半導(dǎo)體分立器件

半導(dǎo)體分立器件半導(dǎo)體器件是近50年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型電子器件，具有體積小、重量輕、耗電省、壽命長(zhǎng)、工作可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用十分廣泛。1）國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體器件型號(hào)命名法國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體器件型號(hào)由五部分組成，如表1-13所示。半導(dǎo)體特殊器件、場(chǎng)效應(yīng)器件、復(fù)合管、PIN型管、激光管等的型號(hào)由第三、四、五部分組成。表1-13中國(guó)半導(dǎo)體器件型號(hào)命名法第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用數(shù)字表示器件的電極數(shù)目OT孑E十n*./中陽(yáng)OT孑E十n*./中AAOT用數(shù)字表示序號(hào)用字母表示規(guī)格用字母表示器件的材料和類性用字母表示器件的用途符號(hào)意義符號(hào)意義符號(hào)意義意義意義23二極管三極管ABCDABCDEN型，鍺材料P型，鍺材料N型，硅材料P型，硅材料PNP型，鍺NPN型，鍺PNP型，硅NPN型，硅化合材料PVWCZSGSKXGDATYBJCSBTFHPINGJ小信號(hào)管混頻檢波器穩(wěn)壓管變?nèi)萜髡鞴芩淼拦芄怆娮语@示器開關(guān)管低頻小功率管高頻小功率管低頻大功率管高頻大功率管半導(dǎo)體閘流管體校應(yīng)器件雪崩管階躍恢復(fù)管場(chǎng)效應(yīng)器件半導(dǎo)體特殊器件復(fù)合管PIN管激光管反映了極限參數(shù)、直流參數(shù)和交流參數(shù)等的差別承受反向擊穿電壓的程度。如規(guī)格號(hào)為A、B、C、D…。其中A承受的反響擊穿電壓最低，B次之…示例1：“2AP10”型為P型錯(cuò)材料的小信號(hào)普通二極管，序號(hào)為10。示例2：“3AX31A”型為PNP型錯(cuò)材料的低頻小功率三極管，序號(hào)31,規(guī)格號(hào)為A。示例3：“CS2B”型為場(chǎng)效應(yīng)管，序號(hào)為2,規(guī)格號(hào)為B。2）半導(dǎo)體二極管二極管按材料可分為硅二極管和鍺二極管兩種；按結(jié)構(gòu)可分為點(diǎn)接觸型和面接觸型；按用途可分為整流管、穩(wěn)壓管、檢波管、開關(guān)管和光電管等。常見二極管外形和電路符號(hào)可參見《基礎(chǔ)篇》。（1）常用二極管的類型有：整流二極管主要用于整流電路，即把交流電變換成脈動(dòng)的直流電。整流二極管為面接觸型，其結(jié)電容較大，因此工作頻率范圍較窄（3kHz以內(nèi)）。常用的型號(hào)有2CZ型、2DZ型等，還有用于高壓和高頻整流電路的高壓整流堆，如2CGL型、DH26型2CL51型等。檢波二極管其主要作用是把高頻信號(hào)中的低頻信號(hào)檢出，為點(diǎn)接觸型，其結(jié)電容小，一般為錯(cuò)管。檢波二極管常采用玻璃外殼封裝，主要型號(hào)有2AP型和1N4148（國(guó)外型號(hào)）等。穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管也叫穩(wěn)壓管，它是用特殊工藝制造的面結(jié)型硅半導(dǎo)體二極管，其特點(diǎn)是工作于反向擊穿區(qū)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓；其被反向擊穿后，當(dāng)外加電壓減小或消失，PN結(jié)能自動(dòng)恢復(fù)而不至于損壞。