1、 第一節第一節二極管二極管第二節第二節三極管三極管第三節第三節晶閘管晶閘管知識拓展知識拓展 單結晶體管單結晶體管第十章第十章常用半導體器件常用半導體器件第十章第十章常用半導體器件常用半導體器件知識拓展知識拓展場效晶體管及其應用場效晶體管及其應用本章小結本章小結 一、半導體簡介一、半導體簡介二、二極管二、二極管三、二極管單向導電性三、二極管單向導電性四、二極管的伏安特性四、二極管的伏安特性五、二極管的簡單檢測五、二極管的簡單檢測六、二極管的主要參數六、二極管的主要參數第一節第一節二極管二極管第一節第一節二極管二極管 一、半導體簡介一、半導體簡介（一）自然界中不同導電性能的三種物質（一）自然界中不

2、同導電性能的三種物質（二）導電能力差異的原因（二）導電能力差異的原因第一節第一節二極管二極管 （一）自然界中不同導電性能的三種物質（一）自然界中不同導電性能的三種物質 1導體：導電性能良好的物質，如銀、銅、鐵等。導體：導電性能良好的物質，如銀、銅、鐵等。2絕緣體：幾乎不能導電的物質，如塑料、橡膠、陶瓷絕緣體：幾乎不能導電的物質，如塑料、橡膠、陶瓷等。等。3半導體：導電能力介于導體和絕緣體之間，如鍺、硅、半導體：導電能力介于導體和絕緣體之間，如鍺、硅、砷化鎵等。砷化鎵等。第一節第一節二極管二極管 （二）導電能力差異的原因（二）導電能力差異的原因根據半導體的特點，制成多種電子元器件，如二極管、三根

3、據半導體的特點，制成多種電子元器件，如二極管、三極管、晶閘管等。極管、晶閘管等。物質內部結構的不同。物質內部結構的不同。1導體內有大量自由電子，自由電子定向運動形成電流。導體內有大量自由電子，自由電子定向運動形成電流。2絕緣體內含極少自由電子，表現為絕緣性。絕緣體內含極少自由電子，表現為絕緣性。3半導體導電能力介于二者之間且伴隨摻入雜質、輸入半導體導電能力介于二者之間且伴隨摻入雜質、輸入電壓（或電流）、溫度和光照等條件發生很大變化。電壓（或電流）、溫度和光照等條件發生很大變化。第一節第一節二極管二極管 二、二、二極管二極管（一）二極管的構成、電路符號（一）二極管的構成、電路符號（二）二極管的分

4、類（二）二極管的分類（三）二極管的命名方法（三）二極管的命名方法第一節第一節二極管二極管 1構成：構成： （一）二極管的構成、電路符號（一）二極管的構成、電路符號 2符號：符號：VD 金金屬屬）外外殼殼（塑塑料料、玻玻璃璃、或或區區分分別別引引出出正正、負負電電極極區區和和從從結結）管管芯芯（ N PPNP 區引出端為正極（陽極），區引出端為正極（陽極），N 區引出端為負極（陰極），箭頭指示區引出端為負極（陰極），箭頭指示電流方向。電流方向。二極管結構示意圖如圖所示。二極管結構示意圖如圖所示。第一節第一節二極管二極管 第一節第一節二極管二極管3按管芯結構分類按管芯結構分類：外形如圖所示外形如圖

5、所示 電電路路。載載流流量量大大，適適用用于于整整流流結結接接觸觸面面積積大大面面接接觸觸型型及及平平面面型型：電電路路等等小小電電流流狀狀況況下下。適適用用于于高高頻頻電電路路、開開關關結結接接觸觸面面小小點點接接觸觸型型： PN PN （二）二極管的分類（二）二極管的分類常見二極管的分類常見二極管的分類（1）以材料分類：硅二極管和鍺二極管。）以材料分類：硅二極管和鍺二極管。（2）以）以 PN 結面積大小分類：點接觸型、面接觸型。結面積大小分類：點接觸型、面接觸型。（3）以用途分類：整流二極管、穩壓二極管、開關二極）以用途分類：整流二極管、穩壓二極管、開關二極管、光敏二極管、熱敏二極管、發光

6、二極管等。管、光敏二極管、熱敏二極管、發光二極管等。第一節第一節二極管二極管 由五部分組成，各部分意義如圖所示。由五部分組成，各部分意義如圖所示。（三）二極管的命名方法（三）二極管的命名方法第一節第一節二極管二極管 其中，其中，2、3 位字母含義如下表所示位字母含義如下表所示例如，例如，2BS21 的含義：的含義：P 型鍺材料隧道二極管。型鍺材料隧道二極管。第第 2 位位第第 3 位位字母字母意義意義字母字母意義意義字母字母意義意義AN 型鍺材料型鍺材料P普通管普通管S隧道管隧道管BP 型鍺材料型鍺材料W穩壓管穩壓管U光電管光電管CN 型硅材料型硅材料Z整流管整流管N阻尼管阻尼管DP 型硅材料

7、型硅材料K開關管開關管L整流管整流管第一節第一節二極管二極管 實驗實驗1PN 結單向導電性實驗結單向導電性實驗三、二極管單向導電性三、二極管單向導電性二 極 管 正 極 加 高 電 平二 極 管 正 極 加 高 電 平（），負極加低電平（）（），負極加低電平（）時：指示燈發光，說明時：指示燈發光，說明 PN 結結導通。導通。二 極 管 正 極 加 低 電 平二 極 管 正 極 加 低 電 平（），負極加高電平（）（），負極加高電平（）時：指示燈滅，時：指示燈滅， PN 結截止。結截止。二極管加正向電壓導通，反向電壓截止，這一導電特性，二極管加正向電壓導通，反向電壓截止，這一導電特性，稱為二極管

