測(cè)試組入職培訓(xùn)基礎(chǔ)教程—元器件(三)

1、 第三節(jié)第三節(jié) 二極管（二極管（ diode ） 二極管又稱晶體二極管，是最常用的電子元件之一。有電子二極管和晶體二極管之分，電子二極管現(xiàn)已很少見到，比較常見和常用的是晶體二極。二極管幾乎用在所有的電子電路中，它在許多的電路中起著重要的作用，是誕生最早的半導(dǎo)體器件之一，其應(yīng)用非常廣泛，主要用在整流電路，檢波電路，穩(wěn)壓電路，各種調(diào)制電路中。 在半導(dǎo)體二極管內(nèi)部有一個(gè)PN結(jié)。其最大的特性就是單向?qū)щ姡@種電子器件按照外加電壓的方向，電流只可以從二極管的一個(gè)方向流過(guò)。 1、正向性 外加正向電壓時(shí)，在正向特性的起始部分，正向電壓很小，不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的阻擋作用，正向電流幾乎為零，這一段稱為死區(qū)。

2、這個(gè)不能使二極管導(dǎo)通的正向電壓稱為死區(qū)電壓。當(dāng)正向電壓大于死區(qū)電壓以后，PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)被克服，二極管導(dǎo)通，電流隨電壓增大而迅速上升。在正常使用的電流范圍內(nèi)，導(dǎo)通時(shí)二極管的端電壓幾乎維持不變，這個(gè)電壓稱為二極管的正向電壓。2、反向性 外加反向電壓不超過(guò)一定范圍時(shí)，通過(guò)二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)所形成反向電流，由于反向電流很小，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)。這個(gè)反向電流又稱為反向飽和電流或漏電流，二極管的反向飽和電流受溫度影響很大。一、特性 二極管的特性曲線 硅二極管典型伏安特性曲線如下圖。在二極管加有正向電壓，當(dāng)電壓值較小時(shí)，電流極?。划?dāng)電壓超過(guò)約0.6V時(shí)，電流開始按指數(shù)規(guī)律增大，通常稱此為二極管的

3、開啟電壓；當(dāng)電壓達(dá)到約0.7V時(shí)，二極管處于完全導(dǎo)通狀態(tài)，通常稱此電壓為二極管的導(dǎo)通電壓，用符號(hào)UD表示。對(duì)于鍺二極管，開啟電壓約為0.2V，導(dǎo)通電壓UD約為0.3V。 在二極管加有反向電壓，當(dāng)電壓值較小時(shí)，電流極小，其電流值為反向飽和電流IS。當(dāng)反向電壓超過(guò)某個(gè)值時(shí)，電流開始急劇增大，稱之為反向擊穿，稱此電壓為二極管的反向擊穿電壓，用符號(hào)UBR表示。不同型號(hào)的二極管的擊穿電壓UBR值差別很大，從幾十伏到幾千伏。一、特性 3、擊穿 外加反向電壓超過(guò)某一數(shù)值時(shí)，反向電流會(huì)突然增大，這種現(xiàn)象稱為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極管反向擊穿電壓。電擊穿時(shí)二極管失去單向?qū)щ娦?。如果二極管沒(méi)有因電擊穿

4、而引起過(guò)熱，則單向?qū)щ娦圆灰欢〞?huì)被永久破壞，在撤除外加電壓后，其性能仍可恢復(fù)，否則二極管就損壞了。因而使用時(shí)應(yīng)避免二極管外加的反向電壓過(guò)高。 反向擊穿按機(jī)理分為齊納擊穿和雪崩擊穿兩種情況。 （1）齊納擊穿齊納擊穿 ：在高摻雜濃度的情況下，因勢(shì)壘區(qū)寬度很小，反向電壓較大時(shí)，破壞了勢(shì)壘區(qū)內(nèi)共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)，使價(jià)電子脫離共價(jià)鍵束縛，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，致使電流急劇增大，這種擊穿稱為齊納擊穿。如果摻雜濃度較低，勢(shì)壘區(qū)寬度較寬，不容易產(chǎn)生齊納擊穿。（2）雪崩擊穿雪崩擊穿：當(dāng)反向電壓增加到較大數(shù)值時(shí)，外加電場(chǎng)使電子漂移速度加快，從而與共價(jià)鍵中的價(jià)電子相碰撞，把價(jià)電子撞出共價(jià)鍵，產(chǎn)生新的電子-空穴對(duì)。新產(chǎn)生的電子-

