基本分立元件

电子技术绪论:从二十世纪初期第一代电子器件真空管问世以来,电子器件和电子技术得到了迅速的发展,尤其是八十年代以来发展更快.电子器件和电子技术的发展大大促进了通信技术,测量技术,自动控制技术及计算机技术的迅速发展.电子技术课程包括两大部分内容:模拟电路和数字电路.模拟电路:处理的信号是模拟信号,它是随时间连续变化的信号.

二极管、三极管、稳压管、绝缘栅场效应管;整流、滤波及稳压电路,三极管放大电路以及集成运算放大电路等.数字电路:处理的信号是数字信号,它是随时间不连续变化的信号.

各种数制码制,基本逻辑门、逻辑代数,组合逻辑电路和时序逻辑电路等内容.11.1电阻电容电感1.2二极管、稳压管1.3

半导体三极管1.4

场效应管1.5晶闸管(可控硅)1.6大功率半导体开关基本分立器件2§1.1电阻电容电感双脚直插、贴片、排色环：棕红橙黄绿蓝紫灰白黑金银数字：１２３４５６７８９０-1-2

色环最后一位代表误差，其前面一位是10的幂次，其它数字直接读出，最常用的序列为10，12，15，18，20，22，24，27，30，33，36，39，43，47，51，56，62，68，75，82，91。

电阻、电容、电感的单位分别是欧姆Ω、皮法pF、微亨μH。电阻：电阻值和功率，1/8W，1/4W，1/2W，1W，2W，最常用的是1/4W。电容：电容值和电压，常用瓷片电容和电解电容。电感：电感值和电流。

3电压和电流的关系电阻R电容C电感L4一、二极管§1.2二极管、稳压管PN阳极阴极D1.最大整流电流

IDM二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。2.最大反向工作电压UDRM保证二极管不被反向击穿时的电压值。主要参数3.最大反向电流

IDRM二极管加最高反向工作电压时的反向电流。5（2）稳定电流IZ工作电压等于UZ时的工作电流。二、稳压管主要参数（1）稳定电压

UZ

（3）动态电阻正常工作时管子两端的电压。UIΔUZΔIZrZ愈小,稳压性能愈好+-DZ6BECNPN型三极管BECPNP型三极管一、三极管基本结构NPNCBEPNPCBE§1.3

半导体三极管7RBEBRCECIBIEIC二、电流放大作用1.IE=IC+IB2.IC≈IE3.IC=βIB要使三极管能放大电流，必须使发射结正偏，集电结反偏。8三极管输出特性三个区域的特点:(1)放大区发射结正偏，集电结反偏IC=IB,且