8、的單向導電性。稱為二極管的單向導電性。第一節第一節二極管二極管 歸納：二極管是用半導體材料制成的單向導電性器件，電歸納：二極管是用半導體材料制成的單向導電性器件，電路中的符號如圖所示。它在電子電路中具有廣泛應用。二極管路中的符號如圖所示。它在電子電路中具有廣泛應用。二極管的核心就是一個的核心就是一個 PN 結。結。第一節第一節二極管二極管 四、二極管的伏安特性四、二極管的伏安特性實驗實驗 2二極管正、反向特性實驗二極管正、反向特性實驗1正向特性正向特性（1）在實驗線路板上安裝如圖所示電路。）在實驗線路板上安裝如圖所示電路。第一節第一節二極管二極管 （2）調節電位器）調節電位器 RP，可改變二極

9、管，可改變二極管 VD 的正向電壓的正向電壓 UVD 和正向電流和正向電流 IVD ，得到如圖第一象限所示曲線，得到如圖第一象限所示曲線。第一節第一節二極管二極管 2反向特性反向特性（1）在實驗線路板上安裝如圖所示電路。）在實驗線路板上安裝如圖所示電路。第一節第一節二極管二極管 （2）調節電位器）調節電位器 RP，可改變二極管，可改變二極管 VD 的反向電壓的反向電壓 UVD 和反向電流和反向電流 IVD ，得到如上圖第三象限所示曲線。，得到如上圖第三象限所示曲線。圖示曲線即為二極管圖示曲線即為二極管的伏安特性曲線，它描述的伏安特性曲線，它描述了二極管兩端的電壓和流了二極管兩端的電壓和流過二極

10、管的電流的關系。過二極管的電流的關系。第一節第一節二極管二極管 （1）正向特性）正向特性結論：結論： 起始階段，正向電壓較小，正向電流極小，稱為死區，起始階段，正向電壓較小，正向電流極小，稱為死區，二極管電阻很大，處于截止狀態。二極管電阻很大，處于截止狀態。 正向電壓超過門坎電壓或死區電壓（硅管正向電壓超過門坎電壓或死區電壓（硅管 0.5 V，鍺管，鍺管 0.2 V），電流隨電壓的上升急劇增大，二極管電阻變得很小，），電流隨電壓的上升急劇增大，二極管電阻變得很小，進入導通狀態，二極管導通后，正向電流與正向電壓呈非線性進入導通狀態，二極管導通后，正向電流與正向電壓呈非線性關系，正向電流變化較大時

11、，二極管兩端正向壓降近于定值，關系，正向電流變化較大時，二極管兩端正向壓降近于定值，硅管正向電壓降約為硅管正向電壓降約為 0.7 V，鍺管約為，鍺管約為 0.3 V。第一節第一節二極管二極管 （2）反向特性）反向特性反向擊穿的兩種情況反向擊穿的兩種情況 應應避避免免熱熱擊擊穿穿：永永久久性性損損壞壞，制制作作穩穩壓壓管管電電擊擊穿穿：可可恢恢復復，用用于于 起始階段，反向電流很小，不隨反向電壓變化，稱為反起始階段，反向電流很小，不隨反向電壓變化，稱為反向飽和電流（鍺管大于硅管的反向電流）。向飽和電流（鍺管大于硅管的反向電流）。 當反向電壓增加到某一數值（反向擊穿電壓）時，反向當反向電壓增加到某

12、一數值（反向擊穿電壓）時，反向電流急劇增大，稱為反向擊穿。電流急劇增大，稱為反向擊穿。第一節第一節二極管二極管 五、二極管的簡單檢測五、二極管的簡單檢測 可利用萬用表電阻擋判別二極管極性。可利用萬用表電阻擋判別二極管極性。測量方法：測量方法：1萬用表撥到萬用表撥到 R 100 或或 R k 擋。擋。2紅、黑表筆分別接二極管兩端。若阻值在幾百到幾千歐紅、黑表筆分別接二極管兩端。若阻值在幾百到幾千歐時，再將二極管兩個電極對調位置，如圖所示。若測得阻值在時，再將二極管兩個電極對調位置，如圖所示。若測得阻值在幾十千歐或幾百千歐以上，則表明二極管是正常的。幾十千歐或幾百千歐以上，則表明二極管是正常的。第

13、一節第一節二極管二極管 注意事項：注意事項： 若測得正、反電阻均較小，說明二極管內部短路；若正、若測得正、反電阻均較小，說明二極管內部短路；若正、反阻值均很大，說明二極管內部開路或接觸不良；若正、反向反阻值均很大，說明二極管內部開路或接觸不良；若正、反向電阻差別不大，說明二極管性能不好。電阻差別不大，說明二極管性能不好。1不用不用 R 1 擋測二極管，因為擋測二極管，因為 R 1 擋內部電流較大，擋內部電流較大，容易燒壞二極管。容易燒壞二極管。2不用不用 R 10 k 擋測二極管，因為擋測二極管，因為 R 10 k 擋內部電壓較擋內部電壓較高，可能擊穿管子內部的高，可能擊穿管子內部的 PN 結

