电子线路设计2 30页

43第二章常用电子元器件第二章常用电子元器件电子元器件是组成一个电子产品的重要部分。对于电子工程技术人员来说，全面了解各类电子元器件的结构及特点，正确选择并合理地应用它们，是成功研制电子产品的重要因素之一。2.1电阻器2.1.1电阻器的命名方法根据国家标准GB2470—81的规定，电阻器的型号由以下几部分组成。表2-1电阻器的分类代号及其意义数字或字母代号123456789GTWD意义电阻器普通普通超高频高阻高温精密高压特殊高功率可调电位器普通普通精密函数特殊微调多圈表2-2电阻器的材料代号及其意义字母代号THSNJYCIX意义碳膜合成膜有机实芯无机实芯金属膜氧化膜沉积膜玻璃釉膜线绕例如，RJ71表示精密金属膜电阻器，WSW1A表示微调有机实芯电位器。常见的电阻器外形图如图2.1.1所示。 43第二章常用电子元器件图2.1.1常用电阻器外形图2.1.2电阻器的分类及特点1．薄膜类在玻璃或陶瓷基体上沉积一层碳膜、金属膜、金属氧化膜等形成电阻薄膜，膜的厚度一般在几微米以下。（1）金属膜电阻（型号：RJ）。在陶瓷骨架表面，经真空高温或烧渗工艺蒸发沉积一层金属膜或合金膜。其特点是：精度高、稳定性好、噪声低、体积小、高频特性好。且允许工作环境温度范围大（-55～+125℃）、温度系数低（（50～100）×10-6/℃）。目前是组成电子电路应用最广泛的电阻之一。常用额定功率有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W等，标称阻值在10W～10MW之间。（2）金属氧化膜电阻（型号：RY）。在玻璃、瓷器等材料上，通过高温以化学反应形式生成以二氧化锡为主体的金属氧化层。该电阻器由于氧化膜膜层比较厚，因而具有极好的脉冲、高频和过负荷性能，且耐磨、耐腐蚀、化学性能稳定。但阻值范围窄，温度系数比金属膜电阻差。（3）碳膜电阻（型号：RT）。在陶瓷骨架表面上，将碳氢化合物在真空中通过高温蒸发分解沉积成碳结晶导电膜。碳膜电阻价格低廉，阻值范围宽（10W～10MW），温度系数为负值。常用额定功率为1/8W～10W，精度等级为±5％、±10％、±20％，在一般电子产品中大量使用。2．合金类用块状电阻合金拉制成合金线或碾压成合金箔制成电阻，主要包括： 43第二章常用电子元器件（1）线绕电阻（型号：RX）。将康铜丝或镍铬合金丝绕在磁管上，并将其外层涂以珐琅或玻璃釉加以保护。线绕电阻具有高稳定性、高精度、大功率等特点。温度系数可做到小于10-6/℃，精度高于±0.01％，最大功率可达200W。但线绕电阻的缺点是自身电感和分布电容比较大，不适合在高频电路中使用。（2）精密合金箔电阻（型号：RJ）。在玻璃基片上粘和一块合金箔，用光刻法蚀出一定图形，并涂敷环氧树脂保护层，引线封装后形成。该电阻器最大特点是具有自动补偿电阻温度系数功能，故精度高、稳定性好、高频响应好。这种电阻的精度可达±0.001％,稳定性为±5×10-4％/年，温度系数为±10-6/℃。可见它是一种高精度电阻。3．合成类将导电材料与非导电材料按一定比例混合成不同电阻率的材料后制成的电阻。该电阻的最突出的优点是可靠性高，但电特性能比较差。常在某些特殊的领域内使用（如航空航天工业、海底电缆等）。合成类电阻种类比较多，按用途可分为通用型、高阻型和高压型等。（1）金属玻璃釉电阻(型号：RI)。以无机材料做粘合剂，用印刷烧结工艺在陶瓷基体上形成电阻膜。该电阻具有较高的耐热性和耐潮性，常用它制成小型化贴片式电阻。（2）实芯电阻（型号：RS）。用有机树脂和碳粉合成电阻率不同的材料后热压而成。体积与相同功率的金属膜电阻相当，但噪声比金属膜电阻大。阻值范围为4.7W～22MW，精度等级为±5％、±10％、±20％。（3）合成膜电阻（RH）。合成膜电阻可制成高压型和高阻型。高阻型电阻的阻值范围为10MW～106MW，允许误差为±5％、±10％。高压型电阻的阻值范围为47MW～1000MW，耐压分10kV和35kV两挡。（4）厚膜电阻网络（电阻排）。