当前位置:文档之家› 第十章 常用半导体器件

第十章 常用半导体器件

新授课
.二极管的分类
常见二极管的分类:
)以材料分类:硅二极管和锗二极管。

)以PN结面积大小分类:点接触型、面接触型。

)以用途分类:整流二极管、稳压二极管、开关二极管、光敏二极管、热敏二极管、发光二极管等。

.二极管的命名方法
由五部分组成,各部分意义如图所示。

2、3位字母含义如下表所示。

第2位第3位
意义字母意义字母
N型锗材料P 普通管S
P型锗材料W 稳压管U
N型硅材料Z 整流管N
P型硅材料K 开关管L
2BS21的含义:
二极管正极加低电平(-),负极加高电平(+)时,指示灯灭,说明
二极管加正向电压导通,反向电压截止,这一导电特性,
二极管是用半导体材料制成的单向导电性器件,电路中的符号如图所示。

电路中具有广泛应用。

二极管的核心就是一个PN结。

四、二极管的伏安特性
二极管正、反向特性实验
)在实验线路板上安装如图所示电路。

)在实验线路板上安装如图所示电路。

P R ,可改变二极管VD 的反向电压VD U 和反向电流上图第三象限所示曲线。

上图曲线即为二极管的伏安特性曲线,它描述了二极管两端的电压和流过二极管的:如上图第一象限的曲线。

起始阶段,正向电压较小,正向电流极小,称为死区,二极管电阻很大,处于正向电压超过门坎电压或死区电压(硅管0.5V ,锗管0.2V 升急剧增大,二极管电阻得变很小,进入导通状态,二极管导通后,正向电流与正向电正向电流变化较大时,二极管两端正向压降近于定值,,锗管约为0.3V 。

检波二极管的特点是PN结的结电容小、工作频率高、反向电流小。

多用点接触型结构。

多数采用玻璃封装。

检波二极管要正常工作必须加正偏电压。

:识别整流二极管
如图所示为整流二极管的实物图,塑封二极管的外壳上有色环的一端为负极,
封装二极管的螺栓一端为负极,金属封装二极管、大功率二极管和贴片二极管的表面一
塑封(b)金属封装(c)大功率二极管(d)贴片二极管
整流二极管的特点是允许通过大电流。

多用面接触型结构。

多数采用金属或塑料封装。

整流二极管要正常工作必须加正偏电压。

项目3:识别稳压二极管
如图所示为稳压二极管的实物图,外壳上有色环一端为负极。

稳压二极管的特点是工作在反向击穿区,起稳压作用。

多数采用金属、玻璃或塑料封装,较多采用塑料封装。

稳压二极管要正常工作必须加反偏电压。

:识别发光二极管
光电二极管的特点是反向电流与光照强度成正比。

采用金属或黑色树脂封装,其顶端有玻璃窗口或者侧面开有受光窗口。

光电二极管要正常工作必须加反偏电压。

变容二极管的特点是变容二极管的电容量与其两端所加的反向电压成反比。

电路中变容二极管相当于一只微调电容,
万用表调零
如下图所示,万用表的红、黑表笔分别接二极管两端,若测得电阻小
再将红、黑表笔对调后接二极管两端,而测得的电阻大(几百千欧以上),两次测量的电阻值差别越大,说明二极管的性能越好。

阻值小的那一次黑表笔接的是二极管的正极,
(a)正偏导通(b)反偏截止
如果两次测量的电阻差别不大,则说明二极管的性能不好;如果两次测量的电阻均很小,则说明二极管内部已击穿短路;如果两次测量的电阻均很大,则说明二极管内部已断路。

以上三种二极管均不能使用。

159
新授课
发射极的箭头表示电流的方向,文字符号用“V”表示,电路符号如下图所示。

常见三极管的外形如图所示。

160
161
.晶体三极管类型
按结构分⎩⎨⎧型型
PNP NPN 硅管锗管
162
E 1)以改变基极电流I B 的大小,记录每一次测得的数据2 3 0.01 0.02 0.56 1.14 0.57
1.16
)直流电流分配关系:B C E I I I += C I 5801
.002.056
.014.1ΔΔB C =--=I I 基极电流的微小变化可引起集电极电流的较大变化,B
C ΔΔI I =β
值不同,即电流的放大能力不同,一般为β
B
C
I I =
β 晶体三极管的放大作用的意义:
163
低于发射结的死区电压时,0B =I ,此时0C ≠I ,称为穿透电流晶体三极管处于截止状态,c 、e 间呈现很大电阻,故晶体三极管处于截止状态的条件:发射结反偏(或零偏)判断方法:用万用表的直流电压挡三极点电位,有V C 0>,集电极电流C I 受B I 控制,即晶体三极管处于放大状态的条件是:发射结正偏,集电结反偏,即不断增大,当B I 增大到一定数值时,C I 不再随c C 2CE R I E U -=
增加而增大时,CE U 逐渐下降,
由于CE U 的下降有一定的限度,增加也是有一定限度的。

