在线观看www成人影院-在线观看www日本免费网站-在线观看www视频-在线观看操-欧美18在线-欧美1级

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

【硬件設計】模擬電子基礎一元器件完整詳解

張飛實戰(zhàn)電子官方 ? 2025-03-17 19:31 ? 次閱讀

模擬電子基礎一--元器件介紹

一、半導體(了解)

1.1 基礎知識

1.2 PN結(jié)

二、二級管

2.1 定義與特性

2.2 二極管的分類

三、三級管

四、MOS管

三、其他元器件管

3.1 電容

3.2 光耦

3.3 發(fā)聲器件

3.4 繼電器

3.5 瞬態(tài)電壓抑制器

前言:本章為知識的簡單復習,不適合運用于考試。

一、半導體(了解)

1.1 基礎知識

導體

其原子結(jié)構中,最外層電子受原子核的束縛力很小,因而極易掙脫原子核的束縛而成為自由電子,而在外電場的作用下,這些電子產(chǎn)生定向漂移運動,從而形成電流,一般為低價元素(銅、鐵、鋁)

絕緣體

其原子結(jié)構中,最外層電子受原子核的束縛力很強,不易掙脫原子核的束縛而成為自由電子,因此導電性能極差,一般為高價元素(氦、氖、氬、氮等惰性氣體)或高分子物質(zhì)(塑料)

半導體

導電性能介于導體與絕緣體之間的物體,一般為四價元素,材料常用硅或鍺,它們的最外層電子數(shù),本身就是對,所以本身就是穩(wěn)定狀態(tài),本征半導體將自然界中的半導體材料進行高溫、高度提煉、使其純度達到99.9999999%,且物理結(jié)構上呈單晶體形態(tài)當受到外界熱、光等作用的,興導電性能將明顯變化,也就是說,當本征半導體的絕對溫度為O時,它是不導電的

6db0fcfe-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

電子和空穴

在本征半導體中,一個自由電子對應一個空穴,或者說,自由電子與空穴總是成對出現(xiàn)。

由于沒有多余的自由電子或者空穴,在熱運動下,自由電子一旦碰上并進入一個空穴,此時自由電子與空穴同時消失,稱之為復合運動在一定溫度下,自由電子與空穴的產(chǎn)生和復合同時存在,稱之為“動態(tài)平衡”。

6db53ada-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

N型半導體

在本征半導體中,摻入微量5價元素,如磷、銻、砷等,則原來晶格中的某些硅(鍺)原子被雜質(zhì)原子代替。由于雜質(zhì)原子的最外層有5個價電子,因此它與周圍4個硅(鍺)原子組成共價鍵時,還多余1個價電子。它不受共價鍵的束縛,而只受自身原子核的束縛,因此,它只要得到較少的能量就能成為自由電子,并留下帶正電的雜質(zhì)離子,它不能參與導電,N型半導體中,自由電子稱為多數(shù)載流子;空穴稱為少數(shù)載流子。

6dcedfc6-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

P型半導體

在本征半導體中,摻入微量3價元素,如硼,則原來晶格中的某些硅(鍺)原子被雜質(zhì)原子代替。

6dd37536-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

1.2 PN結(jié)

單純的雜質(zhì)半導體和本征半導體相比僅僅是提高了導電性能,一般只能制作電阻器件,而無法制成半導體器件。如果采用一定的摻雜工藝,在一塊本征半導體的兩邊分別摻入不同的雜質(zhì),則半導體的一邊成為N型半導體,另一邊就成為P型半導體了。由于兩種雜質(zhì)半導體的相互作用在其交界出形成了一個很薄(數(shù)量級)的特殊導電層,這就是PN結(jié)。PN結(jié)是構成各種半導體器件的基礎。