它是以高铝瓷做基体，综合掩膜、光刻、烧结等工艺，在一块基片上制成多个参数性能一致的电阻，连接成电阻网络，也叫集成电阻。集成电阻的特点是温度系数小，阻值范围宽，参数对称性好。目前已越来越多的被应用在各种电子设备中。4．敏感类使用不同材料和工艺制造的半导体电阻，具有对温度、光照度、湿度、压力、磁通量、气体浓度等非电物理量敏感的性质，这类电阻叫敏感电阻。利用这些不同类型的电阻，可以构成检测不同物理量的传感器。这类电阻主要应用于自动检测和自动控制领域中。2.1.3常用电阻器的标志方法一般电子元器件的标注应反映出它们的种类、材料及主要电气参数。电阻器常用的标注方法有直标法、文字符号法和色标法三种。1．直标法把元件的主要参数直接印制在元件的表面上，这种方法主要用于功率比较大的电阻。如电阻表面上印有RXYC-50-T-1k5-±10％，其含义是耐潮被釉线绕可调电阻器，额定功率为50W，阻值为1.5kW，允许误差为±10％。 43第二章常用电子元器件2．文字符号法传统的电阻器文字符号标注是将电阻器的阻值、精度、功率、材料等用文字符号在电阻体上表示出来。如阻值单位用W、kW、MW表示,精度用等级J（±5％）、K（±10％）、M（±20％），电阻器的材料可通过外表的颜色予以区别等。随着电子元件的不断小型化，特别是表面安装元器件（SMC和SMD）的制造工艺不断进步，使得电阻器的体积越来越小，其元件表面上标注的文字符号也作出了相应改革。一般仅用三位数字标注电阻器的数值，精度等级不再表示出来（一般小于±5％）。具体规定如下：（1）元件表面涂以黑颜色表示电阻器。（2）电阻器的基本标注单位是欧姆（W），其数值大小用三位数字标注。（3）对于十个基本标注单位以上的电阻器，前两位数字表示数值的有效数字，第三位数字表示数值的倍率。如100表示其阻值为10×100＝10W；223表示其阻值为22×103＝22kW。（4）对于十个基本标注单位以下的元件，第一位、第三位数字表示数值的有效数字，第二位用字母“R”表示小数点。如3R9表示其阻值为3.9W。3．色标法小功率电阻器使用最广泛的是色标法，一般用背景区别电阻器的种类：如浅色（淡绿色、淡蓝色、浅棕色）表示碳膜电阻，用红色表示金属或金属氧化膜电阻，深绿色表示线绕电阻。一般用色环表示电阻器的数值及精度。普通电阻器大多用四个色环表示其阻值和允许偏差。第一、二环表示有效数字，第三环表示倍率（乘数），与前三环距离较大的第四环表示精度。精密电阻器采用五个色环标志，第一、二、三环表示有效数字，第四环表示倍率，与前四环距离较大的第五环表示精度。有关色码标注的定义见表2-3所示。图2.1.2所示为两种色环电阻的标注图。图2.1.2两种色环电阻的标注图例如标有蓝、灰、橙、金四环标注的电阻，其阻值大小为：68×103＝68000W（68kW），允许偏差为±5％。标有棕、黑、绿、棕、棕五环标注的电阻，其阻值大小为：105×101＝1050W（1.05kW），允许偏差为±1％。 43第二章常用电子元器件表2-3色码标注各位色环代表的意义颜色有效数字倍率（乘数）允许偏差（%）黑0100棕1101±1红2102±2橙3103黄4104绿5105±0.5蓝6106±0.25紫7107±0.1灰8108白9109金10-1±5银10-2±10无色±202.1.4电阻器的正确选用在选择电阻器的阻值时，应根据设计电路时理论计算电阻值，在最靠近标称值系列中选用。普通电阻器（不包括精密电阻器）阻值标称系列值见表2-4，实际电阻器的阻值是表中的数值乘以10n（n为整数）。表2-4电阻器阻值标称系列值允许偏差（％）阻值（W）±5％1.0、1.1、1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6、6.2、6.8、7.5、8.2、9.1±10％1.0、1.2、1.5、1.8、2.2、2.7、3.3、3.9、4.7、5.6、6.8、8.2±20％1.0、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8根据理论计算电阻器在电路中消耗的功率，合理选择电阻器的额定功率。