二极管三极管光耦

10二极管、三极管、光耦本文主要介绍、二极管三极管和光耦的一些根本特性，及一些使用状况介绍。二极管二极管的工作原理晶体二极管为一个由pnp-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集中电场和自建电场的相互抑消作用使载流子的集中电流增加引起了正向电流无关的反向饱和电流I0。当外加的反向电压高到肯定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强流，称为二极管的击穿现象。二极管的符号如图：二极管的主要参数正向电流IF：在额定功率下，允许通过二极管的电流值。正向电压降VF：二极管通过额定正向电流时，在两极间所产生的电压降。最大整流电流〔平均值〕IOM：在半波整流连续工作的状况下，允许的最大半波电流的平均值。反向击穿电压VB：二极管反向电流急剧增大到消灭击穿现象时的反向电压值。正向反向峰值电压VRM：二极管正常工作时所允许的反向电压峰值，通常VRMVB的三分之二或略小一些。反向电流IR：在规定的反向电压条件下流过二极管的反向电流值。结电容C数值。最高工作频率FM：二极管具有单向导电性的最高沟通信号的频率。二极管的特性二极管最主要的特性是单向导电性。其他如下：正向特性Uon表示，在室温下，硅管的Uon约为0.6----0.8V，锗管的Uon约为0.1--0.3V，我们一般认为当正向电压大于Uon时，二极管才导通。否则截止。反向特性〔反向饱和电流大于某一数值时，反向电流急剧变大，产生击穿。不同型号的二极管的击穿电压差异很大，从几十伏到几千伏。温度特性环境温度上升时，二极管的正向特性曲线将左移，反向特性曲线下移，如以下图所示。二极管对温度很敏感，在室温四周，温度每上升1度，正向压将减小2--2.5mV，温度每上升10度，反向电流约增加一倍。击穿特性 1伏到几百伏，甚至高达数千伏。频率特性PN结短路。导致二极管失去单向导电性，不能工作，PN结面积越大，结电容也越大，越不能在高频状况下工作。常用二极管整流管利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的沟通电变换成单一方向的脉动直流电。整流管由于其正向工作电流较大，工艺上多承受面结型构造，结电容大，因此整流二极管3KHZ。〔a〕塑料封装 〔b〕全密封金属构造检波二极管：它式一种利用二极管的单向导电性将高频或中频无线电信号中的低频信号或音频信号取出来的元件，检波是指从调幅波的包络提取调制信号的过程。一般检波二极管承受锗材料点接触型构造，要求正向压降小，检波效率高，结电容小，频率特性好，其外形一般承受玻璃封装EA构造。开关二极管：二极管从截止到导通称为开通时间，从开通到截止称为反向恢复时间，两者之和称为开恢复时间短，能满足高频和超高频应用的需要。开关二极管有接触型，平面型和集中台面型几种，一般IF＜500毫安的硅开关二极管，多承受全密封环氧树脂，陶瓷片状封装。阻尼二极管：主要应用于电视机行扫描中做阻尼和升压整流用，要求其承受较高的反向工作电压和峰高反压开关二极管的一种。稳压二极管：处，曲线弯折特别锋利，反向电流剧增，但电压几乎保持不便，只要在外电路中设置限流一般二极管的击穿是不行逆的。稳压二极管多承受硅材料制成。由于稳压二极管的击穿机理上的区分，一般认为稳压管在5V以下属于齐纳击穿，7V以上属于雪崩击穿，5-6V57伏时，具有5-60。由于稳压管的反向电流小于IZmin时不稳压，大于IZmax时会超过额定功耗而损坏，阻为限流电阻。以下图是稳压管稳压电路：稳压电路〔救〕稳压电路

图形符号

〔〕瞬变电压抑制二极管：

硅稳压管伏安特性曲线TVP管〔transient-voltage-suppressor〕他是在稳压管的工艺根底上进展起来的，主要应用于对电压的快速过压保护，TVP管依据其峰值脉冲功率种，最小击8.2V200V.TVP管在瞬间高能量冲击时，能以极高的速度从高阻转变为低阻，从而吸取一个极大的电流，将管子的电压钳位在一个预定的数值上，钳位时间仅仅10〔-12〕秒。变容二极管：变容二极管是利用PN结电容随外加反向偏压变化的特性制成。在零偏压时，结电容最大，接近击穿时，结电容最小。两者之比则为其结电容变化比。从导通曲线可以看出，结此必需要有足够的QQQ=1时为截止频率。