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1、第4章 半导体分立器件,4.1 半导体分立器件的命名方法 4.2 半导体二极管 4.3 半导体三极管 4.4 场效应晶体管 4.5 晶闸管,4.1 半导体分立器件的命名方法,4.1.1 国产半导体分立器件的命名法 根据根据国家标准半导体器件型号命名方法（GB 249-74），半导体器件型号由五部分组成，其每一部分的含义见表4-1。 4.1.2 国际电子联合会半导体器件命名法 国际电子联合会半导体器件型号命名方法如表4-2所示。 4.1.3 美国半导体器件型号命名法 美国晶体管或其它半导体器件的型号命名法较混乱。这里介绍的是美国晶体管标准型号命名法，即美国电子工业协会（EIA）规定的晶体管分立器
2、件型号的命名法。如表4-3所示。,下一页,返回,4.1 半导体分立器件的命名方法,4.1.4 日本半导体器件型号命名法 日本半导体分立器件（包括晶体管）或其它国家按日本专利生产的这类器件，都是按日本工业标准（JIS）规定的命名法（JIS-C-702）命名的。 日本半导体分立器件的型号，由五至七部分组成。通常只用到前五部分。前五部分符号及意义如表4-4所示。第六、七部分的符号及意义通常是各公司自行规定的。,上一页,返回,4.2 半导体二极管,按其制造工艺不同，可分为点接触型二极管和面接触型二极管。 按功能与用途不同，可包括检波二极管、整流二极管、开关二极管，稳压二极管、敏感二极管（磁敏二极管、温
3、度效应二极管、压敏二极管等）、变容二极管、发光二极管、光电二极管和激光二极管等。 4.2.2 半导体二极管的主要特性参数 表征二极管性能的参数较多，且不同类型二极管的主要参数种类也不一样。一般常用的检波、整流二极管具有以下4个参数：,上一页,下一页,返回,4.2 半导体二极管,1最大整流电流IF 最大整流电流IF，也称二极管的额定正向工作电流，指的是二极管长期连续正常工作时允许通过的最大正向平均电流值。使用时，流过二极管的平均电流不能超过这个数值，否则二极管就会发热而烧毁。 2最高反向工作电压URM 最高反向工作电压URM是指反向加在二极管两端而不致引起PN结击穿的最大电压。使用中应选用URM
4、大于实际工作电压2倍以上的二极管，如果实际工作电压的峰值超过URM，二极管将被击穿。,上一页,下一页,返回,4.2 半导体二极管,3反向饱和漏电流IRM IRM指在二极管两端加入反向电压时，流过二极管的电流。由于载流子的漂移作用，二极管截止时仍有反向电流流过PN结，该电流受温度及反向电压的影响。IRM越小，二极管的单向导电性能越好。 4最高工作频率fM fM是指保证二极管单向导电作用的最高工作频率。由于PN结的结电容的存在，使二极管所能应用的工作频率有一个上限。若信号频率超过此值，管子的单向导电性将变坏。,上一页,下一页,返回,4.2 半导体二极管,4.2.3 几种常用半导体二极管 1整流二极
5、管 整流二极管是利用PN结的单向导电特性，把交流电变成脉动直流电。整流二极管多数采用平面接触型，硅材料制成金属封装或塑料封装的二极管，其特点是允许通过的电流比较大，反向击穿电压比较高，但PN结的结电容比较大，一般应用于频率不高的电路中。 2检波二极管 检波(也称解调)二极管是利用PN结单向导电性，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，广泛应用在半导体收音机、收录机、电视机及通信等设备的小信号电路中。检波二极管多采用点接触结构，多采用玻璃或陶瓷外壳封装，以保证良好的高频特性。,上一页,下一页,返回,4.2 半导体二极管,3开关二极管 开关二极管就是为在电路中实现“开”或“关”二设计