5、空穴被電場(chǎng)加速后又撞出其它價(jià)電子，載流子雪崩式地增加，致使電流急劇增加，這種擊穿稱為雪崩擊穿。 無(wú)論哪種擊穿，若對(duì)其電流不加限制，都可能造成PN結(jié)永久性損壞。一、特性1根據(jù)PN結(jié)構(gòu)造面的特點(diǎn)：點(diǎn)接觸型二極管、面接觸型二極管、鍵型二極管、合金型二極管、擴(kuò)散型二極管、臺(tái)面型二極管、平面型二極管、合金擴(kuò)散型二極管、外延型二極、肖特基二極管等。（1）點(diǎn)接觸型二極管：點(diǎn)接觸型二極管是在鍺或硅材料的單晶片上壓觸一根金屬針后，再通過(guò)電流法而形成的。因此，其PN結(jié)的靜電容量小，適用于高頻電路。但是，與面結(jié)型相比較，點(diǎn)接觸型二極管正向特性和反向特性都差，因此，不能使用于大電流和整流。因?yàn)闃?gòu)造簡(jiǎn)單，所以價(jià)格便宜。

6、（2）面接觸型二極管：面接觸型或稱面積型二極管的PN結(jié)是用合金法或擴(kuò)散法做成的，由于這種二極管的PN結(jié)面積大，可承受較大電流，但極間電容也大。這類器件適用于整流，而不宜用于高頻率電路中。二、分類 2根據(jù)用途分類：檢波二極管、整流二極管、限幅二極管、調(diào)制二極管、混頻二極管、放大二極管、開關(guān)二極管、變?nèi)荻O管、頻率倍增用二極管、穩(wěn)壓二極管、PIN型二極管、雪崩二極管(Avalanche Diode)、江崎二極管、快速關(guān)斷（階躍恢復(fù)）二極管、肖特基二極管、阻尼二極管、瞬變電壓抑制二極管、雙基極二極管（單結(jié)晶體管）、發(fā)光二極管、硅功率開關(guān)二極管、旋轉(zhuǎn)二極管等。下面介紹目前接觸到的二極管：（1）肖特基二

7、極管 肖特基二極管也稱肖特基勢(shì)壘二極管（簡(jiǎn)稱SBD），是以其發(fā)明人肖特基博士（Schottky）命名的?；驹硎牵涸诮饘伲ɡ玢U）和半導(dǎo)體（N型硅片）的接觸面上，用已形成的肖特基來(lái)阻擋反向電壓。肖特基與PN結(jié)的整流作用原理有根本性的差異。其耐壓程度只有40V左右。其特長(zhǎng)是：開關(guān)速度非常快，反向恢復(fù)時(shí)間trr特別地短。因此，能制作開關(guān)二極和低壓大電流整流二極管。 二、分類 （2）整流二極管 是一種用于將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷陌雽?dǎo)體器件，可用半導(dǎo)體鍺或硅等材料制造。硅整流二極管的擊穿電壓高，反向漏電流小，高溫性能良好。通常高壓大功率整流二極管都用高純單晶硅制造。這種器件的結(jié)面積較大，能通過(guò)較大電流

8、（可達(dá)上千安），但工作頻率不高，一般在幾十千赫以下。整流二極管主要用于各種低頻半波整流電路，如需達(dá)到全波整流需連成整流橋使用。 選用整流二極管時(shí)，主要應(yīng)考慮其最大整流電流、最大反向工作電流、截止頻率及反向恢復(fù)時(shí)間等參數(shù)。（如1N400X整流二極管一般為平面型硅二極管，用于各種電源整流電路中，這類二極管屬于低頻整流管，不可應(yīng)用于高頻整流電路！否則會(huì)損壞器件）。二、分類 （3）限幅二極管 大多數(shù)二極管能作為限幅使用，也有專用限幅二極管。 所謂限幅，就是將信號(hào)的幅值限制在所需要的范圍之內(nèi)。由于通常所需要限幅的電路多為高頻脈沖電路、高頻載波電路、中高頻信號(hào)放大電路、高頻調(diào)制電路等，故要求限幅二極管具有