穩(wěn)壓管主要用于電路的穩(wěn)壓環(huán)節(jié)和直流電源電路中，常用的有2CW型和2DW型。光電二極管光電管又稱光敏管。和穩(wěn)壓管一樣，其PN結(jié)也工作在反偏狀態(tài)。其特點(diǎn)是：無(wú)光照射時(shí)其反向電流很小，反向電阻很大；當(dāng)有光照射時(shí)，其反向電阻減小，反向電流增大。光電管常用在光電轉(zhuǎn)換控制器或光的測(cè)量傳感器中，其PN結(jié)面積較大，是專門為接收入射光而設(shè)計(jì)的。光電管在無(wú)光照射時(shí)的反向電流叫做暗電流，有光照射時(shí)的電流叫做光電流（或亮電流）。其典型產(chǎn)品有2CU、2DU系列。發(fā)光二極管發(fā)光二極管簡(jiǎn)寫做LED。它通常用砷化鎵或磷化鎵等材料制成，當(dāng)有電流通過(guò)它時(shí)便會(huì)發(fā)出一定顏色的光。按發(fā)光的顏色不同發(fā)光二極管可分為紅色、黃色、綠色、藍(lán)色、變色和紅外發(fā)光二極管等。一般情況下，通過(guò)LED的電流在10?30mA之間，正向壓降約為1.5?3V。LED可用直流、交流、脈沖等電源驅(qū)動(dòng)，但必須串接限流電阻R。LED能把電能轉(zhuǎn)換成光能，廣泛應(yīng)用在音響設(shè)備、數(shù)控裝置、微機(jī)系統(tǒng)的顯示器上。變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管是利用PN結(jié)加反向電壓時(shí)，PN結(jié)此時(shí)相當(dāng)于一個(gè)結(jié)電容。反偏電壓越大，PN結(jié)的絕緣層加寬，其結(jié)電容越小。如2CB14型變?nèi)荻O管，當(dāng)反向電壓在3?25V區(qū)間變化時(shí)，其結(jié)電容在20?30pF之間變化。它主要用在高頻電路中作自動(dòng)調(diào)諧、調(diào)頻、調(diào)相等，如在彩色電視機(jī)的高頻頭中作電視頻道的選擇。（2） 常用二極管的選用常識(shí)應(yīng)根據(jù)用途和電路的具體要求來(lái)選擇二極管的種類、型號(hào)及參數(shù)。選用檢波管時(shí)，主要使其工作頻率符合要求。常用的有2AP系列，還可用錯(cuò)開關(guān)管2AK型代用。用錯(cuò)高頻三極管的發(fā)射結(jié)進(jìn)行檢波的效果較好，因其發(fā)射結(jié)結(jié)電容很小。選擇整流二極管時(shí)主要考慮其最大整流電流、最高反向工作電壓是否滿足要求，常用的硅橋（硅整流組合管）為QL型。在修理電子電路時(shí)，當(dāng)損壞的二極管型號(hào)一時(shí)找不到，可考慮用其他二極管代用。代換的原則是弄清原二極管的性質(zhì)和主要參數(shù)，然后換上與其參數(shù)相當(dāng)?shù)钠渌吞?hào)二極管。如檢波二極管，只要工作頻率不低于原型號(hào)的就可以使用。（3） 二極管的測(cè)試普通二極管的測(cè)試普通二極管外殼上均印有型號(hào)和標(biāo)記。標(biāo)記方法有箭頭、色點(diǎn)、色環(huán)三種，箭頭所指方向或靠近色環(huán)的一端為二極管的負(fù)極，有色點(diǎn)的一端為正極。若型號(hào)和標(biāo)記脫落時(shí)，可用萬(wàn)用表的歐姆檔進(jìn)行判別。主要原理是根據(jù)二極管的單向?qū)щ娦?，其反向電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正向電阻。具體過(guò)程如下：?判別極性：將萬(wàn)用表選在RX100或RX1k檔，兩表筆分別接二極管的兩個(gè)電極。