14、。結。第一節第一節二極管二極管 六、二極管的主要參數六、二極管的主要參數 二極管的參數是反映其性能、質量的數據。使用時根據需二極管的參數是反映其性能、質量的數據。使用時根據需要通過在晶體管手冊選取。要通過在晶體管手冊選取。 主要參數：主要參數：1最大整流電流最大整流電流 IVM2最高反向工作電壓最高反向工作電壓 URM 指二極管允許承受的反向工作電壓峰值。通常采用二極管指二極管允許承受的反向工作電壓峰值。通常采用二極管反向擊穿電壓的反向擊穿電壓的 1/2 或或 1/3 。3反向漏電流反向漏電流 IR ( (最大反向電流最大反向電流) )在規定的反向電壓和環境溫度下測得的二極管反向電流值。在規定

15、的反向電壓和環境溫度下測得的二極管反向電流值。這個電流值越小，二極管的單向導電性能越好。這個電流值越小，二極管的單向導電性能越好。第一節第一節二極管二極管 一、晶體管的結構一、晶體管的結構二、晶體管的放大作用二、晶體管的放大作用三、晶體管的三種工作狀態三、晶體管的三種工作狀態四、晶體管的主要參數四、晶體管的主要參數五、晶體管的管型和管腳判斷五、晶體管的管型和管腳判斷第二節第二節晶體三極管晶體三極管 一、晶體管的結構一、晶體管的結構1結構和符號結構和符號（1）結構：）結構： 結結：集集電電結結、發發射射結結兩兩個個、發發射射區區三三個個區區：集集電電區區、基基區區PN三個區對應引出三個極：三個區

16、對應引出三個極： cbe集電極：集電極：基極：基極：發射極：發射極：如圖所示如圖所示第二節第二節晶體三極管晶體三極管 （2）符號）符號發射極的箭頭表示電流的方向，文字符號用發射極的箭頭表示電流的方向，文字符號用“V”表示。表示。NPNNPN型三極管和型三極管和PNPPNP型三極管的電路符號如下圖所示。型三極管的電路符號如下圖所示。第二節第二節晶體三極管晶體三極管 2晶體管類型晶體管類型按結構分按結構分 型型型型PNPNPN按材料分按材料分 硅管硅管鍺管鍺管按功率分按功率分 大大功功率率管管中中功功率率管管小小功功率率管管按工作頻率分按工作頻率分 高高頻頻管管低低頻頻管管3型號及命名可通過晶體管

17、手冊查閱。型號及命名可通過晶體管手冊查閱。第二節第二節晶體三極管晶體三極管 二、晶體管的放大作用二、晶體管的放大作用1晶體管的工作電壓晶體管的工作電壓晶體管工作在放大狀態的條件：晶體管工作在放大狀態的條件： 接接正正）接接負負，集集電電結結加加反反向向電電壓壓（接接負負）接接正正，發發射射結結加加正正向向電電壓壓（NPNP如圖所示為如圖所示為 NPN 型和型和 PNP 型晶體管工作在放大狀態采用的型晶體管工作在放大狀態采用的雙電源接線圖。雙電源接線圖。NPN 型型PNP 型型第二節第二節晶體三極管晶體三極管 （2）注意：）注意： 電源極性：兩種晶體管外接電源的正、負極相反。電源極性：兩種晶體管

18、外接電源的正、負極相反。 集射極間反向電壓為幾伏至十幾伏。集射極間反向電壓為幾伏至十幾伏。 基、射極之間的正向電壓（偏壓）：基、射極之間的正向電壓（偏壓）： （鍺鍺管管）（硅硅管管）V3 . 01 . 0V 7 . 06 . 0第二節第二節晶體三極管晶體三極管 2晶體管的放大作用晶體管的放大作用實驗電路。實驗電路。第二節第二節晶體三極管晶體三極管 操作：調節操作：調節( (或改變或改變 E1 ) )以改變基極電流以改變基極電流 IB 的大小的大小, ,記錄記錄每一次測得的數據。每一次測得的數據。 次數次數電流電流12345IB/mA00.010.020.030.04IC/mA0.010.561

19、.141.742.33IE/mA0.010.571.161.772.37（1）直流電流分配關系：）直流電流分配關系： BCEIII 由于由于 IB VB，VBVE（NPNNPN管，管，PNPPNP管正好相反）管正好相反）。第二節第二節晶體三極管晶體三極管 （2）放大狀態）放大狀態UBE 大于死區電壓，大于死區電壓，IB 0，集電極電流，集電極電流 IC 受受 IB 控制，即控制，即 BCII BCII 或或晶體管處于放大狀態的條件是：發射結正偏，集電結反偏，晶體管處于放大狀態的條件是：發射結正偏，集電結反偏，即即V VC C V VB B V VE E （NPNNPN管，管，PNPPNP管正好

20、相反）管正好相反） 。第二節第二節晶體三極管晶體三極管 （3）飽和狀態）飽和狀態基極電流基極電流 IB 不斷增大，當不斷增大，當 IB 增大到一定數值時，增大到一定數值時，IC 不再隨不再隨IB 增加而增大，晶體管輸出回路有增加而增大，晶體管輸出回路有cC2CERIEU 當當 IC 隨隨 IB 增大而增大時，增大而增大時，UCE 逐漸下降，由于逐漸下降，由于 UCE 的下降的下降有一定的限度，所以有一定的限度，所以 IC 的增加也是有一定限度的。假設的增加也是有一定限度的。假設UCE = 0，那么，那么 IC 達到最大，即達到最大，即 ，IC 不再隨不再隨 IB 增大了。增大了。這就是飽和狀態

