半导体(二极管-三极管和桥堆)介绍资料共90页文档
电子元器件——二极管、三极管、集成电路介绍
电感
电感器的图形如上面所示。在电子制作中虽然使用得不是很多，但它们 在电路中同样重要。电感器和电容器一样，也是一种储能元件，它能把 电能转变为磁场能，并在磁场中储存能量。电感器用符号L表示，它的基 本单位是亨利(H)，常用毫亨(mH)为单位。它经常和电容器一起工作，构 成LC滤波器、LC振荡器等。另外，人们还利用电感的特性，制造了扼流 圈、变压器、继电器等。 电感器的特性恰恰与电容的特性相反， 它具有阻止交流电通过而让直流电通过的特性。 小小的收音机上就有不少电感线圈，几乎都 是用漆包线绕成的空心线圈或在骨架磁芯、铁 芯上绕制而成的。有天线线圈(它是用漆包线在 磁棒上绕制而成的)、中频变压器(俗称中周)、 输入输出变压器等等。
第三课 电子元器件—二极管、三级管、集成电路
根据二极管正向电阻小，反向电阻大的特点，将万用表拨到 电阻挡(一般用R×100或R×1k挡。不要用R×1或R×10k挡， 因为R× 1挡使用的电流太大，容易烧坏管子，而 R×10k挡 使用的电压太高，可能击穿管子 ) 。用表笔分别与二极管的 两极相接，测出两个阻值。在所测得阻值较小的一次，与黑 表笔相接的一端为二极管的正极。同理，在所测得较大阻值 的一次，与黑表笔相接的一端为二极管的负极。如果测得的 正、反向电阻均很小，说明管子内部短路；若正、反向电阻 均很大，则说明管子内部开路。在这两种情况下，管子就不 能使用了。
第三课 电子元器件—二极管、三级管、集成电路
2、开关元件
二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接 通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断 开的开关。利用二极管的开关特性，可以组成各种逻辑电路。
3、限幅元件
二极管正向导通后，它的正向压降基本保持不变（硅管为0.7V，锗 管为0.3V）。利用这一特性，在电路中作为限幅元件，可以把信号幅度 限制在一定范围内。
课件：二极管、三极管、晶闸管知识讲解
vi
＋
D
＋
0
t
vi
RL
vo
6
vo
－
－
0
t
(a)
(b)
稳压
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。 这样，当把稳压管接入电路以后，若由 于电源电压发生波动，或其它原因造成
6
电路中各点电压变动时，负载两端的电 压将基本保持不变。 稳压二极管在电路中常用“ZD”加数字 表示
管加反向电压时，不管控制极加
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
闸管的反向阻断。
主回路加反向电压
c 触发导通 d 反向阻断
可控硅只有导通和关断两种工作状态，它具有 开关特性，这种特性需要一定的条件才能转化， 此条件见下表
状态
条件
说明
从关断到导通
1、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
图a
开关断开
b 正向阻断
（2）触发导通 在图（c）所示
电路中，晶闸管加正向电压，在
控制极上加正向触发电压，此时
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。
（3）反向阻断 在图（d）所示
电路中，晶闸管加反向电压，即
a极接电源负极，k极接电源正极，
此时不论开关s闭合与否，指示
灯始终不亮。这说明当单向晶闸
