电工电子技术与技能第3版第10章.ppt

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1、第10章 常用半导体器件 学习目标【知识目标】1.1.了解二极管的了解二极管的结结构、符号、特性和主要参数构、符号、特性和主要参数 2.2.了解了解稳压稳压管、管、发发光二极管、光光二极管、光电电二极管及二极管及变变容二极管的容二极管的实际应实际应用用 3.3.了解三极管的了解三极管的结结构、符号、特性和主要参数构、符号、特性和主要参数 4.4.了解晶了解晶闸闸管的管的结结构、符号、特性构、符号、特性 【技能目标】1.1.会用万用表判会用万用表判别别二极管的极性和好坏，并合理二极管的极性和好坏，并合理应应用。用。2.2.会用万用表判会用万用表判别别三极管的三极管的类类型、引脚及好坏。型、引脚及

2、好坏。主要内容 10.1 半导体的基本知识 10.1.1 10.1.1 半半导导体的基本概念体的基本概念 10.1.2 PN10.1.2 PN结结及及单单向向导电导电性性10.2 半导体二极管 10.2.1 10.2.1 二极管的基本特征与分二极管的基本特征与分类类 10.2.2 10.2.2 二极管的特性二极管的特性 10.2.3 10.2.3 二极管的主要参数二极管的主要参数 10.2.4 10.2.4 特殊二极管特殊二极管10.3 晶体管 10.3.1 10.3.1 晶体管的基本特征与分晶体管的基本特征与分类类 10.3.2 10.3.2 晶体管的晶体管的电电流放大作用流放大作用 10.

3、3.3 10.3.3 晶体管的特性晶体管的特性 10.3.4 10.3.4 晶体管的主要参数晶体管的主要参数10.4 场效应晶体管 10.4.1 10.4.1 场场效效应应晶体管的基本特性晶体管的基本特性 10.4.2 10.4.2 场场效效应应晶体管的晶体管的结结构和工作原理构和工作原理 10.4.3 10.4.3 场场效效应应晶体管与晶体管的比晶体管与晶体管的比较较10.5 晶闸管 10.4.1 10.4.1 单单向晶向晶闸闸管的基本特征管的基本特征 10.4.2 10.4.2 单单向晶向晶闸闸管的特性管的特性 10.4.3 10.4.3 双向晶双向晶闸闸管管10.1半导体的基本知识10.

4、1.1 10.1.1 半半导导体的基本概念体的基本概念 常常见见的半的半导导体材料有硅体材料有硅(Si)(Si)、锗锗(Ge)(Ge)、砷化砷化镓镓等。其等。其中硅和中硅和锗锗是是4 4价元素，原子的最外价元素，原子的最外层轨层轨道上有道上有4 4个价个价电电子。子。纯净纯净半半导导体也叫本征半体也叫本征半导导体，体，这这种半种半导导体只含有一种体只含有一种原子，且原子按一定原子，且原子按一定规规律整律整齐齐排列。如常用半排列。如常用半导导体材料硅体材料硅(Si)(Si)和和锗锗(Ge)(Ge)。在常温下，其。在常温下，其导电导电能力很弱能力很弱;在在环环境温度升高境温度升高或有光照或有光照时

5、时，其，其导电导电能力随之增能力随之增强强。常常在本征半常常在本征半导导体中体中掺掺人人杂质杂质，其目的不，其目的不单纯单纯是是为为了提了提高半高半导导体的体的导电导电能力，而是通能力，而是通过过控制控制杂质掺杂质掺人量的多少，来人量的多少，来控制半控制半导导体的体的导电导电能力的能力的强强弱。弱。在硅本征半在硅本征半导导体中，体中，掺掺人微量的五价元素人微量的五价元素(磷或砷磷或砷)，就，就形成形成N N型半型半导导体。体。在硅本征半在硅本征半导导体中，体中，掺掺人微量的三价元素人微量的三价元素(钢钢或硼或硼)，就，就形成形成P P型半型半导导体。体。10.1.2 PN10.1.2 PN结结