6df93e24-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

PN結(jié)單向?qū)щ娦?/strong>

6dfe7740-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

若將電源的正極接P區(qū),負極接N區(qū),則稱此為正向接法或正向偏置。此時外加電壓在阻擋層內(nèi)形成的電場與自建場方向相反,削弱了自建場,使阻擋層變窄,如圖所示。顯然,擴散作用大于漂移作用,在電源作用下,多數(shù)載流子向?qū)Ψ絽^(qū)域擴散形成正向電流其方向由電源正極通過P區(qū)、N區(qū)到達電源負極。

6e198620-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

若將電源的正極接N區(qū),負極接P區(qū),則稱此為反向接法或反向偏置。此時外加電壓在阻擋層內(nèi)形成的電場與自建場方向相同,增強了自建場,使阻擋層變寬,如圖此時漂移作用大于擴散作用,少數(shù)載流子在電場作用下作漂移運動,由于其電流方向與正向電壓時相反,故稱為反向電流。由于反向電流是由少數(shù)載流子所形成的,故反向電流很小,而且當外加反向電壓超過零點幾伏時,少數(shù)載流子基本全被電場拉過去形成漂移電流,此時反向電壓再增加,載流子數(shù)也不會增加,因此反向電流也不會增加,故稱為反向飽和電流

PN結(jié)特性曲線

6e1d8b26-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

PN結(jié)加正向電壓,處于導通狀態(tài);加反向電壓,處于截止狀態(tài),即PN結(jié)具有單向?qū)щ娞匦浴?/p>

PN結(jié)處于反向偏置時,在一定電壓范圍內(nèi),流過PN結(jié)的電

流是很小的反向飽和電流。但是當反向電壓超過某一數(shù)值(UB)后,反向電流急劇增加,這種現(xiàn)象稱為反向擊穿,如圖所示。UB稱為擊穿電壓。

PN結(jié)的擊穿分為雪崩擊穿和齊納擊穿。

雪崩擊穿

當反向電壓足夠高時,阻擋層內(nèi)電場很強,少數(shù)載流子在結(jié)區(qū)內(nèi)受強烈電場的加速作用,獲得很大的能量,在運動中與其它原子發(fā)生碰撞時,有可能將價電子“打”出共價鍵,形成新的電子、空穴對。這些新的載流子與原先的載流子一道,在強電場作用下碰撞其它原子打出更多的電子、空穴對,如此鏈鎖反應,使反向電流迅速增大。這種擊穿稱為雪崩擊穿。

齊納擊穿

所謂“齊納”擊穿,是指當PN結(jié)兩邊摻入高濃度的雜質(zhì)時,其阻擋層寬度很小,即使外加反向電壓不太高(一般為幾伏),在PN結(jié)內(nèi)就可形成很強的電場(可達2×106 V/cm),將共價鍵的價電子直接拉出來,產(chǎn)生電子-空穴對,使反向電流急劇增加,出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象?!?/p>

二、二級管

2.1 定義與特性

定義:

二極管就是半導體材料被封裝之后,在PN結(jié)兩端加上兩個正負極引線制作而成。

符號與實物:

6e2ea0e6-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

特性:

單向?qū)щ娦裕蔡匦?/p>

電路中二極管導通之后,所分電壓值為0.7V。

發(fā)光二極管導通之后為分壓值1 ~ 2v,電流范圍為5 ~ 20mA

multisim仿真

6e3420de-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

2.2 二極管的分類

穩(wěn)壓二極管6e453ac2-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

能夠穩(wěn)定一定電壓的二極管,其工作在反向擊穿狀態(tài),反向電壓應大于穩(wěn)壓電壓

multisim仿真:

6e49d514-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png②整流二極管

用于把交流電變成脈動直流電

multisim仿真:

6e59e918-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

開關二極管

功能:

它是電路上為進行“開”、“關”作用而特殊設計的二極管。它由導通變?yōu)榻刂够蛴山刂棺優(yōu)閷ㄋ璧臅r間比一般二極管短

應用:

在電路中主要防止反向電流燒壞一些精密器件起保護作用。

例如:

6e5d95a4-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

當電路遭遇反向電流時,電流可以通過右邊的開關二級管形成回路,從而保護左邊的電路。

三、三級管

定義:

由半導體組成具有三個電極的晶體管

6e743804-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

特性:

輸入電流控制輸出電流

工作狀態(tài):

放大狀態(tài) – 發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏(UB>UE,UC>UB)

飽和狀態(tài) – 發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。

截止狀態(tài) – 發(fā)射結(jié)反偏或兩端電壓為零。

主要公式:

6e7871b2-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

Ie = Ic + Ib = (1+β)Ib

Ic = βIb

截至狀態(tài):集電極和發(fā)射極之間相當于開路

放大狀態(tài):上面的公式

飽和狀態(tài):Ib與Ic都很大,沒有倍數(shù)關系,UCE很小,相當于導線,工程上我們認為硅飽和導通的UCE的壓降為0.3V,鍺管為0.1V

multisim仿真:

6e94099a-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

四、MOS管

MOS管相當于另一種三極管,只有一種載流子(多子)參與導電,被稱為單極型三極管,又因為這種管子是利用電場效應來控制電流的半導體器件(被看成是電壓控制器件),因此也稱為場效應管(簡稱FET)。

場效應管可以分為結(jié)型場效應管(簡稱JFET)和絕緣柵場效應管(簡稱IGFET)兩類。

特點:

它是一種電壓控電流的器件。它有三個電極柵極(G),漏極(D),源級(S),符號如下:

6e9860d0-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

N溝道場效應管

6ea96c4a-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

P溝道場效應管

6eaded10-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

電壓電流關系

6ec04b0e-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

工作區(qū)

6ec5bfd0-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

1)可變電阻區(qū)

(特點:當UDS比較小時,ID,隨UGS的變化而變化)

2)恒流區(qū)

(特點: ID不隨UDS變化,只隨UGS增大而增大)

3)截止區(qū)

(特點:UGS小于1.5V,ID=0,場效應管不導通)

4)擊穿區(qū)

(特點:當UDS增大到一定值時,場效應管被擊穿,ID突然增大,如無限流措施,管子將燒壞,在場效應管使用中一定要注意,防止管子擊穿)

5)過損耗區(qū)

特點:如果長時間工作在此區(qū)域,沒有很好的散熱措施,很可能由于功率較大,造成管子燒壞。所以在使用中也要注意。管子的散熱和最大功率

MOS管與三極管的比較

6ee56272-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

不同類型的MOS管

6eed450a-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

6f093f80-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

multisim仿真:

6f0e2d24-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

三、其他元器件管

3.1 電容

定義:

它有兩個電極板,和中間所夾的介質(zhì)封裝而成,具有特定功能的電子器件。

作用:

旁路、去耦、濾波、和儲能的作用。

①旁路電容

使輸入電壓均勻化,減小噪聲對后級的影響。

進行儲能,當外界信號變化過快時,及時進行電壓的補償。

②去耦電容

去耦電容和旁路電容的作用是差不多的,都有濾除干擾信號的作用,只是旁路電容針對的是輸入信號,而去耦電容針對的是輸出信號。

去耦電容一般比較大10uF或更大,旁路電容一般根據(jù)諧振頻率是0.1uF或0.01uF。

③濾波和儲能的電容

濾除雜波,大電容濾低頻,小電容濾高頻

收集電荷

④實際場景下的電容

鋁電容的長腳為正極,短接為負極,或者電容上標有銀色的一邊為負極,瓷片電容和獨石電容無極性,但設備生產(chǎn)中也有工藝要求。

6f274c78-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

總結(jié):

電源上的電容作用一般是濾除電源電壓的波動。

小電容濾高頻,大電容濾低頻,并且還提供一定的電壓儲備,以備后續(xù)電路的需要對于一些千擾性強的環(huán)境,電容的加入可以減少很多電路控制上不必要的麻煩,在使用電容時,還要注意耐壓值和反接問題。

