第3次课二极管和三极管
- 格式：doc
- 大小：50.50 KB
- 文档页数：7
1
河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸
第 3 次课 2 学时
上次课复习：
电阻器和电容器的选择方法
本次课题（或教材章节题目）：第二章 常用电子元件
二极管和三极管的选择方法
教学要求：掌握常用电子元件的电气特性及选择方法
重 点：电子元器件的电气特性
难 点：电子元器件的选择方法
教学手段及教具：课堂讲授
讲授内容及时间分配：
2.3 二极管的主要参数及选择方法
2.4 三极管的主要参数及选择方法
2.5 其他电子元件介绍（选讲）
课后作业
参考资料 《电子电路设计与实践》姚福安编著，山东科学技术出版社。 《电子线路设计指导》李银华编著，北京航空航天大学出版社。
2
注：本页为每次课教案首页
河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸
第二章 常用电子元件
2.3 二极管
二极管通常是指由一个PN结（也有特殊结构）组成的二端（2个引脚）半导体元件。
按其用途可分为：整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、变容二极管、
发光二极管、隧道二极管、触发二极管等。
2.3.1 常用二极管的种类及特点
1）整流二极管
整流二极管结构主要是平面接触型，其特点是允许通过的电流比较大，反向击穿电
压比较高，但PN结电容比较大，一般广泛应用于频率不高的电路中。例如整流电路、
嵌位电路、保护电路等。整流二极管在使用中主要考虑的问题是最大整流电流和最高反
向工作电压应大于实际工作中的值。常用的整流二极管有1N4001～1N4007系列（1A），
1N5401～1N5407系列（3A）。
2）开关二极管
开关二极管主要应用于高频电路、开关电源、阻容吸收电路、逆变电路等，其反向
恢复时间短。在开关电源中还普遍使用肖特基二极管和快恢复二极管。肖特基二极管的
主要特点是正向导通压降小(约0.45V)，反向恢复时间短和开关损耗小。但是反向工作电
压（耐压）比较低。快恢复二极管在制造上采用掺金、单纯的扩散等工艺，可获得较高
的开关速度，同时也能得到较高的耐压。主要应用在开关电源中（如整流电路、阻容吸
收电路）。常用的开关二极管有1N4148（100mA），1N914；肖特基二极管有1N5817～
3
1N5819；快恢复二极管有FR107等。
3）稳压二极管
稳压二极管是利用PN结反向击穿特性所表现出的稳压性能制成的器件。稳压管的主
要参数有：
①稳压值。指当流过稳压管的电流为某一规定值时，稳压管两端的压降。目前各种
型号的稳压管其稳压值在2～200V，以供选择。
②电压温度系。稳压管的温度系数在稳压值低于4V时为负温度系数；当稳压值大于
7 V时，其温度系数为正值；稳压值在6V左右时，其温度系数近似为零。目前低温度系
数的稳压管是由两只稳压管反向串联而成，利用两只稳压管处于正反向工作状态时具有
正、负不同的温度系数，可得到很好的温度补偿。例如2DW7型稳压管是稳压值为6～
7V的双向稳压管。
③动态电阻。表示稳压管稳压性能的优劣，一般工作电流越大，动态电阻越小。
④允许功耗。由稳压管的封装决定，常用稳压管的功率有1/4 W、1/2W、1 W和3W
等。
⑤稳定电流。测试稳压管参数时所加的工作电流。动态电阻会随工作电流变化。
4）发光二极管
发光二极管（LED）的伏安特性与普通二极管类似，所不同的是当发光二极管通过正
向电流时能发出某种颜色的光。在使用LED时应注意两点：一是若用直流电源电压驱动
LED时，在电路中一定要串联限流电阻，以防止通过LED的电流过大而烧坏管子，注意
发光二极管的正向压降较大。红外线LED为1V左右；红、绿、黄色LED为2V左右；
白色LED为3V左右。二是发光二极管的反向击穿电压比较低，一般仅有5V左右。因
此当用交流电压驱动LED时，可在LDE两端反极性并联整流二极管，使其反向偏压不
4
超过0.7V，以便保护发光二极管。
二极管的标识中一般只有型号，型号中隐含了二极管的特性参数。但要注意：不同厂
家（公司）生产的相同型号产品参数可能略有差别。