6、制造的一类二极管。开关二极管具有单向导电的特性，在正向偏置下导通，且导通电阻很小，约几十至几百欧；在反向偏置下截止，且截止电阻很大，硅管在10兆欧以上，锗管也有几十至几百千欧。利用这一特性，开关二极管在电路中对电流起到“接通”或“关断”的开关作用。开关二极管多以玻璃或陶瓷外壳封装，具有开关速度快、体积小、寿命长、可靠性高等特点，广泛应用在自动控制电路中。,上一页,下一页,返回,4.2 半导体二极管,4稳压二极管 稳压二极管，是利用PN结反向击穿后，其端电压在一定范围内基本保持不变的特性而制成的。稳压二极管是一种齐纳二极管，在电路中专门用来稳定电压的。稳压二极管一般采用硅材料制成，其封装形式有塑
7、料封装、金属封装和玻璃封装。目前应用较多的为塑料封装稳压二极管。 稳压二极管的主要参数是稳定电压UZ和最大工作电流IZM。,上一页,下一页,返回,4.2 半导体二极管,（1）稳定电压UZ 稳定电压是指稳压二极管在起稳压作用的范围内，其两端的反向电压值。 （2）最大工作电流IZM IZM是指稳压二极管长期正常工作时，所允许通过的最大反向电流值。 5变容二极管 变容二极管是利用PN结的空间电荷层具有电容特性的原理制成的二极管。其特点是结电容随加在管子上的反向电压大小而变化，反向电压越大，结电容越小；反向电压越小，结电容越大。变容二极管的应用范围很广。在无线电广播和电视设备中，通常利用变容二极管代替
8、调谐回路和自动频率微调电路中的可变电容。,上一页,下一页,返回,4.2 半导体二极管,6单结晶体管 单结晶体管，也称双基极二极管，是由一个PN结和两个内电阻构成的三端半导体元件。其外形与三极管相似，有3只管脚，其中一个是发射极E，另外两个是基极：第基极B1和第二基极B2。单结晶体管的外形、结构、等效电路如图4-3所示。 单结晶体管广泛用于振荡、定时、双稳电路及晶闸管触发电路，具有电路简单、热稳定性好等优点。单结晶体管的典型应用是组成张弛振荡器。,上一页,下一页,返回,4.2 半导体二极管,7双向二极管 双向二极管等效于基极开路、集电极和发射极对称的NPN型晶体管。其正、反向伏安特性完全对称。双
9、向二极管的结构、符号、伏安特性如图4-4所示。 4.2.4 半导体二极管的检测方法 1从外观上检查识别二极管极性 常用二极管的外壳上均印有型号和标记。标记箭头所指的方向为阴极。有的二极管只有一个色点，有色点的一端为阴极。有的二极管管壳是透明玻璃管，则可看到连接触丝的一端为正极。,上一页,下一页,返回,4.2 半导体二极管,2用万用表检测二极管的单向导电性 用万用表欧姆档测量二极管的正、反向电阻，如果测得的反向电阻（约几百千欧以上）和正向电阻（约几千欧以下）之比值在100以上，表明二极管性能良好。如果测得的反、正向电阻之比为几十、甚至几倍，表明二极管单向导电性不佳，不宜使用。如果正、反向电阻均为
10、无限大，表明二极管断路。如果正、反电阻均为零，表明二极管短路。 测试时需注意：检测小功率二极管时应将万用表置于R100或R1k档，检测中、大功率二极管时，方可将量程置于R1或R10档。,上一页,下一页,返回,4.2 半导体二极管,3用万用表检测判断二极管极性 当二极管外壳标志不清楚且又不是透明封装时，可以用万用表来判断其极性。将万用表置R100或R1K挡(不要用R1或R10k挡，由于R1挡的电流太大，容易烧毁管子，而R10K挡电压太高，可能击穿管子)，且将万用表的两只表笔分别接触二极管的两个电极，若测出的电阻约为几十、几百欧或几千欧，则黑表笔所接触的电极为二极管的正极，红表笔所接触的电极是二极
11、管的负极。若测出来的电阻约为几十千欧至几百千欧，则黑表笔所接触的电极为二极管的负极，红表笔所接触的电极为二极管的正极。,上一页,下一页,返回,4.2 半导体二极管,4.2.5 半导体二极管的正确选用 1类型选择 按照用途选择二极管的类型。如用作检波可以选择点接触式锗二极管；如用作整流可以选择面接触型普通二极管或整流二极管；如用作光电转换可以选用光电二极管；如在开关电路中应使用开关二极管；如用作稳压选择稳压管等。,上一页,下一页,返回,4.2 半导体二极管,2参数选择 选用整流二极管时，主要应考虑其最大整流电流IF、最大反向工作电压URM这两个参数；选用检波二极管时，主要考虑其最高工作频率fM，
