模块一常用电子元器件

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1、模块一模块一 常用电子元器件常用电子元器件模块一模块一 常用电子元器件常用电子元器件 半导体基本知识半导体基本知识 半导体二极管半导体二极管 半导体三极管半导体三极管 MOS场效应管场效应管 本本 模模 块块 主主 要要 内内 容容模块一模块一 常用电子元器件常用电子元器件第一节第一节 半导体基本知识半导体基本知识 一、一、 本征半导体本征半导体锗硅半导体半导体 : :导电性能介于导体与绝缘体之间的物质，如硅和锗。它导电性能介于导体与绝缘体之间的物质，如硅和锗。它们的原子最外层都有四个价电子。们的原子最外层都有四个价电子。 1. 本征半导体本征半导体：纯净的半导体晶体纯净的半导体晶体。 2.

2、本征半导体的特点：有两种载流子参与导电本征半导体的特点：有两种载流子参与导电 3. 本征半导体中电流由两部分组成：本征半导体中电流由两部分组成：电子电流和空穴电流。电子电流和空穴电流。模块一模块一 常用电子元器件常用电子元器件二、杂质本征半导体二、杂质本征半导体 在本征半导体中掺入微量有用杂质后的半导体称为杂质半导体。在本征半导体中掺入微量有用杂质后的半导体称为杂质半导体。 杂质半导体可分为空穴（杂质半导体可分为空穴（P）型半导体和电子（）型半导体和电子（N）型半导体两大类。）型半导体两大类。 1. P型半导体：型半导体：在本征半导体内掺入微量的三价元素，成为在本征半导体内掺入微量的三价元素，

3、成为P型半型半导体。导体。 P型半导体中空穴是多子型半导体中空穴是多子(由掺杂形成由掺杂形成)，电子是少子电子是少子(由热激由热激发形成发形成)。 2. N型半导体：型半导体：在本征半导体内掺入微量的五价元素，成为在本征半导体内掺入微量的五价元素，成为N型型半导体。半导体。 N型半导体中电子是多子型半导体中电子是多子(由掺杂形成由掺杂形成)，空穴是少子，空穴是少子(由由热激发形成热激发形成)。 三、三、 PN结及其单向导电性结及其单向导电性1.PN1.PN结结: : 在同一片半导体基片上，分别制造在同一片半导体基片上，分别制造P P型半导体和型半导体和N N型半导体，型半导体，经过载流子的扩散

4、，在它们的交界面处就形成了经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了PN PN 结。结。模块一模块一 常用电子元器件常用电子元器件 (1) PN (1) PN 结加正向电压结加正向电压结加正向电压结加正向电压（正向偏置）（正向偏置）（正向偏置）（正向偏置）外电场外电场IF PN PN 结加正向电压结加正向电压结加正向电压结加正向电压( (P接正、接正、N接负接负 ) )时，时，时，时，PNPN结变窄，正向电流较大，结变窄，正向电流较大，结变窄，正向电流较大，结变窄，正向电流较大，正向电阻较小，正向电阻较小，正向电阻较小，正向电阻较小，PNPN结处于导通状态。结处于导通状态。结处于导通状态。结处

5、于导通状态。内电场内电场PN+2. PN结的单向导电性结的单向导电性模块一模块一 常用电子元器件常用电子元器件(2) PN (2) PN 结加反向电压（反向偏置结加反向电压（反向偏置结加反向电压（反向偏置结加反向电压（反向偏置）外电场外电场外电场外电场IR少子的少子的数目随数目随温度升温度升高而增高而增多，故多，故反向电反向电流将随流将随温度增温度增加。加。+ PNPNPNPN结加反向电压结加反向电压结加反向电压结加反向电压( ( ( (P P接负、接负、接负、接负、N N接正接正接正接正 ) ) ) )时，时，时，时，PNPNPNPN结变宽，反向电流较小，结变宽，反向电流较小，结变宽，反向电

6、流较小，结变宽，反向电流较小，反向电阻较大，反向电阻较大，反向电阻较大，反向电阻较大，PNPNPNPN结处于截止状态。结处于截止状态。结处于截止状态。结处于截止状态。内电场内电场内电场内电场P PN N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +结论结论:PN结具有单向导电性结具有单向导电性模块一模块一 常用电子元器件常用电子元器件一、二极管的伏安特性一、二极管的伏安特性 二极管两端的电压与通过电流的关系曲线，称为二极管的伏安特性。二极管两端的电压与通过电流的关系曲线，称为二极管的伏安特性。 1 . 正向特性正向特性2. 反向特性反向特性UI死区电压死区电压 :硅

