常用半导体元件
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半导体包含哪些产品半导体是一种能操纵电流的材料,广泛用于电子器件和集成电路中。
随着科技的飞速发展,半导体已成为现代社会不可或缺的一部分。
那么,半导体究竟包含哪些产品呢?接下来我们将介绍一些主要的半导体产品:1. 晶体管(Transistor)晶体管是一种控制电流的半导体器件,是现代电子设备的重要组成部分。
晶体管广泛应用于各种电子产品中,如电视、手机、计算机等。
2. 二极管(Diode)二极管是一种只能让电流在一个方向流动的半导体器件。
它常用于电源供应、信号处理等方面。
3. 集成电路(Integrated Circuit)集成电路是将大量晶体管、二极管等元件集成在一起形成一个功能完整的电路。
它在计算机、通信设备、消费电子产品等领域得到广泛应用。
4. 光电子器件(Optoelectronic Devices)光电子器件利用半导体材料的光电效应,将光信号转换为电信号或者反之。
例如,光纤通信中的激光器、光检测器等都是光电子器件。
5. 功率半导体器件(Power Semiconductor Devices)功率半导体器件主要用于大功率、高电压的电力系统中,如逆变器、整流器等。
它们能够有效管理能量的流动,提高系统的效率。
6. 存储器件(Memory Devices)存储器件是将数据存储在半导体内部,用于计算机内存、移动设备等。
常见的存储器件包括RAM、ROM、闪存等。
7. 传感器(Sensor)传感器利用半导体材料的电学特性,将外部信息转换成电信号,用于测量、控制、安防等领域。
结语半导体产品因其特殊的电学性质在各个领域得到广泛应用,从晶体管、二极管到集成电路、光电子器件,再到功率半导体器件、存储器件和传感器,半导体产品已经贯穿于我们日常生活的方方面面。
随着技术的不断进步,我们可以预期半导体产品将在未来发挥更为重要的作用。
常用电子元器件大全电子元器件指的是电子设备中所使用的各种电子部件,也是电子产品的核心组成部分。
随着科技的不断发展,电子元器件的种类也日益增多,覆盖了各个领域。
本文将介绍一些常见的电子元器件,以帮助读者更好地了解和应用电子技术。
一、半导体器件1. 二极管(Diode):具有单向导电性质的半导体器件,广泛应用于整流、开关、稳压等电路中。
2. 晶体三极管(Transistor):是一种具有放大、开关等功能的半导体器件,被广泛用于集成电路、放大电路等领域。
3. 场效应晶体管(FET):也是一种常见的半导体器件,适用于高频放大、开关等电路。
4. 可变电容二极管(Varactor Diode):具有可变电容的二极管,常用于无线电频率调谐电路。
二、电容器1. 固定电容器:用于存储电荷和稳定电压的电子元件,常见的有电解电容器、陶瓷电容器等。
2. 可变电容器:具有可调节电容值的电子元件,可用于调谐电路、滤波电路等。
3. 互感器:由两个或多个线圈绕制而成,能够在不同线圈之间传递电能和信号。
三、电阻器1. 固定电阻器:具有恒定电阻值的电子元件,被广泛应用于电路中的限流、限压、分压等功能。
2. 可变电阻器:通常由可调节的滑动活塞或转轴来改变电阻值,用于调节电路中的信号或电流。
四、集成电路集成电路(Integrated Circuit,IC)是在一块半导体材料上集成了数百至数百万个电子元件的微小电路。
常见的集成电路有以下几种类型:1. 数字集成电路(Digital IC):用于数字信号处理和逻辑运算等。
2. 模拟集成电路(Analog IC):用于处理模拟信号,如放大、滤波、调制等。
