元器件識別與選用 第7章 半導體分立元件

7.1二極管7.1.1二極管的分類7.1二極管7.1.2常用二極管的外形、特點1．穩(wěn)壓二極管7.1二極管7.1.1二極管的分類1．穩(wěn)壓二極管圖7-1-3穩(wěn)壓二極管工作原理7.1二極管7.1.1二極管的分類1．穩(wěn)壓二極管表7-1-1穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)說明7.1二極管7.1.1二極管的分類1．穩(wěn)壓二極管表7-1-1穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)說明7.1二極管7.1.1二極管的分類2．整流二極管7.1二極管7.1.1二極管的分類3．整流橋圖7-1-5二極管整流圖7.1二極管7.1.1二極管的分類3．整流橋實物圖說明WOB（圓形橋堆），在整流的上部會標出兩交流輸入端（～），整流輸出（＋）端，輸出（－）端，通過引腳可以看出（＋）輸出端引腳比其它三個引腳長。該整流橋最大反向工作電壓50V～1000V不等，最大正向輸出電流通常在幾個安培，如常見的2W，最大反向工作電壓為1000V，正向輸出電流為。DIP或SOIC形橋堆，該橋堆與正常集成元器件外形相同，有直插式和貼片式兩種，有利于機器化貼裝，在元器件上端標注出交流輸入端（～）、輸出端（＋）、輸出端（－），該整流橋最大反向工作電壓50V～1000V不等，最大正向輸出電流通常在幾個安培。常用于小功率整流場合。7.1二極管7.1.1二極管的分類3．整流橋實物圖說明GBPC形橋堆，該橋堆（＋）輸出端的一端有一斜角，用于標識，（＋）端對角線的引腳為（－）端，其它兩個引腳為交流輸入引腳（～）。這種整流橋的正向輸出電流大，通常為幾十安培，甚至可達上百安培，常用于大電流整流場合。由于輸出電流大，故采用扁平引腳或粗圓形引腳。對于扁平狀的引腳可以通過專用接插件接插，通過引線接到電路板上，不用將元器件焊接于電路板上，有利于散熱。由于元器件整流輸出電流大，發(fā)熱量大，在元器件的中心有一圓孔，用于將元器件的金屬外殼通過螺絲固定到散熱器上。7.1二極管7.1.1二極管的分類3．整流橋實物圖說明KBPM和GBU形橋堆，這兩種橋堆的外形都是扁平狀，KBPM中間無固定孔，一般不安裝散熱器，這兩種整流橋最大反向工作電壓通常在1000V左右，最大正向輸出電流通常在幾個到十幾個安培。常用于中功率整流場合。該類元器件一端為斜角，表示其下端對應的引腳為（＋）（該引腳有時會長于其它引腳），其順序為（＋）、（～）、（～）、（－）。7.1二極管7.1.1二極管的分類3．整流橋圖7-1-6半橋7.1二極管7.1.1二極管的分類4．肖特基二極管圖7-1-7肖特基對管7.1二極管7.1.1二極管的分類5．快恢復二極管和超快恢復二極管圖7-1-8常見快恢復二極管和超快恢復二極管實物圖7.1二極管7.1.1二極管的分類6．瞬態(tài)電壓抑制二極管（TVS）圖7-1-9瞬間電壓抑制二極管實物圖7.1二極管7.1.1二極管的分類7．變阻二極管圖7-1-10變阻二極管7.1二極管7.1.1二極管的分類8．小信號二極管圖7-1-11小信號二極管7.1二極管7.1.1二極管的分類9．單結晶體管圖7-1-12單結晶體管的電路符號、內部結構和實物圖7.1二極管7.1.1二極管的分類10．雙向二極管圖7-1-13雙向二極管的外形、結構、電路符號和伏安特性7.1二極管7.1.1二極管的分類11．變容二極管圖7-1-14變容二極管外形、符號及變化曲線7.1二極管7.1.3電路圖形符號名稱電路符號說明二極管新符號電路符號中表示出兩根引腳，通過三角形表明正極和負極，且表示單向導電性二極管舊符號現(xiàn)在國外大部分應用該符號，國內應用也很廣泛發(fā)光二極管在普通二極管符號的基礎上，用箭頭形象地表示了這種二極管能夠發(fā)光穩(wěn)壓二極管新符號它的電路符號與普通二極管電路符號不同之處是陰極表示方式不同穩(wěn)壓二極管舊符號過去采用的電路符號。用DW表示穩(wěn)壓二極管7.1二極管7.1.3電路圖形符號特殊穩(wěn)壓二極管電路符號3根引腳穩(wěn)壓二極管的電路符號。內部有兩只背靠背的穩(wěn)壓二極管，這種穩(wěn)壓二極管在電路中應用時，一只穩(wěn)壓二極管處于正向工作狀態(tài)，另一只處于反向工作狀態(tài)，具有溫度互補特性變容二極管新符號圖示為最新規(guī)定的變容二極管符號，其中用字母V或VD表示二極管。在二極管符號基礎上加上電容符號，以表示變容二極管。常用變容二極管過去或國外常用符號，它在普通二極管的基礎上多加了一根豎線，與二極管陰極的一根豎線共同表示一個電容7.1二極管7.1.3電路圖形符號全橋整流橋（全橋）由4只二極管構成，將4只二極管封裝在一起，形成一個整體，引出4根引腳由圖電路符號為符號的簡化形式半橋兩個二極管的陰極在內部連接在一起，作為整流輸出的正輸出端?！啊笔墙涣麟妷狠斎胍_。每個橋堆或半橋堆各有兩個交流電壓輸入引腳，這兩個引腳沒有極性之分。“＋”是正極直流電壓輸山引腳，“－”是負極性直流電壓輸出引腳兩個二極管的陽極在內部連接在一起，作為整流輸出的負輸出端。7.1二極管7.1.4二極管的參數(shù)參數(shù)說明最大整流電流（

