（2）．穩壓管的主要參數

一般選穩壓管時只考慮Uz、Izmin和Pm。①穩定電壓UZ

UZ就是穩壓管的反向擊穿電壓，也即穩壓管正常工作保持基本不變的電壓值，不同型號的穩壓管具有不同的穩壓值，它的大小取決于制造時的摻雜濃度。穩壓管在正常工作時管子的端電壓,一般為3~25V，高的可達200V。

②最小穩定電流IZmin

穩壓管正常工作時的最小電流值定義為最小穩定電流，記為IZmin，一般在幾毫安以上。穩壓管正常工作時的電流應大于IZmin，以保證穩壓效果。③最大穩定電流IZM和最大耗散功率PM

穩壓管允許流過的最大電流和最大功耗叫做最大穩定電流IZM和最大耗散功率PM。通過管子的電流太大，會使管子內部的功耗增大，結溫上升而燒壞管子，所以穩壓管正常工作時的電流和功耗不應超過這兩個極限參數。一般有

PM=UZ·IZM

一種型號的穩壓管PM值是固定的。

穩壓二極管的應用穩壓二極管用來構成的穩壓電路，如圖3.4-12所示。

Ui是不穩定的可變直流電壓，希望得到穩定的電壓UO，故在兩者之間加穩壓電路。它由限流電阻R和穩壓管VDZ構成，RL是負載電阻。

例：在圖3.4-13中，已知穩壓二極管的UZ=6.3V,當Ui=±20V，R=1kΩ時，求UO。已知穩壓二極管的正向導通壓降UF=0.7V。

解：當Ui=+20V,VDZ1反向擊穿穩壓，UZ1=6.3V，VDZ2正向導通，UF2=0.7V，則UO=+7V；同理，Ui=-20V,UO=-7V。小結UiUZUD圖3.4-14負載可調穩壓電路3.4.3變容二極管－電壓控制元件我們在討論半導體二極管時已經知道：二極管在高頻應用時，必須要考慮結電容的影響，而變容二極管，就是利用結電容隨反向電壓的增加而減小的特點制成的二極管。在高頻調諧、通訊等電路中作可變電容器使用。圖3.4-15（a）所示為變容二極管的電路符號，圖3.4-15（b）為某種變容二極管的特性曲線。

圖3.4-15變容二極管（a）電路符號;（b）結電容與反偏電壓的關系（縱坐標為對數刻度）

特點：當PN結兩端的電壓發生改變時，會使空間電荷區寬度發生改變，空間電荷區存儲電荷的多少發生變化就表現為PN結的電容效應。在二極管正偏的多子擴散過程中，多子擴散到對方區域后，在對方區域形成一定的濃度梯度，越靠近PN結處的濃度越大，這個梯度隨外加反向電壓的大小而增減，這也是一種存、放電荷的作用。++++++++++++++++----------------++++++++++++++++----------------RUU++__iR

PNU+ΔU⊕⊕⊕⊕⊕⊕------載流子濃度ΔQnΔQpCi＝L/dd與反壓成正比，所以Ci與反壓成反比。變容二極管多采用硅或砷化鎵材料制成，采用陶瓷或環氧樹脂封裝。

應用：多用于電視機、錄像機等調諧電路或自動頻率微調電路中。如電視機電子調諧器，通過控制直流電壓改變結電容量，來選擇某一頻道的諧振頻率圖3.4-16變容二極管結構變容二極管的典型電路圖中C為調整電容，L為調諧電感，C1為隔直流電容。外加電壓變化時，變容管電容變化，完成調諧作用。3.4.4發光二極管及其應用

發光二極管的符號如圖所示。它是一種將電能直接轉換成光能的固體器件，簡稱LED(LightEmittingDiode)。發光二極管和普通二極管相似，也由一個PN結組成，也具有單向導電性。發光二極管在正向導通時，由于空穴和電子的復合而發出能量，發出一定波長的可見光。光的波長不同，顏色也不同。發光二極管的驅動電壓低、工作電流小，具有很強的抗振動和抗沖擊能力。由于發光二極管體積小、可靠性高、耗電省、壽命長，被廣泛用于信號指示等電路中。

（1)特性及種類

特性：發光二極管的伏安特性與普通二極管的伏安特性相似，只是在開啟電壓和正向特性的上升速率上略有差異。當所施加正向電壓UF未達到開啟電壓時，正向電流幾乎為零，但電壓一旦超過開啟電壓時，電流急劇上升。發光二極管的開啟電壓通常稱做正向電壓，它取決于制作材料。例如GaAsP紅色LED約為1.7V，而GaP綠色的LED則約為2.3V。幾種常見的發光材料的主要參數如表3.4.1所示。顏色波長nm基本材料正向電壓(10mA時)/V光強度(10mA時)光功率/uW紅外900GaAs1.3-1.5100-500紅655GaAsP1.6-1.80.4-11-2鮮紅635GaAsP2.0-2.22-45-10黃583GaAsP2.0-2.21-33-8綠565GaP2.2-2.40.5-31.5-8表3.4.1發光二極管的主要參數種類：封裝外形：圓形、方形、矩形、三角形及多角形。管體顏色：紅、黃、橙、綠、白、淺蘭色及透明無色。發光顏色：紅光－砷化鎵、砷磷化鎵材料制成、綠光－磷化鎵材料制成、黃光－磷化鎵材料制成。管體直徑：Φ2-Φ20mm常用型號：國產BT101、BT201、BT301（紅色）、BT103、BT203、BT303（綠色）、

