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1、二极管、三极管、晶闸管学问讲解PN结 在一块半导体单晶上一侧掺杂成为P型半导体，另一侧掺杂成为N型半导体，两个区域的交界处就形成了一个特殊的薄层，称为PN结。1、基本特性：单向导电性、基本特性：单向导电性2、分类：、分类：依据材质分为：依据材质分为：1）硅二极管）硅二极管(导通电压：导通电压：0.50.7V)2)锗二极管锗二极管(导通电导通电:0.20.3V)依据用途分：整流二极管、检波二极管、依据用途分：整流二极管、检波二极管、稳压二极管、发光二极管、光电二极管、稳压二极管、发光二极管、光电二极管、变容二极管等变容二极管等3、二极管作用：二极管作用：整流：将沟通电信号转换成直流电信号。整流：
2、将沟通电信号转换成直流电信号。检波：用于高频信号的调解（信号转换）。检波：用于高频信号的调解（信号转换）。发光：用于装饰或各种信号指示。发光：用于装饰或各种信号指示。变容：用于各种自动调谐电路。变容：用于各种自动调谐电路。光电：用于光的测量；当制成大面积的光电：用于光的测量；当制成大面积的光电二极管，可当做一种能源，称为光电光电二极管，可当做一种能源，称为光电池。池。把沟通电变为直流电，称为整流。一个简洁的二极把沟通电变为直流电，称为整流。一个简洁的二极管半波整流电路如图管半波整流电路如图(a)所示。若二极管为志向二极所示。若二极管为志向二极管，当输入一正弦波时，由图可知：正半周时，二管，当输
3、入一正弦波时，由图可知：正半周时，二极管导通极管导通(相当开关闭合相当开关闭合)，vo=vi；负半周时，二极；负半周时，二极管截止管截止(相当开关打开相当开关打开)，vo=0。其输入、输出波形。其输入、输出波形见图见图(b)。整流电路是直流电源的一个组成部分。整流电路是直流电源的一个组成部分。整流（利用单向导电性）整流（利用单向导电性）稳压二极管的特点就是反向通电尚未稳压二极管的特点就是反向通电尚未击穿前，其两端的电压基本保持不变。击穿前，其两端的电压基本保持不变。这样，当把稳压管接入电路以后，若由这样，当把稳压管接入电路以后，若由于电源电压发生波动，或其它缘由造成于电源电压发生波动，或其它缘
4、由造成电路中各点电压变动时，负载两端的电电路中各点电压变动时，负载两端的电压将基本保持不变。压将基本保持不变。稳压二极管在电路中常用稳压二极管在电路中常用“ZD”加数字加数字表示表示稳压稳压二极管的检测二极管的检测晶体三极管又称双极型晶体管，半导体三极管等。晶体三极管又称双极型晶体管，半导体三极管等。分类及用途：分类及用途：制造工艺不同：锗管、硅管。硅管应用广泛制造工艺不同：锗管、硅管。硅管应用广泛结构不同：结构不同：NPN、PNP，硅管大部分为，硅管大部分为NPN工作频率不同：高频管（大于工作频率不同：高频管（大于3MHZ），低频管），低频管用途不同：一般管，开关管用途不同：一般管，开关管三
5、极管三极管 依据不同的掺杂方式在同一个硅片上制依据不同的掺杂方式在同一个硅片上制造出三个掺杂区域，并形成两个造出三个掺杂区域，并形成两个PN结，结，就构成了晶体管。就构成了晶体管。三极管的测试三极管的测试用数字万用表测试三极管的方法：用数字万用表测试三极管的方法：用二极管档位测量推断三极管的类用二极管档位测量推断三极管的类型基型基极极b，将三极管看成是背靠背的二极管，将三极管看成是背靠背的二极管，依据推断二极管的方法，可以推断区分依据推断二极管的方法，可以推断区分出其中一个极为公共正极或公共负极，出其中一个极为公共正极或公共负极，此此极即为基极极即为基极b，对于，对于NPN型三极管基极型三极管
6、基极为公为公共正极，对于共正极，对于PNP型三极管基极为公共型三极管基极为公共负负极，以此来推断三极管是极，以此来推断三极管是NPN型或型或PNP型。型。参照二极管测试方法判别三极管的基极参照二极管测试方法判别三极管的基极二极管测试二极管测试三级管测试三级管测试晶闸管（可控硅）晶闸管（可控硅）晶闸管晶闸管SCR又称：晶体闸流管可控硅整又称：晶体闸流管可控硅整流器。流器。晶闸管可分单向晶闸管、双向晶闸管、晶闸管可分单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管，等等。管、快速晶闸管，等等。优质单向晶闸管可控硅优质单向晶闸管可控硅bt16
7、9d系列单向可控硅晶闸系列单向可控硅晶闸管管单向可控硅晶单向可控硅晶闸管闸管5000a 单向可控硅的结构单向可控硅的结构不管可控硅的外形如何，它们的管芯都是由不管可控硅的外形如何，它们的管芯都是由P型型硅和硅和N型硅组成的四层型硅组成的四层P1N1P2N2结构。它有三结构。它有三个个PN结（结（J1、J2、J3），从），从J1结构的结构的P1层引层引出阳极出阳极A，从，从N2层引出阴级层引出阴级K，从，从P2层引出限制层引出限制极极G，所以它是一种四层三端的半导体器件。，所以它是一种四层三端的半导体器件。可控硅的优点很多，例如：以小功率限可控硅的优点很多，例如：以小功率限制大功率，功率放大倍数
