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第二节 三极管 半导体三极管也称为晶体三极管,可以说它是电子电路中最重要的器件。它最主要的功能是电流放大和开关作用。三极管顾名思义具有三个电极。二极管是由一个pn结构成的,而三极管由两个pn结构成,共用的一个电极成为三极管的基极(用字母b表示)。其他的两个电极成为集电极(用字母c表示)和发射极(用字母e表示)。由于不同的组合方式,形成了一种是npn型的三极管,另一种是pnp型的三极管。 三极管的种类很多,并且不同型号各有不同的用途。三极管大都是塑料封装或金属封装,常见三极管的外观如图,大的很大,小的很小。三极管的电路符号有两种:有一个箭头的电极是发射极,箭头朝外的是npn型三极管,而箭头朝内的是pnp型。实际上箭头所指的方向是电流的方向。 电子制作中常用的三极管有90××系列,包括低频小功率硅管9013(npn)、9012(pnp),低噪声管9014(npn),高频小功率管9018(npn)等。它们的型号一般都标在塑壳上,而样子都一样,都是to-92标准封装。在老式的电子产品中还能见到3dg6(低频小功率硅管)、3ax31(低频小功率锗管)等,它们的型号也都印在金属的外壳上。我国生产的晶体管有一套命名规则,电子爱好者最好还是了解一下: 第一部分的3表示为三极管。第二部分表示器件的材料和结构,a: pnp型锗材料 b: npn型锗材料 c: pnp型硅材料 d: npn型硅材料 第三部分表示功能,u:光电管 k:开关管 x:低频小功率管 g:高频小功率管 d:低频大功率管 a:高频大功率管。另外,3dj型为场效应管,bt打头的表示半导体特殊元件。 转换仍然遵循能量守恒,它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。 三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。当三极管的基极上加一个微小的电流时,在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流,即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化,并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化,这就是三极管的放大作用。 三极管还可以作电子开关,配合其它元件还可以构成振荡器。 第三节 可控硅 可控硅也称作晶闸管,它是由pnpn四层半导体构成的元件,有三个电极,阳极a,阴极k和控制极g 。 可控硅在电路中能够实现交流电的无触点控制,以小电流控制大电流,并且不象继电器那样控制时有火花产生,而且动作快、寿命长、可靠性好。在调速、调光、调压、调温以及其他各种控制电路中都有它的身影。 可控硅分为单向的和双向的,符号也不同。单向可控硅有三个pn结,由最外层的p极和n极引出两个电极,分别称为阳极和阴极,由中间的p极引出一个控制极。 单向可控硅有其独特的特性:当阳极接反向电压,或者阳极接正向电压但控制极不加电压时,它都不导通,而阳极和控制极同时接正向电压时,它就会变成导通状态。一旦导通,控制电压便失去了对它的控制作用,不论有没有控制电压,也不论控制电压的极性如何,将一直处于导通状态。要想关断,只有把阳极电压降低到某一临界值或者反向。 双向可控硅的引脚多数是按t1、t2、g的顺序从左至右排列(电极引脚向下,面对有字符的一面时)。加在控制极g上的触发脉冲的大小或时间改变时,就能改变其导通电流的大小。 与单向可控硅的区别是,双向可控硅g极上触发脉冲的极性改变时,其导通方向就随着极性的变化而改变,从 而能够控制交流电负载。而单向可控硅经触发后只能从阳极向阴极单方向导通,所以可控硅有单双向之分。 电子制作中常用可控硅,单向的有mcr-100等,双向的有tlc336等。 第四节 集成电路 集成电路是一种采用特殊工艺,将晶体管、电阻、电容等元件集成在硅基片上而形成的具有一定功能的器件,英文为缩写为ic,也俗称芯片。集成电路是六十年代出现的,当时只集成了十几个元器件。 后来集成度越来越高,也有了今天的p-iii。 集成电路根据不同的功能用途分为模拟和数字两大派别,而具体功能更是数不胜数,其应用遍及人类生活的方方面面。集成电路根据内部的集成度分为大规模中规模小规模三类。其封装又有许多形式。“双列直插”和“单列直插”的最为常见。消费类电子产品中用软封装的ic,精密产品中用贴片封装的ic等。 对于cmos型ic,特别要注意防止静电击穿ic,最好也不要用未接地的电烙铁焊接。使用ic也要注意其参数,如 工作电压,散热等。数字ic多用+5v的工作电压,模拟ic工作电压各异。集成电路有各种型号,其命名也有一定规律。一般是由前缀、数字编号、后缀组成。前缀表示集成电路的生产厂家及类别,后缀一般用来表示集成电路的封装形式、版本代号等。常用的集成电路如小功率音频放大器lm386就因为后缀不同而有许多种。lm386n是美国国家半导体公司的产品,lm代表线性电路,n代表塑料双列直插。这里有各大ic生产公司的商标及其器件型号前缀。 集成电路型号众多,随着技术的发展,又有更多的功能更强、集成度更高的集成电路涌现,为电子产品的生产制作带来了方便。在设计制作时,若没有专用的集成电路可以应用,就应该尽量选用应用广泛的通用集成电路,同时考虑集成电路的价格和制作的复杂度。在电子制作中,有许多常用的集成电路,如ne555(时基电路)、lm324(四个集成的运算放大器)、tda2822(双声道小功率放大器)、kd9300(单曲音乐集成电路)、lm317(三端可调稳压器)等。
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