BT104、BT204、BT304（黃色）。（2)發光二極管的主要參數主要有工作電流、最大工作電流、正向壓降、反向耐壓。與普通二極管相應參數的意義相同。一般小電流發光二極管其工作電流不宜太大，最大工作電流值為50mA，正向啟輝電流約1mA，正常工作電流為5-30mA。工作電流大，發光亮度高，但長期使用會降低壽命。發光二極管的正向壓降在1.6-3v范圍內。其反向耐壓一般LED的反向擊穿電壓一般大于5V，最高不超過十幾伏。但為使器件長時間穩定而可靠的工作，安全使用電壓選擇在5V以下。另外為了防止接錯電源極性或其它原因造成的反向電壓擊穿發光二極管，常在輸入端加入反向二極管用于保護發光二極管不致擊穿。（3)發光二極管的驅動電路發光二極管可用直流、交流、脈沖等電源驅動點亮，屬于電流控制型半導體器件，使用時需串聯合適的限流電阻。限流電阻的計算：①直流供電：式中：UF-發光二極管正向壓降，IF-工作電流②交流驅動：（有二極管保護）式中：Um-交流電壓峰值，UD-二極管正向壓降，UF-發光二極管正向壓降，Im-工作電流峰值（4)發光二極管的應用發光二極管的工作電流一般約為幾至幾十毫安，正偏電壓比普通二極管要高，約為1.6～3V，具有功耗小，體積小，可直接與集成電路連接使用的特點。并且穩定、可靠、長壽、光輸出響應速度快（1～100MHz），應用十分方便和廣泛，除應用于信號燈指示（儀器儀表、家電等）、數字和字符指示（接成七段顯示數碼管,如圖）等發光顯示方式以外，另一種重要應用是將電信號轉變為光信號，通過光纜傳輸，接受端配合光電轉換器件再現電信號，實現光電耦合、光纖通信等應用（如圖3.4-17所示)。圖3.4-17遠距離光電傳輸的原理

這是最常用的七段數碼顯示。要使它顯示0~9的一系列數字只要點亮其內部相應的顯示段即可。七段數碼顯示有共陽極(圖3.4-18(b))和共陰極(圖3.4-18(c))之分。數碼的驅動方式有直流驅動和脈沖驅動兩種，應用中可任意選擇。數碼管應用十分廣泛，可以說，凡是需要指示或讀數的場合，都可采用數碼管顯示。其它的光電器件還有光電二極管、激光二極管等。

電源通斷指示發光二極管作為電源通斷指示電路，通常稱為指示燈，在實際應用中給人提供很大的方便。發光二極管的供電電源既可以是直流的也可以是交流的，但必須注意的是，發光二極管是一種電流控制器件，應用中只要保證發光二極管的正向工作電流在所規定的范圍之內，它就可以正常發光。具體的工作電流可查閱有關資料。3.4.5光電二極管光電二極管也叫光敏二極管，它的結構和一般二極管相似，也具有單向導電性，光電二極管工作在反偏狀態。因此光敏二極管工作時應加上反向電壓。光電二極管的PN結被封裝在透明玻璃外殼中，其PN結裝在管子的頂部，可以直接受到光的照射。光敏二極管的電路符號如圖所示。

當無光照時，與普通二極管一樣，反向電阻很大,電路中也有很小的反向漏電流，一般10-8～10-9稱為暗電流。此時相當于光敏二極管截止，當有光照射時，PN結附近受光子的轟擊，半導體內的價電子吸收光子能量被激發產生光生電子－空穴對，這些載流子濃度提高，在反向電壓的作用下，反向飽合漏電流大大增加，形成光電流，它隨入射光強度的變化而相應變化。光的照度越大,光電流越大。如圖當電流流過負載電阻RL時，在電阻兩端得到隨入射光變化的電壓信號。光敏二極管就是這樣完成光電功能轉換的。因此光敏二極管在不受光照射時,處于截止狀態,受光照射時,處于導通狀態。

光敏二極管相當一個恒流源，在有光照而無外加電壓時，光敏二極管相當于一個電池，P區為正，N區為負。光敏二極管的主要參數1、最高反向工作電壓：指光敏二極管在光照條件下，反向漏電流不大于0.1uA時所能承受的最高反向電壓值。通常此電壓在10-50V。2、暗電流：指光敏二極管在無光照時，在最高反向工作電壓下的漏電流，暗電流越小，光敏二極管的性能越穩定，檢測弱光的能力越強。一般鍺光敏二極管的暗電流較大，約為幾微安。硅光敏二極管的暗電流較小，小于0.1uA。3、光電流：指光敏二極管受到一定光照時，在最高反向工作電壓下產生的電流。光電流值越大越好。約為幾十微安。4、靈敏度：反映光敏二極管對光的敏感程度的一個參數。靈敏度越高越好。

光敏二極管的檢測將萬用表置于Rx1K檔，紅黑表筆隨意接光敏二極管的兩個管腳，這時萬用表指針偏轉，如讀數為幾KΩ左右，則黑表筆接的是光敏二極管的正極，這時正向電阻是不隨光照而變化的阻值。用黑布或黑紙遮住光敏二極管的光信號接收窗口，測量光敏二極管的正、反向電阻值，正常時正向電阻在幾KΩ－20KΩ之間，反向電阻為無窮大。再去掉黑紙或黑布，使光源對準光信號接收窗口，然后觀察其正反向電阻的變化，正常時正反向電阻值均應變小，阻值變化越大，說明光敏二極管的靈敏度越高。3.4.6紅外發光二極管（1）紅外發光二極管的特性它可以將電能直接轉換成紅外光（不可見光，波長940nm），并能輻射出去的發光器件。主要應用于各種光控及遙控發射電路中（觸發光敏器件）。紅外發光管是在正向電壓下工作的，其正向特性與普通二極管一樣，對它施加幾伏正向電壓后，就可發出不可見的紅外光。同時也屬于電流控制器件，使用中應串聯一只限流電阻RUF比普通發光二極管要小，一般為1.3-1.5v

