一,二極管
1,二極管的基本知識(shí)
PN 結(jié):是指一塊半導(dǎo)體單晶,其中一部分是P P 型區(qū),其余部分是N N 型區(qū)。
P P 區(qū)是空穴,N N 區(qū)是電子。由于P P 、N N 區(qū)內(nèi)的平衡多子和平衡少子摻雜濃度懸殊,根據(jù)質(zhì)量作用定律,由于濃度差的原理,則將產(chǎn)生擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。( N->P為正)
在電場(chǎng)作用下,載流子將作漂移運(yùn)動(dòng),其方向與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)方向相反直到 PN結(jié)電流為零,達(dá)到平衡狀態(tài)。在 PN 結(jié)兩端外加不同方向的電壓,就可以破壞原來(lái)的平衡,而呈現(xiàn)單向?qū)щ娞匦裕ǚ蔷€性非時(shí)變電阻)。半導(dǎo)體二極管是由 PN 結(jié)加上引線和管殼構(gòu)成的,由 PN 結(jié)構(gòu)成的二極管是最基本的半導(dǎo)體器件。
2,二極管的應(yīng)用
(1)限幅電路:利用二極管單向?qū)щ娦院蛯?dǎo)通后兩端電壓基本不變的特點(diǎn)組成,將信號(hào)限定在某一范圍變化,分為單限幅和雙限幅電路。多用于信號(hào)處理電路中。
(2)箝位電路:將輸出電壓箝位在一定數(shù)值上。
(3)開關(guān)電路:利用二極管單向?qū)щ娦砸越油ê蛿嚅_電路,廣泛用于數(shù)字電路中。
(4)整流電路:利用二極管單向?qū)щ娦裕瑢⒔涣餍盘?hào)變?yōu)橹绷餍盘?hào),廣泛用于直流穩(wěn)壓電源中。
(5)低電壓穩(wěn)壓電路:利用二極管導(dǎo)通后兩端電壓基本不變的特點(diǎn),采用幾只二極管串聯(lián),獲得3V以下輸出電壓
(6)續(xù)流:防止電感產(chǎn)生很高的反電動(dòng)勢(shì),而損壞設(shè)備或元器件。
3,二極管的主要參數(shù)
4,PN結(jié)的擊穿
(1)雪崩擊穿:在電場(chǎng)作用下,載流子能量增大,勢(shì)壘區(qū)的載流電子就會(huì)發(fā)生碰撞電離而激發(fā)形成自由電子- - 空穴對(duì)。新產(chǎn)生的載流子又通過(guò)碰撞產(chǎn)生自由電子- - 空穴對(duì),這就是倍增效應(yīng)。反向電壓增加到滿足如下條件:
(2)齊納擊穿: 在高的反向電壓下,由于電子的波動(dòng)性可以有一定幾率穿過(guò)位能比電子動(dòng)能高的勢(shì)壘區(qū),形成大的反向電流。齊納擊穿需要的電場(chǎng)強(qiáng)度很大!只有在雜質(zhì)濃度特別大的 PN 結(jié)才做得)到。(雜質(zhì)大電荷密度就大) 一般的二極管摻雜濃度沒(méi)這么高,它們的電擊穿都是雪崩擊穿。
(3)熱擊穿:以上兩種都是 “ 電擊穿 ” ,它們的特點(diǎn)是非破壞的,是可逆的,而熱擊穿是破壞性的,不可逆的。一般發(fā)生在已經(jīng)出現(xiàn)電擊穿而反向電流比較大的情況下;或者發(fā)生在正向時(shí),因?yàn)檎螂娏鞑坏?,而且還是正溫度系數(shù)。
二,三極管
1,基本知識(shí):晶體三極管全稱為雙極結(jié)型晶體管( Bipolar Junction Transistor )BJT 。它的基本功能是具有電流放大作用。
2,晶體管的四種工作狀態(tài):發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏 — 放大區(qū);發(fā)射結(jié)與集電結(jié)均正偏稱為飽和區(qū);發(fā)射結(jié)與集電結(jié)均反偏稱為截止區(qū);發(fā)射結(jié)反偏,集電結(jié)正偏 — 反向放大區(qū)。數(shù)字電路中晶體管主要工作在飽和區(qū)與截止區(qū),起開關(guān)作用。
3,晶體管的參數(shù)
A,電流放大系數(shù):
B,極間反向電流