使用时必需低于截止频率。变容二极管图形符号双基极二极管：双基极二极管是具有两个基极和一个放射极的三端负阻半导体器件。他只有一个PN路，具有频率易调，温度特性好的优点。分压比：当放射极开路时，基极B1,B2之间相当于一个电阻,其值为RB1,RB2之和，假设加一个电压，则俩电阻间相当于一个分压器。快速二极管快速二极管的工作原理与一般二极管是一样的，但由于一般二极管工作在开关状态下的反向恢复时间较长，约4～5μs，不能适应高频开关电路的要求。快速二极管主要应用于高10ns。快速二极管主要包括肖特基二极管和快恢复二极管。发光二极管得正向电流足够大时才发光，它开启电压比一般二极管大，红色的在1.6~1.8V之间，绿色的2V。正向电流愈大，发光愈强。发光二极管驱动电压低、功耗小、寿命长、牢靠性高。在使用发光二极管时应留意两点：一是假设用直流电源电压驱动发光二极管时，在电路中向击穿电压比较低，一般仅有几伏。光电二极管PN结型光电二极管将接收到的光的变化转换成电流的变化。外形和符号如以下图所示。PN时的电流称为明电流。三极管按放大原理的不同，三极管分为双极性三极管〔BJT:BipolarJunctionTransistor〕〔〕〔MOS/MES型:Metal-Oxide-SemiconductororMEtalSemiconductor〕三极管。BJT导电，而在MOSBJT一般是电流掌握器件，而MOS掌握器件。晶体三极管简介半导体电子器件，有两个PN结组成，可以对电流起放大作用，有3个引脚，晶体三极管分别为集电极cbe，电子三极管分别为屏极、栅极、阴极。有PNP和NPN电信号,也用作无触点开关.它是由两个背做在一起的PN结加上相应的电极引线封装组成，有集电极c、基极b和放射极e常见的三极管外形：以下图是NPNPNP三极管的分类依据频率分有高频管〔3MHz〕、低频管〔3MHz〕；依据功率分有小功率管、中功率管和大功率管；依据半导体材料分有硅管、锗管；依据用途分有低噪声放大晶体管、中高频放大晶体管、低频放大晶体管、开关晶体管、达林顿晶体管、高反压晶体管、带阻晶体管、带阻尼晶体管、微波晶体管、光敏晶体管和磁敏晶体管等多种类型。三极管的电流安排关系无论对NPNPNPI=IIE B+C进一步分析可以觉察，当基极电流有一微小的变化时，可引起集电极电流较大的变化。这就是三极管的电流放大作用。三极管的特性曲线三极管的特性曲线与它的接法有关，它有三种不同接法：共基极，如图〔1〕所示；共放射极，如图〔2〕所示；共集电极，如图〔3〕所示：NPN1.输入特性它与PN结的正向特性相像，三极管的两个PN结相互影响，因此，输出电压U 对输CE入特性有影响，且U >1,时这两个PN结的输入特性根本重合。我们用U =0和U >=1,CE CE CE两条曲线表示，如以下图〔4〕所示输出特性它的输出特性可分为三个区：〔如图〔5〕的特性曲线〕截止区：IB<=0时，此时的集电极电流近似为零，管子的集电极电压等于电源电压，两个结均反偏饱和区：此时两个结均处于正向偏置，UCE=0.3V放大区:此时IC=ßIB，IC根本不随UCE变化而变化，此时放射结正偏，集电结反偏。三极管主要参数三极管的主要参数有电流放大系数、耗散功率、频率特性、集电极最大电流、最大反向电压、反向电流等。〔一〕电流放大系数电流放大系数也称电流放大倍数，用来表示三极管放大力量。系数。是指在静态无变化信号输入时，三极管集电极电流IC与基极电流IB的比值，一般用hFE或β表示。是指在沟通状态下，三极管集电极电流变化量△IC与基极电流变化量△IB的比值，一般用hFEβ表示。hFE或β既有区分又关系亲热，两个参数值在低频时较接近，在高频时有一些差异。〔二〕耗散功率耗散功率也称集电极最大允许耗散功率PCM，是指三极管参数变化不超过规定允许值时的最大集电极耗散功率。耗散功率与三极管的最高允许结温顺集电极最大电流有亲热关系。三极管在使用时，其实际功耗不允许超过PCM值，否则会造成三极管因过载而损坏。通常将耗散功率PCM1WPCM1W5W的三极管被称为中功率三极管，将PCM等于或大于5W的三极管称为大功率三极管。〔三〕频率特性放大力量减弱甚至失去放大作用。三极管的频率特性参数主要包括特征频率fT和最高振荡频率fM等。特征频率fT三极管的工作频率超过截止频率fβfα时，其电流放大系数β值将随着频率的上升而下降。