若測(cè)出的電阻值較小（硅管為幾百?幾千Q，錯(cuò)管為100?1kQ），說(shuō)明是正向?qū)?，此時(shí)黑表筆接的是二極管的正極，紅表筆接的則是負(fù)極；若測(cè)出的電阻值較大（幾十kQ?幾百kQ），為反向截止，此時(shí)紅表筆接的是二極管的正極，黑表筆為負(fù)極。?檢查好壞：可通過(guò)測(cè)量正、反向電阻來(lái)判斷二極管的好壞。一般小功率硅二極管正向電阻為幾百kQ?幾千kQ，錯(cuò)管約為100Q?1kQ。?判別硅、錯(cuò)管：若不知被測(cè)的二極管是硅管還是錯(cuò)管，可根據(jù)硅、錯(cuò)管的導(dǎo)通壓降不同的原理來(lái)判別。將二極管接在電路中，當(dāng)其導(dǎo)通時(shí)，用萬(wàn)用表測(cè)其正向壓降，硅管一般為0.6?0.7V,錯(cuò)管為0.1?0.3V。穩(wěn)壓管的測(cè)試?極性的判別：與上普通二極管的判別方法相同?檢查好壞：萬(wàn)用表置于RX10k檔，黑表筆接穩(wěn)壓管的“一”極，紅筆接“+”，若此時(shí)的反向電阻很?。ㄅc使用RX1k檔時(shí)的測(cè)試值相比校），說(shuō)明該穩(wěn)壓管正常。因?yàn)槿f(wàn)用表RX10k檔的內(nèi)部電壓都在9V以上，可達(dá)到被測(cè)穩(wěn)壓管的擊穿電壓，使其阻值大大減小。發(fā)光二極管的測(cè)試：用萬(wàn)用表RX10k檔測(cè)試。一般正向電阻應(yīng)小于30kQ，反向電阻應(yīng)大于1MQ；若正、反向電阻均為零，說(shuō)明其內(nèi)部擊穿。反之，若均為無(wú)窮大，則內(nèi)部已開路。光電二極管的測(cè)試：把光電二極管用黑紙蓋住，將萬(wàn)用表打到RX1k檔，兩表筆分別接兩個(gè)管腳，若指針讀數(shù)為幾kQ左右，則黑表為正極。這是正向電阻，是不隨光照而變化的。將兩表筆對(duì)調(diào)測(cè)反向電阻，一般讀數(shù)應(yīng)在幾百kQ到無(wú)窮大（注意測(cè)量時(shí)窗口應(yīng)避開光）。然后用手電光照管子的頂端窗口，這時(shí)表頭指針偏轉(zhuǎn)應(yīng)明顯加大，光線越強(qiáng)，反向電阻應(yīng)越?。▋H幾百Q(mào)）。關(guān)掉手電，指針讀數(shù)應(yīng)立即恢復(fù)到原來(lái)的阻值，這樣的光電二極管才是好的。電容器電容器（簡(jiǎn)稱電容）是一種能存儲(chǔ)電能的元件，其特點(diǎn)是通交流、隔直流、阻低頻、通高頻，在電路中常用作耦合、旁路、濾波、諧振等用途。1） 電容器的類型電容器按結(jié)構(gòu)可分為固定電容和可變電容，可變電容中又有半可變（微調(diào)）電容和全可變電容之分。電容器按材料介質(zhì)可分為氣體介質(zhì)電容、紙介電容、有機(jī)薄膜電容、瓷介電容、云母電容、玻璃釉電容、電解電容、鉭電容等。電容器還可分為有極性和無(wú)極性電容器。2） 電容器的型號(hào)命名法根據(jù)國(guó)標(biāo)GB2470-1995的規(guī)定，電容器的產(chǎn)品型號(hào)一般由四部分組成，各部分含義見表1-7。表1-7電容器型號(hào)命名法第一-部分第二部分第三部分第四部分用字母表示主體用字母表示材料用字母表示特征用數(shù)字或字母表示序號(hào)符號(hào)意義符號(hào)意義符號(hào)意義意義C電容器CIOYVZJBFLSQHDAGNTME瓷介玻璃釉玻璃膜云母云母紙紙介金屬化紙聚苯乙烯聚四氟乙烯滌綸聚碳酸脂漆膜紙膜復(fù)合鋁電解鉭電解金屬電解鈮電解鈦電解壓敏其它電解材料TWJXSDMYC鐵電微調(diào)金屬化小型獨(dú)石低壓密封高壓穿心式包括：品種、尺寸代號(hào)、溫度特性、直流工作電壓、標(biāo)稱值、允許誤差、標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)等示例：某電容器的標(biāo)號(hào)為：CJX-250-0.33-±10%，則其含義如下:C一主稱電容；J一材料金屬化介質(zhì)；X一特征小型；250—耐壓250V；0.33—標(biāo)稱容量0.33uF；±10%—允許誤差±10%。3）常用電容器的圖形符號(hào)，見表1-8所示。表1-8常用電容器的圖形符號(hào)