△

IC=

△

IB(2)饱和区

发射结正偏，集电结正偏，即UCE≤UBE

，

IB>IC，饱和导通电压UCE0.3V

(3)截止区

UBE<死区电压，IB=0，IC=ICEO0

UCE≈UCC9静态电流放大倍数

=IC/

IBIC=

IB动态电流放大倍数三、三极管主要参数1.电流放大倍数和

一般认为：

==，值范围：20~100~

=△IC/

△IB~△IC=

△

IB~2.集-基极反向截止电流ICBO3.集-射极反向穿透电流ICEOICEO=

ICBO+ICBO

104.集电极最大允许电流ICM集电极电流IC上升会导致

值下降，当

值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM。5.集-射极反向击穿电压BUCEO6.集电极最大允许功耗PCMPC=ICUCE要使PC≤PCM11MOS场效应管:(MetalOxideSemiconductor)一.N沟道增强型绝缘栅场效应管G—栅极S—源极D—漏极ID+_DGSPN+N+SiO2ED+_EGNPNJ1J21.基本结构:2.工作原理:当UGS=0UDS“+”J2反偏,ID=0.UGS加正向电压,在UGS作用下,产生垂直于衬底表面的电场吸引P中电子排斥空穴,当UGS>UT吸引的电子增多,填补空穴后还有多,形成反型层,构成漏源极间导电沟道,在ED作用下形成电流ID§1.4场效应管GDS123.特性曲线:(1)转移特性:UDS为一定值时,UGS与ID的关系曲线反应了UGS对ID的控制作用UGS>UT后ID按指数形式上升.(V)ID开启电压UGSUTUDS=10V(mA)(2)输出特性:(V)可变电阻区放大区(恒流区)击穿区ID(mA)UDS4312048121620UGS一定,ID与UDS之间关系:UGS=3V4V5V13二.P沟道增强型绝缘栅场效应管GDSG—栅极S—源极D—漏极UTID(mA)UGS(V)2.转移特性1.符号:3.输出特性:-ID(mA)-UDS(V)0-6V-5V-4V14三.N沟道耗尽型绝缘栅场效应管GDSG—栅极S—源极D—漏极1.符号:DGSPN+N+SiO2++++N型沟道2.结构示意图:SiO2绝缘层中掺有大量的正离子,当UGS=0时,P形硅表面也有N型导电沟道,UGS>0有ID,UGS<0也有ID,UGS变化则ID也随之变化.3.转移特性:UGS(V)-1-3UPUDS=常数ID(mA)4812UGS负到一定程度=UP(沟道夹断电压),ID=015四.场效应管的开关作用:1).UGS>UTIDUDS当UGSID

到一定UDS=0导通2).UGS<UT或UGS<0场效应管截止,ID=0,UDS=UD.+UDRDIDGDS16别名：可控硅（SCR)（SiliconControlledRectifier）是一种大功率半导体器件，出现于70年代。它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。

特点：体积小、重量轻、无噪声、寿命长、容量大（正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏）。应用领域：整流（交流

直流）逆变（直流

交流）变频（交流

交流）斩波（直流

直流）此外还可作无触点开关等。§1.5晶闸管（Thyristor）171.1结构A（阳极）P1P2N1三个

PN结N2四层半导体K（阴极）G（控制极）一、工作原理18符号AKGGKP1P2N1N2APPNNNPAGK1.2工作原理示意图19APPNNNPGKigßigßßigKAGT1T2由二个三极管组成的电路等效20G1.若只加UAK正向电压，控制极不加触发电压，两三极管均不能导通，即晶闸管不通。导通过程2.当UAK

>0且UGK>0

时，晶闸管迅速导通。UGK开始加入时，T1首先导通，

ib1=ig、

iC1

=

ib1

；然后T2导通，ib2=iC1=

ib1、ic2=ßib2=

ib1，此后T1进一步导通，形成正反馈，A、k两极间迅速导通。KAT1T2i

b1ic2i

c1i

gi

b2213.晶闸管导通后，去掉电压UGK，依靠正反馈，晶闸管仍维持导通状态；4.晶闸管截止的条件：晶闸管的A、K两极间加反向电压，或开始工作时就不加触发信号（即令UGK

=0），晶闸管则不能导通；（1）（2）晶闸管正向导通后，欲令其截止，必须减小UAK，或加大回路电阻，致使晶闸管中的电流减小到维持电流（IH）以下，正反馈失效，晶闸管截止。22（1）晶闸管具有单向导电性。若使其关断，必须降低UAK或加大回路电阻，把阳极电流减小到维持电流以下。正向导通条件：A、K间加正向电压，G、K间加触发信号。晶闸管的工作原理小结（2）晶闸管一旦导通，控制极失去作用。231.UDRM：断态重复峰值电压晶闸管耐压值。一般取UDRM

=80%UDSM

。普通晶闸管UDRM

为100V---3000V二、主要参数2.URRM：反向重复峰值电压控制极断路时，可以重复作用在晶闸管上的反向重复电压。一般取URRM=80%URSM。普通晶闸管URRM为100V--3000V）

3.ITAV：通态平均电流环境温度为40。C时,在

电阻性负载、单相工频

正弦半波、导电角不小于170o的电路中，晶闸管允许的最大通态平均电流。普通晶闸管ITAV

为1A---1000A。）24额定通态平均电流即正向平均电流（IF）。通用系列为：1、5、10、 20、30、50、100、200、300、400500、600、800、1000A等14种规格。UIIHIF额定正向平均电流UDSM正向转折电压URSM反向击穿电压UDRMURRM254.UTAV