特征频率是指β1通常将特征频率fT3MHZfT30MHZ三极管称为高频管，将fT3MHZ30MHZ最高振荡频率fM最高振荡频率是指三极管的功率增益降为1时所对应的频率。通常，高频三极管的最高振荡频率低于共基极截止频率fα，而特征频率fT则高于共基极截止频率fα、低于共集电极截止频率fβ。〔四〕集电极最大电流ICM集电极最大电流是指三极管集电极所允许通过的最大电流。当三极管的集电极电流IC超过ICM时，三极管的β值等参数将发生明显变化，影响其正常工作，甚至还会损坏。〔五〕最大反向电压最大反向电压是指三极管在工作时所允许施加的最高工作电压极反向击穿电压、集电极—基极反向击穿电压和放射极—基极反向击穿电压。极之间的最大允许反向电压，一般用VCEOBVCEO之间的最大允许反向电压，用VCBOBVCBO极与之间的最大允许反向电压，用VEBOBVEBO〔六〕反向电流三极管的反向电流包括其集电极—基极之间的反向电流ICBO和集电极—放射极之间的反向击穿电流ICEO。集电极—基极之间的反向电流ICBOICBO管的放射极开路时，集电极与基极之间的反向电流。ICBO对温度较敏感，该值越小，说明三极管的温度特性越好。ICEOICEO是指当三极管的基极开路时，其集〔七〕参数与温度的关系由于半导体的载流子受温度影响，因此三极管的参数受温度影响，温度上升，输入特性曲线向左移，基极的电流不变，基极与放射极之间的电压降低。输出特性曲线上移。温度上升，放大系数也增加。场效应管有3个极性，栅极，漏极，源极，它的特点是栅极的内阻极高，承受二氧化硅材料的可以到达几百兆欧，属于电压掌握型器件。场效应管分为结型场效应管〔JFET〕和绝缘栅场效应管〔MOS管〕结型场效应管结型场效应管的分类结型场效应管有两种构造形式。它们是N沟道结型场效应管〔符号图为〔1〕〕和P沟道结型场效应管〔符号图为〔2〕〕N在D、S间加上电压UDS，则源极和漏极之间形成电流ID，我们通过转变栅极和源极的反向电压UGS，就可以转变两个PN结阻挡层的〔耗尽层〕此就转变了漏极电流ID。N输出特性曲线：〔如以下图〔3〕所示〕依据工作特性我们把它分为四个区域，即：可变电阻区、放大区、击穿区、截止区。转移特性曲线：我们依据这个特性关系可得出它的特性曲线如图〔4〕所示。它描述了栅、源之间电压对漏极电流的掌握作用。从图中我们可以看出当UGS=UPID=0。我们称UP注：转移特性和输出特性同是反映场效应管工作时，UGS、UDS、ID之间的关系，它们之间是可以相互转换的。绝缘栅场效应管(MOS绝缘栅场效应管的分类N沟道型和P们又分为增加型和耗尽型两种。N沟道增加型MOS我们首先来看N沟道增加型MOS场效应管的符号图：如以下图(5)所示〔2〕它是利用UGS来掌握“感应电荷”的多少，以转变由这些“感应电荷”形成的导电沟道的状况，然后到达掌握漏极电流的目的。N沟道增加型MOS它的转移特性曲线如图〔6〕所示；它的输出特性曲线如图(74个区：可变电阻区、放大区、截止区和击穿区。场效应管的主要参数(1)直流参数饱和漏极电流IDSS 它可定义为：当栅、源极之间的电压等于零，而漏、源极之间的电压大于夹断电压时，对应的漏极电流。夹断电压UP它可定义为：当UDS肯定时，使ID减小到一个微小的电流时所需的UGS开启电压UT它可定义为：当UDS肯定时，使ID到达某一个数值时所需的UGS沟通参数低频跨导gm 它是描述栅、源电压对漏极电流的掌握作用。极间电容 场效应管三个电极之间的电容，它的值越小表示管子的性能越好。极限参数漏、源击穿电压 当漏极电流急剧上升时，产生雪崩击穿时的UDS。栅极击穿电压 结型场效应管正常工作时，栅、源极之间的PN结处于反向偏置状态，假设电流过高，则产生击穿现象。场效应管的特点场效应管具有放大作用，可以组成放大电路，它与双极性三极管相比具有以下特点：场效应管是电压掌握器件，它通过UGS来掌握ID；场效应管的输入端电流微小，因此它的输入电阻很高；它是利用多数载流子导电，因此它的温度稳定性较好；它组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成放大电路的电压放大系数；场效应管的抗辐射力量强。下表是各种场效应管的符号和特性曲线种类种类符号转移特性输出特性结型耗尽型道结型耗尽型道增加型绝缘栅型道耗尽型增加型绝缘栅型道耗尽型场效应管与晶体三极管的比较场效应管是电压掌握元件,而晶体管是电流掌握元件.