半导体包括哪些电子元器件?半导体电子元器件详细介绍

半导体包括哪些电子元器件?半导体电子元器件详细介绍,第1张

所谓半导体就是指导电性能介于金属导体和绝缘体之间的物质,一般是固体(如锗、硅和某些化合物),其中杂质含量和外界条件的改变(如温度变化、受光照射等)都会使其导电性发生变化。 目前半导体元件包括 : 二极管、三极管、场效应管、晶闸管、达林顿管、LED以及含有半导体管的集成块、芯片等。 ① 二极管: 二极管,(英语:Diode),电子元件当中,二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过(称为顺向偏压),反向时阻断 (称为逆向偏压)。因此,二极管可以想成电子版的逆止阀。 ② 三极管: 由三个电极组成的一种电子元件。有电子管三极管和半导体三极管两种。电子管三极管由屏极、栅极、阴极组成;半导体三极管由集电极、基极、发射极组成。 ③ 场效应管: 场效应管属于电压控制元件,这一点类似于电子管的三极管,但它的构造与工作原理和电子管是截然不同的,与双极型晶体管相比,场效应晶体管具有如下特点: (1)场效应管是电压控制器件,它通过UGS来控制ID; (2)场效应管的输入端电流极小,因此它的输入电阻很大。 (3)它是利用多数载流子导电,因此它的温度稳定性较好; (4)它组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成放大电路的电压放大系数; (5)场效应管的抗辐射能力强; (6)由于不存在杂乱运动的少子扩散引起的散粒噪声,所以噪声低。 ④ 晶闸管: 晶闸管导通条件为:加正向电压且门极有触发电流;其派生器件有:快速晶闸管,双向晶闸管,逆导晶闸管,光控晶闸管等。它是一种大功率开关型半导体器件,在电路中用文字符号为“V”、“VT”表示(旧标准中用字母“SCR”表示)。 ⑤ 达林顿管 达林顿管原理 达林顿管又称复合管。它将二只三极管适当的连接在一起,以组成一只等效的新的三极管。这等效于三极管的放大倍数是二者之积。达林顿管的应用: (1)用于大功率开关电路、电机调速、逆变电路。 (12驱动小型继电器 利用CMOS电路经过达林顿管驱动高灵敏度继电器的电路,如右上图所示。虚线框内是小功率NPN达林顿管FN020。 (3)驱动LED智能显示屏 ⑥ LED二极管 发光二极管(LightEmitting Diode,LED),是一种半导体组件。初时多用作为指示灯、显示发光二极管板等;随着白光LED的出现,也被用作照明。 LED被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。 以上就是简单整理的几大常用的半导体电子元器件,在电子领域应用非常的广泛,大家可以了解下。 本文由IC先生网编辑整理,有任何问题欢迎交流讨论。

对于电子行业的工程师来说,电子元件,就像人们入口的大米,每天都需要接触和使用。但事实上,许多工程师可能都不完全理解里面的门道。以下是工程师常用的十种电子元件以及相关的基本概念和知识。让我们一起学习了解一下。

一:电阻

人们说“电阻是所有电子电路中使用最多的元件。“电阻,因为材料对电流有阻碍作用,在这个作用下称为电阻材料。电阻会导致电子通量的变化。电阻越小,电子的通量越大,反之亦然。没有电阻或电阻很小的物质称为导体,简称导体。不能形成电流传输的物质称为电绝缘体,简称绝缘体。

在物理学中,电阻是用来表示导体对电流的阻碍的大小。导体的电阻越大,导体对电流的阻碍就越大。不同导体的电阻通常是不同的,电阻是导体本身的特性。阻力单元是一种阻碍水流运动的耗能单元。

电阻元件的电阻值一般与温度有关。测量温度影响的物理量是温度系数,它被定义为电阻值随温度升高1℃而变化的百分比。

电阻器由“R”加上电路中的数字表示。例如,R1表示编号为1的电阻。电路中电阻的主要作用是分流,电流限制,分压,偏移等。

二:电容

电容是指在给定的电位差下存储的电荷量;国际单位是Farah(F)。一般来说,电荷在电场中在力的作用下移动。当导体之间存在介质时,它会阻碍电荷的移动并导致电荷在导体上积累;电荷累积存储的最常见的例子是两个平行的金属板,这也是众所周知的电容器。

电容通常由电路中的“C”加数字表示。电容是由两个相互接近的金属薄膜组成的元件,由绝缘材料隔开。电容的主要特点是与直流和交流相分离。电容容量是能够存储电能的大小。电容对交流信号的阻碍称为电容电抗,它与交流信号的频率和电容有关。电话中常用的电容器类型有电解电容器、陶瓷电容器、贴片电容器、单片电容器、钽电容器和聚酯电容器。

