11常用半導(dǎo)體器件

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1、電工電子技術(shù)與技能（非電類少學(xué)時）程周主編中等職業(yè)教育課程改革國家規(guī)劃新教材配套多媒體資源111常用半導(dǎo)體器件11.1二極管11.2三極管11.3三極管的三種工作狀態(tài)*11.4晶閘管1234211.1二極管觀察與思考311.1.1二極管的結(jié)構(gòu)、外形與符號二極管：將PN結(jié)封裝在塑料、玻璃或金屬外殼里，并從P區(qū)和N區(qū)分別焊出兩根金屬引線做正、負(fù)極。外形：符號：二極管是由半導(dǎo)體材料制成，常用的半導(dǎo)體有鍺和硅。VD陽極（正極）陰極（負(fù)極）411.1.2二極管的電流、電壓關(guān)系1．正向偏置與導(dǎo)通狀態(tài)當(dāng)二極管兩端所加的正向電壓比較小時，正向電流很小，二極管呈現(xiàn)很大的電阻，如圖中OA段。這個范圍稱為死區(qū)

2、，相應(yīng)的電壓叫死區(qū)電壓。硅二極管的死區(qū)電壓為0.5V左右，鍺二極管的死區(qū)電壓約為0.1~0.2V。外加電壓超過死區(qū)電壓以后，正向電流迅速增加，這時二極管處于正向?qū)顟B(tài)，如圖中AB段所示。導(dǎo)通后管子兩端電壓幾乎恒定，硅管約為0.6~0.7V，鍺管約為0.2~0.3V。正偏導(dǎo)通5當(dāng)給二極管加反向電壓時，所形成的反向電流是很小的，而且在很大范圍內(nèi)基本不隨反向電壓的變化而變化，即保持恒定。當(dāng)反向電壓大到一定數(shù)值時，反向電流會突然增大，如圖中CD段，這種現(xiàn)象稱為反向擊穿，相應(yīng)的電壓叫反向擊穿電壓。正常使用二極管時，是不允許出現(xiàn)這種現(xiàn)象的。CD正偏導(dǎo)通2．反向偏置與截止?fàn)顟B(tài)11.1.2二極管的電流

3、、電壓關(guān)系6結(jié)論：二極管具有單向?qū)щ娦浴＜诱螂妷簳r導(dǎo)通，呈現(xiàn)很小的正向電阻，如同開關(guān)閉合；加反向電壓時截止，呈現(xiàn)很大的反向電阻，如同開關(guān)斷開。從二極管伏安特性曲線可以看出，二極管的電壓與電流變化不呈線性關(guān)系，其內(nèi)阻不是常數(shù)，所以二極管屬于非線性器件。11.1.2二極管的電流、電壓關(guān)系711.1.3二極管的主要參數(shù)1．最大整流電流IFM二極管長時間工作時允許通過的最大正向電流的平均值。二極管正常使用時所允許加的最高反向電壓。2．最高反向工作電壓URM3．反向電流IR二極管加反向電壓而未擊穿時的反向電流。IR愈小，單向?qū)щ娦杂谩?11.1.4發(fā)光二極管發(fā)光二極管是一種把電能直接轉(zhuǎn)化成光能

4、的固體發(fā)光元件，下圖所示為幾種發(fā)光二極管外形及其電路圖形符號。發(fā)光二極管是由PN結(jié)組成，具有單向?qū)щ娦?。?dāng)發(fā)光二極管加上正向電壓時能發(fā)出一定波長的光。發(fā)光波長除與制作使用材料有關(guān)外，還與PN結(jié)所摻“雜質(zhì)”有關(guān)。一般用磷砷化鎵材料制作的發(fā)光二極管發(fā)紅光，磷化鎵材料制作的發(fā)光二極管發(fā)綠光或黃光。發(fā)光二極管的作用：用作電子設(shè)備的通斷指示燈，數(shù)字電路的數(shù)碼及圖形顯示，也可作為快速光源，以及光電耦合器中的發(fā)光元件。911.1.5光電二極管光電二極管由PN結(jié)組成，具有單向?qū)щ娦?，但光電二極管管殼上有一個能射入光的窗口，這個窗口用有機(jī)玻璃透鏡封閉，入射光通過透鏡正好射在管芯上。如圖11.5所示為光電二

5、極管外形結(jié)構(gòu)及其電路圖形符號。光電二極管工作在反向偏置狀態(tài)。當(dāng)在PN結(jié)上加反向電壓，再用光照射PN結(jié)時，能形成反向光電流，光電流的大小與光照射強(qiáng)度成正比。光電二極管用途很廣，一般常用作傳感器的光敏電元件，在光電輸入機(jī)上用作光電讀出器件。10在一塊半導(dǎo)體上制作兩個相距很近的PN結(jié)，就成為一個新的器件，即半導(dǎo)體三極管，又稱為晶體三極管，簡稱三極管。三極管按材料分有硅管和鍺管；按PN結(jié)的組成方式分有NPN型和PNP型。我國生產(chǎn)的硅管大多是NPN型；鍺管大多是PNP型。NPN型的硅管是目前應(yīng)用較多的一種。11.2三極管1111.2.1三極管的外形、結(jié)構(gòu)和符號PNP型符號NPN型符號1211.2.

6、2三極管的放大作用三極管有三個電極，必須有兩個外加電壓，才能決定兩個PN結(jié)的工作狀態(tài)。因此有一個電極是共用的。據(jù)此，三極管有共發(fā)射極、共基極、共集電極三種接法。以NPN型三極管的共發(fā)射極接法為例，分析三極管的放大作用。13UBB為基極電源，通過電位器RB將正向電壓加到基極和發(fā)射極之間(發(fā)射結(jié))，集電極電源UCC電壓應(yīng)高于UBB電壓，使發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。調(diào)節(jié)電位器RB的阻值，可以改變發(fā)射結(jié)的偏壓，從而調(diào)節(jié)基極電流IB的大小；相應(yīng)得到集電極電流IC和發(fā)射極電流IE的值?？梢姡篒E=IC+IB；IC=?IB.三極管各極之間電流分配關(guān)系為：IE=IC+IB基極IB與集電極IC數(shù)量關(guān)

7、系在一定范圍內(nèi)是比例關(guān)系即：或11.2.2三極管的放大作用14基極電流IB的變化，會引起集電極電流IC發(fā)生更大的變化。即基極電流對集電極電流有控制作用，或集電極電流對基極電流有放大作用。這就是三極管的電流放大原理。注意：(1)三極管的電流放大作用，實質(zhì)上是用較小的基極電流信號去控制集電極的大電流信號，是“以小控大”的作用，而不是能量的放大。(2)使三極管起放大作用的外部條件是發(fā)射結(jié)加正向偏置電壓，集電結(jié)加反向偏置電壓。結(jié)論:(3)若