7、管硅管0.5V,锗管锗管0.1V导通压降导通压降: :硅管硅管0.60.7V锗管锗管0.20.3V反向击穿反向击穿电压电压UBR1. .最大整流电流最大整流电流 二极管长期使用时，允许流二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。过二极管的最大正向平均电流。2. 最高反向工作电压最高反向工作电压 手册上给出的最高反向工作电手册上给出的最高反向工作电压一般是反向击穿电压的一半。压一般是反向击穿电压的一半。I IF FU URMRM二、二极管的主要参数二、二极管的主要参数第二节第二节 半导体二极管半导体二极管二极管的伏安特性。二极管的伏安特性。模块一模块一 常用电子元器件常用电子元器件UZ

8、IZIZM UZ IZ使用时要加限流电阻使用时要加限流电阻使用时要加限流电阻使用时要加限流电阻UIO_+三、二极管的应用三、二极管的应用1整流应用整流应用2限幅应用限幅应用3检波应用检波应用4保护应用保护应用四、稳压二极管四、稳压二极管 工作在反向击穿状态，稳工作在反向击穿状态，稳压二极管简称稳压管，压二极管简称稳压管，其在电其在电路中路中的接法如图所示。的接法如图所示。 曲线越陡，动态电阻越小，曲线越陡，动态电阻越小，稳压管的稳压性能越好。稳压管的稳压性能越好。 模块一模块一 常用电子元器件常用电子元器件第三节第三节 半导体三极管半导体三极管一、结构与符号一、结构与符号BECNNP基极基极发

9、射极发射极集电极集电极NPN型型PNP集电极集电极基极基极发射发射极极BCEPNP型型BECIBIEICNPN型三极管型三极管BECIBIEICPNP型三极管型三极管 三极管制造工艺特点是：三极管制造工艺特点是：发射区掺杂浓度高，基区掺杂浓度低发射区掺杂浓度高，基区掺杂浓度低且很薄，集电区面积大。且很薄，集电区面积大。 模块一模块一 常用电子元器件常用电子元器件二、三极管的电流分配与电流放大作用二、三极管的电流分配与电流放大作用1.三极管电流放大作用的外部条件三极管电流放大作用的外部条件: 发射结正向偏置，集电结反向偏置发射结正向偏置，集电结反向偏置 （1） 发射极电流等于基极电流与集电极电流

10、之和，即发射极电流等于基极电流与集电极电流之和，即I IE E=I=IC C+I+IB B（2 2）I IC C比比I IB B大得多。大得多。（3 3）I IB B的小变化引起的小变化引起I IC C的大变化。的大变化。 三、三极管的特性曲线三、三极管的特性曲线 1. 输入特性输入特性2.三极管的电流分配与放大作用三极管的电流分配与放大作用: 发射结正向偏置，集电结反向偏置发射结正向偏置，集电结反向偏置 模块一模块一 常用电子元器件常用电子元器件一一.输入特性输入特性UCE 1V工作压降：工作压降： 硅管硅管U UBEBE 0.6-0.7V,0.6-0.7V,锗管锗管U UBEBE 0.2-

11、0.3V0.2-0.3V。UCE=0VIB( A)UBE(V)204060800.40.8UCE =0.5V 死区电压，死区电压，硅管硅管0.5V0.5V，锗锗管管0.1V0.1V。共射极接法硅共射极接法硅NPN型三极管的输入特性曲线型三极管的输入特性曲线 模块一模块一 常用电子元器件常用电子元器件2. 输出特性输出特性IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A放大区：发射结放大区：发射结正偏，集电结反正偏，集电结反偏。偏。I IC C= = I IB B称为称为线性区。线性区。饱和区：发射结正饱和区：发射结正偏，偏，集电结正偏，集电结正偏，