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P型 硅和N型硅组成的四层P1N1P2N2结构。它有三 个PN结（J1、J2、J3），从J1结构的P1层引 出阳极A，从N2层引出阴级K，从P2层引出控制 极G，所以它是一种四6 层三端的半导体器件。
二极管三极管主要参数
二极管三极管主要参数二极管和三极管是半导体器件中常见的两种元件，它们在电子电路中具有重要的作用。
下面将详细介绍二极管和三极管的主要参数。
一、二极管的主要参数：1.电压额定值：也称为反向工作电压（VR）或正向导通电压（VF），表示二极管在正向和反向工作时能够承受的最大电压。
对于正向工作，一般为0.7V左右，而对于反向工作，一般为数十V至几百V。
2.最大定向电流：指二极管在正向工作时能够承受的最大电流，也称为连续电流（IF），一般为几毫安到几十安。
3.反向漏电流：指二极管在反向工作时的漏电流，也称为反向电流（IR），一般为几微安到几毫安。
4.开启时间和关断时间：也称为导通时间和截止时间，指二极管从关断到开启、从开启到关断的时间，一般为纳秒或微秒级。
5.反向恢复时间：指二极管在从正向工作状态转为反向工作状态时，恢复正常的导通特性所需的时间，一般为纳秒或微秒级。
6.动态电阻：指二极管在正向工作时的电压变化与电流变化的比值，一般在工作点附近呈线性关系。
7.耐压能力：指二极管在正向和反向工作时能够承受的最大电压，一般为几十伏到几百伏。
二、三极管的主要参数：1.当前放大倍数：也称为直流电流放大倍数（hFE）或β值，指输入电流和输出电流之间的比值，一般为几十至几千。
2.基极电流：也称为输入电流（IB），指输入信号经过基极向集电极注入的电流。
3.饱和电流：也称为最大电流（IC），指当三极管的基极电流达到一定值时，集电极电流不能再继续增大的电流值。
4.最大功耗：指三极管能够承受的最大功率，一般为几十毫瓦到几瓦。
5.最大频率：指三极管能够工作的最高频率，一般为几十MHz到几GHz。
6.最小输入电压：指三极管能够正常工作的最小输入电压。
7.最大输入电压：指三极管能够承受的最大输入电压。
三、总结：二极管主要参数包括电压额定值、最大定向电流、反向漏电流、开启时间和关断时间、反向恢复时间、动态电阻和耐压能力。
这些参数主要描述了二极管在正向和反向工作时的性能。
二极管三极管
外加电场与内电场方向相反，内电场削弱，扩散运 动大大超过漂移运动，N区电子不断扩散到P区，P 区空穴不断扩散到N区，形成较大的正向电流，这 时称PN结处于导通状态。
空间电荷区
变窄
P IF 外 电 场
＋
＋N ＋
内电场
E
R
②外加反向电压〔也叫反向偏置〕
外加电场与内电场方向一样，增强了内电
场，多子扩散难以进展，少子在电场作用
ic
+
Rs us+－
ui －
ib
V
+
RC
RL uo
RB
－
1．图解法
图解步骤：
〔1〕根据静态分析方法，求出静态工作点Q。
自由电子 空穴
多数载流子〔简称多子〕 少数载流子〔简称少子〕
P型半导体
在纯洁半导体硅或锗中掺入硼、铝等3价元素，由于 这类元素的原子最外层只有3个价电子，故在构成的 共价键构造中，由于缺少价电子而形成大量空穴， 这类掺杂后的半导体其导电作用主要靠空穴运动， 称为空穴半导体或P型半导体，其中空穴为多数载流 子，热激发形成的自由电子是少数载流子。
NPN型
集电结
B 发射结
C 集电区
N
P 基区 B
N
发射区
E
PNP型
集电结 B
发射结
半导体(二极管-三极管和桥堆)介绍资料
光刻胶
硅桥制造流程示意图（五）
工序
工艺目的
示意图
镀镍镀金
为硅片两面金属化以 制备高可靠性焊层
划片
用划片机将镀镍镀金 后硅片分离成单个芯 片
硅桥组装工艺流程图
芯片 框架 内联片 焊膏
切断
检验 组装烧结
检验
清洗
测试 检验
打印 引线成型
SMD编带
塑封
后固化 电镀
检验