21、，此時這就是飽和狀態，此時 IB 失去了對失去了對 IC 的控制作用。集電極和發的控制作用。集電極和發射極之間相當于短路或認為是一個導通開關。射極之間相當于短路或認為是一個導通開關。C2CREI 晶體管處于飽和狀態的條件：集電結、發射結處于正偏狀晶體管處于飽和狀態的條件：集電結、發射結處于正偏狀態，態，VB VE，VB VC （NPNNPN管，管，PNPPNP管正好相反）管正好相反） 。 第二節第二節晶體三極管晶體三極管 四、晶體管的主要參數四、晶體管的主要參數 通常取值在通常取值在 60 100 之間。之間。2穿透電流穿透電流 ICEO1電流放大系數電流放大系數 或或 。 共發射極交流和直流

22、放大系數共發射極交流和直流放大系數 （1）定義：）定義：基極開路基極開路 IB = 0 時，集電極和發射極之間的反時，集電極和發射極之間的反向電流向電流 ICEO 稱為穿透電流。稱為穿透電流。（2）特點：）特點： ICEO 隨溫度升高而增大。隨溫度升高而增大。 ICEO 越小，管子越小，管子的性能越好。的性能越好。（3）應用：）應用：ICEO 越小越小，管子的性能越好。，管子的性能越好。第二節第二節晶體三極管晶體三極管 3集電極最大允許電流集電極最大允許電流 ICM。（1）定義：晶體管正常工作時集電極所允許的最大電流稱）定義：晶體管正常工作時集電極所允許的最大電流稱為集電極最大允許電流為集電極

23、最大允許電流 ICM 。（2）特點：）特點：IC 增大，增大， 開始下降，直到開始下降，直到 IC 超過了超過了ICM ， 就下降到不允許的程度了。就下降到不允許的程度了。（3）應用：）應用：IC ICM第二節第二節晶體三極管晶體三極管 4反向擊穿電壓反向擊穿電壓 UCEO（1）定義：基極開路時，加在集電極和發射極之間的最大）定義：基極開路時，加在集電極和發射極之間的最大允許電壓。允許電壓。（2）應用：）應用： UCE UCEO ，否則三極管擊穿。，否則三極管擊穿。5集電極最大耗散功率集電極最大耗散功率 PCM（1）定義：晶體管正常工作時，集電結允許的最大耗散）定義：晶體管正常工作時，集電結允

24、許的最大耗散功率為集電極最大耗散功率。功率為集電極最大耗散功率。小功率管：小功率管： PCM 1 W；大功率管：；大功率管： PCM 1 W。（2 2）特點：當實際功率超過）特點：當實際功率超過PCM，晶體管會因工作溫度過，晶體管會因工作溫度過高而損壞。大功率管的高而損壞。大功率管的PCM值是在常溫下并帶有散熱器的數值。值是在常溫下并帶有散熱器的數值。第二節第二節晶體三極管晶體三極管 五、晶體管的管型和管腳的判斷五、晶體管的管型和管腳的判斷利用萬用表來測試晶體管的各個管腳。利用萬用表來測試晶體管的各個管腳。1判定晶體管的基極和管型判定晶體管的基極和管型（1）測試原則：依據）測試原則：依據 PN

25、 結正向電阻小，反向電阻大的結正向電阻小，反向電阻大的特點。利用萬用表的電阻擋來特點。利用萬用表的電阻擋來判斷基極和管型。判斷基極和管型。第二節第二節晶體三極管晶體三極管 萬用表撥至歐姆擋萬用表撥至歐姆擋 R 100 或或 R 1k 擋。擋。 黑表筆（內接電池正極）黑表筆（內接電池正極）接晶體管假想的基極，用紅表筆接晶體管假想的基極，用紅表筆（內接電池負極）接其余兩只管（內接電池負極）接其余兩只管腳，若兩次測量阻值都很小，則腳，若兩次測量阻值都很小，則黑表筆接的是基極，且管型為黑表筆接的是基極，且管型為 NPN 型；若紅表筆接假想的基極型；若紅表筆接假想的基極重復上述步驟，有相同結果，則重復上

26、述步驟，有相同結果，則紅表筆接的是基極，且管型為紅表筆接的是基極，且管型為 PNP 型。型。（2）測試方法）測試方法如圖所示如圖所示：第二節第二節晶體三極管晶體三極管 2判定集電極和發射極判定集電極和發射極（1）測試方法如圖所示）測試方法如圖所示 判定基極后，假設其余兩判定基極后，假設其余兩只管腳中的一只為集電極只管腳中的一只為集電極 c，在，在 b、 c 之 間 接 入 一 個電阻之 間 接 入 一 個電阻 Rb（10 100 k ），或用手捏兩），或用手捏兩極以代替。極以代替。 用手指捏住基極用手指捏住基極 b 和假定的集電極和假定的集電極 c（兩極不能接觸），（兩極不能接觸），用黑表筆接

27、觸用黑表筆接觸 c 極，紅表筆接觸極，紅表筆接觸 e 極，測出一個數值。極，測出一個數值。以以 NPN 型管為例型管為例第二節第二節晶體三極管晶體三極管 將假定兩極對調，以同將假定兩極對調，以同樣方法再次測出一個數值。樣方法再次測出一個數值。 比較兩次讀數大小，讀比較兩次讀數大小，讀數較小的即電流較大的一次數較小的即電流較大的一次假設為正確。假設為正確。第二節第二節晶體三極管晶體三極管 第三節第三節晶閘管晶閘管一、單向晶閘管一、單向晶閘管二、雙向晶閘管二、雙向晶閘管 晶閘管又稱硅可控整流元件，俗稱可控硅。晶閘管又稱硅可控整流元件，俗稱可控硅。為控制強電的半導體器件，即為控制開關元件；為控制強電

