2.4 半导体器件
2.4.1 晶体二极管
半导体器件的型号命名由五部分组成,如表2.14所示。
第一部分是器件的电极数目,用阿拉伯数字表示。
第二部分是器件的材料和极性,用字母表示。
第三部分是器件的类型,用字母表示。
第四部分是器件的序号,用数字表示。
第五部分是规格号,用字母表示。
表2.14 半导体器件的型号命名
晶体二极管实际上是一个PN结,加上电极引线和管壳封装而成的。由于晶体二极管具有单向导电的性能,在电子线路中,用于整流、检波、钳位、限幅、开关、变容等,应用十分广泛。
二极管的种类很多,按结构不同,可分为点接触型和面接触型两种。点接触型由于接触面小,通过的电流小,其分布电容小,适用于高频电路中使用,多用于高频检波、鉴频、限幅、开关电路或小电流的整流器等。面接触型则相反,由于接触面积较大,通过的电流大,分布电容较大,多用于大功率整流。
二极管按半导体材料不同,可分为锗二极管和硅二极管。
二极管的主要参数有最大反向工作电压、最大整流电流、反向电流、交流电阻、直流电阻、管压降等。
(1)二极管的最大反向工作电压。
最大反向工作电压反映了PN结的反向击穿特性,加到二极管两端的反向电压不允许超过最大反向工作电压。
(2)二极管的最大整流电流。
最大整流电流也称为额定整流电流,是二极管长期安全工作所允许通过的最大正向电流。它与PN结的面积和所用的材料有关。一般PN结的面积越大,额定整流的电流越大。
(3)二极管的反向电流。
二极管未击穿时,反向电流的数值称为反向电流。反向电流越小,二极管的单向导电性越好。
(4)交流电阻。
二极管的交流电阻又称为动态电阻。它定义为二极管在一定工作点时,电压的变化量与电流的变化量之比。
(5)直流电阻。
二极管的直流电阻又称为静态电阻。它定义为二极管两端的直流电压与流过二极管的直流电流之比。由于二极管为非线性元件,它的直流电阻与工作点有关。用万用表欧姆挡测得正向或反向电阻在一定工作点下的直流电阻。
(6)二极管的管压降。
通常锗材料的二极管死区电压为0.1~0.3V,硅材料的二极管死区电压为0.5~0.7V(硅材料的二极管反向电阻在1mΩ以上)。
晶体二极管的使用寿命长,一般达10万小时以上。但其过载能力差,若使用不当易造成二极管的损坏。必须根据二极管参数与具体电路要求,正确选择二极管。通常二极管最大整流电流I也是它的主要参数。
最大整流电流指长期使用时,允许流过二极管的最大正向电流值。如果电流太大,PN结就会因温度高而烧毁。大功率二极管,由于工作电流大,发热厉害,必须装置一定面积的散热片。此外还可以采用风冷、水冷和油冷等措施。由于二极管过载能力差和受温度影响大,选择管子时应留有一定余量。
(1)根据标志识别。一般印有红色点的或以白色圆环的一端为正极,另一端为负极。
(2)根据正反向电阻来识别二极管的极性。
2.4.2 晶体三极管
半导体器件的型号命名,如表2.14所示。
晶体三极管的分类,如表2.15所示。
表2.15 晶体三极管的分类
一般用色点标在半导体三极管的顶部,表示共发射极电流放大系数β或hFE的分挡,用色点表示三极管放大倍数如表2.16所示。
表2.16 用色点表示三极管放大倍数
三极管的主要参数有电流放大系数、极间反向电流、反向击穿电压、集电极最大允许耗散功率等。
实物二极管、三极管,如图2.16所示。
图2.16 实物二极管、三极管
例如,8050D表示低频小功率NPN型硅材料的三极管,9018H表示高频小功率NPN型硅材料的三极管,IN4148、IN4000系列表示N型硅材料的普通二极管。