6、及及单单向向导电导电性性 PN PN结结 当把一当把一块块P P型半型半导导体和一体和一块块N N型半型半导导体用特殊工体用特殊工艺紧艺紧密密结结合合时时，在二者的交界面上会形成一个具有特殊，在二者的交界面上会形成一个具有特殊现现象象的薄的薄层层，这这个薄个薄层层被称被称为为PNPN结结，如，如图图10-1 10-1 所示。所示。PNPN结结的的单单向向导电导电性性 1)PN 1)PN结结加正向加正向电压电压一正向一正向导导通。通。电电源正极接源正极接P P区区,负负极极接接N N区，称正向偏置或正偏。区，称正向偏置或正偏。2)PN 2)PN 结结加反向加反向电压电压一反向截止。一反向截止。电

7、电源源负负极接极接P P区，正区，正极接极接N N区，称区，称 PN PN结结加正向加正向电压导电压导通，加反向通，加反向电压电压截止，即截止，即PNPN结结的的单单向向导电导电性。反向偏置或反偏。性。反向偏置或反偏。10.2 半导体二极管 10.2.1 10.2.1 二极管的特征与分二极管的特征与分类类 【基本特征基本特征】半半导导体二极管体二极管简简称二极管，常称二极管，常见见的二极管外形如的二极管外形如图图10-10-3a3a所示，从所示，从结结构上看有两个构上看有两个电电极，一端称极，一端称为为正极（或阳极），另一端称正极（或阳极），另一端称为负为负极（或阴极），二极管也由此得名。二极

8、管在极（或阴极），二极管也由此得名。二极管在电电路中用文字符号用路中用文字符号用VDVD表示，表示，电电路符号如路符号如图图10-3b10-3b所示。所示。(a)常见二极管常见二极管10-3 二极管二极管(b)电路符号电路符号 【分类分类】二极管的类型很多，按材料来分，最常用的有硅管和锗管两二极管的类型很多，按材料来分，最常用的有硅管和锗管两种；按用途来分，有普通二极管、整流二极管、稳压二极管等多种；按结种；按用途来分，有普通二极管、整流二极管、稳压二极管等多种；按结构来分，有点接触型，面接触型和平面型等多种。构来分，有点接触型，面接触型和平面型等多种。10.2.2 10.2.2 二极管的特性

9、二极管的特性 二极管最主要的特性是二极管最主要的特性是单单向向导电导电性，要性，要认识认识二极管的二极管的单单向向导电导电性，可性，可动动手做一做下面手做一做下面的的实验实验：（a）正偏导通）正偏导通 （b）反偏截止）反偏截止 图图10-4 二极管单向导电实验二极管单向导电实验 【课堂实验课堂实验】二极管单向导电实验二极管单向导电实验 如图如图10-4a10-4a所示，二极管正极接电源的正极，二极管负极接电源的负极所示，二极管正极接电源的正极，二极管负极接电源的负极（称二极管外加正偏电压），此时灯亮，表明有较大的电流通过二极管，（称二极管外加正偏电压），此时灯亮，表明有较大的电流通过二极管，二

10、极管导通。二极管导通。如图如图10-4b10-4b所示，二极管正极接电源的负极，二极管负极接电源的正所示，二极管正极接电源的负极，二极管负极接电源的正极（称二极管外加反偏电压），此时灯不亮，表明无电流通过二极管，二极（称二极管外加反偏电压），此时灯不亮，表明无电流通过二极管，二极管截止。极管截止。结论：二极管加正向电压时导通，加反向电压时截至，即正偏导通，结论：二极管加正向电压时导通，加反向电压时截至，即正偏导通，反偏截止。反偏截止。在上述在上述实验实验中二极管正偏中二极管正偏导导通，反偏截止，通，反偏截止，这这一一导电导电特特性称性称为为二极管的二极管的单单向向导电导电性，它是二极管一个非常

11、重要的特性，它是二极管一个非常重要的特性。性。除此之外，在使用二极管除此之外，在使用二极管时时，还还需要注意以下特性：需要注意以下特性：1)1)二极管正向二极管正向电压电压只有大于某一只有大于某一值时值时二极管才二极管才导导通，通，这这个个电压值电压值称称为为死区死区电压电压V VT T。通常硅管的死区。通常硅管的死区电压约为电压约为0.5V0.5V，锗锗管的死区管的死区电压约为电压约为0.2V0.2V。2)2)导导通后二极管两端的通后二极管两端的电压稳电压稳定，硅管定，硅管约为约为0.60.60.7V0.7V，锗锗管管约为约为0.20.20.3V0.3V。3)3)二极管能承受一定量的反向二极

