熟悉常用工具和电子元件

,认识电子元件,2009-10-15,电子协会吴林恒,主要内容,二极管三极管DT9205数字万用表集成芯片,二极管,常见二极管,二极管,二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode);它只往一个方向传送电流的电子零件。它是一种具有1个零件号接合的2个端子的器件，具有按照外加电压的方向，使电流流动或不流动的性质。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。,二极管工作原理,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。p-n结的反向击穿有齐纳击穿和雪崩击穿之分。,PN结的形成及特性,1PN结的形成2PN结的单向导电性3PN结的反向击穿4PN结的电容效应,PN节的形成,在一块本征半导体在两侧通过扩散不同的杂质,分别形成N型半导体和P型半导体。此时将在N型半导体和P型半导体的结合面上形成如下物理过程:,因浓度差,空间电荷区形成内电场,内电场促使少子漂移,内电场阻止多子扩散,最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。,多子的扩散运动,由杂质离子形成空间电荷区,3.2.2PN结的单向导电性,当外加电压使PN结中P区的电位高于N区的电位，称为加正向电压，简称正偏；反之称为加反向电压，简称反偏。,(1)PN结加正向电压时,PN结加正向电压时的导电情况,低电阻大的正向扩散电流,2.2.2PN结的单向导电性,当外加电压使PN结中P区的电位高于N区的电位，称为加正向电压，简称正偏；反之称为加反向电压，简称反偏。,(2)PN结加反向电压时,PN结加反向电压时的导电情况,高电阻很小的反向漂移电流,3.2.2PN结的单向导电性,(3)PN结V-I特性表达式,其中,IS反向饱和电流,VT温度的电压当量,且在常温下（T=300K）,PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流；PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流。由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。,3.2.3PN结的反向击穿,当PN结的反向电压增加到一定数值时，反向电流突然快速增加，此现象称为PN结的反向击穿。,热击穿不可逆,3.2.4PN结的电容效应,(1)势垒电容CB,势垒电容示意图,3.2.4PN结的电容效应,(2)扩散电容CD,扩散电容示意图,end,2.4.1二极管V-I特性的建模,1.理想模型,3.折线模型,2.恒压降模型,2.4.2应用举例,1.二极管的静态工作情况分析,理想模型,恒压模型,（硅二极管典型值）,折线模型,（硅二极管典型值）,设,二极管的特性,单向导通,稳压特性,常见二极管介绍,整流二极管发光二极管红外对管稳压二级管,整流电路,（a）电路图（b）vs和vo的波形,简单电路,红外对管,A,光电传输系统,稳压管,注意：反向接,三端稳压管,常见三极管,(a)小功率管(b)小功率管(c)大功率管(d)中功率管,半导体三极管的结构示意图如图所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。,三极管的结构简介,(a)NPN型管结构示意图(b)PNP型管结构示意图(c)NPN管的电路符号(d)PNP管的电路符号,三极管的三种组态,共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示。,共基极接法，基极作为公