9、較陡直的U-I特性，使之具有良好的開關(guān)性能。從這一點(diǎn)出發(fā)，限幅二極管一般均由結(jié)型開關(guān)二極管2CK*擔(dān)當(dāng)。穩(wěn)壓二極管作為限幅二極管將會(huì)成為唯一正確的選擇。 限幅二極管的特點(diǎn)：1、多用于中、高頻與音頻電路；2、導(dǎo)通速度快，恢復(fù)時(shí)間短；3、正偏置下二極管壓降穩(wěn)定；4、可串、并聯(lián)實(shí)現(xiàn)各向、各值限幅；5、可在限幅的同時(shí)實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償二、分類 （4）穩(wěn)壓二極管： 是利用PN結(jié)的擊穿特性。如下圖，如果二極管工作在反向擊穿區(qū)，則當(dāng)反向電流在較大范圍內(nèi)變化I時(shí)，二極管兩端的電壓變化U很小，這說(shuō)明它具有很好的穩(wěn)壓性能。 穩(wěn)壓管的型號(hào)有2CW、2DW等系列（C：N硅材料，D：P硅材料）。二、分類 （5）發(fā)光二極管：用

10、磷化鎵、磷砷化鎵材料制成，體積小，正向驅(qū)動(dòng)發(fā)光。工作電壓低，工作電流小，發(fā)光均勻、壽命長(zhǎng)、可發(fā)紅、黃、綠單色光。普通的直插發(fā)光二極管的正向飽和壓降為1.6V2.1V，正向工作電流為520mA。超亮發(fā)光二極管的壓降都不相同（紅色2.0V2.2V、黃色1.8V2.0V、綠色3.0V3.2V）。白色發(fā)光二極管的發(fā)光原理與其它發(fā)光二極管的發(fā)光原理稍有一點(diǎn)不同，管壓降為3.5V左右，正向工作電流15mA左右時(shí)才能使其正常發(fā)光。貼片LED壓降和工作電流略有不同。（6）光敏二極管：可以利用光照強(qiáng)弱來(lái)改變電路中的電流。光敏二極管殼上有一個(gè)能射入光線的“窗口”，當(dāng)光線透過(guò)“窗口”照射到光敏二極管管芯上時(shí)，PN結(jié)

11、反向漏電流增大，此時(shí)的漏電流稱為光電流；而無(wú)光照時(shí)，PN結(jié)反向漏電流很小，此時(shí)的漏電流稱為暗電流。我們就是利用光敏二極管的這一特點(diǎn)，演變出許多經(jīng)典光敏二極管控制電路。二、分類 1最大平均整流電流IF：指二極管長(zhǎng)期工作時(shí)允許通過(guò)的最大正向平均電流。該電流由PN結(jié)的結(jié)面積和散熱條件決定。使用時(shí)注意通過(guò)二極管的平均電流不能大于此值，并要滿足散熱條件。如1N400X系列二極管的IF為1A。2最高反向工作電壓VR：指二極管兩端允許施加的最大反向電壓。若大于此值，則反向電流（IR）劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐模鸱聪驌舸?。通常取反向擊穿電壓（VB）的一半作為VR。例如1N4001的VR為50V，1N4

12、007的VR為1000V。3最大反向電流IR：是二極管在最高反向工作電壓下允許流過(guò)的反向電流。此參數(shù)反映了二極管單向?qū)щ娦阅艿暮脡?，故這個(gè)電流值越小，表明二極管質(zhì)量越好。反向電流與溫度有著密切的關(guān)系，大約溫度每升高10，反向電流增大一倍。4最高工作頻率fm：它是二極管在正常情況下的最高工作頻率。主要由PN結(jié)的結(jié)電容及擴(kuò)散電容決定，若工作頻率超過(guò)fm，則二極管的單向?qū)щ娦阅軐⒉荒芎芎玫捏w現(xiàn)。如1N400X系列二極管的fm為3KHz。三、主要參數(shù) 四、符號(hào) 五、檢測(cè) 第四節(jié)第四節(jié) 三極管（三極管（ triode ） 三極管，全稱應(yīng)為半導(dǎo)體三極管，也稱雙極型晶體管、晶體三極管，三極管，全稱應(yīng)為半導(dǎo)體