(1 )集- - 基反向飽和電流I CBO 代表發(fā)射極開路,集電極反偏時(shí)的集電極電流。在一定溫度下,I I CBO 是一個(gè)常量。隨著溫度的升高 ICBO 將增大,它是三極管工作不穩(wěn)定的主要因素。在相同環(huán)境溫度下,硅管的 ICBO 比鍺管的 ICBO 小得多。
(2 )穿透電流I I O CEO —— 極間反向電流越小越好,表明晶體管質(zhì)量越高。
C,頻率參數(shù) — 反映三極管電流放大能力與工作頻率關(guān)系的
參數(shù),表征三極管的頻率適用范圍。
D,
極限參數(shù)
E,交流參數(shù)
三,場(chǎng)效應(yīng)晶體管
1,定義:場(chǎng)效應(yīng)晶體管( Field Effect Transistor)這是一種電壓控制型多子導(dǎo)電器件,又稱為單極型晶體管。
2,場(chǎng)效應(yīng)晶體管可分為三大類:
結(jié)型柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管( JFET )、肖特基勢(shì)壘柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管( MESFET) 、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管( IGFET)
(1)JFET 是用一個(gè)低摻雜的半導(dǎo)體作為導(dǎo)電溝道,在半導(dǎo)體的一個(gè)側(cè)面或相以的兩側(cè)制作 PN 結(jié),并加上么向電壓。由于 PN 結(jié)勢(shì)壘區(qū)主要向低摻雜的溝道區(qū)擴(kuò)展,于是可利用反偏 PN 結(jié)的勢(shì)壘區(qū)寬度隨反向電壓的變化而變化的特點(diǎn)來(lái)控制導(dǎo)電溝道的戴面積,從而控制溝道的導(dǎo)電能力。
(2)MESFET 各 JFET 原理是一樣的。這兩種 FET 的不同之處僅在于, JFET 是利用 PN 結(jié)作為控制柵
(3)而 MESFET 則是利用金屬- - 半導(dǎo)體結(jié)來(lái)作為控制柵。
這在三類場(chǎng)效應(yīng)晶體管,無(wú)論是對(duì)于分立元件或集成電路都是 IGFET占主導(dǎo)地位。
3,絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(IGFET)
IGFET 的工作原理是利用電場(chǎng)能來(lái)控制半導(dǎo)體的表面狀態(tài),從而控制道 溝道的導(dǎo)電能力。根據(jù)溝道的導(dǎo)電類型的不同,每類 FET 又可分為N N溝道器件和P P 溝道器件。JFET 和 IGFET 通常用硅材料制作,而 MESFET 一般用砷化鎵材料制作。當(dāng) IGFET 用 SiO2 作為絕緣層時(shí),我們把這種 FET 稱為 “ 金屬- - 氧化物- - 半導(dǎo)體 ” 場(chǎng)效應(yīng)晶體管,簡(jiǎn)稱 MOSFET 。
N N 溝道 MOSEFT基本結(jié)構(gòu)示意圖
MOSFET 工作原理是通過(guò)改變柵源電壓 VGS 來(lái)控制溝道的導(dǎo)電能力,從而控制漏極電流 ID 。它是一個(gè)電壓控制型器件。
轉(zhuǎn)移特性反映了柵源電壓對(duì)漏極電流的控制能力
4,MOSFET 參數(shù)及意義
5,晶體管和FET管的比較
三,對(duì)二極管三極管電路的理解
1、引入穩(wěn)壓二級(jí)管的問(wèn)題:在只要保證穩(wěn)壓管有2mA的電流流過(guò),就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)需求電壓。穩(wěn)壓二極管主要是使用的是二極管反向擊穿特性來(lái)制作的(二極管內(nèi)部有一個(gè)內(nèi)電場(chǎng),就是使用了內(nèi)電場(chǎng)的特性,外加反向電壓,但制作時(shí)又人為控制內(nèi)電場(chǎng)的厚度,所以才有穩(wěn)壓一說(shuō))但是這個(gè)之間是怎么形成的呢?是不是所有的二極管都必須要做一個(gè)限流電阻,如果我的電流需求很大,例如我用一個(gè)9V/3A的電源,那么這種穩(wěn)壓管怎么使用呢?