一般按额定功率是实际功率的1.5～3倍之间选定。普通电阻器额定功率标称系列值见表2-5。根据电路的具体要求。适当选用电阻器的类型。如在哪些稳定性、耐热性、可靠性要求比较高的电路中，应选用金属膜或金属氧化膜电阻；对于要求功率大、耐热性能好，工作频率要求不高，可选用线绕电阻；对于无特殊要求的一般电路，可使用碳膜电阻器，以降低成本。表2-5电阻器额定功率标称系列值电阻器类型额定功率（W）线绕电阻器0.05、0.125、0.25、0.5、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500非线绕电阻器0.05、0.125、0.25、0.5、1、2、5、10、25、50、100例：由发光二极管组成的电路如图2.1.3所示。设流过发光二极管的正向电流IF 43第二章常用电子元器件＝15mA，发光二极管的正向压降约1.95V，试选定限流电阻R。12V图2.1.3发光二极管组成的电路解：计算电阻R理论值。根据表2-4，实际选择电阻值R=680W电阻器实际消耗的功率实际选用电阻器的额定功率为0.25W。由于该电阻器不必要使用高精度，温度特性也不必特别考虑，故可选用一般碳膜电阻器即可。2.2电位器电位器是一种可调电阻，也是电子电路中用途最广泛的元器件之一。它对外有三个引出端，其中两个为固定端，另一个是中心抽头。转动或调节电位器转动轴，其中心抽头与固定端之间的电阻将发生变化。常见的电位器外形图如图2.2.1所示。图2.2.1常用电位器外形图2.2.1电位器的性能指标电位器与电阻器的性能指标含义在标称阻值、允许偏差、额定功率等方面是一致的，除此之外还有如下指标。 43第二章常用电子元器件1.阻值变化规律阻值变化规律是指电位器旋转角度（或行程）与作为分压器使用时输出电压的关系。常见电位器的阻值变化规律有线性变化型、指数变化型、对数变化型。2．滑动噪声当电刷在电阻体上滑动时，电位器中心端与固定端之间的电压出现无规则的起伏，这种现象称为电位器的滑动噪声。它是由材料电阻率分布的不均匀以及电刷滑动时接触电阻的无规律变化引起的。3．分辨力对输出量可实现的最精细的调节能力。线绕电位器的分辨力较差。4．极限电压电位器在短时间内能承受的最高电压。5．机械耐久性通常以旋转（或滑动）多少次为标志，是表示电位器使用寿命的指标。2.2.2几种常用电位器型号与规格1．有机实芯电位器由导电材料与有机填料、热固性树脂配制成电阻粉，经过热压，在基座上形成实芯电阻体。该电位器的特点是结构简单、耐高温、体积小、寿命长、可靠性高，广泛用于焊接在电路板上作微调使用；缺点是耐压低、噪声大。几种常用的有机实芯电位器性能指标见表2-6所示。表2-6常用有机实芯电位器的性能指标型号特征主尺寸安装形式阻值特性额定功率阻值范围WS-1普通单圈φ12.7mm单孔轴套XD,Z0.5W0.25W100～4.7M1k～1MWS-2WS16-4普通单圈φ17mm支架卧式XD,Z0.5W0.25W100～2.2M1k～1MWS19-3同轴双连φ18mm防转轴套XD,Z1W0.5W100～4.7M1k～470kWS19-4WSW3-3单圈微调φ7.5mm引线立式0.25W100～1KWS23单圈微调φ12.7mm引线立式0.5W100～1KWS24单圈微调φ12.7mm引线卧式0.25W100～1K 43第二章常用电子元器件2．线绕电位器用合金电阻丝在绝缘骨架上绕制成电阻体，中心抽头的簧片在电阻丝上滑动。线绕电位器用途广泛，可制成普通型、精密型和微调型电位器，且额定功率做的比较大、电阻的温度系数小、噪声低、耐压高。常用的线绕电位器性能指标见表2-7。表2-7常用线绕电位器的性能指标型号特征主尺寸安装形式额定功率阻值范围WX2普通单圈φ18mm防转轴套1W27～15kWX3普通单圈φ23mm防转轴套3W27～15kWXX0.25-1单圈微调φ9mm立式0.25W47～4.7kWXX0.25-2单圈微调φ9mm轴套0.25W47～4.7kWXX0.25-3单圈微调φ9mm引线卧式0.25W47～4.7kWXD910圈单联φ12mm轴套压板0.5W22～27k3．