電容使用的取值大小可以參考別人的一些電路,很多都是工程上的一些經(jīng)驗

3.2 光耦

定義:

光耦實現(xiàn)了是一種“電-光-電”的轉(zhuǎn)換。

實物與符號:

6f2c9cdc-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png6f575ba2-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

multisim仿真:

6f5bfa2c-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

3.3 發(fā)聲器件

定義:

作為電子訊響器,運用其發(fā)聲特性,作為提示或播放等功能。

實物圖:

6f6d581c-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

圖1為喇叭,無極性器件(沒有正負之分),無源蜂鳴器(內(nèi)部沒有振蕩源),所以直流不能驅(qū)動,需要2KHZ~5KHZ的方波才能使其發(fā)出聲響

圖2為蜂鳴器,有極性(長腳為正,短接為負),有源蜂鳴器(內(nèi)部含有震蕩源),當給予1.5V~15V的電壓后,就會發(fā)出聲響。

3.4 繼電器

定義:

它是一種“自動開關”,通過低電壓、小電流去控制高電壓、大電流。

繼電器術語:

常開觸點與常閉觸點

實物圖:

6f726b0e-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

觀察的數(shù)值:

驅(qū)動電壓

可以承受的控制信號量值

multisim仿真:

6f98948c-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

3.5 瞬態(tài)電壓抑制器

定義:

它是一種二極管形式的高效能的保護器件,防止瞬態(tài)高能量時沖擊時,保護精密器件免受各種浪涌脈沖的損壞。

作用:

加在信號和電源線上,能防止微處理器,人體靜電、交流浪涌或噪聲,導致處理器的失靈。

能釋放超過10000V,60A以上的脈沖,并能持續(xù)10ms,而一般的TTL器件,遇到30ms的10V脈沖時,便會導致?lián)p壞,所以利用TVS是既可以防止器件損壞,也可以防止總線之間開關引起的干擾。

將TVS放置在信號線和地之間,能避免數(shù)據(jù)及控制總線受到不必要噪聲的影響。

典型電路:

6f9c2282-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

實物:

6fbb268c-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png6fc63f4a-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

-- END --

免責聲明:本文轉(zhuǎn)自網(wǎng)絡,版權歸原作者所有,如涉及作品版權問題,請及時與我們聯(lián)系,謝謝!

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內(nèi)容侵權或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
  • 半導體
    +關注

    關注

    335

    文章

    28052

    瀏覽量

    225931
  • 元器件
    +關注

    關注

    113

    文章

    4769

    瀏覽量

    93320
  • 模擬電子
    +關注

    關注

    58

    文章

    661

    瀏覽量

    81982
  • 硬件設計
    +關注

    關注

    18

    文章

    402

    瀏覽量

    44820
收藏 人收藏

    評論

    相關推薦

    如何選擇電子元器件

    `復雜的電子系統(tǒng)及儀器都是由大鼉的電阻器、電容器、電 感器、繼電器、連接器、分立半導體器件及集成電路等電子 器件組成的。
    發(fā)表于 04-03 15:15

    一元以內(nèi)的AD單片機

    一元以內(nèi)的AD單片機型號,知道的說下,謝謝
    發(fā)表于 07-16 13:07

    元器件來著 全場滿9.9包郵

    `立創(chuàng)商城,站式電子元器件網(wǎng)上采購商城,4小時閃電發(fā)貨。擁有60000多平方米現(xiàn)代化倉庫,現(xiàn)存貨存超20萬種,芯片、電阻、電容、二級管、三級管、晶振、光耦、傳感器、電感等站購齊!開
    發(fā)表于 03-01 14:13