3. 混合集成电路(Mixed Signal IC):结合数字和模拟电路的功能,常用于通信、控制等应用。
五、传感器传感器是将感知信号(如光、温度、压力等)转换为可用电信号的装置。
常见传感器有以下几种:1. 温度传感器:用于测量温度变化的元件,广泛应用于工业自动化、环境监测等领域。
半导体元器件分类半导体元器件分类一、引言半导体元器件是现代电子技术中不可或缺的重要组成部分。
它们广泛应用于各种电子设备中,包括计算机、手机、电视、汽车电子等。
本文将对半导体元器件进行分类,介绍其主要类型及特点。
二、分类一:二极管二极管是最简单的半导体元器件之一。
它由P型和N型半导体材料组成,具有只允许单向电流通过的特性。
根据不同的用途和结构,二极管可以分为整流二极管、稳压二极管、光电二极管等。
1. 整流二极管:用于将交流电转换为直流电的元件。
它的特点是正向导通电压低、反向击穿电压高、反向电流小。
2. 稳压二极管:用于稳定电压的元件。
它的特点是具有较稳定的反向电压,可用于保护其他元器件免受过高电压的损害。
3. 光电二极管:将光能转化为电能的元件。
它的特点是在光照下产生电流,可应用于光电传感器、光通信等领域。
三、分类二:晶体管晶体管是一种用于放大和控制电信号的半导体元件。
它由三层或多层半导体材料构成,根据结构和工作原理的不同,可以分为三极管、场效应晶体管和双极性晶体管。
1. 三极管:由三个掺杂不同的半导体层组成,具有放大电信号的功能。
它的特点是输入电流小,输出电流大,可用于放大电流和开关电路。
2. 场效应晶体管:根据栅极电压的变化来控制电流的元件。
它的特点是输入电阻高,功耗低,可用于放大电压和开关电路。
3. 双极性晶体管:由P型和N型半导体材料构成,具有放大和开关功能。
它的特点是电流放大倍数高,可用于放大电流和开关电路。
四、分类三:集成电路集成电路是在单个芯片上集成了多个电子元件的器件。
根据集成度和功能的不同,可以分为数字集成电路和模拟集成电路。
1. 数字集成电路:用于处理和传输数字信号的元件。
它的特点是逻辑门电路多,运算速度快,可用于计算机、手机等数字设备。
2. 模拟集成电路:用于处理和传输模拟信号的元件。
它的特点是放大器电路多,信号处理精度高,可用于音频、视频等模拟设备。
五、分类四:传感器传感器是将物理量、化学量等转化为电信号的元件。
半导体元器件分类半导体元器件是现代电子技术中不可或缺的一部分,其种类繁多,根据其功能和应用可以分为多个分类。
本文将从不同角度介绍几种常见的半导体元器件分类。
一、按功能分类1. 整流器件整流器件是半导体元器件中最基本的一类,用于将交流电转换为直流电。
常见的整流器件有二极管、整流桥等。
二极管由P型和N型半导体材料组成,具有单向导电特性,广泛应用于电源、通信等领域。
2. 放大器件放大器件用于放大信号,常见的有三极管、MOS管等。
三极管是一种三极半导体器件,通过控制其输入电流,可以实现对输出电流的放大。
MOS管是一种金属氧化物半导体场效应管,具有输入电阻高、功耗低等优点,在集成电路中应用广泛。
3. 开关器件开关器件用于控制电路的开关状态,常见的有可控硅、晶闸管等。
可控硅是一种具有双向导电特性的半导体器件,通过控制其触发电流,可以实现对电路的开关控制。
晶闸管是一种具有单向导电特性的半导体器件,广泛应用于电阻、电感、电容等元器件的控制电路。
二、按材料分类1. 硅基元器件硅基元器件是最常见的一类半导体元器件,由硅材料制成。
硅具有良好的电学性能和热学性能,广泛应用于电子器件中,如二极管、三极管、MOS管等。
2. 砷化镓基元器件砷化镓基元器件是一种新型的半导体元器件,由砷化镓材料制成。
砷化镓具有较高的电子迁移率和较宽的禁带宽度,适用于高频和高功率的应用,如功率放大器、射频开关等。