合成膜电位器在绝缘基体上涂敷一层合成碳膜，经加温聚合后形成碳膜片，再与其他零件组合而成。这类电位器的阻值变化连续、分辨率高、阻值范围宽、成本低。但对温度和湿度的适应性差，使用寿命短。常用合成膜电位器的性能指标见表2-8。表2-8常用合成膜电位器的性能指标型号额定功率（W）阻值特性阻值范围（Ω）精度最大工作电压(V)WH1182X470Ω～4.7MΩ±20%5001D，Z4.7kΩ～2.2MΩ400WH50.5X470Ω～4.7MΩ±20%2000.25D,Z4.7kΩ～2.2MΩ150WH190.25X1kΩ～2.2MΩ±20%2000.1D,Z4.7kΩ～470kΩ160WH230.5X1kΩ～1MΩ±20%1500.25D,Z4.7kΩ～100kΩ100WH1440.25X220Ω～2.2MΩ±20%350WH1670.1X470Ω～4.7MΩ±20%1004．多圈电位器多圈电位器属于精密电位器。它分有带指针、不带指针等形式，调整圈数有5圈、10圈等数种。该电位器除具有线绕电位器的相同特点外，还具有线性优良，能进行精细调整等优点，可广泛应用于对电阻实行精密调整的场合。 43第二章常用电子元器件2.3电容器电容器在各类电子线路中是一种必不可少的重要元件。电容器是储能元件，当两端加上电压以后，极板间的电介质在电场的作用下将被极化。在极化状态下的介质两边，可以储存一定量的电荷，储存电荷的能力用电容量表示。电容量的基本单位是法拉（F），常用单位是微法（mF）和皮法（pF）。2.3.1电容器的型号和标志方法电容器的型号由四部分组成。第一个字母C表示电容器，第二部分表示介质材料，第三部分表示结构类型的特征，第四部分为序号。见表2-9。常见的电容器外形图如图2.3.1所示。表2-9电容器型号的命名第一部分：主称第二部分：材料第三部分：特征分类第四部分：序号符号意义符号意义符号意义瓷介云母有机电解C电容器C瓷介1圆片非密封非密封箔式数字对主称、材料特征相同，仅尺寸、性能指标略有差别，但基本上不影响互换的产品给同一序号。若尺寸、性能指标的差别已明显影响互换时，则在序号后面用大写字母作为区别代号予以区别。Y云母2管形非密封非密封箔式I玻璃釉3叠片密封密封烧结粉液体O玻璃膜4独石密封密封烧结粉固体Z纸介5穿心穿心J金属化纸6支柱管无极性B聚苯乙烯7L涤纶8高压高压高压Q漆膜9特殊特殊S聚碳酸酯G高功率H复合介质D铝AN铌W微调G合金T钛E其他材料电容器容量表示方法一般有直接表示法、数码表示法和色码表示法。具体描述如下：1．直接表示法通常是用表示数量的字母m（10-3）、m（10-6）、n（10-9）和p（10-12）加上数字组合表示。例如4n7表示4.7×10-9F=4700pF,47n表示47×10-9F=47000pF=0.047mF,6p8表示6.8pF。另外，有时在数字前冠以R，如R33，表示0.33mF;有时用大于1的四位数字表示，单位为pF,如2200表示为2200pF；有时用小于1的数字表示，单位为mF，如0.22为0.22mF。 43第二章常用电子元器件图2.3.1常用电容器外形图2．数码表示法一般用三位数字来表示容量的大小，单位为pF。前两位为有效数字，后一位表示位率，即乘以10i，i是第三位数字。若第三位数字为9，则乘以10-1。如223代表22×103pF＝22000pF＝0.022mF，又如479代表47×10-1pF＝4.7pF。这种表示法最为常见。3．色码表示法这种表示法与电阻器的色环表示法类似，颜色涂于电容器的一端或从顶端向引线侧排列。色码一般只有三种颜色，前两环为有效数字，第三环为位率，单位为pF。2.3.2电容器的主要参数1．标称容量及偏差电容量是电容器的基本参数，其数值标注在电容器表面上。不同类型的电容器有不同系列的容量标称值。电容器的容量偏差等级有多种，一般偏差都在+5%以上，最大的可达-10%～+100%。2．额定电压能够保证长期工作而不致击穿电容器的最大电压称为电容器的额定工作电压。