外观检查 质量一致性检验 入库
硅桥制造流程示意图（六）
硅桥制造流程示意图（三）
工序
工艺目的
涂胶、曝光
在N面涂光刻胶，为台 面的掩蔽腐蚀做准备
示意图
光刻胶
腐蚀
腐蚀出沟槽并去掉光刻 胶，为电泳钝化玻璃粉 做准备
在硅片所腐蚀的沟槽上 电泳和烧结 电泳玻璃并进行烧结来
保护PN结
钝化玻璃
电泳法玻璃沉积原理
将玻璃粉放入有机溶剂形成悬浮液 玻璃粉颗粒与液体互相接触时，使玻璃粉 颗粒表面摩擦带电 带电玻璃粉颗粒在在外电场的作用下相对 于电极方向作电泳运动 玻璃粉沉积在需要保护的半导体芯片表面
反向电压额定值参数之间的关系
VF 0
t
VRWM VRRM
VRSM VR
VRWM —— 反向工作峰值电压 VRRM —— 反向重复峰值电压 VRSM —— 反向不重复峰值电压
整流二极管的伏安特性曲线
I
VBR V
反向恢复时间trr参数概念
在二极管从正向导通转向反向截止时，二极 管的反向电流不会立刻呈现稳态值，而是经历一 个从出现较大的瞬间反向过电流再恢复到反向稳 态电流的过程。这个时间过程称为反向恢复时间。
意义是当器件的耗散功率等于1W时，器件表面温度
二极管,三极管,晶体管概念和用途
二极管、三极管、晶体管概念和用途一、二极管的概念和用途二极管是一种具有两个电极的半导体器件，它具有单向导电特性。
当施加正向电压时，二极管正向导通，电流通过；当施加反向电压时，二极管反向截止，电流基本不通过。
二极管主要用于整流、稳压、开关和检波等电路中。
1、整流在交流电路中，二极管可以将交流信号转换为直流信号。
通过二极管整流，可以将交流电源转换为直流电源，以满足电子设备对直流电源的需求。
2、稳压二极管还可以作为稳压器使用。
在稳压电路中，通过合理连接二极管和电阻，可以实现对电压的稳定。
3、开关由于二极管具有导通和截止的特性，可以将其应用到开关电路中。
在开关电路中，二极管可以控制电流的通断，实现对电路的控制。
4、检波二极管还可以用作检波器。
在无线电接收机中，二极管可以将射频信号转换为音频信号，实现信息的接收和解调。
二、三极管的概念和用途三极管是一种具有三个电极的半导体器件，分为发射极、基极和集电极。
三极管具有放大、开关等功能，是现代电子设备中不可或缺的器件。
1、放大在放大电路中，三极管可以对输入信号进行放大处理。
通过合理设置电路参数，可以实现对电压、电流和功率等信号的放大。
2、开关与二极管类似，三极管也可以用作开关。
通过控制基极电流，可以实现对集电极与发射极之间的电流通断控制。
3、振荡在振荡电路中，三极管可以实现信号的自激振荡。
通过反馈电路的设计，可以使三极管产生稳定的振荡信号。
4、调制在通信系统中，三极管可以用于信号的调制。
通过三极管的放大和调制功能，可以实现对射频信号等信息的传输。
三、晶体管的概念和用途晶体管是一种半导体器件，是二极管的发展和改进，是现代电子技术的重要组成部分，被广泛应用于放大、开关、振荡和数字逻辑电路等领域。
1、放大晶体管可以作为放大器使用，实现对信号的放大处理。
晶体管的放大能力较强，可以应用于音频放大、射频放大等领域。
2、开关晶体管也可以用作开关。
与三极管类似，晶体管可以实现对电路的控制，用于开关电源、数码电路等领域。
半导体器件分类标准
半导体器件分类标准半导体器件是指利用半导体材料制作的用于控制电流和电压的电子器件。
根据其原理和用途的不同，可以将半导体器件分为以下几类：1. 整流器件整流器件主要用于将交流电转换为直流电。
常见的整流器件有二极管和整流桥。
其中，二极管是一种最基本的电子器件，由正负两端形成的p-n结构组成。
它在正向偏置时可以导电，而在反向偏置时则为绝缘状态。
整流桥则由四个二极管组成，用于更高功率的整流应用。
2. 放大器件放大器件主要用于放大电流、电压和功率。