13、三極管，也稱雙極型晶體管、晶體三極管，是一種電流控制電流的半導(dǎo)體器件，具有電流放大作用，是把微弱信號(hào)放是一種電流控制電流的半導(dǎo)體器件，具有電流放大作用，是把微弱信號(hào)放大成幅值較大的電信號(hào)，也用作無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)。大成幅值較大的電信號(hào)，也用作無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)。 三極管是在一塊半導(dǎo)體基片三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個(gè)相距很近的上制作兩個(gè)相距很近的PN結(jié)，兩結(jié)，兩個(gè)個(gè)PN結(jié)把整塊半導(dǎo)體分成三部分，結(jié)把整塊半導(dǎo)體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP和和NPN兩種。兩種。 二、工作狀態(tài)三極管的工作狀態(tài)： 三極管的工作狀態(tài)有三個(gè)

14、，截止區(qū)，放大區(qū)，飽和區(qū)。三極管工作在什么狀態(tài)是由基極電流(Ib)來(lái)決定的，和其它因素完全沒(méi)有關(guān)系。能夠影響基極電流的幾個(gè)因素中最重要的就是靜態(tài)工作點(diǎn)。 如果靜態(tài)工作點(diǎn)靠近飽和區(qū), 那么就很有可能部分的交流信號(hào)進(jìn)入飽和區(qū),沒(méi)有進(jìn)行放大, 造成飽和失真。 如果靜態(tài)工作點(diǎn)靠近截止區(qū), 那么也很有可能有部分的交流信號(hào)進(jìn)入截止區(qū), 造成截止失真。 影響靜態(tài)工作點(diǎn)的因素有很多, 最突出的兩個(gè)就是偏置電阻和溫度。 溫度的升高會(huì)造成半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電性能增強(qiáng)，對(duì)于三極管來(lái)講，就是放大倍數(shù)的增加。 二、工作狀態(tài)偏置電阻RB ： 只要IB 存在且為正值時(shí)，三極管發(fā)射結(jié)電壓VBE便一定存在并且基本恒定(約0.51.

15、2V，一般的管子取0.7V 左右)，也就是發(fā)射結(jié)正偏。既然VBE 是固定的，那么，如果基極驅(qū)動(dòng)信號(hào)為電壓信號(hào)時(shí)，就必須在基極串聯(lián)一個(gè)限流電阻。此時(shí)，基極電流為IB=(Ui-VBE)/RB。一般情況省略RB 是不允許的，因?yàn)檫@樣的話IB 將會(huì)變得很大，造成前級(jí)電路或者三極管的損壞。 RB 如何選取。前面說(shuō)到過(guò)IC=IB，為了使晶體管進(jìn)入飽和，我們必須增加IB，從而使IC 增大，RC 上的壓降隨之增大，直到RC 上幾乎承受了所有的電源電壓。此時(shí)，UCE 變得很小，約0.20.3V(對(duì)于大功率晶體管，這個(gè)值可能達(dá)到23V)，也就是飽和壓降UCE(sat)。如果達(dá)到飽和時(shí)，我們忽略UCE(sat)，那

16、么就有ICRL=IBRL=Vcc。也就是只要保證IBIC/或IBVcc/(RL)時(shí)，晶體管就能進(jìn)入飽和狀態(tài)。 例如：Vcc=5V，=200，RL=100。那么要求IB5/(200100)A=0.25mA。如果Ui=5V，那么取RB(Ui-UBE)/IB(5-0.7)/0.25k=17.2k就能滿足要求了。 二、工作狀態(tài)1、截止區(qū)：當(dāng)發(fā)射結(jié)反向偏置時(shí), 發(fā)射區(qū)不再向基區(qū)注入電子, 則三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。所以, 在截止區(qū), 三極管的兩個(gè)結(jié)均處于反向偏置狀態(tài)。對(duì)NPN三極管, VBE0, VBC0。2、放大區(qū)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并處于某一恰當(dāng)?shù)闹禃r(shí)，三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置