额定电压系列随电容器种类不同而有所不同，例如，纸介和瓷介电容器的额定电压可从几十伏到几万伏；电解电容器的额定电压可从几伏到1000V。额定电压的数值通常都在电容器上标出。 43第二章常用电子元器件3．电容温度系数电容温度系数定义式为：其中C为标称电容量，为温度变化所引起的容量相对变化。4．绝缘电阻理想电容器的介质应当是不导电的绝缘体，实际电容器介质的电阻为绝缘电阻，有时亦称为漏电阻。5．损耗角正切实际在电容器两端加交流电压时要产生功率损耗。产生损耗的原因是由电容器绝缘电阻造成的。一般用电容器损耗功率（有功功率）与电容器存储功率（无功功率）之比来表示，定义为损耗角正切tgδ。2.3.3常用电容器1．瓷介电容器瓷介电容器的主要特点是介质损耗较低，电容量对温度、频率、电压和时间的稳定性都比较高，且价格低廉，应用极为广泛。瓷介电容器可分为低压小功率和高压大功率两种。常见的低压小功率电容器有瓷片、瓷管、瓷介独石电容器，主要用于高频电路、低频电路中。高压大功率瓷片电容器可制成鼓形、瓶形、板形等形式。主要用于电力系统的功率因数补偿、直流功率变换等电路中。2．云母电容器云母电容器以云母为介质，多层并联而构成。它具有优良的电器性能和机械性能，具有耐压范围宽、可靠性高、性能稳定、容量精度高等优点，可广泛用于高温、高频、脉冲、高稳定性的电路中。但云母电容器的生产工艺复杂，成本高、体积大、容量有限，这使它的使用范围受到了限制。3．有机薄膜电容器表2-10列出了几种常用的有机薄膜电容器的性能。最常见有涤纶电容器和聚丙烯电容器。涤纶电容器的体积小，容量范围大，耐热、耐潮性能好。表2-10几种有机薄膜介质电容器的性能名称容量范围允许误差(%)损耗角正切值(tgδ%)额定电压绝缘电阻(Ω)聚苯乙烯电容10pF～1μF±0.1～±200.01～0.0550～1kV1011聚丙烯电容0.001～0.1μF±2～±200.01～0.150～1kV1011聚四氟乙烯电容510pF～0.1μF±5～±200.002～0.005250～1kV1012涤纶电容510pF～5μF±5～±200.3～0.735～1kV聚碳酸脂电容510pF～5μF±5～±200.08～0.1550～250V 43第二章常用电子元器件4．电解电容器电解电容器的介质是很薄的氧化膜，容量可做得很大，一般标称容量1mF～10000mF。电解电容有正极和负极之分，使用中应保证正极电位高于负极电位；否则电解电容器的漏电流增大，导致电容器过热损坏，甚至炸裂。电解电容器的损耗比较大，性能受温度影响比较大，高频性能差。电解电容器的品种主要有铝电解电容器、钽电解电容器和铌电解电容器。铝电解电容器价格便宜，容量可以做的比较大，但性能较差，寿命短（存储寿命小于5年）。一般使用在要求不高的去耦、耦合和电源滤波电路中。后两者电解电容的性能要优于铝电解电容器，主要用于温度变化范围大，对频率特性要求高，对产品稳定性、可靠性要求严格的电路中。但这两种电容器的价格较高。2.3.4电容器的正确选用电容器的种类繁多，性能各异，合理选用电容器对于产品设计十分重要。在具体选用电容器时，应注意如下问题：根据电路要求选择合适的电容器型号。一般的耦合、旁路，可选用纸介电容器；在高频电路中，应选用云母和瓷介电容器；在电源滤波和退耦电路中，应选用电解电容器。在设计电子电路中选用电容器时，应根据产品手册在电容器标称值系列中选用。固定电容器的标称系列值见表2-11。表2-11电容器标称电容值E24E12E6E24E12E61.01.01.03.33.33.31.13.61.21.23.93.91.34.31.51.51.54.74.74.71.65.11.81.85.65.62.06.22.22.22.26.86.86.82.47.52.72.78.28.23.09.1注：用表中数值再乘以10n来表示电容器标称电容量，n为正或负整数。电容器的额定电压。选用电容器应符合标准系列，电容器的额定电压应高于电容器两端实际电压的1～2倍。