28、的半導體器件，即為控制開關元件；廣泛應用于無觸點開關電路及可控整流設備中。廣泛應用于無觸點開關電路及可控整流設備中。晶閘管有單向晶閘管和雙向晶閘管兩種類型。晶閘管有單向晶閘管和雙向晶閘管兩種類型。第三節第三節晶閘管晶閘管 一、單向晶閘管一、單向晶閘管（一）單向晶閘管的外形、結構和電路符號（一）單向晶閘管的外形、結構和電路符號（二）單向晶閘管的特點及工作原理（二）單向晶閘管的特點及工作原理（三）單向晶閘管的主要參數（三）單向晶閘管的主要參數 第三節第三節晶閘管晶閘管 晶閘管由晶閘管由 P1、N1、P2、N2 四層半導體組成，從四層半導體組成，從 P1 引出的引出的是陽極是陽極 A，從，從 N2

29、引出的是陰極引出的是陰極 K，控制極，控制極 G 從從 P2 引出，顯然引出，顯然有三個有三個 PN 結，分別用結，分別用 J1、J2、J3 表示。表示。（一一）單向晶閘管的外形、結構和電路符號單向晶閘管的外形、結構和電路符號第三節第三節晶閘管晶閘管 1步驟：步驟：單向晶閘管很像一只二極管，但比二極管多了一個控制極單向晶閘管很像一只二極管，但比二極管多了一個控制極G，它的導通可以控制。，它的導通可以控制。（二）單向晶閘管的特點及工作原理（二）單向晶閘管的特點及工作原理實驗實驗101晶閘管導電實驗晶閘管導電實驗（1）按圖所示，在電）按圖所示，在電路板上接好電路圖。路板上接好電路圖。第三節第三節晶

30、閘管晶閘管 （2）合上）合上 S1，斷開，斷開 S2，此時，燈，此時，燈亮亮/不亮不亮。（3）將）將 S1 合上，合上，S2 也合上，此時，燈也合上，此時，燈亮亮/不亮不亮。（4）將）將 S2 斷開，燈斷開，燈熄滅熄滅/不熄滅不熄滅。（5）斷開）斷開 S1，此時，燈熄滅。，此時，燈熄滅。（6）將晶閘管反接，無論）將晶閘管反接，無論 S1、S2 斷開還是閉合，燈總是斷開還是閉合，燈總是不亮不亮/亮亮。（不亮）（不亮）（亮）（亮）（不熄滅）（不熄滅）（不亮）（不亮）第三節第三節晶閘管晶閘管 （2）晶閘管導通后，降低或去掉控制極電壓時，晶閘管）晶閘管導通后，降低或去掉控制極電壓時，晶閘管仍然導通（仍

31、然導通（UGK失效）。失效）。2實驗結論：實驗結論：（1）導通條件：）導通條件： 晶閘管晶閘管 A、K 之間正向偏壓。之間正向偏壓。 晶閘管晶閘管 G、K 之間也必須正向偏壓。之間也必須正向偏壓。（3）導通后的晶閘管要關斷時，必須減小其陽極電流，）導通后的晶閘管要關斷時，必須減小其陽極電流，使其小于晶閘管的某一個電流值。使其小于晶閘管的某一個電流值。第三節第三節晶閘管晶閘管 3工作原理工作原理（1）晶閘管具有弱電觸發信號）晶閘管具有弱電觸發信號 控控制強電（制強電（IAK）的作用。）的作用。 可視為由可視為由 NPN 晶體管和晶體管和 PNP 晶體管組成。晶體管組成。（2）單向晶閘管的特點是由

32、它的）單向晶閘管的特點是由它的內部結構決定，從等效電路中可知，內部結構決定，從等效電路中可知， A 和和 K 之間加正向電壓，之間加正向電壓，V1、V2 不導通，晶閘管關斷。不導通，晶閘管關斷。第三節第三節晶閘管晶閘管GU G 和和 K 之間加正向電壓，之間加正向電壓，V1 的基的基極上加上正向電壓，產生基極電流極上加上正向電壓，產生基極電流 Ig，電，電流經流經 V1 在在 V1 的集電極上就產生的集電極上就產生 Ig 的電的電流，流， Ig 是是 V2 的基極電流，在的基極電流，在 V2 的集電的集電極的電流達極的電流達 1 2 2 Ig ，再反饋到，再反饋到 V1 作基極作基極電流。如此

33、反復，劇烈正反饋過程使晶閘電流。如此反復，劇烈正反饋過程使晶閘管陽極和陰極間完全導通。去掉管陽極和陰極間完全導通。去掉UGK后，后，V1 和和 V2 仍然保持導通狀態。仍然保持導通狀態。晶閘管導通時，總壓降約為晶閘管導通時，總壓降約為 1 V 左右。左右。第三節第三節晶閘管晶閘管 （1）額定正向平均電流）額定正向平均電流（2）維持電流）維持電流（三）單向晶閘管的主要參數（三）單向晶閘管的主要參數 定義：在規定的環境溫度和散熱條件下，允許通過陽極和定義：在規定的環境溫度和散熱條件下，允許通過陽極和陰極之間的電流平均值。陰極之間的電流平均值。定義：在規定的環境溫度、控制極斷開的條件下，保證晶定義：