）最大整流電流也叫直流電流，指二極管長期工作時，允許通過的最大正向平均電流值，該電流的大小與二極管的種類有關，電流差別較大，小的十幾毫安，大的幾千安培，是由PN結的面積和散熱條件決定的。使用時不能超過此值，否則二極管會因發(fā)熱而燒毀。最高反向工作電壓（

）指二極管參數(shù)變化不超過允許反向電流值時的最大反向電壓值（峰值）。是指二極管工作時所承受的最高反向電壓，超過該值二極管可能被反向擊穿。通常取擊穿電壓的一半為最高反向工作電壓。反向電流（

）反向電流也叫反向漏電流，指二極管未擊穿時的反向電流。反向電流愈小，二極管的單向導電性越好。反向電流對溫度非常敏感。最高工作頻率（

）指二極管工作頻率的上限。超過此值時，由于結電容的作用，二極管將不能很好地體現(xiàn)單向導電性。該值主要由PN結電容的大小決定。7.1二極管7.1.5二極管的使用1．整流圖7-1-15開關電源電路7.1二極管7.1.5二極管的使用2．邏輯運算圖7-1-16開關二極管用于邏輯運算電路7.1二極管7.1.5二極管的使用3．續(xù)流圖7-1-17電磁鐵驅動電路7.1二極管7.1.5二極管的使用4．檢波圖7-1-18檢波電路7.1二極管7.1.5二極管的使用5．限幅圖7-1-19單向限幅電路7.1二極管7.1.5二極管的使用5．限幅圖7-1-20雙向限幅電路7.1二極管7.1.6二極管的選擇1．正向特性。在二極管兩端所加正向電壓很小時（鍺管小于0.1V，硅管小于0.5V），二極管不導通處于“死區(qū)”狀態(tài)。當所加正向電壓超過一定數(shù)值后，二極管才導通。電壓再稍微增大，電流急劇增加。不同材料的二極管，起始電壓不同，硅管為0.5V～0.7V，鍺管為0.1V～0.3V。2．反向特性。二極管兩端加反向電壓時，反向電流很小，當反向電壓逐漸增加時，反向電流基本保持不變，這時的電流稱為反向飽和電流。不同材料的二極管，反向電流大小不同，硅管約為1微安到幾十微安，鍺管則可高達數(shù)百微安。另外，反向電流受溫度變化的影響很大，鍺管的穩(wěn)定性比硅管差。3．擊穿特性。當反向電壓增加到某一數(shù)值時，反向電流急劇增大，這種現(xiàn)象稱為反向擊穿。這時的反向電壓稱為反向擊穿電壓，不同結構、工藝和材料制成的二極管，反向擊穿電壓值差異很大，可由1伏到幾百伏，甚至高達數(shù)千伏。4．頻率特性。由于結電容的存在，當頻率高到某一程度時，容抗會減小直至PN結短路，導致二極管失去單向導電性，不能工作。PN結面積越大，結電容也越大，更不能在高頻情況下工作。