尤其对于电解电容器，一般应使线路的实际电压相当于所选额定电压的50%～70%，这样才能充分发挥电解电容器的作用；若实际工作电压低于其额定电压的一半，反而容易使电解电容器的损耗增大。 43第二章常用电子元器件电容器的精度等级。对于某些电子电路需要要求高精度的电容器，例如时间控制等；而对于大多电路，一般允许电容器的容量有比较大的偏差，这时就没有必要选择高精度的电容器，这样可以降低电路成本。电容器的损耗角正切值(tgδ)。电容器的tgδ值相差很大，尤其对高频电路或对信号相位要求严格的电路，电容器的tgδ值大小对电路的性能有较大的影响，一般希望tgδ值越小越好。2.4半导体二极管2.4.1半导体二极管的分类半导体二极管按其用途可分为：普通二极管和特殊二极管。普通二极管包括整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、快速二极管等；特殊二极管包括变容二极管、发光二极管、隧道二极管、触发二极管等。常用的半导体二极管的外形图如图2.4.1所示。图2.4.1半导体二极管外形图2.4.2普通半导体二极管的主要参数1．反向饱和漏电流IS指在二极管两端加入反向电压时，流过二极管的电流，该电流与半导体材料和温度有关。在常温下，硅管的IS为纳安（10-9A）级，锗管的IS为微安（10-6A）级。2．额定整流电流IF 43第二章常用电子元器件指二极管长期运行时，根据允许温升折算出来的平均电流值。目前大功率整流二极管的IF值可达1000A。3．最大反向工作电压URM指为避免击穿所能加的最大反向电压。目前最高的URM值可达几千伏。4．最高工作频率fM由于PN结的结电容存在，当工作频率超过某一值时，它的单向导电性将变差。点接触式二极管的fM值较高，在100MHz以上；整流二极管的fM较低，一般不高于几千赫。5．反向恢复时间trr指二极管由导通突然反向时，反向电流由很大衰减到接近IS时所需要的时间。大功率开关管工作在高频开关状态时，此项指标至为重要。2.4.3几种常用二极管的特点1．整流二极管整流二极管结构主要是平面接触型，其特点是允许通过的电流比较大，反向击穿电压比较高，但PN结电容比较大，一般广泛应用于处理频率不高的电路中。例如整流电路、嵌位电路、保护电路等。整流二极管在使用中主要考虑的问题是最大整流电流和最高反向工作电压应大于实际工作中的值。目前常用几种整流二极管的主要参数见表2-12。表2-12几种常用整流二极管的主要参数型号反向峰值电压VR(V)正向平均电流IF(A)反向饱和漏电流IS(μA)1N400150131N4002100131N4003200131N4004400131N4005600151N4006800131N40071000131N52011002101N52022002101N52033002101N5204400251N52055002101N52066002101N52078002101N52081000210 43第二章常用电子元器件2．快速二极管快速二极管的工作原理与普通二极管是相同的，但由于普通二极管工作在开关状态下的反向恢复时间较长，约4～5ms，不能适应高频开关电路的要求。快速二极管主要应用于高频整流电路、高频开关电源、高频阻容吸收电路、逆变电路等，其反向恢复时间可达10ns。快速二极管主要包括肖特基二极管和快恢复二极管。肖特基二极管是由金属与半导体接触形成的势垒层为基础制成的二极管，其主要特点是正向导通压降小（约0.45V），反向恢复时间短和开关损耗小。但目前肖特基二极管存在的问题是耐压比较低，反向漏电流比较大。目前应用在功率变换电路中的肖特基二极管的大体水平是耐压在150V以下，平均电流在100A以下，反向恢复时间在10～40ns。肖特基二极管应用在高频低压电路中，是比较理想的。快恢复二极管在制造上采用掺金、单纯的扩散等工艺，可获得较高的开关速度，同时也能得到较高的耐压。目前快恢复二极管主要应用在逆变电源中作整流元件，高频电路中的限幅、嵌位等。几种常用的快速二极管参数见表2-13。