假设0CE =U ,那么C I 达到最大,即大了,这就是饱和状态,此时,B I 失去了对C I 的控制作用。

集电极和发射极之间相当于短路或认为是一个导通开关。

晶体三极管处于饱和状态的条件:集电结、发射结处于正偏状态,
164
165
新授课
166
万用表转换开关,选择R ⨯ 100或R ⨯ 1k挡。

167
168
199
新授课
晶闸管由P1、N1、P2、N2四层半导体组成,从P1引出的是阳极A,从N2
的是阴极K,控制极G从P2引出,显然,有三个PN结,分别用J1、J2、J3表示。

.单向晶闸管的特点及工作原理
199
200
图10-31 常见单向晶闸管的管脚排列
项目2:万用表判断单向晶闸管的管脚
单向晶闸管的管脚识别:将万用表拨至欧姆挡
定的控制极相接,红表笔分别与另外两只脚相接。

摆),则假定的控制极是对的,而导通那次红表笔所接一端为阴极
A。

如果两次均不导通,则说明假定的不是控制极,可重新设定一端为控制极重复上述
201
(a) 双向晶闸管实物
符号中的T1、T2称为两个主电极,无所谓阳极和阴极之分,其中电极,T2称为第二主电极,G
2.导电特性
202
203
204
21b
b e 第二基极第一基极发射极

故称单结晶体管或双基极二极管。

图示箭头指向表示电流方向,只流向b 1极。

BT33、BT35等。

)等效电路分析:
205
206
207
208
新授课 ⎪⎩

⎨⎧D S G 漏极源极栅极三个电极
二、场效晶体管的放大作用
209
——场效晶体管的直流偏置电阻,产生静态输出电流I D 。

——静态输出电流,I S = I D 。

——静态栅偏压U R S = U G -U S = 0 - I S R S = -I D R S 。

GS ,使场效晶体管工作于放大区。

所以上图称为自偏压放大电路。

——交流旁路电容,相当于共射放大电路中的C e 。

——分别为输入端、输出端耦合电容。

——漏极电阻,将交流输出电流转换成交流输出信号电压的作用下,电路进入动态。

改变u i 使管子的栅源偏压化,变化的电流通过负载L D L
//R R R =',从而得到L D o R i u '-=输出。

负号表示输出与输三、场效晶体管的主要参数 )
(常数
m S ΔΔDS
GS D
m ==U U I g 越大,场效晶体管的放大能力越强。

P 或开启电压U T
D =0,U GS 的值为夹断电压U P ,场效晶体管开始导通时的DSS
管子用作放大时的最大输出电流。

该值越大,表明信号动态范围越大。

)漏源极间穿透电压U (BR)DS
指漏极和源极开始雪崩击穿,I D 恒流值急剧增加时的U DS 值。

)最大耗散功率P DM
的最大积的允许值,否则将烧坏管子。

)构成:
V形)采用金属;源极S和漏极D采用半导体;“MOS
氧化物、半导体的英文缩写。

)应用:
管作简易话筒放大器为例。

压电陶瓷电容话筒的输出音频信号输入VMOS管的栅、源极之间,经过放大后送,即可得到放大的声音。

调节R P使声音最响又不失真即可。

210
2.打开电源开关,将示波器预热。

3.当S在图示位置时。

(1)输入频率为1 000 Hz,0.5 V的电压,观察输出电压(看毫伏表和示波器)U o=____V。

(2)输入频率为1 000 Hz,1 V的电压,观察输出电压(看毫伏表和示波器)U =____V。

4.将场效晶体管的D与S极对调,重复上述步骤。

5.将开关置于恒流源位置时,重复上述步骤。

通过实验总结
1.当R D一定,U DS一定时,I D随U GS的增大而增大/减小。

2.输出电流I D与U o有固定/不定关系。

3.对换场效晶体管D与S,输出电压变/不变。

练习
211
212。

相关主题