12、最大反向饱和电流IRM等参数；选用稳压二极管是，主要考虑稳定电压UZ和最大工作电流IZM这两个参数等。 3材料选择 选择硅管还是锗管，可以按照以下原则决定：要求正向压降小的选锗管；要求反向电流小的选择硅管；要求反电压高，耐高压的选择硅管等。,上一页,返回,4.3 半导体三极管,半导体三极管又称晶体三极管，通常简称三极管，或称双极型晶体管，它是一种电流控制型的半导体器件，其最基本的作用就是放大，可用来对微弱信号进行放大，此外还可作无触点开关。 在电路中，半导体三极管用文字符号VT来表示，其图形符号如图4-5所示。 4.3.1 半导体三极管的分类 1按所用半导体材料分 三极管按所用半导体材料分可分
13、为硅三极管（硅管），锗三极管（锗管）。目前使用较多的是硅管，其稳定性较好，而锗管的反向电流较大，易受温度的影响。,下一页,返回,4.3 半导体三极管,2按封装方式分 三极管按封装方式分可分为玻璃壳封装管、金属壳封装管、塑料封装管等。 3按导电类型分 三极管按导电类型分可分为PNP型和NPN型。锗三极管多为PNP型，硅三极管多为NPN型。 4按截止频率分 三极管按截止频率分可分为超高频管、高频管和低频管。 5按耗散功率分 三极管按耗散功率分可分为大功率（PCM1W）、中功率(PCM在0.51W)和小功率三极管(PCM0.5W)。,上一页,下一页,返回,4.3 半导体三极管,6按用途分 三极管按用
14、途分可分为放大管、开关管等。 常见三极管的外形如图4-6所示。 4.3.2 三极管的引脚识别 对于小功率三极管来说，有金属外壳和塑料外壳封装两种。对于金属外壳封装的，如果管壳上带有定位销，那么，将管底朝上，从定位销起，按顺时针方向，三根电极依次为E、B、C，如图4-7（a）所示。如果管壳上无定位销，三根电极在等腰三角形内，我们将有三根电极的等腰三角形置于上方，按顺时针方向，三根电极依次为E、B、C。如图4-7（b）所示。,上一页,下一页,返回,4.3 半导体三极管,对于大功率三极管，外形一般分为F型和G型两种，如F型管，从外形上只能看到两根电极。我们将管底朝上，两根电极置于左侧，则上为E，下为
15、B，底座为C，如图4-8所示。G型管的三个电极一般在管壳的顶部，我们将管底朝下，三根电极置于左方，从最下电极起，顺时针方向，依次为E、B、C。 4.3.3 半导体三极管的主要特性参数 表征三极管性能的参数很多，可大致分为三类，即直流参数、交流参数和极限参数。 1直流参数 （1）共发射极直流电流放大倍数它指没有交流信号输入时，集电极电流IC与基极电流IB之比，即 =IC/IB。,上一页,下一页,返回,4.3 半导体三极管,（2）集电极发射极反向饱和电流ICEO 它指基极开路时，集电极与发射极之间加上规定的反向电压时的集电极电流，又称穿透电流。它是衡量三极管热稳定性的一个重要参数，其值越小，则三极
16、管的热稳定性越好。 （3）集电极基极反向饱和电流ICBO 它指发射极开路时，集电极与基极之间加上规定的电压时的集电极电流。良好三极管的ICBO应很小。,上一页,下一页,返回,4.3 半导体三极管,2交流参数 （1）共发射极交流电流放大系数 它指在共发射极电路中，集电极电流变化量IC与基极电流变化量IB之比，即IC/IB。 同一个管子，在同等工作条件下， （2）共发射极截止频率f 它是指电流放大系数因频率增高而下降至低频放大系数的0.707倍时的频率，即值下降了3dB时的频率。 （3）特征频率fT 它是指值因频率升高而下降至1时的频率。fT的典型值为1001000MHZ，实际工作频率ffT。,上一页,下一页,返回,4.3 半导体三极管,3极限参数 （1）集电极最大允许电流ICM 它是指三极管参数变化不超过规定值时，集电极允许通过的最大电流。当三极管的实际工作电流大于ICM时，管子的性能将显著变差。 （2）集电极发射极反向击穿电压U(BR)CEO 它是指基极开路时，集电极与发射极间的反向击穿电压。 （3）集电极最大允许功率损耗PCM 它指集电结允许功耗的最大值，其大小决定于集电结