3. 硼化硅基元器件硼化硅基元器件是一种具有高温性能和较高电子迁移率的半导体元器件,适用于高温环境下的应用,如汽车电子、航空航天等领域。
三、按封装形式分类1. 无封装器件无封装器件是指直接将半导体芯片焊接在电路板上,没有外部封装。
无封装器件体积小、功耗低,适用于集成度较高的电子产品,如手机、平板电脑等。
2. 封装器件封装器件是指将半导体芯片封装在外壳中,以保护芯片并便于安装和连接。
常见的封装形式有直插式、贴片式、球栅阵列等。
不同的封装形式适用于不同的应用场景,如直插式适用于电子设备、贴片式适用于手机、电视等。
什么是半导体器件有哪些常见的半导体器件半导体器件是指由半导体材料制成的用于电子、光电子、光学和微波等领域的电子元器件。
它具有半导体材料固有的特性,可以在不同的电压和电流条件下改变其电子特性,从而实现电子器件的各种功能。
常见的半导体器件有以下几种:1. 二极管(Diode):二极管是最简单的半导体器件之一。
它由一个P型半导体和一个N型半导体组成。
二极管具有单向导电性,可以将电流限制在一个方向。
常见的二极管应用包括整流器、稳压器和光电二极管等。
2. 晶体管(Transistor):晶体管是一种电子放大器和开关器件,由三层或两层不同类型的半导体材料构成。
晶体管可分为双极型(BJT)和场效应型(FET)两种。
它广泛应用于放大器、开关电路和逻辑电路等领域。
3. MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管):MOSFET是一种常用的场效应晶体管。
它具有低功耗、高开关速度和可控性强等特点,被广泛应用于数字电路、功率放大器和片上系统等领域。
4. 整流器(Rectifier):整流器是一种将交流电转换为直流电的器件。
它主要由二极管组成,可以实现电能的转换和电源的稳定。
整流器广泛应用于电源供电、电动机驱动和电子设备等领域。
5. 发光二极管(LED):发光二极管是一种能够将电能转换为光能的器件。
它具有高亮度、低功耗和长寿命等特点,被广泛应用于照明、显示和通信等领域。
6. 激光二极管(LD):激光二极管是一种能够产生相干光的器件。
它具有高亮度、窄光谱和调制速度快等特点,广泛应用于激光打印、激光切割和光纤通信等领域。
7. 三极管(Triode):三极管是晶体管的前身,它由三层不同类型的半导体材料构成。
三极管可以放大电流和电压,被广泛应用于放大器、调制器和振荡器等领域。
8. 可控硅(SCR):可控硅是一种具有开关特性的器件。
它可以控制电流的导通和截止,广泛应用于交流电控制、功率调节和电能转换等领域。
9. 电压稳压器(Voltage Regulator):电压稳压器是一种用于稳定输出电压的器件。
常用半导体器件原理
半导体器件是由半导体物质构成的一类特殊的电子元件,它们能够控
制电子电路中的电势。
它们主要应用于控制电流的开关,放大信号,调节
频率或连接电路的功能。
下面将介绍一些常用的半导体器件原理。
1、微处理器:
微处理器是一种基于数字技术的处理器,它可以处理复杂的数据。
它
可以控制、逻辑控制和数据处理,它能够在计算机系统中对输入数据进行
实时处理,它还可以对外输出控制信号。
微处理器通常由多个门、寄存器、状态寄存器、计算寄存器、累加器、指令寄存器和控制器等组成。
2、晶体管:
晶体管是最基本的半导体器件,它是由晶体管和三个极(正极、负极
和中间极)组成的电子器件,它有三个端子,它能控制电子电路的电流,
也可以放大输入的信号。
晶体管(通常简称为“管”)可以用来放大、限幅、滤波和截止信号、运算或抑制信号。
3、双极型晶体管:
双极型晶体管是一种两极电子器件,它是由两个晶体管组成的,它有
四个端子,它能够控制电子电路的电流。
双极型晶体管的两个极子之间电
势相反,信号由晶体管的一路传送到另一路。
双极型晶体管可以放大信号,也可以控制电子电路的开关,也可以实现反相输出功能。
第8章常用半导体元件【课题】8.1 二极管【教学目标】知道PN结的单向导电性。
描述二极管的电压、电流关系。
解释主要参数。
【教学重点】1.二极管的电压、电流关系。
2.二极管的主要参数。
【教学难点】二极管的电压、电流关系。
【教学过程】【一、复习】线性电阻和非线性电阻的电压、电流特性。
【二、引入新课】半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一种物体。
但半导体之所以得到广泛应用,是因为它的导电能力会随温度、光照及所掺杂质不同而显著变化。
特别是掺杂可以改变半导体的导电能力和导电类型,这是今天能用半导体材料制造各种器件及集成电路的基本依据。
二极管就是由半导体制成的。
半导体按所用半导体材料可分为硅二极管和锗二极管;按内部结构可分为点接触型和面接触型二极管;按用途分类可分为普通二极管、稳压二极管、发光二极管、变容二极管等,通常所说的二极管是指普通二极管。
【三、讲授新课】8.1.1二极管的外形、结构与符号二极管的外形、内部结构示意图和符号如图8.1所示。
(a)外形(b)内部(c)符号图8.1二极管二极管的阳极引脚由P型半导体一侧引出,对应二极管符号中三角形底边一端。
二极管的阴极引脚由N型半导体一侧引出,对应二极管符号中短竖线一端。
强调指出:符号形象地表示了二极管电流流动的方向,即电流只能从阳极流向阴极,而不允许反方向流动。
8.1.2二极管的电流、电压关系1.正向偏置与导通状态二极管正向电流、电压关系实验电路如图8.2(a)所示,二极管阳极接高电位,阴极接低电位,二极管正向偏置。
此时调节串联在电路中的电阻大小,二极管表现出不同电压下具有不同的电阻值,记录每个电压下对应的电流值,从而描绘成曲线,即得到图8.2(b)所示的二极管正向电流、电压关系特性。
(1)二极管VD两端正向电压小于0.5 V时,电路中几乎没有电流,对应的电压称为二极管的死区电压或阈值电压(通常硅管约为0.5 V,锗管约为0.2 V)。
(2)二极管两端正向电压大于0.5 V后,电路中电流增加迅速。
(3)随着二极管电流增大,二极管VD两端电压维持在0.6 V ~ 0.7 V之间不再增加(硅管约为0.6 V~0.7 V,锗管约为0.2 V~0.3 V)。
(a)(b)图8.2二极管正向偏置导通与电流、电压的关系特性2.反向偏置与截止状态二极管的反向电流、电压关系实验电路如图8.3(a)所示,二极管阳极接低电位,阴极接高电位,二极管反向偏置。
此时调节串联在电路中的电阻大小,即使二极管两端反向电压较高时,电路中仍然几乎没有电流,当二极管两端反向电压达到足够大时(各种二极管数值不同),二极管会突然导通,并造成二极管的永久损坏。
记录每个电压下对应的电流值,从而描绘成曲线,即得到图8.3(b)所示的二极管反向电流、电压关系特性。
(1)当反向电压不超过一定范围时,反向电流十分微小并随电压增加而基本不变。
通常可以忽略不计。
(2)当反向电压增加到一定数值时,反向电流将急剧增加,称为反向击穿,此时的电压称为反向击穿电压。
(a)(b)图8.3二极管反向偏置截止与电流、电压关系特性综上所述,二极管具有在正向电压导通,反向电压截止的特性,这个特性称为单向导电性。
二极管的“导通”与“截止”,可以用理想开关的“闭合”与“断开”来模拟,但应清楚它们之间的差异。
二极管正向导通时,相当于开关闭合;二极管反向截止时,相当于开关断开。