圖形符號(hào)Tl名稱電容器電解電容器可變電容器微調(diào)電容器同軸雙可變電容4）電容器的主要參數(shù)標(biāo)稱容量與允許誤差電容器上標(biāo)注的電容量值，稱為標(biāo)稱容量。標(biāo)準(zhǔn)單位是法拉（F）,另外還有微法（UF）、納法（nF）、皮法（pF），它們之間的換算關(guān)系為：1F=10euF=10mF=10i2pF。電容器的標(biāo)稱容量與其實(shí)際容量之差，再除以標(biāo)稱值所得的百分比，就是允許誤差。一般分為八個(gè)等級(jí)，如表1-9所示。表1-9電容器允許誤差等級(jí)級(jí)別0102IIImWVW允許誤差1%10%±2%±5%±10%±20%+20%?一30%+50%?一20%+100%?一誤差的標(biāo)志方法一般有三種：a） 將容量的允許誤差直接標(biāo)志在電容器上。b） 用羅馬數(shù)字I、II、III分別表示土5%、±10%、土20%。c）用英文字母表示誤差等級(jí)。用J、K、M、N分別表示土5%、±10%、±20%、±30%；用。、F、G分別表示±0.5%、±1%、±2%；用？、S、Z分別表示±100?0%、±50?20%、±80?20%。固定電容器的標(biāo)稱容量系列見表1-10,任何電容器的標(biāo)稱容量都滿足表中標(biāo)稱容量系列再乘以10n（n為正或負(fù)整數(shù)）。表1-10固定電容器容量的標(biāo)稱值系列電容器類別允許誤差標(biāo)稱值系列高頻紙介質(zhì)、云母介質(zhì)玻璃釉介質(zhì)高頻（無(wú)極性）有機(jī)薄膜介質(zhì)±5%1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.82.02.22.42.73.03.33.63.94.34.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.29.1紙介質(zhì)、金屬化紙介質(zhì)復(fù)合介質(zhì)低頻（有極性）有機(jī)薄膜介質(zhì)±10%1.0 1.5 2.02.2 3.3 4.0 4.75.06.06.88.2電解電容器±20%1.01.52.23.34.76.8電容器的標(biāo)稱容量、誤差標(biāo)志方法如下：a） 直標(biāo)法在產(chǎn)品的表面上直接標(biāo)志出產(chǎn)品的主要參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)的方法。例如在電容器上標(biāo)志：33uF5%、32V。b） 文字符號(hào)法將需要標(biāo)志的主要參數(shù)與技術(shù)性能用文字、數(shù)字符號(hào)有規(guī)律的組合標(biāo)志在產(chǎn)品的表面上。采用文字符號(hào)法時(shí)，將容量的整數(shù)部分寫在容量單位標(biāo)志符號(hào)前面，小數(shù)部分放在單位符號(hào)后面。如：3.3pF標(biāo)志為3p3,1000pF標(biāo)志為In,6800標(biāo)志為6n8,2.2uF標(biāo)志為2口。c） 數(shù)字表示法體積較小的電容器常用數(shù)字標(biāo)志法。一般用三位整數(shù)，第一位、第二位為有效數(shù)字，第三位表示有效數(shù)字后面零的個(gè)數(shù)，單位為皮法（pF），但是當(dāng)?shù)谌粩?shù)是9時(shí)表示10-1。