（2）光電耦合器中的紅外發光管光電耦合器是將發光二極管或紅外發光二極管和光敏元件（光敏電阻、光電二極管、光電三極管、光電池等）組裝在一起而形成的二端口器件,其電路符號如圖3.4-19所示。它的工作原理是以光信號作為媒體將輸入的電信號傳送給外加負載,實現了電—光—電的傳遞與轉換。在電子電路中，需要把控制回路和主回路進行電信號隔離，以免相互干擾，原來常采用脈沖變壓器來實現電信號的隔離，自光耦問世后，這種抗干擾措施就由光耦合器來實現了。光電耦合器主要用作信號隔離器、電平匹配等電路中,起信號的傳輸和隔離作用。

圖3.4-19光電耦合器電路符號(a)LED+光敏電阻；(b)LED+光電二極管(c)LED+光電三極管（無基極引線）(d)LED+光電池

原理：當光電耦合器輸入端加上電信號時，發光器便發出光線（可見光或不可見光），受光器因受到光照射而產生電流，并從輸出端輸出，這樣就實現了“電－光－電”的轉換。光電耦合器可以耦合頻率從0-幾百KHz的信號，且響應速度快，失真小，電氣隔離性能優良，兩個電信號間隔離電壓可達2.5kv以上，絕緣電阻可達1010-1015Ω以上。光電耦合器發光器屬于電流驅動器件，不受磁場影響，在應用中使用最多的是通用型，分四引腳和六引腳兩種，均為雙列直插式。光電耦合器的檢測方法①測量輸入端由于輸入端采用紅外發光二極管，所以當加正向電壓在1.3v左右時就能導通，加反向電壓時截止，即具有單向導電性。用萬用表R×10檔測量正向電阻為幾百歐，用R×1k檔測量反向電阻為∞。②測量輸出端將萬用表置R×1k檔，黑筆接c極，紅筆接e極，阻值應為∞，交換兩表筆阻值也應為∞。注意：因光電耦合器的接收方式不同，所以測量時應針對不同的結構進行判斷。如對有b、c、e三個引腳的光敏三極管應按測量三極管的方法檢測。③檢測輸入和輸出端的絕緣。用R×10k檔測量阻值為∞。

發光二極管的檢測普通發光二極管普通發光二極管工作在正偏狀態。檢測發光二極管,一般用萬用表R×10k(Ω)擋,方法和普通二極管一樣,一般正向電阻15kΩ左右,反向電阻為無窮大。紅外線發光二極管紅外線發光二極管工作在正偏狀態。

用萬用表R×1k(Ω)擋檢測,若正向阻值在30kΩ左右,反向為無窮大,則表明正常,否則紅外線發光二極管性能變差或損壞。3.4.7二極管組件它是由2只或2只以上的二極管組成，主要是為了縮小體積和便于安裝。常用的有整流橋堆、高壓硅堆和二極管排等。（1）整流橋堆橋式整流電路與半波整流電路相比,電源利用率提高了1倍,同時輸出電壓波動小,因此橋式整流電路得到了廣泛應用。電路的缺點是二極管用得較多，電路連接復雜，容易出錯，為了解決這一問題，生產廠家常將整流二極管集成在一起構成橋堆,一般用在全橋整流電路中，可分為全橋和半橋。內部結構及外形如圖3.4-20所示。①半橋：由2只整流二極管封裝在一起構成的。它有3端和4端之分。常用的半橋有2CQ、1/2QL系列。②全橋：由4只整流二極管按橋式全波整流電路的形式連接并封裝為一體。全橋的正向電流有0.5A、1A、1.5A、2A、2.5A、3A、5A、10A、20A、100A等。耐壓值（最高反向電壓）有25v、50v、100v、200v、300v、400v、500v、600v、800v、1000v等多種。常用國產全橋有QL系列，進口有RB系列、RS系列圖3.4-20整流橋堆

使用一個“全橋”或連接兩個“半橋”,就可代替四只二極管與電源變壓器相連,組成橋式整流電路,非常方便。選用時,應注意橋堆的額定工作電流和允許的最高反向工作電壓應符合整流電路的要求。（2）高壓硅堆（硅柱）是由多只硅整流二極管串聯組成的耐高壓整流器件（其最高反向電壓在幾kv－幾十kv之間）主要用于電子儀器及電視機中。常用高壓硅堆有2CGL、2DGL系列。規格有12kv、15kv、18kv、20kv等。2CL15KV名稱原理、特點用途整流二極管多用硅半導體制成，面接觸型，能承受較大的正向電流和高反向電壓，用在低頻電路。如2CP利用PN結的單向導電性，把交流電變成脈動的直流電－整流檢波二極管常常用點接觸型，高頻特性好。如2AP把調制在高頻電磁波上低頻信號檢出來，檢波二極管也可用于小電流整流開關二極管正偏時二極管電阻很小，反偏時電阻很大，具有單向導電性。是為在電路上進行“開”“關”而特殊設計制造。常用2AK、2CK在電路中，對電流進行控制，起到“接通”或“斷開”的開關作用。廣泛用于自動控制電路中穩壓二極管二極管反向擊穿時，兩端電壓不變，采用特殊工藝制作，擊穿時不損壞二極管。穩壓限幅，過載保護，廣泛用于穩壓電源裝置中變容二極管PN結電容隨著加到管子上的反向電壓大小而變化在調諧等電路中取代可變電容阻尼二極管反向恢復時間小，能承受較高的反向擊穿電壓和較大的峰值電流，能在高頻下工作多用于電視機行掃描電路中的阻尼和整流發光二極管正向電壓1.8v-3v，只要有正向電流通過，就可發光用于指示，可組成數字或符號的LED數碼管高壓硅堆把多只硅整流器件的芯片串聯起來形成一個整體的高壓整流器件用于高頻高壓整流電路二極管的選用、代換