12、管能承受一定量的反向电压电压，即在达到某一反向，即在达到某一反向电压值时电压值时，二极管都能保持不，二极管都能保持不导导通状通状态态。当达到一定极限。当达到一定极限值值（定（定义为义为反向反向击击穿穿电压电压）后，二极管反向）后，二极管反向电电流就突然急流就突然急剧剧增增加，加，这这一一现现象称象称为为二极管反向二极管反向击击穿。穿。10.2.3 10.2.3 二极管的主要参数二极管的主要参数 二极管的参数是合理选择和使用二极管的重要依据，二极管的参数是合理选择和使用二极管的重要依据，因此了解并掌握以下二极管的主要参数是非常重要的。因此了解并掌握以下二极管的主要参数是非常重要的。【最大整流电流

13、最大整流电流I IF F】是指二极管长期工作时，允许通过是指二极管长期工作时，允许通过的最大正向平均电流值。在实际使用时，要注意流过二极的最大正向平均电流值。在实际使用时，要注意流过二极管最大电流不能超过这个数值，否则二极管会因过热而损管最大电流不能超过这个数值，否则二极管会因过热而损坏。坏。【最高反向工作电压最高反向工作电压V VRMRM】是指二极管在正常工作时所是指二极管在正常工作时所能承受的最高反向电压值。通常以二极管反向击穿电压的能承受的最高反向电压值。通常以二极管反向击穿电压的一半作为二极管最大的反向工作电压，使用中如果超过此一半作为二极管最大的反向工作电压，使用中如果超过此值，二极

14、管就有发生反向击穿的危险。值，二极管就有发生反向击穿的危险。10.2.4 10.2.4 特殊二极管特殊二极管 【稳压稳压管管】稳压稳压二极管（二极管（简简称称稳压稳压管）管）电电路符号路符号如如图图11-411-4所示，是一种特殊的面接触型半所示，是一种特殊的面接触型半导导体硅二极体硅二极管，它是工作在反向管，它是工作在反向击击穿区，具有穿区，具有稳压稳压作用的一作用的一类类特特殊二极管，广泛殊二极管，广泛应应用于用于稳压电稳压电源和限幅源和限幅电电路中。路中。【发光二极管发光二极管】发光二极管简写为发光二极管简写为LEDLED，外形和电路符号如图外形和电路符号如图11-511-5所示，是一种

15、光发所示，是一种光发射器件，能把电能直接转化成光能。目前市射器件，能把电能直接转化成光能。目前市场上发光二极管的颜色有红、橙、黄、绿、场上发光二极管的颜色有红、橙、黄、绿、蓝等多种颜色。蓝等多种颜色。发光二极管因其工作电压低发光二极管因其工作电压低(1.5V(1.5V3V)3V)、工作电流小、工作电流小(5mA(5mA10mA)10mA)、体积小、可靠、体积小、可靠性高、耗电省和寿命长等优点，广泛用于计性高、耗电省和寿命长等优点，广泛用于计算机、电视机、音响设备、仪器仪表中的电算机、电视机、音响设备、仪器仪表中的电源和信号的指示电路中。源和信号的指示电路中。图图11-4 稳稳压压二二极极管的电

16、路符号管的电路符号(a)外形外形 (b)电路符号电路符号 图图11-5 发光二极管发光二极管【光敏二极管光敏二极管】光敏二极管是一种光能与光敏二极管是一种光能与电电能能转转换换的器件，它能将收到的光信号的器件，它能将收到的光信号转换转换成成电电信号，在信号，在实际应实际应用中，主要用来用中，主要用来接收可接收可见见光或光或红红外外线线，外形和，外形和电电路符路符号如号如图图11-611-6所示。所示。光敏二极管作广泛光敏二极管作广泛应应用于遥控、用于遥控、报报警及光警及光电传电传感器中。另外，当制成感器中。另外，当制成大面大面积积的光的光电电二极管二极管时时，能将光能直，能将光能直接接转换为电

17、转换为电能，可作能，可作为为一种能源，称一种能源，称为为光光电电池。池。图图11-6 光电二极管光电二极管【变容二极管变容二极管】变容二极管是利用变容二极管是利用PNPN结之间结电容可变的原理制成的半导体器件，结之间结电容可变的原理制成的半导体器件，在高频调谐、通信等电路中作可变电容器使用。在高频调谐、通信等电路中作可变电容器使用。变容二极管被广泛应用于谐振回路中。例如，在电视机中就使用它变容二极管被广泛应用于谐振回路中。例如，在电视机中就使用它作为调谐回路的可变电容器，实现电视频道的选择。在高频电路中，变作为调谐回路的可变电容器，实现电视频道的选择。在高频电路中，变容二极管作为变频器的核心元