    電子元器件的相關資料推薦

    電子元器件是具有定功能的最基本部件,單個電子元器件般不能單獨使用,需要將多個
    發(fā)表于 12-31 07:19

    電子元器件基礎知識詳解

    電子元器件基礎知識詳解
    發(fā)表于 10-08 20:13 ?371次下載

    最常用的電子元器件的識別(完整篇)

    最常用的電子元器件的識別(完整篇)電阻電阻在電路中用“R”加數(shù)字表示,如:R1表示編號為1的電阻.電阻在電路中的主要作用為分流、限流、分壓、偏置
    發(fā)表于 11-13 08:38 ?1.5w次閱讀

    常用模擬集成電路型號_電子元器件

    實驗室常用模擬集成電路型號_電子元器件集錦希望對大家有所幫助
    發(fā)表于 03-14 17:30 ?2379次閱讀

    一元錢,用電腦為外設供電

    本內(nèi)容介紹了如何用一元錢,用電腦為外設供電,花了一元錢買了根插孔與T12電源口樣的電源線,再從配件盒內(nèi)找了根硬盤的SATA轉(zhuǎn)lDE電源
    發(fā)表于 06-15 14:25 ?2338次閱讀

    電子元器件基礎知識、電子專業(yè)英語術語、模擬術語表

    電子元器件基礎知識、電子專業(yè)英語術語、模擬術語表
    發(fā)表于 12-16 15:41 ?0次下載

    常用電子元器件手冊(完整)

    常用電子元器件手冊
    發(fā)表于 12-17 21:30 ?0次下載

    安防項目一元器件的識別

    安防項目一元器件的識別
    發(fā)表于 01-04 14:30 ?0次下載

    常用電子元器件手冊完整資料免費下載

    本文檔的主要內(nèi)容詳細介紹的是常用電子元器件手冊完整資料免費下載主要內(nèi)容包括了:數(shù)字集成電路; 模擬集成電路; 半導體二極管和三極管; 敏感元器件
    發(fā)表于 11-23 08:00 ?544次下載

    關于電子元器件型號后綴的作用詳解

    完整器件型號,般都是由主體型號、前綴、后綴等組成,通常工程師只關心前綴和主體型號,卻會忽略后綴,下面我們來看看電子元器件型號后綴的作用有
    發(fā)表于 12-26 11:05 ?7371次閱讀

    硬件設計必備,電子元器件高清矢量圖

    硬件設計必備,電子元器件高清矢量圖分享~
    發(fā)表于 11-05 20:51 ?36次下載
    <b class='flag-5'>硬件</b>設計必備,<b class='flag-5'>電子</b><b class='flag-5'>元器件</b>高清矢量圖

    常見電子元器件完整

    電子元器件完整
    發(fā)表于 06-21 14:54 ?0次下載
    主站蜘蛛池模板: 久久鲁视频 | 一二三区电影 | 国产在线综合网 | 日本色频| www.99色.com| 爽好舒服快受不了了老师 | 午夜合集 | 高清一级片 | 午夜一区二区在线观看 | 在线观看高清免费播放 | 国产午夜精品久久久久九九 | 2018天天夜夜 | 成 人 免 费 黄 色 | 一区二区三区四区无限乱码在线观看 | 六月丁香婷婷激情 | 深爱激情成人 | 韩国黄色三级视频 | 四虎.com | 91人成网站色www免费 | 日本xx69 | 男女交性无遮挡免费视频 | 女人午夜啪啪性刺激免费看 | 在线成人aa在线看片 | 欧美最猛黑人xxxx黑人猛交69 | 天天干天天色天天射 | 五月激情综合婷婷 | 天天视频入口 | 一区视频 | 69久久夜色精品国产69小说 | aaaa级日本片免费视频 | 黄色福利视频网站 | 男女一级大黄 | 欧美色婷婷天堂网站 | 亚色在线 | 2021国内精品久久久久影院 | 色网址在线观看 | 久久亚洲一级毛片 | 色优优 | 日韩特黄 | 五月婷婷激情 | 国产精品热久久毛片 |