①檢波二極管的選用與代換

選用：一般可選用點接觸型鍺二極管。如2AP系列。選用時應根據電路的具體要求選擇工作頻率高，反向電流小，正向電流足夠大的檢波二極管。

代換：檢波二極管損壞后，應選擇同型號的二極管，若無，可選擇半導體材料相同，主要參數相近的二極管代換。②整流二極管的選用與代換選用：整流二極管一般為面接觸型硅二極管，用于各種電源整流電路中。選用時主要應考慮最大整流電流，最高反向工作電壓。如1N系列、2CZ系列、RLR系列。代換：可用同型號或參數相同的其它型號的整流二極管代換。通常高耐壓值的整流二極管可代換低耐壓值的整流二極管；整流電流高的可代換整流電流值低的二極管。反之不行。③穩壓二極管的選用和代換選用：穩壓二極管一般用在穩壓電源中做為基準電壓源或用在過電壓保護電路中做為保護二極管。穩壓二極管的穩定電壓值應與應用電路中基準電壓值相同，穩壓二極管的最大穩定電流應高于應用電路最大負載電流的50%左右。代換：應用同型號或電參數相同的穩壓二極管來更換；也可用具有相同穩定電壓值的高耗散功率的穩壓管代替低耗散功率的穩壓管。反之不行。④開關二極管的選用與代換選用：開關二極管主要用于收音機、電視機及電子設備的開關電路、檢波電路、高頻脈沖電路。中速開關電路和檢波電路可選用2AK系列普通開關管，高速開關電路可選用RLS系列、ISS系列、IN系列、2CK系列的高速開關管。代換：應用同型號或電參數相同的其它型號的開關二極管來更換。高速開關管可代換普通開關管，反向擊穿電壓高的可代換反向擊穿電壓低的。⑤變容二極管的代換和選用選用：選用變容二極管時著重考慮其工作頻率、最高反向工作電壓、最大正向電流和零偏壓、結電容等參數是否符合電路的要求。應選擇結電容變化大、高值、反向漏電流小的變容二極管。代換：應用同型號或主要參數相同（尤其結電容范圍相同或相近）的其它型號的變容二極管來代換。

總之，二極管的選用，首先要考慮類型，其次考慮參數，然后考慮材料。要求正向壓降小的選鍺管，要求反向電流小的選硅管，要求反向電壓高耐壓高選擇硅管。小結：1、二極管的種類多，常用的有整流二極管、開關二極管、檢波二極管、穩壓管、發光管、光電二極管，學會查手冊選擇參數。2、可以用萬用表和直流電源測量穩壓管的穩壓值，要會靈活應用。3、注意發光二極管的發光條件是電壓大于1.8v，電流在10mA-30mA兩者同時滿足時才行。4、穩壓管是反向擊穿狀態時才具有穩壓值。5、穩壓管和發光二極管使用時要串聯限流電阻。3.4.8三極管教學目的：1、掌握三極管的特性及用途2、了解三極管的命名、參數的選擇3、學會識別和檢測三極管重點、難點：三極管的不同工作狀態的應用一、晶體三極管(BJT)

晶體三極管常稱半導體三極管，或稱雙極型晶體管(BipolarJunctionTransistor)。它區別于單極性（MOS型:Metal-Oxide-Semiconductor）三極管。BJT中有兩種載流子參與導電，而在MOS型中只有一種載流子導電。MOS型一般是電壓控制器件。

而BJT一般是電流控制器件，可用來對微弱信號進行放大和作無觸點開關。它具有結構牢固、壽命長、體積小、耗電省一系列優點，故在各領域得到廣泛應用。在電路中用“V”或“VT”表示。

1、種類（是種類最繁多、外形最千姿百態的一大類）（1）按材料和導電類型分鍺（PNPNPN）鍺多用PNP

硅（PNPNPN）硅多用NPN（2）按功率分大功率Pc>3w(1W)

中功率Pc0.5-3w(1W)

小功率Pc<0.5w（3）按頻率分高頻fT>3MHz

低頻fT<3MHz（4）按用途分可分為放大管、開關管、達林頓管、高反壓晶體管、光敏晶體管、磁敏晶體管。2、三極管的外形

圖3.4-21三極管的外觀3、三極管的主要技術參數三極管的參數是用來表征其性能和適用范圍的,也是評價三極管質量以及選擇三極管的依據。常用的主要參數有:

1）電流放大系數hFE(或β）

2）反向飽和電流ICBO3）穿透電流ICEO

4）集電極最大允許電流ICM

5）集電極—發射極間的擊穿電壓U（BR）CEO

6)集電極最大耗散功率PCM

集電極最大耗散功率是指三極管正常工作時最大允許消耗的功率。

常用管型的hFE用字母表示的數值范圍型號DEFGHI9011.9018(NPN)29-4439-6054-8072-10897-146132-1989012.9013(NPN)(PNP)64-9178-11296-135118-160144-202180-350型號ABCD9014.9015(PNP)(NPN)60-150100-300200-600400-10008050.8550(NPN)(PNP)85-160120-200160-300BU40630-4535-8575-125115-2002SC458100-180180-250250-500BC546.547.548110-220200-450420-8004、三極管的判別及手冊的查閱方法