常见的放大器件有晶体管和场效应晶体管（MOSFET）。
晶体管是一种由三层或四层半导体材料构成的器件，根据不同的接法可以实现不同的放大功能。
MOSFET则是一种受控制的双极性输电器件，由三个电极组成，即栅极、漏极和源极。
3. 开关器件开关器件主要用于控制电路的通断。
常见的开关器件有晶闸管、双向可控硅（SCR）和三极管。
晶闸管是一种用于高压、高电流的开关器件，其工作原理类似于一个开关，可以控制电路的断开和闭合。
SCR则是一种双向控制的开关器件，常用于电力和电机控制领域。
三极管是一种由三个半导体材料构成的电子器件，广泛应用于电路的放大、开关和稳压控制等领域。
4. 传感器件传感器件主要用于检测和测量环境中的物理量或状态，并将其转化为电信号。
常见的传感器件有光敏器件、湿度传感器和温度传感器等。
光敏器件利用半导体材料的光敏特性，将光信号转化为电信号。
湿度传感器可以检测和测量周围空气中的相对湿度。
温度传感器则可以测量物体的温度。
5. 集成电路集成电路是将多个半导体器件组合到单个芯片上，以实现复杂的功能和电路。
根据集成度的不同，可以将集成电路分为大规模集成电路（LSI）、中规模集成电路（MSI）和小规模集成电路（SSI）等不同类型。
集成电路广泛应用于计算机、通信、嵌入式系统等领域。
以上是对半导体器件的分类标准的相关内容介绍。
半导体器件作为现代电子技术的基础，其应用范围广泛，对于实现电子设备的功能和性能至关重要。
半导体器件基础知识
半导体基础知识一、半导体本础知识（一）半导体自然界的物质按其导电能力区别，可分为导体、半导体、绝缘体三类。
半导体是导电能力介于导体和绝缘体之前的物质，其电阻率在10-3~109Ω范围内。
用于制作半导体元件的材料通常用硅或锗材料。
（二）半导体的种类在纯净的半导体中掺入特定的微量杂质元素，能使半导体的导电能力大提高。
掺入杂质后的半导体称为杂质半导体。
根据掺杂元素的性质不同，杂质半导体可分为N型和P型半导体。
（三）PN结及其特性1、PN结：PN结是构成半导体二极管、三极管、场效应管和集成电路的基础。
它是由P型半导体和N型半导体相“接触”后在它们交界处附近形成的特殊带电薄层。
2、PN结的单向导电性：当PN结外加正向电压（又叫正向偏置）时，PN结会表现为一个很小的电阻，正向电流会随外加的电压的升高而急速上升。
称这时的PN结处于导通状态。
当PN结外加反向电压（以叫反向偏置）时，PN结会表现为一个很大的电阻，只有极小的漏电流通过且不会随反向电压的增大而增大，这时的电流称为反向饱和电流。
称这时的PN结处于截止状态。
当反向电压增加到某一数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿。
这时的反向电压称为反向击穿电压，不同结构、工艺和材料制成的管子，其反向击穿电压值差异很大，可由1伏到几百伏，甚至高达数千伏。
3、频率特性由于结电容的存在，当频率高到某一程度时，容抗小到使PN结短路。
导致二极管失去单向导电性，不能工作，PN结面积越大，结电容也越大，越不能在高频情况下工作。
二、半导体二极管（一）半导体二极管及其基本特性1、半导体二极管：半导体二极管（简称为二极管）是由一个PN结加上电极引线并封装在玻璃或塑料管壳中而成的。
其中正极（或称为阳极）从P区引出，负极（或称为阴极）从N区引出。
以下是常见的一些二极管的电路符号：普通二极管稳压二极管发光二极管整流桥堆2、二极管的伏安特性二极管的伏安特征如下图所示：二极管的伏安特性曲线（二）二极管的分类二极管有多种分类方法1、按使用的半导体材料分类二极管按其使用的半导体材料可分为锗二极管、硅二极管、砷化镓二极管、磷化镓二极管等。
二极管三极管