34、在規定的環境溫度、控制極斷開的條件下，保證晶閘管處于導通狀態所需要的最小正向電流，一般為幾毫安至幾閘管處于導通狀態所需要的最小正向電流，一般為幾毫安至幾十毫安。十毫安。第三節第三節晶閘管晶閘管 定義：在環境溫度及一定的正向電壓條件下，使晶閘管從定義：在環境溫度及一定的正向電壓條件下，使晶閘管從關斷到導通，控制極所需的最小正向電壓和電流。關斷到導通，控制極所需的最小正向電壓和電流。一般情況下，小功率晶閘管觸發電壓約為一般情況下，小功率晶閘管觸發電壓約為1 V左右，觸發電左右，觸發電流零點幾毫安至幾毫安，中功率以上晶閘管觸發電壓約為幾伏流零點幾毫安至幾毫安，中功率以上晶閘管觸發電壓約為幾伏至幾十伏

35、，電流為幾毫安至幾百毫安。至幾十伏，電流為幾毫安至幾百毫安。（3）控制極觸發電壓和電流）控制極觸發電壓和電流第三節第三節晶閘管晶閘管 （4）正向轉折電壓）正向轉折電壓這是安全工作的最大電壓，一般晶閘管的額定電壓就是指這是安全工作的最大電壓，一般晶閘管的額定電壓就是指峰值電壓。峰值電壓。控制極關斷，使晶閘管擊穿的陽極和陰極所加的電壓。控制極關斷，使晶閘管擊穿的陽極和陰極所加的電壓。（5）反向阻斷峰值電壓）反向阻斷峰值電壓第三節第三節晶閘管晶閘管 二、雙向晶閘管二、雙向晶閘管（一）雙向晶閘管的外形、結構和電路符號（一）雙向晶閘管的外形、結構和電路符號（二）雙向晶閘管的導電特性及特點（二）雙向晶閘管

36、的導電特性及特點（三）雙向晶閘管的檢測（三）雙向晶閘管的檢測 第三節第三節晶閘管晶閘管 （一一）雙）雙向晶閘管的外形、結構和電路符號向晶閘管的外形、結構和電路符號(a) (a) 雙向晶閘管實物雙向晶閘管實物 (b) (b) 電路圖形符號電路圖形符號 雙向晶閘管是一種新型的半導體三端器件，它具有相當于雙向晶閘管是一種新型的半導體三端器件，它具有相當于兩個單向晶閘管反向并聯工作的作用。如圖所示為雙向晶閘管兩個單向晶閘管反向并聯工作的作用。如圖所示為雙向晶閘管的實物和電路圖形符號。的實物和電路圖形符號。 符號中的符號中的T1T1、T2T2稱為兩個主電極，無所謂陽極和陰極之分，稱為兩個主電極，無所謂陽

37、極和陰極之分，其中其中T1T1稱為第一主電極，稱為第一主電極，T2T2稱為第二主電極，稱為第二主電極，G G仍為控制極。仍為控制極。第三節第三節晶閘管晶閘管 1 1導電特性導電特性 在雙向晶閘管第一主電極和第二主電極之間加上合適的工在雙向晶閘管第一主電極和第二主電極之間加上合適的工作電壓后，若控制極加正極性觸發信號，雙向晶閘管導通，電作電壓后，若控制極加正極性觸發信號，雙向晶閘管導通，電流方向是從流方向是從T2T2流向流向T1T1；若控制極加負極性觸發信號，雙向晶閘；若控制極加負極性觸發信號，雙向晶閘管也導通，電流方向從管也導通，電流方向從T1T1流向流向T2T2。由此可見，雙向晶閘管控制。由

38、此可見，雙向晶閘管控制極極G G上的觸發脈沖極性改變時，就可以控制其導通電流的方向。上的觸發脈沖極性改變時，就可以控制其導通電流的方向。加在控制極加在控制極G G上的觸發脈沖的大小或時間改變時，就能改變其導上的觸發脈沖的大小或時間改變時，就能改變其導通電流的大小。通電流的大小。 與單向晶閘管的區別是，雙向晶閘管與單向晶閘管的區別是，雙向晶閘管G G極上觸發脈沖的極性極上觸發脈沖的極性改變時，其導通方向就隨著極性的變化而改變，從而能夠控制改變時，其導通方向就隨著極性的變化而改變，從而能夠控制交流電負載。而單向晶閘管經觸發后只能從陽極向陰極單方向交流電負載。而單向晶閘管經觸發后只能從陽極向陰極單方

39、向導通，所以晶閘管有單雙向之分。導通，所以晶閘管有單雙向之分。 （二）雙向晶閘管的導電特性及特點（二）雙向晶閘管的導電特性及特點第三節第三節晶閘管晶閘管 2 2雙向晶閘管的特點雙向晶閘管的特點 可控的雙向導電開關。可控的雙向導電開關。 阻斷阻斷導通的條件：第二主電極（導通的條件：第二主電極（T2T2）和）和 控制極（控制極（G G）相對于第一主電極（）相對于第一主電極（T1T1）的電壓同）的電壓同為正或同為負（即為正或同為負（即 和和 同為正偏或反偏）。同為正偏或反偏）。 導通導通阻斷的條件：阻斷的條件： 或或 。 導通后控制極失去控制作用。導通后控制極失去控制作用。 2 1T TU1GTU2