要準確地了解一只三極管類型、性能與參數,可用專門的測量儀器進行測試,但一般粗略判別三極管的類型和管腳,可直接通過三極管的型號簡單判斷,也可利用萬用表測量方法判斷.下面具體介紹其型號的意義及利用萬用表的簡單測量方法。三極管型號的意義三極管的型號一般由五大部分組成,如3AX31A、3DG12B、3CG14G等。下面以3DG110B為例說明各部分的命名含義。(1)第一部分由數字組成，表示電極數。“3”代表三極管。(2)第二部分由字母組成，表示三極管的材料與類型。如A表示PNP型鍺管，B表示NPN型鍺管，C表示PNP型硅管，D表示NPN型硅管。(3)第三部分由字母組成，表示管子的類型，即表明管子的功能。(4)第四部分由數字組成,表示三極管的序號。(5)第五部分由字母組成,表示三極管的規格號。

三極管手冊的查閱方法

1）三極管手冊的基本內容

(1)三極管的型號;

(2)電參數符號說明;

(3)主要用途;

(4)主要參數。

2）三極管手冊的查閱方法（1）已知三極管的型號查閱其性能參數和使用范圍。（2）根據使用要求選擇三極管。判別三極管的管型和管腳

(1）根據三極管外殼上的型號,初判其類型。

(2）根據三極管的外形特點,初判其管腳

(3）用萬用表判別三極管的管腳及管型。

①基極的判別(如圖3.4-25)所示。

②集電極和發射極的判別。具體測試方法如圖3.4-26所示,圖（a）、（b）為PNP管的測試圖,圖（c）為NPN管的測試圖。

③根據硅管的發射結正向壓降大于鍺管的正向壓降的特點,來判斷其材料。一般常溫下,鍺管正向壓降為0.2～0.3V,硅管的正向壓降為0.6～0.7V。根據圖3.5.9電路進行測量,由電壓表的讀數大小確定是硅管還是鍺管。

圖3.4-25典型三極管的管腳排列圖圖3.4-26三極管基極的測試圖3.4-27三極管集電極、發射極的判別圖3.4-28判斷硅管和鍺管的電路5．三極管的質量粗判及代換方法

1）判別三極管的質量好壞

2）三極管的代換方法通過上述方法的判斷,如果發現電路中的三極管已損壞,更換時一般應遵循下列原則:

（1）更換時,盡量更換相同型號的三極管。（2）無相同型號更換時,新換三極管的極限參數應等于或大于原三極管的極限參數,如參數ICM、PCM、U（BR）CEO等。（3）性能好的三極管可代替性能差的三極管。如穿透電流ICEO小的三極管可代換ICEO大的,電流放大系數β高的可代替β低的。（4）在集電極耗散功率允許的情況下,可用高頻管代替低頻管，如3DG型可代替3DX型。（5）開關三極管可代替普通三極管,如3DK型代替3DG型,3AK型代替3AG型管。6、三極管的用途分類：①低頻小功率管（特征頻率<3MHz，功率<1W）主要用于收音機、錄音機、電視機及各種電子設備中做低放、功放管。常見國產型號：3AX1-3AX15，3DX200-3DX204，3AX81等進口：2SA940,2SC1815,2N2944-2N2946②高頻小功率管（特征頻率>3MHz，功率<1W）主要用于高頻振蕩電路和放大電路中。國產型號：3AG1-3AG4,3DG9011,3DG9013，3CG3等進口：2N5551,2N5401,9011-9015,BC148③低頻大功率（特征頻率<3MHz，功率>1W）這類晶體管種類較多，應用較廣，主要用在音響設備的低頻功率放大電路中作功放管，各種大電流輸出穩壓電源中，作調整管，低頻開關電路中作開關管。國產型號：3DD102,DD01,DD03,3DD14，3AD6等進口：2SA670，2SB337，BD201-BD204④高頻大功率（特征頻率>3MHz，功率>1W）主要用于無線電通訊等設備中做功率驅動和放大，高壓開關電路，低頻功率放大或開關、穩壓電路中。國產型號：3DG41A-3DG41G，3DA87A-3DG87E，3CA1-3CA9進口：2SA634,2SA636,2SB940,S8050,S8550,BD135⑤開關晶體管：利用飽和和截止進行轉換的晶體管，一般在基極加上脈沖信號來控制通斷，是無觸點的電子開關。小功率開關管多用于數字電路、驅動電路、電源電路中，大功率開關管主要用于電子設備（如電腦顯示器）的開關電源、汽車電子點火器以及電動機驅動中。國產型號：3AK系列，3CK系列，3DK系列進口：2SD820,2SD850,2SD1431-2SD14333.4.10場效應晶體管一、引言

晶體管通過基極（或發射極）電流實現對集電極電流的控制，有多子和少子兩種載流子，所以叫作電流控制或雙極性器件。

場效應管是利用電場效應來控制輸出電流的大小，輸入端只需要電壓，且參與導電的只有多子一種載流子，因此也叫電壓控制器件或單極性器件。

場效應管具有體積小、重量輕、壽命長等優點外，還具有輸入阻抗高、噪聲低、穩定性好、抗輻射能力強、工藝簡單等優點。因此發展較快，應用廣泛。返回

場效應管根據結構不同分為兩大類：

在IGFET中又有多種類型，目前應用最廣泛的是以二氧化硅為絕緣層的場效應管，稱為金屬－氧化物－半導體場效應管(簡稱為MOS管，Metal-Oxide-SemiconductorFieldEffectTransistor)。（1）結型場效應管(JFET)：輸入阻抗（2）絕緣柵場效應管(IGFET)：輸入阻抗二、JFET的結構S源極D漏極G柵極GSDGSDG柵極D漏極S源極返回三、工作原理----電壓的控制作用(以N溝道為例)(1)G、S和D、S間短路的情況

兩個PN結都處于零偏置，結上有一定的空間電荷區。GSD

由于P區高濃度摻雜，故其空間電荷區小于N區。這種情況下，N型導電溝道有一定的寬度。(2)UGS<0和D、S間短路的情況UGS作用下，兩個PN結反偏，耗盡層加寬，導電溝道變窄，溝道電阻增大（參與導電的載流子減少），因整個溝道與柵極間的電壓相等，所以溝道是平行的。