12、U UCE CE 0.3VVBVEPNP型三极管处于放大状时：型三极管处于放大状时：VEVBVC模块一模块一 常用电子元器件常用电子元器件四、三极管的主要参数及温度影响四、三极管的主要参数及温度影响1. 1. 三极管的主要参数三极管的主要参数直流电流放大系数：直流电流放大系数：(1) 电流放大倍数电流放大倍数 和和 交流电流放大系数：交流电流放大系数：一般作近似处理：一般作近似处理：模块一模块一 常用电子元器件常用电子元器件(2)(2)极间反向电流极间反向电流a.a.集集- -基极反向截止电流基极反向截止电流ICBO AICBOI ICBOCBO是集电结反偏是集电结反偏由少子的漂移形由少子的漂

13、移形成的反向电流，成的反向电流，受温度的变化影受温度的变化影响。响。b.b.集集- -射极反向截止电流射极反向截止电流I ICEOCEO 指基极开路指基极开路, ,集电结反偏和发射结正偏时的集射极电集电结反偏和发射结正偏时的集射极电流，习惯称穿透电流流，习惯称穿透电流。是判断器件热稳定性的依据。是判断器件热稳定性的依据。 模块一模块一 常用电子元器件常用电子元器件（3 3）极限参数）极限参数a. 集电极最大允许电流集电极最大允许电流ICM集电极电流集电极电流IC上升会导致三极管的上升会导致三极管的 值的下降，当值的下降，当 值下降到正常值值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为的三分之二时的

14、集电极电流即为ICM 值。值。 IC超过超过ICM并不一定会使三并不一定会使三极管损坏，但以降低极管损坏，但以降低 值为代价。值为代价。b. 集集-射极反向击穿电压射极反向击穿电压U(BR)CEO当集当集-射极之间的电压射极之间的电压UCE超过一定的数值时，三极管就会被击穿。超过一定的数值时，三极管就会被击穿。c. 集电极最大允许功耗集电极最大允许功耗PCMPC PCM安全工作区：在输出特性曲线上，三个极限参数所形成的区域安全工作区：在输出特性曲线上，三个极限参数所形成的区域模块一模块一 常用电子元器件常用电子元器件2. 温度对三极管参数的影响温度对三极管参数的影响(1) (1) 温度对温度对

15、的影响的影响 温度每升高温度每升高11，值值增大增大0.5%0.5%1%1%。(2) (2) 温度对温度对I ICBOCBO的影响的影响 温度每升高温度每升高1010，I ICBOCBO约约增加增加一倍。一倍。(3) (3) 温度对温度对U UBEBE的影响的影响 温度每升高温度每升高11，U UBEBE下降下降约约2 22.5mv2.5mv。模块一模块一 常用电子元器件常用电子元器件 场效应三极管只有一种载流子参与导电，又称为单极型三极管，场效应三极管只有一种载流子参与导电，又称为单极型三极管，是利用电场效应来控制电流的一种半导体器件，即是利用电场效应来控制电流的一种半导体器件，即电压控制器

16、件电压控制器件电压控制器件电压控制器件（双极型三极管是电流控制器件）（双极型三极管是电流控制器件）（双极型三极管是电流控制器件）（双极型三极管是电流控制器件）。具有体积小、重量轻、耗电省、具有体积小、重量轻、耗电省、寿命长等特点，而且还具有输入阻抗高（可高达寿命长等特点，而且还具有输入阻抗高（可高达 以上）、噪声以上）、噪声低、热稳定性好、便于大规模集成化的优点，被广泛应用于各种电低、热稳定性好、便于大规模集成化的优点，被广泛应用于各种电子线路。子线路。结型场效应管结型场效应管结型场效应管结型场效应管按结构不同场效应管有两种按结构不同场效应管有两种: :绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管绝缘栅型

17、场效应管绝缘栅型场效应管 第四节第四节 MOS场效应管场效应管本节绍仅介绝缘栅型场效应管本节绍仅介绝缘栅型场效应管 模块一模块一 常用电子元器件常用电子元器件 绝缘栅场效应管由金属绝缘栅场效应管由金属-氧化物氧化物-半导体制成，故又称为半导体制成，故又称为MOS场场效效应管，三个极分别为应管，三个极分别为源极（源极（S），栅极（），栅极（G）、漏极（）、漏极（D），对应于，对应于双极型三极管的双极型三极管的发射极（发射极（E）、基极（）、基极（B)、集电极（、集电极（C）。 MOS管管共有四种类型：共有四种类型：N沟道增强型、沟道增强型、N沟道耗尽型、沟道耗尽型、P沟道增强型、沟道增强型、P沟沟道耗尽型。道耗尽型。 模块一模块一 常用电子元器件常用电子元器件