常用电子元器件的使用

1、2.1二极管,2.2三极管,2.3晶闸管,常用电子元器件使用,2.4场效应管,2.1 二极管,二极管外形特征： 1）二极管共有两个引脚,两个引脚轴向伸出； 2）二极管的体积不大,比一般电阻要小些； 3）部分二极管的外壳上标有二极管电路符号.,二极管外形特征和电路符号,二极管电路符号识图信息 二极管只有两个引脚:电路符号中已表示出了这两个引脚； 电路符号中表示出二极管的正负极性:三角形底边这端为正极，另一端为负极。,它的电路符号与普通二极管电路符号不同之处在于负极表示方式不同。,稳压二极管符号,在普通二极管符号的基础上，用箭头形象的表示了这种二极管能够发光。,发光二极管符号,比较新旧两种符号的不

2、同之处是，三角形老符号要涂黑，新符号不涂黑.,旧电路符号,电路符号中表示出两根引脚，通过三角形表示正极、负极引脚.,新电路符号,解 说,名 称,电路符号,二极管导通和截止工作状态判断方法,二极管主要参数,常见二极管,二极管正负引脚表示方法,以O为坐标原点，以加在二极管两端的电压U为横轴、流过二极管的电流为纵轴建立直角坐标系，各轴的方向表示施与二极管的电压和电流方向。第一象限曲线反映了二极管的正向特性；第三象限曲线反映其反向特性。,给二极管加的正向电压小于某一定值U1 （硅：0.6V，锗：0.2）时，正向电流很小，且小于I1 。当正向电压大与U1后，正向电流I随U的微小增大而剧增。将U1称为起始

3、电压。,给二极管加的反向电压小于某一定值UZ (Urm)时，反向电流很小，当反向电压大与等于UZ后，反向电流I迅速增大而处于电击穿状态。将UZ 称为反向击穿电压。,二极管正反向特性,2.2 三极管,半导体三极管是最重要的半导体器件，是电子电路中的核心器件，被广泛应用到了各种电子线路中，是电子线路的灵魂。,发射极e,发射结,集电结,基区,发射区,集电区,基极b,NPN型,PNP型,双极型晶体管分有NPN型和PNP型，虽然它们外形各异，品种繁多，但它们的共同特征相同：都有三个分区、两个PN结和三个向外引出的电极：,双极型三极管的基本结构类型和符号,NPN型三极管图符号,大功率低频三极管,小功率高频

4、三极管,中功率低频三极管,e,c,b,PNP型三极管图符号,e,c,b,根据制造工艺和材料的不同，三极管分有双极型和单极型两种类型。若三极管内部的自由电子载流子和空穴载流子同时参与导电，就是所谓的双极型。如果只有一种载流子参与导电，即为单极型。,(1)发射结必须“正向偏置”，以利于发射区电子的扩散，扩散 电流即发射极电流ie，扩散电子的少数与基区空穴复合，形 成基极电流ib，多数继续向集电结边缘扩散。,(2)集电结必须“反向偏置”，以利于收集扩散到集电结边缘的 多数扩散电子，收集到集电区的电子形成集电极电流ic。,IE,IC,IB,整个过程中，发射区向基区发射的电子数等于基区复合掉的电子与集电

5、区收集的电子数之和，即： IE=IB+IC,晶体管实现电流放大作用的外部条件,输出特性曲线上一般可分为三个区：,饱和区。当发射结和集电结均为正向偏置时，三极管处于饱和状态。此时集电极电流IC与基极电流IB之间不再成比例关系，IB的变化对IC的影响很小。,截止区。当基极电流IB等于0时，晶体管处于截止状态。实际上当发射结电压处在正向死区范围时，晶体管就已经截止，为让其可靠截止，常使UBE小于和等于零。,放 大 区,晶体管工作在放大状态时，发射结正 偏，集电结反偏。在放大区，集电极电 流与基极电流之间成倍的数量关系， 即晶体管在放大区时具有电流放大作用。,输出特性三个区域的特点:,放大区：发射结正

6、偏，集电结反偏。 即： IC=IB , 且 IC = IB,(2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。 即：UCEUBE ， IBIC，UCE0.3V=UCES,(3) 截止区： UBE 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0,三极管的主要参数,1. 直流参数,(2) 共基直流电流放大系数,(1) 共射直流电流放大系数,(3) 级间反向电流,（b）集电极发射极间的穿透电流ICEO ICEO和ICBO有如下关系 ICEO=（1+ ）ICBO,（a）集电极基极间反向饱和电流ICBO,(2) 共基交流电流放大系数,(1) 共射交流电流放大系数,2. 交流参数,(3) 特征频率fT,特征频率为使的