17、，集電結(jié)反向偏置，這時(shí)基極電流對(duì)集電極電流起著控制作用，使三極管具有電流放大作用，其電流放大倍數(shù)Ic/ib，此時(shí)發(fā)射結(jié)正向偏置, 集電結(jié)反向偏置。對(duì)于NPN三極管, 工作在放大區(qū)時(shí)VBE0.7V, 而VBC0。3、飽和區(qū)：加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并當(dāng)基極電流增大到一定程度時(shí)，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處于某一定值附近不怎么變化，這時(shí)三極管失去電流放大作用，集電極與發(fā)射極之間的電壓很小，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)，稱之為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。三極管工作在飽和區(qū)時(shí), 發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都處于正向偏置狀態(tài)。對(duì)NPN三極管,VBE0, VBC0。 二、工作狀態(tài) 二

18、、工作狀態(tài)三極管的放大狀態(tài)： 三極管是一個(gè)以B極(基極)電流Ib 來(lái)驅(qū)動(dòng)流過(guò)CE 的電流Ic 的器件，它的工作原理很像一個(gè)可控制的閥門。 右圖1：左邊細(xì)管子里藍(lán)色的小水流沖動(dòng)杠桿使大水管的閥門開大，就可允許較大紅色的水流通過(guò)這個(gè)閥門。當(dāng)藍(lán)色水流越大，也就使大管中紅色的水流更大。如果放大倍數(shù)是100，那么當(dāng)藍(lán)色小水流為1 千克/小時(shí)，那么就允許大管子流過(guò)100千克/小時(shí)的水。三極管的原理也跟這個(gè)一樣，放大倍數(shù)為100 時(shí)，當(dāng)Ib(基極電流)為1mA 時(shí)，就允許100mA 的電流通過(guò)Ice。 右圖2：我們還是用水管內(nèi)流水來(lái)比喻電流，當(dāng)這個(gè)控制電流（Ib）為10mA 時(shí)，使主水管上的閥開大到能流過(guò)1

19、A 的電流，但并不是就能有1A 的電流流過(guò)，因?yàn)樯厦孢€有個(gè)電阻R，它就相當(dāng)于是個(gè)固定開度的閥門，它串在這個(gè)主水管的上面，當(dāng)下面那個(gè)可控制的閥開度到大于上面那個(gè)固定電阻的開度時(shí)，水流就不會(huì)再增大而是等于通過(guò)上面那個(gè)固定閥開度的水流了，因此，下面的三極管再開大開度也沒(méi)有用了。因此我們可以計(jì)算出那個(gè)固定電阻的最大電流10V/50=0.2A也就是200mA。就是說(shuō)在電路中三極管基極電流增大，集電極的電流也增大，當(dāng)基極電流Ib 增大到2mA 時(shí)，集電極電流就增大到了200mA。當(dāng)基極電流再增大時(shí)，集電極電流已不會(huì)再增大，就在200mA 不動(dòng)了。此時(shí)上面那個(gè)電阻也就是起限流作用了。 三、分類三極管的分類三

20、極管的分類a.按功能分: 開關(guān)管、功率管、達(dá)林頓管、光敏管等b.按功率分:小功率管、中功率管、大功率管c.按材質(zhì)分: 硅管、鍺管貼片三極管d.按結(jié)構(gòu)分: NPN 、 PNPe.按工作頻率分:低頻管、高頻管、超頻管f.按結(jié)構(gòu)工藝分:合金管、平面管g.按安裝方式:插件三極管、貼片三極管 四、主要參數(shù)1、共射電流放大系數(shù)和： 在共射極放大電路中，若交流輸入信號(hào)為零，則管子各極間的電壓和電流都是直流量，此時(shí)的集電極電流IC和基極電流IB的比稱為共射直流電流放大系數(shù)。當(dāng)共射極放大電路有交流信號(hào)輸入時(shí)，因交流信號(hào)的作用，必然會(huì)引起IB的變化，相應(yīng)的也會(huì)引起IC的變化，兩電流變化量的比稱為共射交流電流放大系