18、件，是信号发射机中不可缺少的器件。容二极管作为变频器的核心元件，是信号发射机中不可缺少的器件。10.3 晶体管10.3.1 10.3.1 晶体管的基本特征与分晶体管的基本特征与分类类 【基本特征基本特征】常常见见的三极管外形如的三极管外形如图图11-811-8所所示，从示，从结结构上看有三个构上看有三个电电极，分极，分别别称称为发为发射极（射极（E E）、基极（）、基极（B B）和集）和集电电极（极（C C），三极管也由），三极管也由此得名此得名 。三极管在。三极管在电电路中用文字符号路中用文字符号VTVT表示，表示，电电气符号分两种，一种气符号分两种，一种是是NPNNPN型三极管，一种是型三

19、极管，一种是PNPPNP型三极管，如型三极管，如图图11-811-8所示，其中箭所示，其中箭头头表示表示发发射极射极电电流的方向。流的方向。图图10-8 10-8 常见三极管常见三极管 【分分类类】按三极管所用半按三极管所用半导导体材体材料来分，有硅管和料来分，有硅管和锗锗管两种；按三极管两种；按三极管的管的导电导电极性来分，有极性来分，有PNPPNP型和型和NPNNPN型两种；按功率大小来分，有小功率型两种；按功率大小来分，有小功率管、中功率管和大功率管；按管、中功率管和大功率管；按频频率来率来分，有低分，有低频频管和高管和高频频管两种；按管两种；按结结构构工工艺艺来分，主要有合金管和平面管

20、；来分，主要有合金管和平面管；按用途分，有放大管和开关管等。另按用途分，有放大管和开关管等。另外，从三极管的封装材料来分，有金外，从三极管的封装材料来分，有金属封装、塑料封装。根据耗散功率不属封装、塑料封装。根据耗散功率不同，其体同，其体积积和封装形式也不同，中、和封装形式也不同，中、小功率管多采用塑料封装，大功率管小功率管多采用塑料封装，大功率管采用金属封装。采用金属封装。（a）NPN型型 （b）PNP型型 图图10-9 三极管的电路符号三极管的电路符号 三极管有三个区，分三极管有三个区，分别为别为集集电电区、基区和区、基区和发发射区；基区与集射区；基区与集电电区区交界交界处处的的PNPN结

21、为结为集集电结电结，基区与，基区与发发射区之射区之间间的的PNPN结为发结为发射射结结；10.3.2 10.3.2 晶体管的晶体管的电电流放大作用流放大作用 【课课堂堂实验实验】三极管三极管电电流放大流放大实验实验图图10-10 10-10 三极管的电流放大作用实验电路三极管的电流放大作用实验电路 【实验内容及现象实验内容及现象】如图如图10-1010-10所所示，示，V VBBBB是基极电源，通过基极电是基极电源，通过基极电阻阻R RB B和电位器和电位器R RP P接将正向电压加到接将正向电压加到基极和发射极之间（发射结），使基极和发射极之间（发射结），使发射结有正向偏置电压发射结有正向偏

22、置电压U UBEBE。集电极。集电极电源电源V VCCCC通过集电极电阻通过集电极电阻R RC C将电压加将电压加到集电极与发射极之间（集电结），到集电极与发射极之间（集电结），以提供以提供U UCECE。实验电路中，。实验电路中，V VCCCC电压电压应高于应高于V VBBBB电压，即发射结正偏，集电压，即发射结正偏，集电结反偏。电结反偏。电路接通后，流过三极管各极的电路接通后，流过三极管各极的电流分别为：电流分别为：I IB B、I IC C和和I IE E，电流方向，电流方向如图所示。如图所示。实验实验中，改中，改变变可可变电变电阻阻R Rp p的阻的阻值值，就会改，就会改变变基极基极电

23、电流流I IB B的的值值，同，同时时集集电电极极电电流流I IC C和和发发射极射极电电流流I IE E的的值值也跟着改也跟着改变变，从而得到一，从而得到一组组I IB B、I IC C和和I IE E的的值值，具体，具体测测量量结结果如表果如表10-110-1。分析上述数据可得以下结论：分析上述数据可得以下结论：1.1.电流分配关系：三极管各电极间的电流分配关系满足：电流分配关系：三极管各电极间的电流分配关系满足：I IE E=I IB B+I IC C。无。无论是论是NPNNPN型还是型还是PNPPNP型三极管，均符合这一规律。型三极管，均符合这一规律。2.2.基极电流变化引起集电极电流