二极管三极管二极管三极管是电子学中常用的基本元件，这两种元件具有许多共同的特性，广泛应用于各种电子系统，如家用电器、计算机、汽车和消费电子等领域。
本文将简要介绍这两种元件的工作原理和应用。
二极管是一种由两个接口（正、负）组成的半导体元件，它只能在正和负两个方向上放电，不能双向放电。
当在正电极施加正电压时，二极管放出电流，被叫做开启或正向电流，通常称作“封开”电流。
另外，当施加的电压为负时，二极管会禁止通过电流，被称为关闭或反向电流。
二极管的两极电压越低，其电阻就越大，反之亦然，由此它可以改变电流的宽度，从而起到调节电阻的作用。
三极管是一种由三个接口（正、负、基极）组成的半导体元件，它可以同时使正负两个电极有电流通过也可以用基极（中间极）对正负电极进行控制。
三极管分为NPN型和PNP型，它们主要功能是放大电压，承担电流放大和信号转换的功能。
另外，三极管也可用于控制或监测外部电路电压，以及在某些特殊的应用上可以做成逻辑门，如双路电路（OR、AND等）。
二极管三极管可广泛应用于各种领域，其普及程度很高。
二极管主要用作电流流转开关，因其具有低成本、高可靠性、简易控制等优点，在家庭电器、汽车电子系统、电池充电器、供电调节器、矩阵开关系统、流量传感器、漏电检测器、视频放大器等电子系统中使用十分普遍。
三极管的应用比二极管更加广泛，在电子系统中担当起放大信号、节流、电路控制等重要作用。
其应用于计算机的存储器，中国的第一台大型计算机曾是使用三极管技术。
三极管也广泛应用于测量、控制和电源系统，通用用于增大驱动信号，促使电机、放大器或直流电压调节器等大功率电子设备更加有效。
以上是二极管三极管的工作原理和应用简介。
可以看出，二极管三极管是电子元件中重要的基本元件，它们因具有简单、可靠、低成本等特点，而被应用于电子系统的各个领域，成为电子技术中不可或缺的重要元素。
二极管,三级管基础知识培训教材
PN结及其单向导电性
• PN结的形成 • PN结的单向导电性
PN结的形成
• 在一块晶凡两边分别形成P型和N型半导 体。 图中 代表得到一个电子的三价杂质(例如硼) 离子，带负电； 代表失去一个电子的五价杂 质(例如磷)离入带正电。由于P区有大量空穴 (浓度大)，而N区的空穴极少(浓度小)，因此空 穴要从浓度大的P区向浓度小的N区扩散。 P
在一定范围内，外电场愈强，正向电 流(由P区流向N区的电流)愈大，这时PN 结呈现的电阻很低。正向电流包括空穴电 流和电子电流两部分。空穴和电子虽然带 有不同极性的电荷，但由于它们的运动方 向相反，所以电流方向一致。外电源不断 地向半导体提供电荷，使电流得以维持。
PN结的单向导电性
• 若给PN结加反向电压，即外电源的正端接N区， 负端接P区，则外电场与内电场方向一致，也 破坏了扩散与漂移运动的平衡。 • 外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子 移走，使得空间电荷增加，空间电荷区变宽， 内电场增强，使多数载流子的扩散运动难以进 行。但另一方面，内电场的增强也加强了少数 裁流于的漂移运动，在外电场的作用下，N区 中的空穴越过PN结进入P区， P区中的自由电 子越过PN结进入N区，在电路中形成了反向电 流(由N区访向P区的电流)。
半导体二极管
• • • • • 二极管的基本结构和类型 二极管的伏安特性 二极管的主要参数 二极管的应用 常用二极管类型
二极管的基本结构和类型
• 将PN结加上相应的电极引线和管壳，就成为半 导体二极管。 从P区引出的电极称为阳极（正 极），从N区引出的电极称为阴极（负极）。 • 按结构分二极管有点接触型和面接触型两类。
D
（c）符号
在使用二极管时，必须注意极性不能接错，否则 电路非但不能正常工作，还有毁坏管子和其他元件的 可能。