21、數(shù)，上述兩個(gè)電流放大系數(shù) 和的含義雖然不同，但工作在輸出特性曲線放大區(qū)平坦部分的三極管，兩者的差異極小，可做近似相等處理，故在今后應(yīng)用時(shí)，通常不加區(qū)分，直接互相替代使用。常用的小功率三極管，值一般為20100。過(guò)小，管子的電流放大作用小，過(guò)大，管子工作的穩(wěn)定性差，一般選用在4080之間的管子較為合適。 2、極間反向飽和電流ICBO和ICEO （1）集電結(jié)反向飽和電流ICBO：是指發(fā)射極開路，集電結(jié)加反向電壓時(shí)測(cè)得的集電極電流。常溫下，硅管的ICBO在nA的量級(jí)，通常可忽略。（2）集電極-發(fā)射極反向電流ICEO：是指基極開路時(shí)，集電極與發(fā)射極之間的反向電流，即穿透電流，穿透電流的大小受溫度的影響

22、較大，穿透電流小的管子熱穩(wěn)定性好。 四、主要參數(shù)3、極限參數(shù) （1）集電極最大允許電流ICM ： 晶體管的集電極電流IC在相當(dāng)大的范圍內(nèi)值基本保持不變，但當(dāng)IC的數(shù)值大到一定程度時(shí)，電流放大系數(shù)值將下降。使明顯減少的IC即為ICM。為了使三極管在放大電路中能正常工作，IC不應(yīng)超過(guò)ICM。（2）集電極最大允許功耗PCM ： 晶體管工作時(shí)、集電極電流在集電結(jié)上將產(chǎn)生熱量，產(chǎn)生熱量所消耗的功率就是集電極的功耗PCM，即 PCM=IC*VCE ，功耗與三極管的結(jié)溫有關(guān)，結(jié)溫又與環(huán)境溫度、管子是否有散熱器等條件相關(guān)。手冊(cè)上給出的PCM值是在常溫下25時(shí)測(cè)得的。硅管集電結(jié)的上限溫度為150左右，鍺管為70

23、左右，使用時(shí)應(yīng)注意不要超過(guò)此值，否則管子將損壞。（3）反向擊穿電壓VBR（VCEO）： 是指基極開路時(shí)，加在集電極與發(fā)射極之間的最大允許電壓。使用中如果管子兩端的電壓VCEVBR（VCEO），集電極電流IC將急劇增大，這種現(xiàn)象稱為擊穿。管子擊穿將造成三極管永久性的損壞。一般情況下，三極管電路的電源電壓EC應(yīng)小于1/2 VBR（VCEO）。 四、主要參數(shù)4、溫度對(duì)三極管參數(shù)的影響 ： 幾乎所有的三極管參數(shù)都與溫度有關(guān)，因此不容忽視。溫度對(duì)下列的三個(gè)參數(shù)影響最大。 （1）對(duì)的影響：三極管的隨溫度的升高將增大，溫度每上升l，值約增大0.51，其結(jié)果是在相同的IB情況下，集電極電流IC隨溫度上升而增大

24、。 （2）對(duì)反向飽和電流ICEO的影響：ICEO是由少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)形成的，它與環(huán)境溫度關(guān)系很大，ICEO隨溫度上升會(huì)急劇增加。溫度上升10，ICEO將增加一倍。由于硅管的ICEO很小，所以，溫度對(duì)硅管ICEO的影響不大。（3）對(duì)發(fā)射結(jié)電壓VBE的影響：和二極管的正向特性一樣，溫度上升1，VBE將下降22.5mV。 綜上所述，隨著溫度的上升，值將增大，IC也將增大，VCE將下降，這對(duì)三極管放大作用不利，使用中應(yīng)采取相應(yīng)的措施克服溫度的影響。 五、檢測(cè) 三極管的腳位判斷，三極管的腳位有兩種封裝排列形式，如下圖：三極管是一種結(jié)型電阻器件，它的三個(gè)引腳都有明顯的電阻數(shù)據(jù)，測(cè)試時(shí)(以數(shù)字萬(wàn)用表為例，

