漏極電流隨vGS增大而增大,反型層 （導(dǎo)電溝道）,VT:開啟電壓 形成反型層所需VGS的值,iD,（1）vDS很小，溝道寬度保持不變， vDS增大， iD線性增大,vDS對溝道導(dǎo)電能力的控制 vGSVT vDS0,（2）vDS增加，vGD=VT 時，靠近D端的溝道被夾斷，稱為予夾斷。,（3）夾斷后，即使vDS 繼續(xù)增加，iD仍呈恒流特性。,當(dāng)vDS較大時，靠近d區(qū)的導(dǎo)電溝道變窄。,當(dāng)vDS不太大時，導(dǎo)電溝道在兩個N區(qū)間是均勻的。,MOSFET的主要參數(shù),1、開啟電壓VT（增強(qiáng)型MOS）,當(dāng)vDS為某一個固定值使iD等于一微小電流時，柵源間的電壓為VT。,一、直流參數(shù),2、夾斷電壓VP（耗盡型FET）,當(dāng)vDS為某一個固定值使iD等于一微小電流時，柵源之間所加的電壓稱為夾斷電壓VP。,3、飽和漏極電流IDSS（耗盡型FET）,在vGS=0的情況下，當(dāng) 時的漏極電流。,4、直流輸入電阻RG