7.2三極管7.2.1三極管的分類圖7-2-1三極管分類7.2三極管7.2.2常用三極管的外形、特點1．小功率三極管圖7-2-2小功率三極管實物圖7.2三極管7.2.2常用三極管的外形、特點2．中功率三極管圖7-2-3中功率三極管實物圖7.2三極管7.2.2常用三極管的外形、特點3．大功率三極管圖7-2-4大功率三極管實物圖7.2三極管7.2.3電路圖形符號名稱電路符號三極管舊符號NPN三極管新符號NPN7.2三極管7.2.3電路圖形符號帶電阻的三極管三極管舊符號PNP三極管新符號PNP7.2三極管7.2.3電路圖形符號內部帶續(xù)流二極管的三極管光敏三極管7.2三極管7.2.3電路圖形符號達林頓三極管7.2三極管7.2.4三極管的參數(shù)7.2三極管7.2.4三極管的參數(shù)7.2三極管7.2.5晶體管的選擇1、選用的晶體管切勿使工作時的電壓、電流、功率超過手冊中規(guī)定的極限值，應根據(jù)設計原則選取一定的余量，以免燒壞管子。2、對于大功率管，特別是外延型高頻功率管，使用中的二次擊穿會使功率管損壞。為了防止二次擊穿，就必須大大降低管子的使用功率和電壓，其安全工作區(qū)應由廠商提供，或由使用者進行一些必要的檢測而得到。3、選擇晶體管的頻率，應符合設計電路的工作頻率范圍。4、根據(jù)設計電路的特殊要求，如穩(wěn)定性、可靠性、穿透電流、放大倍數(shù)等，均應進行合理選擇。7.3場效應管7.3.1場效應管分類圖7-3-1場效應管分類7.3場效應管7.3.2常用場效應管的外形、特點圖7-3-2小功率JFET1．結型場效應管7.3場效應管7.3.2常用場效應管的外形、特點1．結型場效應管7.3場效應管7.3.2常用場效應管的外形、特點1．結型場效應管7.3場效應管7.3.2常用場效應管的外形、特點2．增強型MOS場效應管7.3場效應管7.3.2常用場效應管的外形、特點2．增強型MOS場效應管7.3場效應管7.3.2常用場效應管的外形、特點2．增強型MOS場效應管7.3場效應管7.3.3場效應管符號識別名稱電路符號N溝道P溝道J-FETJ-FET舊符號耗盡型MOS-FET7.3場效應管7.3.3場效應管符號識別增強型MOS-FET增強型MOS-FET舊符號襯底與源極連接在一起的增強型MOS-FET7.3場效應管7.3.3場效應管符號識別帶續(xù)流二極管的增強型MOS-FET柵極、源極帶穩(wěn)壓二極管的增強型MOS-FET柵極、源極帶電阻的增強型MOS-FET這是耗盡型雙柵N溝道絕緣柵場效應管7.4絕緣柵雙極型晶體管7.4.1IGBT的外形、特點圖7-4-1常見的IGBT外形7.4絕緣柵雙極型晶體管7.4.2電路圖形符號表7-4-1IGBT的圖形符號名稱電路符號N-ChannelIGBT符號NPTIGBT符號7.4絕緣柵雙極型晶體管7.4.2電路圖形符號表7-4-1IGBT的圖形符號內部集成二極管和電阻的N-ChannelIGBT符號內部集成反向二極管的IGBT符號7.5智能功率模塊7.5.1IPM的外形、特點圖7-5-1FSBB15CH60實物圖7.5智能功率模塊7.5.1IPM的外形