如：“243”表示容量為24000pF，而“339”表示容量為33X10-1pF（3.3pF）。d） 色標(biāo)法電容器的色標(biāo)法原則上與電阻器類似，其單位為皮法（pF）。額定耐壓指在規(guī)定溫度范圍下，電容器正常工作時(shí)能承受的最大直流電壓。固定式電容器的耐壓系列值有：1.6、4、6.3、10、16、25、32*、40、50、63、100、125*、160、250、300*、400、450*、500、1000V等（帶*號(hào)者只限于電解電容使用）。耐壓值一般直接標(biāo)在電容器上，但有些電解電容器在正極根部用色點(diǎn)來(lái)表示耐壓等級(jí)，如6.3V用棕色，10V用紅色，16V用灰色。電容器在使用時(shí)不允許超過(guò)這個(gè)耐壓值，若超過(guò)此值，電容器就可能損壞或被擊穿，甚至爆裂。絕緣電阻指加到電容器上的直流電壓和漏電流的比值，又稱漏阻。漏阻越低，漏電流越大，介質(zhì)耗能越大，電容器的性能就差，壽命也越短。5）常見電容器介紹固定電容器有下列幾種類型：紙介電容器（CZ型）紙介電容器的電極用鋁箔或錫箔做成，絕緣介質(zhì)用浸過(guò)蠟的紙相迭后卷成圓柱體密封而成。其特點(diǎn)是容量大、構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低，但熱穩(wěn)定性差、損耗大、易吸濕，適用于在低頻電路中用做旁路電容和隔直電容。金屬紙介電容器（CJ型）的兩層電極是將金屬蒸發(fā)后沾積在紙上形成的金屬薄膜，其體積小，特點(diǎn)是被高壓擊穿后有自愈作用。有機(jī)薄膜電容器（CB或CL型）用聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸脂或滌綸等有機(jī)薄膜代替紙介，以鋁箔或在薄膜上蒸發(fā)金屬薄膜作電極卷繞封裝而成。其特點(diǎn)是體積小、耐壓高、損耗小、絕緣電阻大、穩(wěn)定性好，但是溫度系數(shù)較大。適于用在高壓電路、諧振回路、濾波電路中。瓷介電容器（CC型）瓷介電容器是以陶瓷材料作介質(zhì)，在介質(zhì)表面上燒滲銀層作電極，有管狀和圓片狀。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、絕緣性能好、穩(wěn)定性較高、介質(zhì)損耗小、固有電感小、耐熱性好。但其機(jī)械強(qiáng)度低、容量不大。適用于在高頻高壓電路中和溫度補(bǔ)償電路中。云母電容器（CY型）以云母為介質(zhì)，上面噴覆銀層或用金屬箔作電極后封裝而成。其特點(diǎn)是絕緣性好、耐高溫、介質(zhì)損耗極小、固有電感小，因此其工作頻率高、穩(wěn)定性好、工作耐壓高，應(yīng)用廣泛。適于用在高頻電路中和高壓設(shè)備中。玻璃釉電容器（CI型）用玻璃釉粉加工成的薄片作為介質(zhì)，其特點(diǎn)是介電常數(shù)大，體積也比同容量的瓷片電容器小，損耗更小。與云母和瓷介電容器相比，它更適用于在高溫下工作，廣泛用于小型電子儀器中的交直流電路、高頻電路和脈沖電路中。電解電容器以附著在金屬極板上的氧化膜層作介質(zhì)，陽(yáng)極金屬極片一般為鋁、鉭、鈮、鈦等，陰極是填充的電解液（液體、半液體、膠狀），且有修補(bǔ)氧化膜的作用。氧化膜具有單向?qū)щ娦院洼^高的介質(zhì)強(qiáng)度，所以電解電容為有極性電容。新出廠的電解電容其長(zhǎng)腳為正極，短腳為負(fù)極，在電容器的表面上還印有負(fù)極標(biāo)志。電解電容在使用中一旦極性接反，則通過(guò)其內(nèi)部的電流過(guò)大，導(dǎo)致其過(guò)熱擊穿，溫度升高產(chǎn)生的氣體會(huì)引起電容器外殼爆裂。電解電容器的優(yōu)點(diǎn)是其容量大，在短時(shí)間過(guò)壓擊穿后，能自動(dòng)修補(bǔ)氧化膜并恢復(fù)絕緣。