三极管的特殊用途:
半导体三极管除了构成放大器和作开关元件使用外,还能够做成一些可独立使用的两端或三端器件。
1. 扩流。
把一只小功率可控硅(晶闸管)和一只大功率三极管组合,就可得到一只大功率可控硅,其比较大输出电流由大功率三极管的特性决定,见附图1。图2为电容容量扩大电路。利用三极管的电流放大作用,将电容容量扩大若干倍。这种等效电容和一般电容器一样,可浮置工作,适用于在长延时电路中作定时电容。用稳压二极管构成的稳压电路虽具有简单、元件少、制作经济方便的优点,但由于稳压二极管稳定电流一般只有数十毫安,因而决定了它只能用在负载电流不太大的场合。图3可使原稳压二极管的稳定电流及动态电阻范围得到较大的扩展,稳定性能可得到较大的改善。
2. 代换。
图4中的两只三极管串联可直接代换调光台灯中的双向触发二极管;图5中的三极管可代用8V左右的稳压管。图6中的三极管可代用30V左右的稳压管。上述应用时,三极管的基极均不使用。
红表笔接基极,黑表笔接发射极,所测得阻值为发射极正向电阻值,若将黑表笔接集电极(红表笔不动)。上海二极管
三极管
三极管是电流控制型器件,基极(B)的电流控制发射极(E)和集电极(C)之间的电流。下面以NPN管为例图示如下。
NPN管的原理图示
三极管好像是一个为了取小水而漏掉大水的例子。如上图所示,当不取水时,阀门关闭了大小管道,都没有电流。当通过小管道开启阀门取一点水的时候,水就会漫过阀门空隙流到大管道另外一端。当阀门开的越大,漏掉的水就越多,好像小水流可以控制大漏水一样,这就是线性工作区。如果阀门开大到一定程度,管子满了,那么再开大阀门也不会增加水流了,这就是饱和工作区。
MOS管和三极管的特点有点相似:它们都可以做开关(饱和区),也都可以做放大器(线性区)使用。但是MOS管由于栅极与源漏之间是隔开的,没有像三极管那样直接联通,所以使用起来,各电极之间信号更干净更容易控制。所以MOS管已经是集成电路的主力了。
超快恢复二极管批发FET只由一种载流子(多数载流子)参与导电,因此也称为单极型晶体管。
MOS管
现在用于高电压、大电流下基本上都使用MOS管。由于工艺和材料的差异,N沟道的MOS管可以做到耐压高、导通电流大。
IXFK38N80是一款大功率MOS管,称为HiPerFET Power MOSFETS。数据手册给定的参数为:击穿电压Vds = 800V,工作电流:38A。
下图是测量该MOS管击穿电压与电流曲线,它的击穿电压与手册规定的数值基本一致。
IXFK38N80击穿电压电流曲线
通常情况下,MOS管耐压越高,导通电阻就越大,使得MOS的功耗增加。将MOS管与双极性三极管符合,就形成IGBT功率管,它可以在高耐压和低导通电阻两方面做到兼容。
G40N60是手边的一款IGBT,手册给出的击穿电压为。600V 。下图给出的击穿电压电流曲线显示实际的击穿电压在750V左右。
G40N60击穿电压电流曲线
IGBT中由于存在双极性三极管,它是利用少数载流子完成电流导通,所以IGBT的截止时间较长,无法工作在高频电路中。
近年来逐步推广的碳化硅MOS管可以有效的克服IGBT的频率低的问题,在高电压、低电阻、高频率各方面都具有优势。
C2M008012是一款碳化硅MOS管,在《碳化硅MOS管》介绍过它的原理和特性。
C2M008012碳化硅MOS管
但是在前面推文中对它的击穿电压电流曲线测量存在问题,主要是当时所使用的高压电源功率太小造成的。
二极管
二极管是常见到的单向导通的半导体器件,通常用于信号的整流、检波、电路钳位等。如果反向电压超过其耐压就会引起器件击穿。如果没有限流二极管则会由于功率上升而烧毁。
1N4005硅二极管
1N 400X系列的二极管是常用在信号整流的二极管。数据手册给定的反向击穿电压分别为:
1N4001: 50V;1N4002: 100V;
1N4003:200V;1N4004:400V;
1N4005:600V;4N1006:800V;
1N4007:1000V
下面分别测量手边1N4001,1N4007反向电压-电流曲线。
1N4001二极管反向电压超过200V时,反相电流急剧上升。并且随着反相电流的增加,电压出现复杂变化的情况。
1N4001反向电压电流曲线
1N4007的反向电流电流曲线呈现单调上升的趋势,当反向电压超过1650V的时候,二极管击穿。
1N4007反向电压电流曲线
根据1N4001,1N4007反向击穿电压测试结果可以看出实际器件耐压都比数据手册数值高。由于半导体器件的参数具有很大的离散性,器件实际耐压比数据手册高是为了保证在最坏的情况下仍然能够满足电路的工作电压。
单电子晶体管每个存储元只包含了一个或少量电子,因此它将较大降低功耗,提高集成电路的集成度。
tvs二极管作用 *
TVS的电容量由其芯片的面积和偏置电压来确定,其偏置电压与电容值C 成反比。在应用中要根据电路持性选择合适的电容范围,电容大会使信号损失,对信号起调制作用,引起干扰。
反向漏电流ID
当额定反向工作电压VWM 加于TVS两极时,TVS处于反向关断状态,流过TVS 的电流称为反向漏电流,ID值应小于或等于其最da反向漏电流。
tvs二极管
由于它具有响应速度快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点,tvs二极管应用,已广泛应用于计算机系统、通讯设备、交/直流电源、汽车、电子镇流器、家用电器、仪器仪表(电度表),RS232/422/423/485、I/O、LAN、ISDN、ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、数字照相机的保护、共模/差模保护、RF耦合/IC驱动接收保护、电机电磁波干扰***、声频/视频输入、传感器/变速器、工控回路、继电器、接触器噪音的***等各个领域。
晶体二极管在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场。整流桥二极管出厂价格
晶体管作为一种可变电流开关,能够基于输入电压控制输出电流。上海二极管
1N5817肖特基二极管反压电流曲线
STPS3H100V 是另外一款反向电压较大的肖特基整流二极管。数据手册表明的反向电压大于100V,正向整流电流3A,电压0.327V。下图是它的反向电压电流曲线:
STPS3H100V高压肖特基二极管的反向电压电流曲线
发光二极管基本上不会工作在反向电压下。它们的反向耐压随着不同颜色而不同。下面是对几种不同颜色的LED的反向耐压进行测量结果。可以看到,蓝色LED反向耐压比较低,红色,橘黄色LED的反向耐压很高。
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