答:穩(wěn)壓管只能作為小負(fù)載的電源,比如負(fù)載幾mA ,因?yàn)榉€(wěn)壓管需要一個(gè)限流電阻,通常上接一個(gè)電阻到電源做限流,否則直接電源通過(guò)穩(wěn)壓管,會(huì)把穩(wěn)壓管燒壞, 大電流的電源,需要設(shè)計(jì)開關(guān)電源。
2、在這個(gè)電路中,此三極管的主要作用是用作減掉個(gè)0.7V左右的電壓,直接使用二極管也是可以降低的~三極管好處是什么?
答:在這里三極管的作用就是放大電流的作用,負(fù)載電流主要是通過(guò)三極管的CE ,而三極管的B極是一個(gè)小電流,從這個(gè)小電流來(lái)控制三極管CE 大電流提供給負(fù)載,穩(wěn)壓管的作用是穩(wěn)壓,穩(wěn)壓值等于穩(wěn)壓管的電壓減去0.7V,你千萬(wàn)搞清楚負(fù)載電流是從三極管的CE之間流過(guò)的。
3、此電路這個(gè)位置只有0.3V,此時(shí)B極電壓應(yīng)該只有0.7V(二極管鉗位作用),那么Ube導(dǎo)通,UCE的導(dǎo)通,這個(gè)0.3V是由于Uce之間導(dǎo)通接地之后的電壓?jiǎn)??也稱為管壓降對(duì)嗎?
答:這個(gè)0.3 V 是三極管 Q2 飽和 后,CE之間的壓降
4、在設(shè)計(jì)延時(shí)電容時(shí)候,延時(shí)電容主要是為了濾除電路的浪涌電流,也稱為(尖峰),那么這個(gè)尖峰的電容的時(shí)間是怎么限值的呢?在您視頻上面講的是以:T1T2T3代表的三個(gè)步驟:(1)T1時(shí)為:0 (2)T2時(shí)為充電過(guò)程 (3)T3為充電完成之后,當(dāng)電源不再供電之后,電容放電給負(fù)載時(shí)供電的時(shí)間,那么我在計(jì)算這個(gè)值的是時(shí)候以什么為基準(zhǔn)呢?
答:?jiǎn)蝹€(gè)RC 電路充電時(shí)間常數(shù)為 t 等于 RC ,在這個(gè)電路里,R值不好計(jì)算,但你可以大概用R2乘以 C4 來(lái)計(jì)算,精確設(shè)定C 的容值,需要用示波器測(cè)試C4充電上升沿的時(shí)間, 那么你的尖峰電壓寬度需要小于這個(gè)上升沿的時(shí)間。
5、對(duì)于三極管的一個(gè)問(wèn)題:三極管從內(nèi)部流向來(lái)講,Ic=放大倍數(shù)*Ib,那么Ie=Ic+Ib,那么在放大區(qū)時(shí),主要是由于Ic電流的放大,所以電流是Ic流出的,但是在視頻開關(guān)電路來(lái)講,當(dāng)Ib有一個(gè)0.7V的電壓流入時(shí),Ube導(dǎo)通,Uce也導(dǎo)通(電流是Ic流入Ie)
這兩個(gè)問(wèn)題怎么感覺(jué),同樣的三極管為什么放大是由于Ic放大,而飽和導(dǎo)通是由Ic流向Ie
答:這個(gè)問(wèn)題只是在糾結(jié)一個(gè)精度的問(wèn)題,精確計(jì)算是,不管三極管是放大還是飽和,IE都是等于IB加上IC,粗略計(jì)算就是忽略了IB
6、使用PNP三極管使用的時(shí)候,三極管被鉗位到0.7V時(shí),那么三極管的BE必須要與地形成回路,這個(gè)理解對(duì)嗎?
解釋:當(dāng)開關(guān)按下后,三極管BE導(dǎo)通B極電壓為 12V-0.7V 三極管的EB 總是0.7V 所以B極總是電源12減去0.7V , 如果開關(guān)斷開,那么三極管的BE是不通的,沒(méi)有電流的,所以,三極管的B極接上拉電阻R11 到電源12V, 所以就是12V ,因?yàn)闆](méi)有電流,R11上沒(méi)有壓降。
-
三極管
+關(guān)注
關(guān)注
142文章
3575瀏覽量
121364 -
二極管
+關(guān)注
關(guān)注
147文章
9488瀏覽量
165265 -
晶體管
+關(guān)注
關(guān)注
77文章
9584瀏覽量
137508 -
PN結(jié)
+關(guān)注
關(guān)注
8文章
478瀏覽量
48542 -
反電動(dòng)勢(shì)
+關(guān)注
關(guān)注
1文章
56瀏覽量
12288
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
評(píng)論