當|UGS|繼續增大，溝道繼續變窄，最后將使耗盡區相接，溝道電阻趨于無窮大，猶如被夾斷一樣，使溝道夾斷時的柵源電壓UGS叫做“夾斷電壓”UGS(off)。

若UGS

再增大，PN結將會出現擊穿現象。

GSDGSD(3)uDS>0,uGS<=0的情況iDN返回GSD返回IIuDS>0,uGS<0

顯然，在UDS一定時，ID的大小是由導電溝道的寬窄（即電阻的大小）決定，導電溝道的寬窄由uGS決定。當UGS=UGS（off）時，ID≈0。于是得出結論：柵源電壓UGS對漏極電流ID有控制作用。這種利用電壓所產生的電場控制半導體電流的效應，稱為“場效應”。

對于P溝道的結型場效應管，為保證PN結反偏，其正常工作時的uGS應為正值，習慣上將漏極接UDD負極。此時溝道內的載流子為多子空穴，形成的電流iD由S指向D，與N溝道JFET的iD方向相反。IDSS6V1輸出特性曲線擊穿區I區III區II區返回3.4.5JFET伏安特性曲線（1）可變電阻區。當uDS較小時，溝道寬度主要由柵源電壓uGS決定，當uGS一定時，溝道寬度和形狀幾乎不變。此時iD隨uDS的增加而線性增加，JFET等效成一個線性可變電阻。若改變uGS的大小，等效線性電阻的阻值也隨之改變。此區內的場效應管可以看成是一個受柵極電壓控制的電阻，一般有幾百歐姆左右，因此稱為可變電阻區。（2）放大區又叫做飽和區。由于此區的uDS較大，導電溝道呈現倒楔形。當uGS不變時，隨著uDS的增大，合攏部分逐漸向下延伸，使溝道電阻也變大，此時漏極電流iD幾乎不隨uDS的增加而變化，曲線平坦，所以此區又稱為飽和區或恒流區。要改變iD大小，必須改變uGS。所以放大區是一個線性區。(3）截止區。當柵極電壓很負，在uGS＜UGS(off)時，導電溝道被完全夾斷，這時的溝道電阻幾乎為無窮大，而iD≈0。將uGS＜UGS(off)的區域稱為截止區。

(4）擊穿區。當uDS大到一定程度，可以使柵漏之間的PN結承受過高的反壓而擊穿，此時的iD電流會突然增大，造成管子的破壞性擊穿。IDSS擊穿區I區II區III區6V返回五、絕緣柵場效應管返回

絕緣柵場效應管也有N溝道和P溝道兩種，每一種又分為增強型和耗盡型兩種。所謂耗盡型就是當uGS＝0時，存在導電溝道，因此iD≠0；所謂增強型就是當uGS＝0時，沒有導電溝道，即iD＝0。我們前面介紹的兩種結型場效應管都屬于耗盡型。襯底引線PSiO2E型NMOSFET的工作原理N+N+SGDE型NMOSFETE型PMOSFETD型NMOSFETD型PMOSFET返回……………………………………………………N+SGDPN+iDiDiDiD返回N+SGDPN+……………………iDiDiDiDUGS(th)返回N+SGDPN+(4)輸出特性……………………uGSuGD=uGS-uDSuDSuGS1uGS2uGS3uGS4返回uGSuGD=uGS-uDSuDSN+SGDPN+……………………=UGS（th）uGS1uGS2uGS3uGS4返回六、場效應管的主要參數

1．主要參數

1）夾斷電壓UGS（off）或開啟電壓UGS（th）

2）飽和漏極電流IDSS

3）漏源擊穿電壓U（BR）DS4)柵源擊穿電壓U（BR）GS

5）最大耗散功率PDM6）跨導gm

七、檢測

結型效應管可用萬用表判別其管腳和性能的優劣。（1）管腳的判別：用萬用表R×100檔或R×1K檔用黑表筆任接一個電極，紅表筆依次觸碰另兩個電極，若測出某一電極與另外兩個電極的阻值均很大（無窮大）或均很小（幾百歐－1千歐），則可判斷黑表筆接的是柵極G,另外兩個極為D、S極。在兩個阻值均為高阻值的一次測量中，被測管為p溝道結型場效應管。相反為N溝道管。結型場效應管源極和漏極在結構上具有對稱性可互換使用。

（2）絕緣柵型場效應管由于輸入電阻極高，因此柵極一旦從外界感應上電荷就很難泄放掉，從而產生極高的電壓將管子內部PN結擊穿。為了避免這種情況發生，不管是保存還是焊接時，都需將三電極短路，焊接好后方能將三個電極分開，一般都有比較“講究”的包裝，故一般不需用萬用表進行電極判斷。八、場效應管使用注意事項

場效應管具有輸入電阻高，噪聲系數小，便于集成等優點，但它的不足之處是使用、保管不當容易造成損壞。使用時應注意以下幾點：（1）在使用場效應管時應注意漏源電壓、漏源電流、柵源電壓、耗散功率等參數不應超過最大允許值（2）場效應管在使用中要特別注意對柵極的保護。尤其是絕緣柵場效應管，這種管子的輸入電阻很高，如果柵極感應有電荷，就很難泄放掉，感應電荷的積累會使柵極擊穿。為了避免這種情況，任何時候不要讓柵極“懸空”。即使不用時，也要用金屬導線將三個電極短接起來。焊接時電烙鐵應接地良好，最好將電烙鐵電源斷開后再行焊接，以免感應擊穿柵極。（3）結型場效應管的柵壓不能接反，如對PN結正偏，將造成柵流過大，使管子損壞。（4）可以用萬用表測結型場效應管的PN結正、反電阻，但絕緣柵管不能用萬用表直接去測三個電極，（5）場效應管的漏極和源極互換時，其伏安特性沒有明顯的變化，但有些產品出廠時已經將源極和襯底連在一起，其漏極和源極就不能互換。