7、数值下降到1的信号频率fT,3. 极限参数,(3)极间反向击穿电压 晶体管的某一电极开路时, 另外两个电极所允许加的最高反向电压即为极间反向击穿电压。,(2)最大集电极电流ICM,(1)最大集电极耗散功PCM决定于晶体管的温升。,温度对晶体管特性及参数的影响,3.温度对输出特性的影响 温度升高时增大 集电极电流增大 输出特性曲线上移 输出特性曲线间距增大,温度对ICBO的影响 温度每升高10 ,ICBO增加约一倍,UBE减小2-2.5mV。,2. 温度对输入特性的影响 温度升时,正向特性将左移,反之将右移,1、晶闸管的结构,2.3 晶闸管,2、晶闸管的外形,3、晶闸管的符号,4、晶闸管的等效电

8、路,5、晶闸管的工作原理,（1）晶闸管加阳极负电压时，晶闸管处于反向阻断状态。 (2) 晶闸管加阳极正电压UA，控制极不加电压时，晶闸管处于正向阻断状态。,6、分析,(3) 晶闸管加阳极正电压+UA，同时也加控制极正电压+UG，晶闸管导通。,(4) 要使导通的晶闸管截止，必须将阳极电压降至零或为负，使晶闸管阳极电流降至维持电流IH以下。,综上所述，可得如下结论： 晶闸管与硅整流二极管相似，都具有反向阻断能力，但晶闸管还具有正向阻断能力，即晶闸管正向导通必须具有一定的条件：阳极加正向电压，同时控制极也加正向触发电压。, 晶闸管一旦导通，控制极即失去控制作用。要使晶闸管重新关断，必须做到以下两点之

9、一：一是将阳极电流减小到小于维持电流IH；二是将阳极电压减小到零或使之反向。,8、晶闸管的主要参数,(1) 正向阻断峰值电压UDRM 正向阻断峰值电压UDRM ，指控制极断开时，允许重复加在晶闸管两端的正向峰值电压。 (2) 反向阻断峰值电压UDRM 反向阻断峰值电压UDRM ，指允许重复加在晶闸管上的反向峰值电压。 (3) 额定电压UD 通常把UDRM 和URRM中较小的一个值称作晶闸管的额定电压。,(4) 通态平均电压UT(AV) 习惯上称为导通时的管压降。这个电压当然越小越好，一般为0.4V1.2V。 (5) 通态平均电流IT(AV) 通态平均电流IT(AV)简称正向电流，指在标准散热条

10、件和规定环境温度下(不超过40oC)，允许通过工频(50Hz)正弦半波电流在一个周期内的最大平均值。 (6) 维持电流IH 维持电流IH，指在规定的环境温度和控制极断路的情况下，维持晶闸管继续导通时需要的最小阳极电流。,2.4 场效应晶体管FET,场效应管(单极型晶体管）与晶体三极管（双极型晶体管）不同，它是多子导电，输入阻抗高，温度稳定性好。,结型场效应管JFET (Junction FET),绝缘栅型场效应管MOSFET (Metal-Oxide Semiconductor FET),场效应管有两种:,N沟道,P沟道,增强型EMOS,按沟道类型分,N沟道NMOS,P沟道PMOS,（耗尽型）

11、,按工作方式分,耗尽DMOS,场效应管分类,N沟道增强型,P型基底,SiO2绝缘层,金属铝,两个N区,N 沟道耗尽型,予埋了导电沟道,MOSFET结构和电路符号,P 沟道增强型,P 沟道耗尽型,予埋了导电沟道,MOSFET结构和电路符号,正常工作条件 源区和漏区的两个N区与衬底之间的PN结必须外加反偏电压。即vDS0。,工作原理： 在栅极电压作用下，漏区和源区之间形成导电沟道。这样，在漏极电压的作用下，源区电子沿导电沟道行进到漏区，产生自漏极流向源极的电流。改变栅极电压，控制导电沟道的导电能力，使漏极电流发生变化。,NEMOSFET工作原理,（1）vGS=0时 漏区和源区被隔断,没有导电沟道

12、iD=0,沟道形成原理,（2）vGS0且vGSVT 漏区和源区仍被隔断 iD=0,（3）vGSVT 形成导电沟道，vDS作用下的漏极电流随vGS增大而增大,反型层 （导电沟道）,VT:开启电压 形成反型层所需VGS的值,iD,（1）vDS很小，沟道宽度保持不变， vDS增大， iD线性增大,vDS对沟道导电能力的控制 vGSVT vDS0,（2）vDS增加，vGD=VT 时，靠近D端的沟道被夹断，称为予夹断。,（3）夹断后，即使vDS 继续增加，iD仍呈恒流特性。,当vDS较大时，靠近d区的导电沟道变窄。,当vDS不太大时，导电沟道在两个N区间是均匀的。,MOSFET的主要参数,1、开启电压VT（增强型MOS）,当vDS为某一个固定值使iD等于一微小电流时，栅源间的电压为VT。,一、直流参数,2、夹断电压VP（耗尽型FET）,当vDS为某一个固定值使iD等于一微小电流时，栅源之间所加的电压称为夹断电压VP。,3、饱和漏极电流IDSS（耗尽型FET）,在vGS=0的情况下，当 时的漏极电流。,4、直流输入电阻RG