三:晶体二极管

固态电子装置中的半导体端子装置。这些器件的主要特点是具有非线性电流电压特性。此后,随着半导体材料和工艺技术的发展,利用不同的半导体材料、掺杂分布和几何结构,开发了多种结构多样、功能用途不同的晶体二极管。制造材料包括锗、硅和化合物半导体。晶体二极管可用于产生、控制、接收、变换、放大信号和进行能量转换。

二极管的主要特性是单向导电,即在正向电压作用下导通电阻很小,而在反向电压作用下导通电阻是最大或无限大的。由于上述特性,二极管常用于无绳电话的整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频降噪等电路中。用数字万用表测量二极管时,红色表笔连接二极管的正极和黑色表笔连接二极管的负极是二极管的正极导通电阻,与指针万用表的表笔连接方法正好相反。

四:稳压二极管

齐纳二极管,这种二极管是一种半导体器件,具有高电阻,直到临界反向击穿电压。

齐纳二极管的特点是击穿后,齐纳二极管两端的电压基本不变。当稳压器连接到电路时,如果电源的电压发生波动,或者其他原因导致电路中各点的电压发生变化,则负载两端的电压将基本保持不变。

五:电感

当线圈通过电流时,在线圈中感应磁场,感应磁场产生感应电流以抵抗通过线圈的电流。我们称电流和线圈之间的相互作用为电感,或电感,单位为亨利(h)。它也可以用来制作电感元件。

电感在电路中经常用“l“加上数字来表示。感应线圈是通过将绝缘导线绕在绝缘骨架上制成的。直流能通过线圈,直流电阻是导线本身的电阻,压降很小;当交流信号通过线圈时,线圈两端会产生自感应电动势。自感应电动势的方向与施加电压的方向相反,阻碍了交换的通过。因此,电感的特征是直流阻抗。频率越高,线圈阻抗越大。

六:变容二极管

变容二极管,也称为“可变电抗二极管”。它是一种由PN结电容器(势垒电容器)及其反向偏压Vr构成的二极管。其结构如下图所示。

管变容二极管是一种特殊的二极管,是根据普通二极管内部“PN结”的结电容随施加的反向电压的变化而变化的原理而设计的。变容二极管主要用于移动电话的高频调制电路或无绳电话中的固定电话,低频信号被调制到高频信号上传输。在工作状态下,变容二极管调制电压通常施加到负电极,使得变容二极管的内部结电容随调制电压而变化。变容二极管发生故障,主要表现为漏电或性能不佳:(1)发生漏电时,高频调制电路不工作或调制性能恶化。 (2)当变容二极管性能恶化时,高频调制电路的 *** 作不稳定,并且调制的高频信号被发送到另一方并被另一方接收以产生失真。当出现上述情况之一时,应更换相同类型的变容二极管。

七:晶体三极管

晶体三极管是半导体的基本元件之一。它具有电流放大功能,是电子电路的核心部件。三极管是由两个彼此非常接近的PN结在半导体基片上制成的。两个PN结将大块半导体分为三部分,中间部分为基极区,两侧为发射极区和集电极区,排列为PNP和NPN。

晶体管在电路中经常用“q“加上数字来表示。晶体管是一种特殊的器件,它含有两个PN结,具有放大能力。

八:场效应管

场效应晶体管缩写为FET。导体涉及多数传导,也称为单极晶体管。它属于压控半导体器件。它具有高输入电阻(108~109Ω),低噪声,低功耗,动态范围大,易于集成,无二次击穿,宽安全工作区等。它已成为功能强大的双极晶体管和功率晶体管。竞争者。

场效应管具有输入阻抗高、噪声小等优点,在各种电子器件中也得到了广泛的应用。特别是当场效应晶体管作为整个电子设备的输入级时,一般晶体管很难达到的性能。

场效应管分为结型和绝缘门型两大类,其控制原理相同。

九、传感器

传感器是一种物理装置或生物器官,它能检测和感知外部信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学成分,并将检测到的信息传递给其他装置或器官。

国家标准gb 7665-87中传感器的定义是:“能够感应到指定测量到的部件并根据一定规则将其转换为可用信号的装置或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。满足信息传递、处理、存储、显示、记录和控制的要求。这是实现自动检测和自动控制的第一步。

在新的韦式大字典中,“传感器”被定义为“从一个系统接收电源并通常以另一种形式向第二个系统中的设备发送电源的设备”。根据这一定义,传感器的功能是将一种能量转化为另一种能量形式,因此许多学者也将传感器称为传感器。