但是二极管又不能简单地用开关模拟,一是因为二极管的“开关”特性具有方向性,即是单向导通的,这是理想开关不具有的;二是正向导通的二极管两端存在一个压降,对硅管而言约0.6 V ~ 0.7 V;三是反向截止的二极管有反向漏电流存在,该电流因数值较小(μA数量级)常忽略不计。
为此,用开关模拟二极管可用教参图8.3电路示意。
教参图8.3开关模拟二极管工作示意图二极管的主要参数。
二极管的参数是选择和使用二极管的依据。
主要参数有:(1)最大整流电流I FM指二极管长期工作时,允许通过二极管的最大正向电流的平均值。
(2)最高反向工作电压U RM指保证二极管不被击穿所允许施加的最大反向电压。
(3)反向电流I R指二极管加反向电压而未击穿时的反向电流,如果该值较大,是不能正常使用的。
【四、小结】1.二极管对来自两个方向的电流呈现不同的性质,在外加电压足够大时(一般约0.3 V 0.6 V),电流只能从阳极(P型半导体一侧)流向阴极(N型半导体一侧),反方向是不能导通的。
这个特性称为单向导电性。
2.二极管的参数反映二极管在各方面的性能,是正确的选择和使用二极管的依据。
二极管的参数主要针对单向导电性提出来的。
使用较多的是最大整流电流和最高反向工作电压。
【五、习题】一、是非题:1、2、3、4;二、选择题:1、2、3、4;三、填空题:1、2、3、4;四、计算题:1。
【课题】8.2 晶体管【教学目标】1.知道晶体管结构与符号。
2.晶体管的放大作用。
【教学重点】1.晶体管结构与符号。
2.晶体管的放大作用。
【教学难点】晶体管的放大作用。
【教学过程】【一、复习】1.二极管的正向偏置和反向偏置的不同表现。
2.基尔霍夫电流定律。
【二、引入新课】晶体管的分类:按材料分有硅晶体管和锗晶体管;按结构类型分有NPN型和PNP型。
【三、讲授新课】8.2.1晶体管的外形、结构和符号晶体管的外形、内部结构示意图和符号如图8.4所示。
(a)外形(b)NPN管结构和符号(c)PNP管结构和符号图8.4晶体管NPN型晶体管发射极电极(符号箭头向外)形象地指出发射极电流的流动方向是由管内流向管外,而基极电流和集电极电流是流入管内的;PNP型晶体管的情况正好相反(符号箭头向内),电流由发射极流入,由集电极和基极流出。
8.2.2晶体管的放大作用晶体管放大作用可按图8.5连接电路。
发射极作为公共端接地,并选取U CC > U BB。
在基极回路电源U BB作用下,发射结正向偏置(即基极电位高于发射极电位)。
在集电极回路电源U CC作用下,集电结反向偏置(即集电极电位高于基极电位)。
图8.5 晶体管的放大作用调节电阻R B ,观察基极电流I B 、集电极电流I C 和发射极电流I E 。
(1)I B 变化(增大或减少),I C 和I E 都会随之相应的变化(增大或减少)。
(2)I E = I B + I C = ( 1+β )I B ,且I C >>I B 。
(3)I C 和I E 的比值基本为一常数,称为晶体管的电流放大系数,用字母β表示。
β =BCI I 或 I C =β I B (4)发射结电压在0.5 V 以下时,I C = I E = 0,这种情况下晶体管处于截止状态。
(5)基极电流I B 增加到一定数值时,就会发现集电极电流I C 不随基极电流I B 增大而增大。
这种情况下晶体管处于饱和状态。
就其本质而言,晶体管的“放大”是一种控制,是以较小的电流I B 控制较大的电流I C 。
8.2.3 晶体管的主要参数1.电流放大系数(β )是表征晶体管电流放大能力的参数。
通常以100左右为宜。
2.集电极最大允许电流(I CM )是指当晶体管集电极电流超过I CM 时,晶体管的参数将会明显变化。