40、 1T THII02 1T TU第三節第三節晶閘管晶閘管 （三）雙向晶閘管的檢測（三）雙向晶閘管的檢測 項目項目1 1：直觀識別雙向晶閘管的管腳：直觀識別雙向晶閘管的管腳 雙向晶閘管的管腳多數是按第一主電極（雙向晶閘管的管腳多數是按第一主電極（T1T1）、第二主電極（、第二主電極（T2T2）、控制極（）、控制極（G G）的順序從左至）的順序從左至右排列（電極管腳向下，面對有字符的一面時）。右排列（電極管腳向下，面對有字符的一面時）。如右圖所示。如右圖所示。 項目項目2 2：萬用表判斷雙向晶閘管的管腳：萬用表判斷雙向晶閘管的管腳 將萬用表撥至電阻擋將萬用表撥至電阻擋R R1 1 擋，調零。分別測

41、量任意兩只管擋，調零。分別測量任意兩只管腳的電阻，出現小電阻時，沒有與表筆相連的管腳是第二主電極腳的電阻，出現小電阻時，沒有與表筆相連的管腳是第二主電極T2T2。假設余下的兩只管腳中的一只為控制極。假設余下的兩只管腳中的一只為控制極G G，另一只為，另一只為T1T1，黑表，黑表筆接筆接T2T2，紅表筆接假設的，紅表筆接假設的T1T1，短接，短接T2T2和和G G，如果表針偏轉，說明假，如果表針偏轉，說明假設正確；如果表針不動，說明假設錯誤，重新假設后重復上述操設正確；如果表針不動，說明假設錯誤，重新假設后重復上述操作。作。 第三節第三節晶閘管晶閘管 項目項目3：雙向晶閘管的性能檢測：雙向晶閘管

42、的性能檢測 1. 1.萬用表撥至電阻擋萬用表撥至電阻擋R R1 1擋，調零。兩表筆分別接第一主電擋，調零。兩表筆分別接第一主電極與第二主電極，表針不動或微動為正常，調換兩表筆再測，表極與第二主電極，表針不動或微動為正常，調換兩表筆再測，表針不動或微動為正常。針不動或微動為正常。 2.2.黑表筆接第一主電極，紅表筆接第二主電極，將控制極與黑表筆接第一主電極，紅表筆接第二主電極，將控制極與第二主電極短路一下后離開，萬用表應保持幾十歐以下的讀數；第二主電極短路一下后離開，萬用表應保持幾十歐以下的讀數；調換兩表筆，再次將控制極與第二主電極短路一下后離開，萬用調換兩表筆，再次將控制極與第二主電極短路一下

43、后離開，萬用表也應保持在幾十歐以下的讀數。對于小功率雙向晶閘管，按以表也應保持在幾十歐以下的讀數。對于小功率雙向晶閘管，按以上方法測量，若雙向晶閘管一直保持高阻值，則表明此管無法觸上方法測量，若雙向晶閘管一直保持高阻值，則表明此管無法觸發導通，管子已損壞。對于中、大功率雙向晶閘管，按以上方法發導通，管子已損壞。對于中、大功率雙向晶閘管，按以上方法測量，若雙向晶閘管一直保持高阻值，則有可能是萬用表提供的測量，若雙向晶閘管一直保持高阻值，則有可能是萬用表提供的電流小于晶閘管的維持電流，所以晶閘管不能觸發導通。電流小于晶閘管的維持電流，所以晶閘管不能觸發導通。 第三節第三節晶閘管晶閘管 1結構及符號

44、結構及符號晶閘管的導通還必須在控制極加正向觸發電壓，提供正向晶閘管的導通還必須在控制極加正向觸發電壓，提供正向觸發電壓的電路稱為觸發電路。在這里常用脈沖電壓作為觸發觸發電壓的電路稱為觸發電路。在這里常用脈沖電壓作為觸發電壓。電壓。知識拓展知識拓展單結晶體管單結晶體管 2組成：組成：（2）一個結：）一個結：PN 結結故稱單結晶體管或雙基極二極管。故稱單結晶體管或雙基極二極管。（1） 21bbe第二基極第二基極第一基極第一基極發射極發射極三個極：三個極：3型號：型號：有有 BT31、BT32、BT33、BT35 等。等。知識拓展知識拓展單結晶體管單結晶體管 4等效電路分析：等效電路分析：（1）等效

45、電路）等效電路Rb1e 與與 b1 之間的電阻，它隨發射極之間的電阻，它隨發射極電流而變，即電流而變，即 ie Rb1 。Rb2e 與與 b2 之間的電阻，它與之間的電阻，它與 ie 無關。無關。Rbb兩基極間的電阻，且兩基極間的電阻，且 Rbb = Rb1+Rb2。 Rb1 與與 Rb2 的比值稱為分壓比，的比值稱為分壓比， =Rb1/Rb2（一般取值（一般取值0.3 0.8 之間）。之間）。E1是加在是加在 b2 上的正向電壓。上的正向電壓。E2是加在是加在 e 上的正向電壓。上的正向電壓。VDe 與與 b1 之間的之間的 PN 結。結。知識拓展知識拓展單結晶體管單結晶體管 （2）若）若

