分立器件特性.ppt

第2章分立器件的特性2.1特殊用途的二极管2.1.1半导体分立器件的分类2.1.2普通二极管2.1.3特殊二极管2.1.1半导体分立器件的分类(2)双极型晶体管锗管（高频小功率管、低频大功率管）硅管（低频大功率管、大功率高压管；高频小功率管、超高频小功率管、高速开关管；低噪声管、微波低噪声管、超в管；高频大功率管、微波功率管；专用器件：单结晶体管、可编程序单结晶体管）(3)晶闸管（单向晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管、特殊晶闸管）(4)场效应晶体管结型（硅管、砷化镓管）MOS（硅）（耗尽型、增强型）2.集成电路(1)按制造工艺和结构分：有半导体集成电路、膜（厚、薄）集成电路、混合集成电路。(2)按集成度分：集成度指一个硅片上含有元件数目。有小、中、大、超大规模。(3)按应用领域分：同一功能的集成电路按应用领域规定不同的技术指标，而分为军用品、工业用品和民用品（商用）三大类。(4)按使用功能分：有音频/视频电路、数字电路、线性电路、微处理器、存储器、接口电路、光电电路等。(5)按半导体工艺分：双极型电路；MOS电路；双极型——MOS电路(6)专用集成电路（ASIC）2.1.2普通二极管1.半导体二极管2.主要参数(1)最大整流电流IF：二极管长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。(2)反向电流IR：承受反向工作电压而未被反向击穿时反向电流值。它的值越小，表明管子的单向导电特性越好。(3)最高反向工作电压URM：工作时两端所允许加的最大反向电压。通常为反向击穿电压的一半，以保证管子安全工作，防止击穿。(4)最高工作频率fM：PN结具有电容效应，它的存在限制了二极管工作频率。如果通过管子的信号频率超过管子的fM，则结电容的容抗变小，高频电流将直接从结电容通过，管子的单向导电性变差。(5)方向恢复时间trr：指二极管由导通突然反向时，反向电流由很大衰减到接近反向饱和电流时所需要的时间，一般为纳秒级。大功率开关管工作在高频时，此项指标至为重要。3.应用利用二极管的单向导电性，可以组成整流、限幅、钳位、检波及续流等应用电路。(1)整流作用单相半波整流电路桥式整流电路(2)限幅作用(4)检波电路2.1.3特殊二极管(2)应用如图所示。当负载电阻RL不变时，设输入电压uI由于电网电压波动而升高，这将引起DZ两端电压、也就是输出电压Uo升高，根据稳压管特性可知，DZ电压少许增加将导致流经DZ电流I2剧烈增加，使总电流I1大大增加，这样R上的压降UR也有较大的增加，即uI的升高大部分降在R上，使Uo=uI—UR增加的很少，基本保持不变。同样，当输入电压uI由于波动下降，Uo下降的也很少，也能基本保持不变。2.变容二极管（压变电容器）4.发光二极管（LED）采用镓（Ga）、磷（P）、砷（As）合成的二极管，内部基本单元仍是一个PN结。当外加正向电压时，电子与空穴复合过程中，以光子的形式释放能量，其亮度随注入电流的增大而提高。5.光电耦合器件它以光为媒介实现电信号的传递。常用在数字和模拟或计算机控制系统中做接口电路。它具有抗干扰性强、噪声低、速度快、耗电少，寿命长等优点。例题分析：a.二极管D阳极电位高于阴极电位，处于正偏，D导通b.二极管D2因受正向电压而导通，设导通压降为0.7V，则二极管D2的阳极对地电位为2.7V，此电位低于D1的阴极电位5V，D1处于反偏，所以D1截止。c.考虑12V电源和D1支路，D1正偏，则D1工作在导通状态，D1阳极对地电位为，UD!+（-3V）=-2.3V，此电位加R2、D2支路，D2因正偏而导通。d.-3V恒压源加在加R2、D支路中，由于D阳极接正，D导通。2.2双结型晶体管三极管各级电位关系2.2.2主要参数5.穿透电流ICEO：即IB＝0时的IC值。表明基极对集电极电流失控的程度。它大约是反向饱和电流的β倍。小功率硅管的ICEO约为0.1µA，锗管可能要比它大1000倍，大功率硅管的ICEO约为mA级。6.特征频率fT：它表明晶体管起放大作用的极限，此时β值为1。高频晶体管的fT值可达1000MHz以上。7.噪声系数NF：通常定义为输入信号的信噪比与经过晶体管放大后输出信号的信噪比的比值。一般取其对数并乘以10（功率之比）或20（电压之比），单位为dB。注意：由于半导体三极管具有两种载流子导电，温度对其特性十分敏感。温度升高，ICBO、в值增加，UBE减小，集中体现在使三极管的集电极电流IC增大，工作点不稳定，需要采取稳定措施加以限制。2.3场效应管的特性按结构不同，场效应管分结型场效应管和绝缘栅场场效应管两类。前者是利用PN结形成的耗尽区来控制导电沟道,后者是利用覆盖在P型或N型半导体上面的金属栅极(二者之间用氧化物绝缘)来控制导电沟道。后者当栅极和源极之间的电压为零时，漏极和源极之间基本上没有电流通过，前