25、紅筆+，黑筆-)，將測(cè)試檔位切換至二極管檔。 先假設(shè)三極管的某極為基極,將黑表筆接在假設(shè)基極上,再將紅表筆依次接到其余兩個(gè)電極上,若兩次測(cè)得的電阻都大(約幾K到幾十K),或者都小(幾百至幾K),對(duì)換表筆重復(fù)上述測(cè)量,若測(cè)得兩個(gè)阻值相反(都很小或都很大),則可確定假設(shè)的基極是正確的,否則另假設(shè)一極為基極,重復(fù)上述測(cè)試,以確定基極。 當(dāng)基極確定后,將黑表筆接基極,紅表筆接其它兩極若測(cè)得電阻值都很少,則該三極管為PNP,反之為NPN。判斷集電極C和發(fā)射極E,以NPN為例:把黑表筆接至假設(shè)的集電極C,紅表筆接到假設(shè)的發(fā)射極E,并用手捏住B和C極,讀出表頭所示C,E電阻值,然后將紅,黑表筆反接重測(cè).若第

26、一次電阻比第二次小,說(shuō)明原假設(shè)成立。 第五節(jié)第五節(jié) 場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管（ Field Effect Transistor ） 場(chǎng)效應(yīng)晶體管簡(jiǎn)稱場(chǎng)效應(yīng)管(FET)。主要有兩種類型結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(junction FET-JFET)和金屬 - 氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(metal-oxide semiconductor FET，簡(jiǎn)稱MOS-FET)。是利用控制輸入回路的電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制輸出回路電流的一種半導(dǎo)體器件，并以此命名。 它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件。具有輸入電阻高、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成、沒(méi)有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn)。 從場(chǎng)效應(yīng)三極管的結(jié)構(gòu)來(lái)劃分:結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管和絕緣柵型場(chǎng)效

27、應(yīng)三極管。1、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管的結(jié)構(gòu)如右圖，它是在N型半導(dǎo)體硅片的兩側(cè)各制造一個(gè)PN結(jié)，形成兩個(gè)PN結(jié)夾著一個(gè)N型溝道的結(jié)構(gòu)。兩個(gè)P區(qū)即為柵極，N型硅的一端是漏極，另一端是源極。工作原理（以N溝道為例）： 當(dāng)UGS=0時(shí)，在漏、源之間加有一定電壓時(shí)，在漏源間將形成多子的漂移運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生漏極電流。當(dāng)UGS0時(shí)，將使ID進(jìn)一步增加。UGSUGS(th) （開啟電壓) ，后才會(huì)出現(xiàn)漏極電流，這種MOS管稱為增強(qiáng)型MOS管。一、分類及工作原理(3)P溝道MOS管P溝道MOS管的工作原理與N溝道MOS管完全相同，只不過(guò)導(dǎo)電的載流子不同，供電電壓極性不同而已。這如同雙極型三極管有NPN

28、型和PNP型一樣。附：D(Drain)稱為漏極，相當(dāng)雙極型三極管的集電極C;G(Gate)稱為柵極，相當(dāng)于的基極;S(Source)稱為源極，相當(dāng)于發(fā)射極。符號(hào)見右表一、分類及工作原理 在下圖我們看到D極和S極之間存在著一個(gè)二極管，這個(gè)二極管叫寄生二極管（它是由生產(chǎn)工藝造成的，大功率MOS管漏極從硅片底部引出，就會(huì)有這個(gè)寄生二極管 ）。當(dāng)電路中產(chǎn)生很大的瞬間反向電流時(shí)，可以通過(guò)這個(gè)二極管導(dǎo)出來(lái)，不至于擊穿這個(gè)MOS管。(起到保護(hù)MOS管的作用)二、寄生二極管 1、直流參數(shù)（1）飽和漏極電流IDSS：當(dāng)柵、源極之間的電壓等于零（VGS=0），而漏、源極之間的電壓大于夾斷電壓時(shí)，對(duì)應(yīng)的漏極電流。（

29、2）漏極短路時(shí)截止柵電流IGSS：當(dāng)漏、源極之間的電壓等于零（VDS=0），對(duì)應(yīng)的柵極電流。（3）夾斷電壓VGS(off)或VP：夾斷電壓是耗盡型FET的參數(shù)，當(dāng)UDS一定時(shí)，使ID減小到一個(gè)微小的電流時(shí)所需的VGS。即當(dāng)VGS=VGS(off) 時(shí)，漏極電流應(yīng)為零。（4）開啟電壓VGS(th) (或VT)：是MOS增強(qiáng)型管的參數(shù)，當(dāng)VDS一定時(shí)，使ID到達(dá)某一個(gè)數(shù)值時(shí)所需的UGS。即柵源電壓小于開啟電壓的絕對(duì)值，場(chǎng)效應(yīng)管不能導(dǎo)通。（5）漏源通態(tài)電阻RDS(on)：是器件單位面積開態(tài)時(shí)漏源之間的總電阻，是決定器件最大額定電流和功率損耗的重要參數(shù)。 2、極限參數(shù)漏、源擊穿電壓當(dāng)漏極電流急劇上升時(shí)