46、E2 很低，很低，VD 反偏截止；當反偏截止；當 E2 上升至某數值，上升至某數值，VD 導通，導通，Rb1 突然下降，與此同時，突然下降，與此同時，e 與與 b1 之間趨向導通（單結晶之間趨向導通（單結晶體管導通）。體管導通）。( (VD 為為 PN 結的正向壓降，可取結的正向壓降，可取 0.7 V ) )（4）應用：可通過改變）應用：可通過改變 E2 的大小，來控制單結晶體管的的大小，來控制單結晶體管的導通與截止，從而在導通與截止，從而在 b1 輸得到脈沖電壓。輸得到脈沖電壓。（3）導通條件：）導通條件：D12VEE 知識拓展知識拓展單結晶體管單結晶體管 一、場效晶體管的外形、符號、分類一

47、、場效晶體管的外形、符號、分類 知識拓展知識拓展 場效晶體管及其應用場效晶體管及其應用二、場效晶體管的放大作用二、場效晶體管的放大作用三、場效晶體管的主要參數三、場效晶體管的主要參數四、場效晶體管的特點四、場效晶體管的特點五、場效晶體管的應用五、場效晶體管的應用 1外形和電路符號外形和電路符號一、場效晶體管的外形、符號、分類一、場效晶體管的外形、符號、分類 文字符號用文字符號用 V 表示。表示。知識拓展知識拓展場效應管及其應用場效應管及其應用 2結構結構:3分類分類 DSG漏漏極極源源極極柵柵極極三三個個電電極極知識拓展知識拓展場效應管及其應用場效應管及其應用 1場效晶體管是電壓控制的器件（晶

48、體管是電流控制的器場效晶體管是電壓控制的器件（晶體管是電流控制的器件）。件）。2場效晶體管可以使輸出端工作于導通、截止和放大三種場效晶體管可以使輸出端工作于導通、截止和放大三種狀態。狀態。3如圖所示為場效晶體如圖所示為場效晶體管共源極（相當于晶體管的管共源極（相當于晶體管的共射極）放大電路。共射極）放大電路。二、場效晶體管的放大作用二、場效晶體管的放大作用知識拓展知識拓展場效應管及其應用場效應管及其應用 R1 和和 RS場效晶體管的直流偏置電阻，產生靜態輸出電場效晶體管的直流偏置電阻，產生靜態輸出電流流 ID。ID靜態輸出電流，靜態輸出電流，IS = ID。UGS靜態柵偏壓靜態柵偏壓 UGS

49、= UG- -US = 0 - - IS RS = - -IDRS。調整調整 RS 可改變可改變 UGS，使場效晶體管工作于放大區。所以上，使場效晶體管工作于放大區。所以上圖稱為自偏壓放大電路。圖稱為自偏壓放大電路。CS交流旁路電容，相當于共射放大電路中的交流旁路電容，相當于共射放大電路中的Ce。C1、C2分別為輸入端、輸出端耦合電容。分別為輸入端、輸出端耦合電容。RD漏極電阻，將交流輸出電流轉換成交流輸出信號電漏極電阻，將交流輸出電流轉換成交流輸出信號電壓。壓。知識拓展知識拓展場效應管及其應用場效應管及其應用 在輸入信號在輸入信號 ui 的作用下，電路進入動態。改變的作用下，電路進入動態。改

50、變 ui 使管子的使管子的柵源偏壓柵源偏壓 ugs 發生較大變化，變化的電流通過負載，從而得到輸發生較大變化，變化的電流通過負載，從而得到輸出。負號表示輸出與輸入反相。出。負號表示輸出與輸入反相。知識拓展知識拓展場效應管及其應用場效應管及其應用 （1）跨導）跨導 gmgm 越越大，場效晶體管的放大能力越強。大，場效晶體管的放大能力越強。（2）夾斷電壓）夾斷電壓 UP 或開啟電壓或開啟電壓 UT當當 UGS 為定值，為定值，ID = 0，UGS 的值為夾斷電壓的值為夾斷電壓 UP，場效晶，場效晶體管開始導通時的體管開始導通時的 UGS 值稱為開啟電壓值稱為開啟電壓 UT。）（常數常數mSDSGS

51、Dm UUIg三、場效晶體管的主要參數三、場效晶體管的主要參數知識拓展知識拓展場效應管及其應用場效應管及其應用 （3）飽和電流）飽和電流 IDSS管子用作放大時的最大輸出電流。該值越大，表明信號動管子用作放大時的最大輸出電流。該值越大，表明信號動態范圍越大。態范圍越大。（4）漏源極間穿透電壓）漏源極間穿透電壓 U(BR)DS指漏極和源極開始雪崩擊穿，指漏極和源極開始雪崩擊穿，ID 恒流值急劇增加時的恒流值急劇增加時的 UDS值。值。（5）最大耗散功率）最大耗散功率 PDM這是這是 ID 與與 UDS 的最大積的允許值，否則將燒壞管子。的最大積的允許值，否則將燒壞管子。知識拓展知識拓展場效應管及

52、其應用場效應管及其應用 與晶體管比較有以下特點：與晶體管比較有以下特點：（1）控制方式是電壓控制，即）控制方式是電壓控制，即 UGS 控制控制 ID。（2）其放大參數是跨導）其放大參數是跨導gm，且，且 gm一般在一般在 1 5 mS。（3）輸入電阻很大，一般在）輸入電阻很大，一般在 105 107 。（4）工作噪聲小，穩定性好，抗輻射能力強。）工作噪聲小，穩定性好，抗輻射能力強。 （5）制作工藝簡單。）制作工藝簡單。四、場效晶體管的特點四、場效晶體管的特點知識拓展知識拓展場效應管及其應用場效應管及其應用 1應用范圍應用范圍集成電路中用得很多，集成電路中用得很多，CMOS 系列均表示場效晶體管。系列