其缺點(diǎn)是誤差大、體積大，有極性要求，并且其容量隨信號(hào)頻率的變化而變化，穩(wěn)定性差，絕緣性能低，工作電壓不高，壽命較短，長(zhǎng)期不用時(shí)易變質(zhì)。電解電容器適用于在整流電路中進(jìn)行濾波、電源去耦、放大器中的耦合和旁路等。（2）可變電容器可變電容器有下列幾種類型：空氣可變電容器這種電容器以空氣為介質(zhì)，用一組固定的定片和一組可旋轉(zhuǎn)的動(dòng)片（兩組金屬片）為電極，兩組金屬片互相絕緣。動(dòng)片和定片的組數(shù)分為單連、雙連、多連等。其特點(diǎn)是穩(wěn)定性高、損耗小、精確度高，但體積大。常用于收音機(jī)的調(diào)諧電路中。薄膜介質(zhì)可變電容器這種電容器的動(dòng)片和定片之間用云母或塑料薄膜作為介質(zhì)，外面加以封裝。由于動(dòng)片和定片之間距離極近，因此在相同的容量下，薄膜介質(zhì)可變電容器比空氣電容器的體積小，重量也輕。常用的薄膜介質(zhì)密封單聯(lián)和雙聯(lián)電容器在便攜式收音機(jī)廣泛使用。微調(diào)電容器微調(diào)電容器有云母、瓷介和瓷介拉線等幾種類型，其容量的調(diào)節(jié)范圍極小，一般僅為幾pF?幾十pF，常用于在電路中作補(bǔ)償和校正等。（3）新型電容器片狀電容器片狀電容是一種新器件，主要有以下幾種類型：a）片狀陶瓷電容片狀陶瓷電容是片狀電容器中產(chǎn)量最大的一種，有3216型和3215型兩種（定義見片狀電阻）。片狀陶瓷電容的容量范圍寬（1?47800pF），耐壓為25V、50V,常用于混合集成電路和電子手表電路中。b）片狀鉭電容片狀鉭電容的體積小、容量大。其正極使用鉭棒并露出一部分，另一端是負(fù)極。片狀鉭電容容量范圍為0.1?100UF，其耐壓值常用的是16V和35V。它廣泛應(yīng)用在臺(tái)式計(jì)算機(jī)、手機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)和精密電子儀器等電路中。獨(dú)石電容它是以碳酸鋇為主材料燒結(jié)而成的一種瓷介電容器，其容量比一般瓷介電容大（10pF?10^F），且具有體積小、耐高溫、絕緣性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。獨(dú)石電容不僅可替代云母電容和紙介電容器，還取代了某些鉭電容器，廣泛應(yīng)用于小型和超小型電子設(shè)備，如用在液晶手表和微型儀器中。6） 電容器的選用不同電路應(yīng)選用不同種類的電容器在電源濾波和退耦電路中應(yīng)選用電解電容;在高頻電路和高壓電路中應(yīng)選用瓷介和云母電容；在諧振電路中可選用云母、陶瓷和有機(jī)薄膜等電容器；用作隔直時(shí)可選用紙介、滌綸、云母、電解等電容器；用在諧振回路時(shí)可選用空氣或小型密封可變電容器。耐壓選擇電容器的額定電壓應(yīng)高于其實(shí)際工作電壓的10%?20%,以確保電容器不被擊穿損壞。允許誤差的選擇在業(yè)余制作電路時(shí)一般不考慮電容的允許誤差;對(duì)于用在振蕩和延時(shí)電路中的電容器，其允許誤差應(yīng)盡可能小（一般小于5%）；在低頻耦合電路中的電容誤差可以稍大一些（一般為10%?20%）。電容器的代用電容器在代用時(shí)要與原電容器的容量基本相同（對(duì)于旁路和耦合電容，容量可比原電容大一些）；耐壓值要不低于原電容器的額定電壓。在高頻電路中，電容器的代換一定要考慮其頻率特性應(yīng)滿足電路的頻率要求。7） 電容器的測(cè)試對(duì)電容器進(jìn)行性能檢查，應(yīng)視型號(hào)和容量的不同而采取不同的方法。①電解電容器的測(cè)試對(duì)電解電容器的性能測(cè)量，最主要的是容量和漏電流的測(cè)量。對(duì)正、負(fù)極標(biāo)志脫落的電容