(6)有些場效應晶體管將襯底引出,故有4個管腳,這種管子漏極與源極可互換使用。和三極管相似，場效應管也有放大和開關兩方面的基本應用，這里不再贅述。九場效應管和三極管的特點比較場效應晶體管FET和晶體三極管BJT都具有較強的放大能力，并由此發展成單極型和雙極型兩大類集成電路，是電子技術中兩種非常重要的元器件，現將這兩種分立器件的特點作一比較。

(1) 晶體三極管BJT是電流控制器件，用基極電流控制集電極電流；場效應管FET是電壓控制器件，利用柵源電壓控制漏極電流。場效應管的跨導gm比較小，其放大作用遠低于晶體三極管。(2) 由于場效應管是利用電場效應來工作的，其輸入端幾乎不取電流，輸入電阻很大，因此，三極管和場效應管各適用于不同的信號源。在僅允許取少量信號源電流的情況下，應選用場效應管構成放大電路；在允許取一定輸入電流的情況下，可以選用三極管構成放大電路。（3）三極管的多子和少子均參與導電，是雙極型器件；場效應管是利用多子導電的單極型器件。因為少子濃度容易受溫度、光照、輻射等外界因素的影響，而多子濃度幾乎僅與摻雜濃度有關，所以場效應管的溫度穩定性好，在溫度變化較大的場合，宜選用場效應管。

（4）場效應管的制造工藝簡單，便于集成，特別適用于制造集成電路。（5）對于JFET和襯底不與源極相連的MOS管來說，漏極和源極是對稱的，可以互換使用。對于耗盡型MOS管來說，柵極偏置電壓可正、可負、可零，在電路設計時更加方便。（6）在小電流、低電壓時，場效應管可以作為受柵源電壓控制的可變電阻來使用。本章小結1、場效應管是單極型壓控器件，與晶體三極管相比，輸入阻抗高，抗干擾能力強，溫度穩定性好，便于集成。2、注意區分結型場效應管與絕緣柵型場效應管的不同。3、任何時候不要讓柵極懸空，焊接時注意。3.5繼電器◆教學目的1、掌握繼電器的原理、特性及用途2、學會識別和檢測繼電器◆重點、難點重點：繼電器的應用難點：固態繼電器原理一、電磁繼電器

1、功能與用途

功能：自動控制、邏輯控制、小電流控制大電流。

用途：自動操作、自動調節、安全保護。應用廣。

2、結構

3、符號和外形

1）文字符號：KA、K

2）圖形符號：

線圈

接點：常閉

常開

3）外形4、分類（按線圈通電類型分）

交流操作繼電器：線圈通交流流電，鐵芯有短路環。

直流操作繼電器：線圈通直流電，鐵芯無短路環。

5、主要參數

1）線圈額定電壓：直流、交流。

交流：12、36、127、220、380V等直流：6、9、12、18、24、36、48、110、220V等

2）吸合電流：繼電器動作的最小線圈電流。

3）釋放電流：繼電器釋放的最大線圈電流。

4）線圈電阻：線圈直流電阻值。

5）觸點負荷：觸點帶負荷能力，最大電流和最高電壓。

6）吸合時間：線圈通電到觸點穩定吸合所需時間。

7）觸點形式：常開、常閉。6、測試

1）接點接觸電阻：R×1K檔，閉合電阻近似于0，斷開為∞。

2）測線圈電阻：如開路電阻為∞，損壞。

3）吸合電壓和吸合電流：工作電壓為吸合電壓的1.3～1.5倍。

4）釋放電壓和釋放電流：釋放電壓約為吸合電壓的10％～50％。7、應用注意事項

1）電磁繼電器動作電流一般為幾十mA，應注意它的驅動。

2）線圈并聯R、C（R、C串連）：防止斷電自感高壓。

3）線圈反向并聯二極管：續流防止自感高壓。

用于直流操作繼電器。8、應用二、固態繼電器（SSR）

電子元件組成的新型無觸點開關器件，利用三極管、可控硅等器件的開關特性。

1、特點：無觸點、無火花切換電路，內部光電隔離。

高穩定、高可靠、壽命長，又叫：無觸點開關。

2、等效電路：3、用途：TTL電平控制，與計算機接口方便。電動機調速、正反轉控制、調光、家用電器、烘箱烘爐加溫控溫、送變電電網的建設與改造、電力拖動、印染、塑科加工、煤礦、鋼鐵、化工和軍用等方面。

1）結構：由輸入電路、光電耦合器、驅動電路、開關輸出電路和瞬態抑制電路等構成。4、結構、原理和外形

按負載電源分：交流型和直流型（指負載電流）2）交流型工作原理交流型（負載側有RC阻容吸收回路）過零觸發、無信號過零關斷直流型（負載側有二極管續流回路）3）直流型工作原理＋－