2.3.2 二极管的主要参数及选用方法
1）正向电流IF：二极管长期工作时，根据允许温升折算出来的平均电流值。
2）正向压降VF：二极管通过规定正向电流时的电压降落。
3）反向电压VR：二极管正常工作时允许施加的反向电压。
4）反向电流IR：二极管施加的规定反向电压时的漏电流，一般在10μA以下。
5）反向恢复时间trr：二极管由导通状态突然施加反向电压时，反向电流由很大衰减
到接近IR时所需要的时间。大功率开关二极管工作在高频开关状态时，此项指标至为重
要。
选择二极管的时候首先考虑电路类型，然后是工作电流，最后是反向电压（耐压）。
对于整流二极管和开关二极管正向电流IF和反向电压VR应留有1.5～2倍的余量。
大功率二极管使用时还要安装足够大的散热器，保证其PN结温度不超过允许值。
对于稳压二极管和发光二极管应按推荐的工作电流使用。
2.4 三极管
三极管通常是指由两个PN结组成的三端（3个引脚）半导体元件，即双极型晶体管。
具有放大作用的三端半导体元件还有场效应晶体管，其中包括结型场效应管，绝缘栅场
效应管。还有N沟道、P沟道、增强型和耗尽型之分。双极型晶体管种类非常多。按照
极性可分为PNP型和NPN型；按照制造材料分类，有锗管和硅管；按照工作频率分类，
有低频管和高频管；按照允许耗散的功率大小分类，有小功率管和大功率管。下面以双
极型晶体管（简称三极管）为例，介绍三极管的选用方法。
5
2.4.1三极管的特点
双极型晶体管是电流控制型半导体元件，在三极管的基极施加较小的正向电流，就
可以在集电极产生较大的电流。三极管的型号很多，价格便宜，控制方便，应用广泛。
2.4.2 三极管的参数
双极型晶体管的参数很多，从实用的角度出发，选择和使用三极管时应了解以下常用
的参数：
1）集电极-发射极击穿电压（BVCEO）
三极管基极开路时加在集电极和发射极两端电压的最大允许值，一般为几十伏，高压
大功率管可达千伏以上。
2）集电极最大电流（ICM）
三极管集电极允许的最大电流，超过该电流可能造成器件的永久性损坏。集电极负载
的工作电流应小于此数值。
3）集电极最大功耗（PCM）
在规定的条件下，三极管集电极允许的最大功率损耗。实际允许的耗散功率还与三极
管的最高允许结温有关。在实际工作中三极管的功率损耗为集电极-发射极电压（VCE）
与集电极电流（IC）的乘积。
4）集电极-发射极饱和压降（VCE（SAT））
在规定的条件下（IC为10倍的IB），三极管饱和导通时，集电极和发射极之间的电压
降落。
5）基极-发射极压降（VBE）
在规定的条件下（IC为某一工作电流），三极管基极和发射极之间的电压降落。
6）直流放大系数（ＨFE）
6
在规定的条件下（IC为某一工作电流），三极管集电极电流与基极电流的比值，即β
值。它是表征三极管电流放大作用的最主要的参数。常用的中小功率三极管，该值在50～
300之间，普遍在150左右。
7）特征频率（fT）
在规定的条件下（IC为某一工作电流），三极管直流放大系数下降到1时的输入信号频率
值。它是表征三极管具有放大作用时的最高工作频率。常用的中小功率三极管，该值多
在50MHz以上。在高频电路应用中，该值非常重要。fT应选工作频率的10倍以上。
三极管的标识中一般也只有型号，型号中隐含了三极管的特性参数。要特别注意：不
同厂家（公司）生产的相同型号产品参数可能差别较大。
2.4.3 三极管的选用方法
选择三极管的时候首先考虑电路类型（线性放大/电子开关），然后是击穿电压（耐压），
最后是工作电流。集电极-发射极击穿电压（BVCEO）应是电源电压的1.5倍以上；集电
极最大电流（ICM）应是集电极负载电流的2倍以上。其他参数可为电路中其他元件参数
计算提供依据。
需要说明：直流放大系数（ＨFE）在集电极电流很小和很大时，工作频率较高时，都
会有明显的降低。
2.5* 其他电子元件介绍（选讲）
2.5.1场效应晶体管的特点及选用
场效应晶体管（MOSFET，简称场效应管或者MOS管）是电压控制型半导体元件，
在MOS管的栅极施加一定的电压，就可以在漏极极产生较大的电流。
一般N沟道增强型场效应管应用较多。应用电路与NPN型三极管类似。
2.5.2 晶闸管的特点及选用
7
一般灵敏门极型双向晶闸管应用较多。