30、，產(chǎn)生雪崩擊穿時(shí)的VDS。柵極擊穿電壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管正常工作時(shí)，柵、源極之間的PN結(jié)處于反向偏置狀態(tài)，若電流過(guò)高，則產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象。三、主要參數(shù) 四、特點(diǎn)及主要作用1、特點(diǎn)： 具有輸入電阻高（108109）、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成、沒(méi)有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn),現(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)者.2、場(chǎng)效應(yīng)管的作用 （1）場(chǎng)效應(yīng)管可應(yīng)用于放大。由于場(chǎng)效應(yīng)管放大器的輸入阻抗很高，因此耦合電容可以容量較小，不必使用電解電容器。（2）場(chǎng)效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級(jí)放大器的輸入級(jí)作阻抗變換。 （3）場(chǎng)效應(yīng)管可以用作可變電阻。（4）場(chǎng)效應(yīng)管可以方便地用

31、作恒流源。（5）場(chǎng)效應(yīng)管可以用作電子開關(guān)。 五、場(chǎng)效應(yīng)管的管腳檢測(cè) 根據(jù)場(chǎng)效應(yīng)管的PN結(jié)正、反向電阻值不一樣的現(xiàn)象，可以判別出結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的三個(gè)電極。具體方法： 將萬(wàn)用表?yè)茉赗1k檔上，任選兩個(gè)電極，分別測(cè)出其正、反向電阻值。當(dāng)某兩個(gè)電極的正、反向電阻值相等，且為幾千歐姆時(shí)，則該兩個(gè)電極分別是漏極D和源極S。因?yàn)閷?duì)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管而言，漏極和源極可互換，剩下的電極肯定是柵極G。也可以將萬(wàn)用表的黑表筆（紅表筆也行）任意接觸一個(gè)電極，另一只表筆依次去接觸其余的兩個(gè)電極，測(cè)其電阻值。當(dāng)出現(xiàn)兩次測(cè)得的電阻值近似相等時(shí)，則黑表筆所接觸的電極為柵極，其余兩電極分別為漏極和源極。若兩次測(cè)出的電阻值均很大，說(shuō)明是

32、PN結(jié)的反向，即都是反向電阻，可以判定是N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，且黑表筆接的是柵極；若兩次測(cè)出的電阻值均很小，說(shuō)明是正向PN結(jié)，即是正向電阻，判定為P溝道場(chǎng)效應(yīng)管，黑表筆接的也是柵極。若不出現(xiàn)上述情況，可以調(diào)換黑、紅表筆按上述方法進(jìn)行測(cè)試，直到判別出柵極為止。 對(duì)于有4個(gè)管腳的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，另外一極是屏蔽極（使用中接地）。 制造工藝決定了場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極是對(duì)稱的，可以互換使用，并不影響電路的正常工作，所以不必加以區(qū)分。源極與漏極間的電阻約為幾千歐。 六、外型及封裝形式 1.場(chǎng)效應(yīng)管的源極S、柵極G、漏極D分別對(duì)應(yīng)于三極管的發(fā)射極E、基極B、集電極C，它們的作用相似。2.場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制電流器件，由VGS控制ID，其放大系數(shù)gm一般較小，因此場(chǎng)效應(yīng)管的放大能力較差；三極管是電流控制電流器件，由IB（或IE）控制IC。3.場(chǎng)效應(yīng)管柵極幾乎不取電流；而三極管工作時(shí)基極總要吸取一定的電流。因此場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電阻比三極管的輸入電阻高。4.場(chǎng)效應(yīng)管只有多子參與導(dǎo)電；三極管有多子和少子兩種載流子參與導(dǎo)電，而少子濃度受溫度、輻射等因素影響較大，因而場(chǎng)效應(yīng)管比晶體管的溫度穩(wěn)定性好、