3.集电极最大允许耗散功率(P CM )是指为了限制集电结温升不超过允许值而规定的最大值,该值除了与集电极电流有关外,还与集电极和发射极之间的电压有关。
4.集电极、发射极之间反向击穿电压(U (BR )CEO )是指晶体管基极开路时,集电极和发射极之间能够承受的最大电压。
【四、小结】1.晶体管是由两个PN 结构成的,所以就有NPN 型管和PNP 型管之分。
所以外加电压极性和电流方向都相反。
2.晶体管要具有放大作用,就必须满足其外部条件,即发射结正向偏置,集电结反向偏置,这一条是组成放大电路的基本原则。
3.晶体管放大时电流分配的关系式:I E = I C +I B =(1+ β)I B 4.β称为晶体管的电流放大系数:I C =β I B5.晶体管的主要参数其物理意义是:β——反映电流放大能力;I CM ——对晶体管集电极电流的限制;U (BR )CEO ——晶体管集电极和发射极之间能够承受最大电压的限制等。
【五、习题】一、是非题:5、6;二、选择题:5、6;三、填空题:7、9、12;四、计算题:2。
【课题】8.3 晶体管的三种工作状态【教学目标】描述晶体管的放大作用。
区分三种工作状态(放大、饱和、截止)。
【教学重点】晶体管的三种工作状态的外部条件和特点。
【教学难点】晶体管的三种工作状态的外部条件和特点。
【教学过程】【一、复习】晶体管的放大作用。
【二、引入新课】晶体管工作状态的不同是由其集电结和发射结偏置不同造成的,它可以分成放大状态、饱和状态及截止状态。
【三、讲授新课】8.3.1放大状态处于放大状态的晶体管I C = β I B,各极之间电流关系为I E = I B + I C = I B +β I B = (1 +β)I B晶体管处于放大状态的电流和电压示意图如图8.9所示。
(a)(b)(c)图8.9放大状态晶体管电流、电压示意图图8.10(a)所示电路是在图8.9电路基础上,将电阻R B接到U BB正极的一端改接到U CC的正极上。
为了进一步简化电路,图8.10(a)中电源U CC省去未画,只标出它对地电位值和极性。
图8.6(b)中标出发射结的正向偏置电压U B E和集电结的反向偏置电压U C B,放大状态各点电位是集电极电位最高,基极电位次之,最低的是发射极电位。
图8.6(c)示意晶体管处于放大状态时,集电极C和发射极E之间相当于通路,用一个变化的电阻表示其间电压降。
变化情况可认为是受基极电流控制的。
8.3.2 饱和状态处于饱和状态的晶体管,基极电流I B 失去对集电极电流I C 的控制作用,因而晶体管饱和时没有放大作用。
晶体管处于饱和状态电流和电压示意图如图8.10所示。
(a ) (b ) (c ) 图8.10 饱和状态晶体管电流、电压示意图图8.10(a )中,当U CE 减小到接近为零时(硅管约0.3 V ,锗管约0.1 V ,称为饱和压降),集电极电流I C = CCCC CE CC R U R U U ≈-已达到最大值(晶体管饱和)。
图8.10(b )中标出发射结和集电结的正向偏置U BE 和U BC ,饱和状态各点电位是基极电位最高,集电极电位次之,发射极电位最低。
图8.10(c )示意晶体管处于饱和状态时,相当于一个开关处于闭合状态,相当于短路。
8.3.3 截止状态处于截止状态的晶体管,各极电流(I B 、I C 和I B )都为零或极小。
因而晶体管截止时没有放大作用。
晶体管处于截止状态电流和电压示意图如图8.11所示。
(a ) (b ) (c ) 图8.11 截止状态晶体管电流、电压示意图图8.11(a )中,基极电流I B = 0和集电极电流I C = 0,所以集电极电阻R C 上就没有电压降。