在只允许从信号源取较少电流的状况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管.晶体三极管与场效应管工作原理完全不同，但是各极可以近似对应以便于理解和设计：场效应管：栅极源极漏极(NPN0.6V)，场效应管源极电位比栅极电位高〔0.4V)。场效应管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是即有多数载流子,也利用少数载流子导电,被称之为双极型器件.有些场效应管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,敏捷性比晶体管好.场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作,而且它的制造工艺可以很便利地把很多场效应管集成在一块硅片上,因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用.光耦光耦的工作原理光电耦合器〔简称光耦。光耦由发光器和受光器两局部组成〔如以下图，发光器是一个发光二级管，受光器是一个光敏三级管，二者密封在同一管壳内。工作分三局部：光的放射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管LE-光-电的转换，从大增加计算机工作的牢靠性。1光耦图光耦的优点光电耦合器由于其独特的构造特点，因此在实际使用过程中，具有以下明显的优点：能够有效抑制接地回路的噪声避开了主掌握系统受到意外损坏。际电路设计大为简化。开关速度快，高速光电耦合器的响应速度到达ns数量级，极大的拓展了光电耦合器在数字信号处理中的应用。体积小，器件多承受双列直插封装，具有单通道、双通道以及多达八通道等多种构造，使用格外便利。可替代变压器隔离，不会因触点跳动而产生尖峰噪声，且抗震惊和抗冲击力量强。生安全。光耦的种类光电耦合器分为两种：一种为非线性光耦，另一种为线性光耦。4N离掌握。常用的线性光耦是PC817A-C系列。生的后果是对彩电，彩显，VCD，DCD等等，将在图像画面上产生干扰。同时电源带负载用的4脚线性光耦有PC817APC111TLP521LP632TLP532PC614PC714PS20314N254N264N354N364种光耦均属于非线性光耦。光耦的技术参数光耦的技术参数主要有：正向压降VF：二极管通过的正向电流为规定值时，正负极之间所产生的电压降；正向电流IF：在被测管两端加肯定的正向电压时二极管中流过的电流；反向电流IR：在被测管两端加规定反向工作电压VR时，二极管中流过的电流；反向击穿电压VBRIR降；电流传输比CTR：输出管的工作电压为规定值时，输出电流和发光二极管正向电流之比；反向击穿电压V(BR)CEO：发光二极管开路，集电极电流IC为规定值，集电极与放射集间的电压降；输出饱和压降VCE(sat)IF和集电极电流ICIC/IF≤CTRmin〔CTRmin在被测管技术条件中规定集电极与放射极之间的电压降。最重要的参数是电流放大系数传输比CTCurremt-TrrasferRati。通常用直流电流传IC与直流输入电流IF的百分比。当接收管的电流放大系数hFE为常数时，它等于输出电流IC之比，通常用百分数来表示。有公式：CTR=IC/IF×100%CTR的范围大多为2030〔如4N3，而PC817则为80%～160%，达林顿型光耦〔如4N30〕可达100%～500%。这说明欲获得同样的输出电流，后者只需较小的输入电流。因此，CTR参数与晶体管的hFE有某种相像之处。CTR-IFIF较小时的非线性失真尤为严峻，因此它不适合传输模拟信号。线性光耦的CTR-IF传输比(ΔCTR＝ΔIC/ΔIF)很接近于直流电流传输比CTR值。因此，它适合传输模拟电压或电流信号，能使输出与输入之间呈线性关系。这是其重要特性。两种光耦的CTR/IF特性曲线〔虚线为线性光耦，实线为一般光耦〕光耦的应用应用说明由于光耦种类繁多，构造独特，优点突出，因而其应用格外广泛，主要应用以下场合：在规律电路上的应用光电耦合器可以构成各种规律电路好，因此，由它构成的规律电路更牢靠。作为固体开关应用来说是很难做到的，但用光电耦合器却很简洁实现。在触发电路上的应用将光电耦合器用于双稳态输