開關輸出電路采用大功率開關管或場效應管。4）外形三相固態繼電器

SSR-3-S380V-10A單相固態繼電器

5、參數導通和關斷時間：直流：一般小于1mS，交流型：一般小于幾十mS。具體查相關產品手冊。A6、應用

1）注意事項

（1）控制電壓：3～6V，電流應滿足。

（2）TTL、CMOS電路驅動時，注意驅動電壓和電流是否滿足。另外“0”電平，不應超過1V，否則可能使固態繼電器導通。

（3）SSR均為“常開”，可用圖電路變為“常閉”。

（4）額定電流大的SSR（>15A），使用應加散熱片。

（5）首次安裝SSR，注意溫度。SSR溫度小于70oC。

2）接線方法

（1）交流型：控制端直流3～6V。（2）直流型：輸出兩端、三端型。

兩端型：C＋、E－

三端型：正、負載、地

感性負載元件，應加續流二極管，耐壓大于工作電壓的4倍。小結：重點掌握固態繼電器的組成、原理、接線及應用，注意輸入電壓范圍，區分直流固態繼電器和交流固態繼電器的不同應用。3.6電聲器件課題電聲器件教學目的

1、掌握揚聲器的原理、特性及用途

2、掌握傳聲器的原理、特性和用途

3、學會識別和檢測揚聲器和傳聲器重點、難點重點：揚聲器及傳聲器的原理和作用難點：電聲器件的參數選擇3.6.1常用電聲器件的種類及其結構特點

電聲器件是將電信號轉換為聲音信號或將聲音信號轉換成電信號的換能元件。在家用電器和電子設備中得到廣泛應用。下面介紹幾種常用的電聲元件。

一、傳聲器傳聲器俗稱話筒，其作用與揚聲器相反，它是將聲音信號轉換為電信號的電聲元件。傳聲器的文字符號“B””BM”。在家用電器中常用駐極體傳聲器和動圈式傳聲器。

傳聲器種類：按換能方式分：動圈式傳聲器壓電陶瓷式駐極體電容式按外形結構分：手持式領夾式頭戴式鵝頸式1)動圈式傳聲器

①動圈式傳聲器結構

與電動式揚聲器類似由：磁鐵、音圈、音膜和升壓變壓器組成。

原理：振動的聲波使膜片隨著聲音而振動，從而帶動音圈在磁場中作切割磁力線的運動，線圈兩端就會產生感應音頻電動勢，完成聲電轉換。升壓變壓器主要用作提高傳聲器的輸出感應電動勢的幅度和實現阻抗匹配。

②動圈式傳聲器的特點：結構簡單、穩定可靠、使用方便、固有噪聲小，被廣泛用于語言錄音和擴音系統中。不足是靈敏度較低、頻率范圍窄。（2)駐極體話筒①駐極體話筒的特性：體積小，結構簡單，電聲性能好、價格低，廣泛用于盒式錄音機、無線話筒及聲控等電路中。②駐極體話筒的組成結構：駐極體話筒由聲電轉換和阻抗變換兩部分組成聲電轉換的關鍵元件是駐極體振動膜。振動膜（極薄的一面涂有金屬的塑料膜片）：兩面分別駐有異性電荷，與金屬極板形成電容。當駐極體膜片遇到聲波振動時，產生位移，改變了兩極板之間的距離，C＝L/d，引起電容變化，由于Q＝CU,電荷不變，電容量C變化，電壓U變化，即產生隨聲波變化而變化的交變電壓。由于膜片與金屬極板之間的電容量很小，一般為幾十皮法，因而它的輸出阻抗值很高，約幾十兆歐以上。這樣高的阻抗是不能直接與音頻放大器相匹配的。

所以在話筒內接入一只結型場效應管來進行阻抗變換。場效應管的特點是輸入阻抗極高、噪聲系數低。普通場效應管有源極（S）、柵極（G）和漏極（D）三個極。駐極體的兩個電極接在柵源極之間，駐極體兩端電壓既為柵源極偏置電壓UGS，UGS變化時，引起場效應管的源漏極之間電流Ids的變化，實現了阻抗變換。一般話筒經變換后輸出電阻小于2千歐。這里使用的是在內部源極和柵極間再復合一只二極管的專用場效應管。如圖7.2-1。接二極管的目的是在場效應管受強信號沖擊時起保護作用。場效應管的柵極接金屬極板。這樣，駐極體話筒的輸出線便有三根。即源極S，一般用藍色塑線；漏極D，一般用紅色塑線和連接金屬外殼的編織屏蔽線，即柵極G。

圖3.6-4駐極體話筒的符號(3)與電路的連接形式駐極體話筒有四種連接方式，如圖7.2-2所示。對應的話筒引出端分為兩端式和三端式兩種，圖中R是場效應管的負載電阻，它的取值直接關系到話筒的直流偏置，對話筒的靈敏度等工作參數有較大的影響。兩個輸出接點的傳聲器其外殼與場效應管源極相接作接地端，場效應管漏極作輸出端。正電源供電的源極輸出適用于三個輸出接點的駐極體傳聲器，類似晶體三極管的射極輸出電路，需要用三根引線。漏極D接電源正極，源極S與地之間接一電阻R來提供源極電壓，信號由源極經電容C輸出。源極輸出的輸出阻抗小于2kΩ，電路比較穩定，動態范圍大，但輸出信號比漏極輸出小。三端輸出式話筒目前市場上比較少見。

正電源供電的漏極輸出適用于兩個輸出接點的駐極體傳聲器，類似晶體三極管的共發射極放大電路。只需兩根引出線，漏極D與電源正極之間接一漏極電阻R，信號由漏極輸出，有一定的電壓增益，因而話筒的靈敏度比源極輸出式高，但動態范圍比較小。目前市售的駐極體話筒大多是這種方式連接。（SONY用在MD上的話筒也是這類

無論何種接法，駐極體話筒必須滿足一定的偏置條件才能正常工作。一般源極輸出的偏置電阻Rs常取2.2-5.1kΩ，漏極輸出的偏置電阻Rd常取1-2.7kΩ

（實際上就是保證內置場效應管始終處于放大狀態）

（4）駐極體話筒的檢測：①電阻法。通過測量駐極體話筒引線間的電阻，可以判斷其內部是否開路或短路。測量時將萬用表置