十:变压器

变压器是一种利用电磁感应原理改变交流电压的装置。主要部件有一级线圈、二级线圈和铁芯。在电气设备和无线电路中,常用于提升电压、匹配阻抗和安全隔离。

在发电机中,无论线圈是通过磁场还是通过磁场移动通过固定线圈,都可以在线圈中感应出电位。在这两种情况下,磁通量的值是恒定的,但是与线圈相交的磁通量的数量是变化的,这是互感的原理。变压器是一种使用电磁互感来转换电压,电流和阻抗的设备。变压器的功能主要包括:电压转换电流转换,阻抗变换隔离电压调节。

常用的电子元件有:电阻、电容、电感、电位器、变压器、二极管、三极管、mos管、集成电路等等。

1.电阻

导体对电流的阻碍作用就叫该导体的电阻。电阻小的物质称为电导体,简称导体。电阻大的物质称为电绝缘体,简称绝缘体。在物理学中,用电阻(resistance)来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体,电阻一般不同,电阻是导体本身的一种性质。

导体的电阻通常用字母R表示,电阻的单位是欧姆(ohm),简称欧,符号是Ω(希腊字母,音译成拼音读作 ōu mì gǎ )。比较大的单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)(兆=百万,即100万)。

2.电容

电容(或称电容量)是表征电容器容纳电荷本领的物理量。我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量,叫做电容器的电容。电容器从物理学上讲,它是一种静态电荷存储介质(就像一只水桶一样,你可以把电荷充存进去,在没有放电回路的情况下,刨除介质漏电自放电效应/电解电容比较明显,可能电荷会永久存在,这是它的特征),它的用途较广,它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、隔直流等电路中。电容的符号是C。

C=εS/4πkd=Q/U

在国际单位制里,电容的单位是法拉,简称法,符号是F,常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法)等,换算关系是:

1法拉(F)= 1000毫法(mF)=1000000微法(μF)

1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。

3.电感

电感(Inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。电感器的结构类似于变压器,但只有一个绕组。电感器具有一定的电感,它只阻止电流的变化。如果电感器在没有电流通过的状态下,电路接通时它将试图阻止电流流过它;如果电感器在有电流通过的状态下,电路断开时它将试图维持电流不变。电感器又称扼流器、电抗器、动态电抗器。

4.电位器

电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时,在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可视作一可变电阻器。

电位器是一种可调的电子元件。它是由一个电阻体和一个转动或滑动系统组成。当电阻体的两个固定触点之间外加一个电压时,通过转动或滑动系统改变触点在电阻体上的位置,在动触点与固定触点之间便可得到一个与动触点位置成一定关系的电压。它大多是用作分压器,这时电位器是一个四端元件。电位器基本上就是滑动变阻器,有几种样式,一般用在音箱音量开关和激光头功率大小调节。

5. 变压器

变压器(Transformer)是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。

变压器常用作升降电压、匹配阻抗,安全隔离等。

6.二极管

二极管(Diode)是一种具有两个电极的装置,只允许电流由单一方向流过的电子元件。许多的使用是应用其整流的功能。而变容二极管(Varicap Diode)则用来当作电子式的可调电容器

大部分二极管所具备的电流方向性我们通常称之为“整流(Rectifying)”功能。二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过(称为顺向偏压),反向时阻断 (称为逆向偏压)。因此,二极管可以想成电子版的逆止阀。然而实际上二极管并不会表现出如此完美的开与关的方向性,而是较为复杂的非线性电子特征——这是由特定类型的二极管技术决定的。二极管使用上除了用做开关的方式之外还有很多其他的功能

7.三极管

三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管,晶体三极管,是一种电流控制电流的半导体器件·其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号, 也用作无触点开关。晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。

三极管是一种控制元件,主要用来控制电流的大小,以共发射极接法为例(信号从基极输入,从集电极输出,发射极接地),当基极电压UB有一个微小的变化时,基极电流IB也会随之有一小的变化,受基极电流IB的控制,集电极电流IC会有一个很大的变化,基极电流IB越大,集电极电流IC也越大,反之,基极电流越小,集电极电流也越小,即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多,这就是三极管的放大作用。

8.mos管

mos管是金属(metal)—氧化物(oxid)—半导体(semiconductor)场效应晶体管,或者称是金属—绝缘体(insulator)—半导体。MOS管的source和drain是可以对调的,他们都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下,这个两个区是一样的,即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。

MOS管最显著的特性是开关特性好,所以被广泛应用在需要电子开关的电路中,常见的如

开关电源和马达驱动,也有照明调光。

9.集成电路

集成电路(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。

集成电路具有体积小,重量轻,引出线和焊接点少,寿命长,可靠性高,性能好等优点,同时成本低,便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用,同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。用集成电路来装配电子设备,其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍,设备的稳定工作时间也可大大提高。


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