：通态平均电压6.UG、IG：控制极触发电压和电流管压降。在规定的条件下，通过正弦半波平均电流时，晶闸管阳、

阴两极间的电压平均值。一般为1V左右。5.IH：最小维持电流在室温下，控制极开路、晶闸管被触发导通后，维持导通状态所必须的最小电流。一般为几十到一百多毫安。在室温下，阳极电压为直流6V时，使晶闸管完全导通所必须的最小控制极直流电压、电流。一般UG为1~5V，IG为几十到几百毫安。263.1单相半波可控整流电路1.电路及工作原理u1u2uTuLAGKRLuG三、可控整流电路

u2>0

时，加上触发电压uG

，晶闸管导通。且

uL

的大小随uG

加入的早晚而变化；u2<0

时，晶闸管不通，uL=0

。故称可控整流。设u1为正弦波272.工作波形tu2tuGtuLtuT

：控制角

：导通角u1u2uTuLAGKRLuG283.2单相全波可控整流电路T1、T2--晶闸管D1、D2--二极管T1T2D1D2RLuLu2AB+-uG292.工作波形tu2tuGtuLt

uT1T1T2D1D2RLuLu2AB+-304.1单结晶体管工作原理结构等效电路E（发射极）B2（第二基极）B1（第一基极）NPEB2B1RB2RB1管内基极体电阻PN结四、触发电路31工作原理：当uE<UA+UF=UP

时PN结反偏，iE很小；当uE

UP时PN结正向导通,iE迅速增加。B2ERB1RB2B1AUBBiE

--分压比

(0.35~0.75)UP--峰点电压UF--PN结正向导通压降324.2单结晶体管的特性和参数IEuEUVUPIVUV、IV--谷点电压、电流（维持单结管导通的最小电压、电流。）负阻区UP--

峰点电压（单结管由截止变导通所需发射极电压。）

uE<UV时单结管截止uE>UP时单结管导通33单结管符号EB2B1单结管重要特点1.UE<UV时单结管截止；2.UE>UP时单结管导通。344.3单结晶体管振荡电路一、振荡过程分析RR2R1CUuCuOEB1B2电路组成振荡波形uCttuoUVUP35一、电路u1R2R1aRPCucu2RbcdeDZT1T2D1D2uLRLu3主电路触发电路五、单结管触发的可控整流电路36二、波形关系u2uabU2MU2Mucb削波整流UZau2RbcDZUZ整流稳压电路部分37UZ削波ucbudbUPUVuebUP-UD触发脉冲UZR1R2RPCuccdeDZb电容充、放电单结晶体管电路部分

38uLu3ueb触发脉冲输出电压u3T1T2D1D2uLRLbe可控硅桥式整流电路部分

39§1.6大功率半导体开关

开关速度、通态压降（工作效率）一、大功率晶体管GTR二、功率场效应管MOSFET三、可关断晶闸管GTO四、绝缘栅双极型晶体管IGBT五、集成门极换流晶闸管IGCT六、其它半导体功率器件40一、大功率晶体管GTR电力晶体管GiantTransistor—GTR，直译为巨型晶体管双极结型晶体管BipolarJunctionTransistor—BJT,也称为PowerBJT达林顿管，复合管β≈β1β2提高了放大倍数，降低了驱动功率，仍较高开关速度较快（开通较慢，关断慢）通态压降较低功率较大T2BECT141二、功率场效应管MOSFET场效应管FET—FieldEffectTransistor绝缘栅场效应管MOSFET—MetalOxideSemiconductorFET功率场效应管PowerMOSFET垂直导电的双扩散型绝缘栅场效应管VDMOS—VerticalDouble-diffusedMOSFET垂直导电，可获得大电流；设有高阻区，耐压提高；沟道短，开关速度和效率高。开关速度很快通态压降低功率有限GDSDGSPN+N+SiO2N+N-N-N+N+PSN+42三、可关断晶闸管GTO

门极可关断晶闸管（Gate-Turn-OffThyristor—GTO）可关断晶闸管的触发导通与普通晶闸管相同，控制极上加正触发信号导通，不同的是加负触发信号又可将其关断

。普通晶