24、变化，但集电极与基极电流之比保持基极电流变化引起集电极电流变化，但集电极与基极电流之比保持不变，为一常数不变，为一常数 ，用公式表示：，用公式表示：称为直流电流放大系数。称为直流电流放大系数。3.3.基极电流有一微小的变化量基极电流有一微小的变化量 时，集电极电流就会有一个较时，集电极电流就会有一个较大的变化量大的变化量 ，且，且 与与 之比保持不变，为一常数之比保持不变，为一常数 ，用公式表示：用公式表示：称为交流电流放大系数。称为交流电流放大系数。对于多数三极管估算时可认为对于多数三极管估算时可认为 =【实验结论实验结论】三极管基极电流三极管基极电流I IB B的微小变化使集电极电流的微小

25、变化使集电极电流I IC C发生了更发生了更大的变化，也就是说基极电流大的变化，也就是说基极电流I IB B的微小变化控制了集电极电流的微小变化控制了集电极电流I IC C较大的较大的变化，实现了电流放大的作用。变化，实现了电流放大的作用。10.3.310.3.3.晶体管的晶体管的特性特性 三极管的特性主要表三极管的特性主要表现为现为三种工作状三种工作状态态，即截止、放大和，即截止、放大和饱饱和。和。【截止截止】当三极管当三极管发发射射结结和集和集电结电结均均为为反向偏置反向偏置时时，集，集电电极和极和发发射射极之极之间间呈呈现现很大的很大的电电阻，阻，这时这时的三极管相当于一个断开的开关，的

26、三极管相当于一个断开的开关，这这种状种状态态称称为为截止。截止。【放大放大】当三极管当三极管发发射射结结正偏、集正偏、集电结电结反偏反偏时时，三极管具有，三极管具有电电流放流放大作用，大作用，i iC C受受i iB B控制控制,只要只要i iB B有一个微小的有一个微小的变变化，化，i iC C将按比列将按比列发发生生较较大的大的变变化，即：化，即：i iC C=i iB B ，=。【饱饱和和】当三极管当三极管发发射射结结和集和集电结电结都都处处于正向偏置于正向偏置时时，三极管，三极管饱饱和和导导通，通，I IC C不受不受I IB B的控制，基本保持不的控制，基本保持不变变，这这种工作状种

27、工作状态态相当于开关相当于开关闭闭合。合。除此之外，与二极管的特性相似，三极管也存在着死区除此之外，与二极管的特性相似，三极管也存在着死区电压电压（硅管（硅管约为约为0.5V0.5V，锗锗管管约为约为0.2V0.2V），只有当），只有当输输入入电压电压大于死区大于死区电压时电压时，三极管，三极管才出才出现现基极基极电电流。同流。同时时，三极管，三极管导导通通时时，发发射射结电压结电压U UBEBE 变变化不大，硅化不大，硅管管约为约为（0.60.60.70.7）V V，锗锗管管约为约为（0.20.20.30.3）V V。这这也是也是检测检测三极管是三极管是否正常工作的重要依据。否正常工作的重要

28、依据。10.3.4 10.3.4 三极管主要参数三极管主要参数 【共共发发射极射极电电流放大倍数流放大倍数】它是在三极管正常放大状它是在三极管正常放大状态态下分析，下分析，设计电设计电路的一个重要参数，通常路的一个重要参数，通常 在几十到几百在几十到几百之之间间。【集集电电极最大允极最大允许许耗散功率耗散功率P PCMCM】三极管三极管电电流流i iC C与与电压电压u uCECE的乘的乘积积称称为为集集电电极耗散功率，三极管在使用极耗散功率，三极管在使用时时，应应保保证证P PC C P PCMCM，这样这样三极管在使用三极管在使用时时才能保才能保证证安全。安全。【反向反向击击穿穿电压电压V