8、高达几十万倍；制大功率，功率放大倍数高达几十万倍；反应极快，在微秒级内开通、关断；无反应极快，在微秒级内开通、关断；无触点运行，无火花、无噪音；效率高，触点运行，无火花、无噪音；效率高，成本低等等。成本低等等。可控硅的弱点有静态及动态的过载实力可控硅的弱点有静态及动态的过载实力较差；简洁受干扰而误导通。较差；简洁受干扰而误导通。工作特性工作特性在图（在图（a a）所示的电路中，晶闸管）所示的电路中，晶闸管的的a a、k k极、指示灯极、指示灯HLHL、和电源、和电源VAAVAA构成的回路称为主回路。晶闸管构成的回路称为主回路。晶闸管的的g g、k k极、开关极、开关S S和电源和电源VGGVG
9、G构成构成的回路称为触发电路或限制电路。的回路称为触发电路或限制电路。（1 1）正向阻断）正向阻断 在图（在图（b b）所示）所示电路中，指示灯不亮，这说明晶电路中，指示灯不亮，这说明晶闸管加正向电压，但限制极未加闸管加正向电压，但限制极未加正向电压时，管子不会导通，这正向电压时，管子不会导通，这种状态称为晶闸管的正向阻断状种状态称为晶闸管的正向阻断状态。态。开关断开开关断开图图ab 正向阻断正向阻断（2 2）触发导通）触发导通 在图（在图（c c）所示）所示电路中，晶闸管加正向电压，在电路中，晶闸管加正向电压，在限制极上加正向触发电压，此时限制极上加正向触发电压，此时指示灯亮，表明晶闸管导通
10、，这指示灯亮，表明晶闸管导通，这种状态称为晶闸管的触发导通。种状态称为晶闸管的触发导通。（3 3）反向阻断）反向阻断 在图（在图（d d）所示）所示电路中，晶闸管加反向电压，即电路中，晶闸管加反向电压，即a a极接电源负极，极接电源负极，k k极接电源正极，极接电源正极，此时不论开关此时不论开关s s闭合与否，指示闭合与否，指示灯始终不亮。这说明当单向晶闸灯始终不亮。这说明当单向晶闸管加反向电压时，不管限制极加管加反向电压时，不管限制极加怎样的电压，它都不会导通，而怎样的电压，它都不会导通，而处于截止状态，这种状态称为晶处于截止状态，这种状态称为晶闸管的反向阻断。闸管的反向阻断。主回路加反向电
11、压主回路加反向电压d 反向阻断反向阻断c 触发导通触发导通可控硅只有导通和关断两种工作状态，它具有可控硅只有导通和关断两种工作状态，它具有开关特性，这种特性须要确定的条件才能转化，开关特性，这种特性须要确定的条件才能转化，此条件见下表此条件见下表状态状态条件条件说明说明从关断到导通从关断到导通1、阳极电位高于是阴极电位、阳极电位高于是阴极电位2、控制极有足够的正向电压和电流、控制极有足够的正向电压和电流两者缺一两者缺一不可不可维持导通维持导通1、阳极电位高于阴极电位、阳极电位高于阴极电位2、阳极电流大于维持电流、阳极电流大于维持电流两者缺一两者缺一不可不可从导通到关断从导通到关断1、阳极电位低
12、于阴极电位、阳极电位低于阴极电位2、阳极电流小于维持电流、阳极电流小于维持电流任一条件任一条件即可即可半波可控整流电路半波可控整流电路单向晶闸管在正向电压作用下，变更限制极触单向晶闸管在正向电压作用下，变更限制极触发信号的触发时间，即可限制晶闸管导通的时发信号的触发时间，即可限制晶闸管导通的时间，利用这种特性可以把沟通电变成大小可调间，利用这种特性可以把沟通电变成大小可调的直流电，这样的电路称为可控整流电路。的直流电，这样的电路称为可控整流电路。1电路构成电路构成图所示为单相半波可控整流电路，它主要由整图所示为单相半波可控整流电路，它主要由整流主电路和触发电路两大部分组成，可控整流流主电路和触
13、发电路两大部分组成，可控整流电路与一般整流电路相像，只是将整流二极管电路与一般整流电路相像，只是将整流二极管换成晶闸管。换成晶闸管。单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路2工作原理工作原理v2为正半周时，晶闸管为正半周时，晶闸管V承受正向电压，承受正向电压，假如这时没加触发电压，则晶闸管处于正假如这时没加触发电压，则晶闸管处于正向阻断状态，负载电压向阻断状态，负载电压vL=0。t1时刻给限制极加触发电压时刻给限制极加触发电压vg，晶闸，晶闸管管V导通。导通。在在t1期间，尽管期间，尽管vg在晶闸管导通在晶闸管导通后即消逝，但晶闸管仍旧保持导通，此期后即消逝，但晶闸管仍旧保持导通，此期间负载电压间负载电压vL与输人电压与输人电压v2相等，直至相等，直至v2过零值过零值(时刻时刻)时，晶闸管才自行关断。时，晶闸管才自行关断。在在2期间，期间，v2进入负半周，晶闸管进入负半周，晶闸管承受反向电压，即使限制极加人承受反向电压，即使限制极加人vg也不也不会导通，这时负载电压会导通，这时负载电压vL=0。半波可控整流波形半波可控整流波形晶闸管承受正向电压而不导通的范围称为晶闸管承受正向电压而不导通的范围称为限制角限制角，导通的范围称为导通角，导通的范围称为导通角，通，通过变更限制角过变更限制角的大小，便可调整输出电的大小，便可调整输出电压压VL的大小。的大小。