听月水榭

第四章 分立器件

二极管的种类及其用法

二极管是一种具有1个PN接合的2个端子的器件。具有按照外加电压的方向，使电流流动或不流动的性质。

二极管的基本特性

利用PN接合的少数载子的注入和扩散现象

光纤温度传感器，只能一个方向（正向）上流通电流。如果在PN接合 二极管的N型半导体加上负压、在P型半导体加上正电压，就可使电流流通。我们将该电流的流动方向叫做正向。如果外加正、负压与上述反方向的电压，则几乎不 会流通电流。我们将该方向叫做反向。如果提高PN接合二极管的反向电压，则电流在某个电压值会急剧增加。我们将该电流叫做击穿电流。此时的电压值对电流而 言基本上为定值。

二极管的特性曲线和图形记号、结构

下图表示二极管的特性曲线和图形记号、结构图。

MOSFET的结构的种类

各种功率MOSFET

★超接MOSFET

结构及动作

一般MOSFET的缺点湿度传感器，是提高耐压的话ON电阻就会急增加。超接MOSFET就是为了改善 这个缺点而发明出来的一种器件。纵向延伸的薄板状N层和P层相邻配置，令N层和P层的杂质浓度一致。在ON状态下电子流过比电阻较低的N层，可以获得较低 的ON电阻。此外，在OFF状态下使N层-P层空乏化，就能得到和本征半导体相同的平坦的电场分布，从而实现高耐压。

可以在保持MOSFET的高速开关特性的同时，获得高耐压、低ON电阻的特性。

用 途

可用于高耐开关电源、PFC（功率改善）等领域。

超级MOSFET的结构

I G B T

IBGT是高耐压MOSFET的一种。它利用导电调制效果（参照PIN二极管）改善了一般MOSFET的缺点伴随着高耐压化而产生的ON电阻的增加。

结构及动作

要实现MOSFET的高压化。需要杂质浓度比较低转速传感器，且层厚比较厚的漏极N-区域。因此， MOSFET在ON状态下的ON电阻会增大。IGBT就是在相当于MOSFET漏极的部位增加了正向的PN接合，从P型半导体向N型半导体注入空穴。这样 一来，就能在该区域形成电子、空穴密度非常高的状态，实现较低的ON电阻。

用 途

IGBT被广泛应用于变频空调、IH烹调设备等白色家电产品及工业设备、泵、稳压电源、风力发电等工业用途，以及混合动力汽车、燃料电池车、还有铁路车辆的马达控制等领域。

IGBT的图形记号、结构

和一般的晶体管外观相同的IGBT

大型IGBT的外观

晶闸管（SCR）和三端双向控硅开关（TRIAC）

晶闸管（硅控制整流器件）具有NPNP的4层结构激光传感器，可以通过栅极信号控制正向电流通电时间的开关用半导体器件。三端双向可控硅开关具有NPNPN的5层结构，是一种可以控制交流电压的元件。

★晶闸管

结构及动作

晶闸管具有NPNP的4层结构。从等价电路的角度来说，相当于NPN晶体管和PNP晶体管各 自的基极作为内部结构连接到了对方的集电极上。因此，NPN的基极上一旦从外部流入电流后，相应产生的NPN的集电极电流就成为PNP的基极电流，该基极 电流所对应PNP的集电极电流就成为NPN的基极电流，这样的循不不断重复完全成为ON状态（栅闩状态）。

晶闸管可以通过栅极关闭电流，但无法像晶体管一样自已切断电流。要进入OFF状态，需要将电流降低到一定电流（维持电流）以下，或者进入一定时间反阻止状态。

动作可分成3个状态。

．反阻止状态：对于阴术来说

，阳极上外加负电压的情况下，电流和栅极状态无关，不能流通

．OFF状态：对于阴极来说，即使阳极变正时，栅极电流对于阴极成负乃至零的情况下，电流也不能流通。

．ON状态：对于阴极来说，当阳极为正时，如果在栅极上加正电压，就会产生电流。

用 途

适合于交流电压的开关及相位控制电路、电容器电压的放电电路、继电器及螺线管的开关。

以下是一些实际的应用举例：电源线的开关及灯的调光控制、加热器的功率控制、气体点火电路 点燃客点火电

路、漏电断路机、频闪闪光电路等。

晶闸管的图形记号、结构

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