29、 V(BR)CEO(BR)CEO】V V(BR)CEO(BR)CEO是指基极开路是指基极开路时时，加，加于集于集电电极极发发射极之射极之间间的最大允的最大允许电压许电压。【集集电电极最大允极最大允许电许电流流I ICMCM】i iC C在相当大的范在相当大的范围围内内 值值是是基本不基本不变变的，但当的，但当i iC C的数的数值值大到一定程度大到一定程度时时 将减小。使将减小。使 明明显显减小减小i iC C即即为为i iCMCM 。10.4 场效应晶体管 场场效效应应晶晶体体管管(Field(Field Effect Effect Transisor,Transisor,FET)FET)简

30、简称称场场效效应应管管。一一般般的的晶晶体体管管是是由由两两种种极极性性的的载载流流子子，即即多多数数载载流流子子和和反反极极性性的的少少数数载载流流子子参参与与导导电电，因因此此称称为为双双极极性性晶晶体体管管,而而FETFET仅仅由由多多数数载载流流子子参参与与导导电电，它它与与双双极极性性晶晶体体管管相相反反，也也称称为为单单极极性性晶晶体体管管。它它属属于于电电压压控控制制型型半半导导体体器器件件，具具有有输输人人电电阻阻高高、噪噪声声小小、功功耗耗低低、动动态态范范围围大大、易易于于集集成成、无无二二次次击击穿穿现现象象、安安全全工工作作区区域域宽宽等等优优点点，现现已已成成为为双双

31、极极性性晶晶体体管管和和功功率率晶晶体体管管的的强强大大竞竞争争者者。场场效效应应晶晶体体管管可可应应用用于于放放大大、阻阻抗抗变变换换、电电子子开关，也可以方便地用作恒流源。开关，也可以方便地用作恒流源。10.4.110.4.1场场效效应应晶体管的基本特性晶体管的基本特性 场场效效应应晶体管的种晶体管的种类类很多，按很多，按结结构可分构可分为为两大两大类类:结结型型场场效效应应管管(JFET)(JFET)和和绝缘栅场绝缘栅场效效应应晶体管晶体管(IGFET)(IGFET)。结结型型场场效效应应管又分管又分为为N N沟道和沟道和P P沟道两种。沟道两种。绝缘栅场绝缘栅场效效应应晶体管主要晶体管

32、主要指金属指金属-氧化物氧化物-半半导导体体场场效效应应晶体管晶体管(MOSFET)(MOSFET)。MOSFETMOSFET又分又分为为耗尽型和增耗尽型和增强强型两种型两种,而每一种又分而每一种又分为为N N沟道和沟道和P P沟道。沟道。场场效效应应晶体管外形及符号如晶体管外形及符号如图图10-1410-14所示。所示。10.4.210.4.2结结型型场场效效应应晶体管的晶体管的结结构构和工作原理和工作原理 以以N N沟道沟道结结型型场场效效应应晶体管晶体管为为例例说说明其明其结结构和工作原理。如构和工作原理。如图图10-1510-15所示，所示，场场效效应应晶体管有晶体管有三个区域三个区域

33、：一个一个N N型区型区,两个两个P P型型区区；三个三个电电极极:源极源极S S，漏极，漏极D,D,栅栅极极GG；两个两个PNPN结结：一个一个导电导电沟沟道道；N N型型导电导电沟道。沟道。外部工作条件外部工作条件:U:UDSDS为为正正值值，U UGSGS 为负值为负值。当当U UGS GS=0=0时时，PNPN结结最窄，最窄，导电导电沟道最沟道最宽宽。在正向。在正向电压电压U UDSDS的作用下，的作用下，产产生生较较大的漏极大的漏极电电流流I IDSSDSS,I,IDSSDSS称称为饱为饱和漏极和漏极电电流。流。当当U UGS GS 00时时，PNPN结结反偏，反偏，PNPN结变宽结

34、变宽，导电导电流道流道变变窄。窄。在正向在正向电压电压U UDSDS的作用下，漏极的作用下，漏极电电流减小。流减小。当当U UGS GS Up(Up0)Up(Up0)时时，PNPN结变结变得更得更宽宽且把且把导电导电沟道沟道夹夹断，漏极断，漏极电电流流i iD D为为零。零。10.4.310.4.3场场效效应应晶体管与晶体管的比晶体管与晶体管的比较较 1)1)场场效效应应晶体管是晶体管是电压电压控制器件，而晶体管是控制器件，而晶体管是电电流控制流控制器件。在只允器件。在只允许许从信号源取从信号源取较较少少电电流的情况下，流的情况下，应选应选用用场场效效应应晶体管晶体管;而在信号而在信号电压较电

35、压较低，又允低，又允许许从信号源取从信号源取较较多多电电流的流的条件下，条件下，应选应选用晶体管。用晶体管。2)2)晶体管与晶体管与场场效效应应晶体管工作原理完全不同，但是各极晶体管工作原理完全不同，但是各极可以近似可以近似对应对应以便于理解和以便于理解和设计设计:晶体管晶体管:基极基极 发发射极射极 集集电电极极 场场效效应应晶体管晶体管:栅栅极极 源极源极 漏极漏极 3)3)要注意的是，晶体管要注意的是，晶体管(NPN(NPN型型)设计发设计发射极射极电电位比基极位比基极电电位低位低(约约0.6V)0.6V)，场场效效应应晶体管源极晶体管源极电电位比位比栅栅极极电电位高位高(约约0.4V)

36、0.4V)。4)4)场场效效应应晶体管是利用多数晶体管是利用多数载载流子流子导电导电，所以称之，所以称之为单为单极性器件，而晶体管是既有多数极性器件，而晶体管是既有多数载载流子，也有少数流子，也有少数载载流子流子导导电电，被称之，被称之为为双极性器件。双极性器件。5)5)有些有些场场效效应应晶体管的源极和漏极可以互晶体管的源极和漏极可以互换换使用，使用，栅压栅压也可正可也可正可负负，灵活性比晶体管好。，灵活性比晶体管好。6)6)场场管管应应晶体管能在很小晶体管能在很小电电流和很低流和很低电压电压的条件下工作，的条件下工作，而且它的制造工而且它的制造工艺艺可以很方便地把很多可以很方便地把很多场场

37、效效应应晶体管集成在晶体管集成在一一块块硅片上，因此硅片上，因此场场效效应应晶体管在大晶体管在大规规模集成模集成电电路中得到了路中得到了广泛的广泛的应应用。用。10.5 晶闸管 10.5.1 10.5.1 单向晶闸管的基本特征单向晶闸管的基本特征 三极管一样晶闸管也有三个电极，分别称为阳极三极管一样晶闸管也有三个电极，分别称为阳极A A、控、控制极制极G G和阴极和阴极K K，在电路中晶闸管用文字符号，在电路中晶闸管用文字符号V V表示，电路表示，电路符号如图符号如图10-1610-16所所示。示。图图10-16常见常见晶闸管外形外形晶闸管外形外形 10.5.2 10.5.2 单单向晶向晶闸闸

38、管的特性管的特性 从从电电路符号看，路符号看，单单向晶向晶闸闸管很像一只二极管，只比管很像一只二极管，只比二极管多了一个控制极二极管多了一个控制极GG，但，但单单向晶向晶闸闸管与二极管在特管与二极管在特性上却有着性上却有着质质的差的差别别，主要表，主要表现现在：在：1)1)单单向晶向晶闸闸管管导导通必通必须满须满足两个条件：一是晶足两个条件：一是晶闸闸管管阳极阳极A A与阴极与阴极K K之之间间加正向加正向电压电压；二是控制极；二是控制极GG与阴极与阴极K K之之间间也要加正向触也要加正向触发电压发电压信号。信号。2)2)晶晶闸闸管一旦管一旦导导通，控制极便失去控制作用，即使通，控制极便失去控

39、制作用，即使触触发电压发电压消失，晶消失，晶闸闸管仍能保持管仍能保持导导通。通。3)3)要使已要使已经导经导通的晶通的晶闸闸管关断，必管关断，必须须把阳极把阳极电压电压断断开，或降低晶开，或降低晶闸闸管的阳极管的阳极电电流小于流小于“维维持持电电流流I IH H”。10.5.3 10.5.3 双向晶双向晶闸闸管管 双向晶双向晶闸闸管的外形与管的外形与单单向向晶晶闸闸管相似，管相似，电电路符号如路符号如图图11-11-1313所示，也有所示，也有3 3个极，但它没有个极，但它没有阴、阳极之分，阴、阳极之分，统统称称为为主主电电极极T T1 1、T T2 2，另一个，另一个电电极也称极也称为为控控制极制极G G。双向晶双向晶闸闸管与管与单单向晶向晶闸闸管管相比，它的主相比，它的主电电极极T T1 1、T T2 2无无论论加正向加正向电压还电压还是反向是反向电压电压，只，只要控制极要控制极G G有触有触发发信号，晶信号，晶闸闸管就会管就会导导通。通。图11-13 双向晶闸管的电路符号