表2-13几种常用的快速二极管主要参数型号反向峰值电压VR(V)平均整流电流IF(A)反向恢复时间trr(ns)1N58172011N58183011N58194011N49335012001N493520012001N49376001200MUR10550135MUR110100135MUR115150135MUR1202001353．稳压二极管稳压二极管是利用PN结反向击穿特性所表现出的稳压性能制成的器件。稳压管的主要参数有：①稳压值VZ。指当流过稳压管的电流为某一规定值时，稳压管两端的压降。目前各种型号的稳压管其稳压值在2～200V，以供选择。②电压温度系数。稳压管的稳压值VZ的温度系数在VZ低于4V时为负温度系数值；当VZ的值大于7V时，其温度系数为正值；而VZ的值在6V左右时，其温度系数近似为零。目前低温度系数的稳压管是由两只稳压管反向串联而成，利用两只稳压管处于正反向工作状态时具有正、负不同的温度系数，可得到很好的温度补偿。例如2DW7型稳压管是稳压值为±6～7V的双向稳压管。③动态电阻rZ。表示稳压管稳压性能的优劣，一般工作电流越大，rZ越小。④允许功耗PZ。由稳压管允许达到的温升决定，小功率稳压管的PZ值为100～1000mW,大功率的可达50W。⑤稳定电流IZ。测试稳压管参数时所加的电流。实际流过稳压管的电流低于IZ时仍能稳压，但rZ较大。 43第二章常用电子元器件稳压管的最主要的用途是稳定电压。在要求精度不高、电流变化范围不大的情况下，可选与需要的稳压值最为接近的稳压管直接同负载并联。在稳压、稳流电源系统中一般作基准电源，也有在集成运放中作为直流电平平移。其存在的缺点是噪声系数较高，稳定性较差。表2-14列出了几种常用稳压管的主要参数。表2-14几种常用稳压管的主要参数型号稳压值VZ(V)允许功耗PZ(W)动态电阻rZ(W)VZ的温度系数（%/℃）1N5226A3.30.528-71N5227A3.60.524-6.51N5229A4.30.522-5.51N5230A4.70.51431N5233A60.573.81N47366.813.551N47377.5145.81N47388.214.56.21N47409.4～10.6177.51N474211.4～12.7197.71N474413.8～15.61148.21N6024100±5%0.540015.51N6026120±5%0.580015.54．发光二极管（LED）发光二极管的伏安特性与普通二极管类似，所不同的是当发光二极管正向偏置时，正向电流达到一定值时能发出某种颜色的光。根据在PN结中所掺加的材料不同，发光二极管可发出红、绿、黄、橘及红外光线。在使用发光二极管时应注意两点：一是若用直流电源电压驱动发光二极管时，在电路中一定要串联限流电阻，以防止通过发光二极管的电流过大而烧坏管子，注意发光二极管的正向导通压降为1.2～2V(可见光LED为1.2～2V,红外线LED为1.2～1.6V)。二是发光二极管的反向击穿电压比较低，一般仅有几伏。因此当用交流电压驱动LED时，可在LDE两端反极性并联整流二极管，使其反向偏压不超过0.7V，以便保护发光二极管。2.5半导体三极管2.5.1半导体三极管的分类半导体三极管亦称双极型晶体管，其种类非常多。按照结构工艺分类，有PNP和NPN型；按照制造材料分类，有锗管和硅管；按照工作频率分类，有低频管和高频管；一般低频管用以处理频率在3MHz以下的电路中，高频管的工作频率可以达到几百兆赫。按照允许耗散的功率大小分类，有小功率管和大功率管；一般小功率管的额定功耗在1W 43第二章常用电子元器件以下，而大功率管的额定功耗可达几十瓦以上。常见的半导体三极管外型见图2.5.1。图2.5.1半导体三极管外形图2.5.2半导体三极管的主要参数共射电流放大系数β。β值一般在20～200，它是表征三极管电流放大作用的最主要的参数。反向击穿电压值U(BR)CEO。指基极开路时加在c、e两端电压的最大允许值，一般为几十伏，高压大功率管可达千伏以上。最大集电极电流ICM。指由于三极管集电极电流IC过大使β值下降到规定允许值时的电流（一般指β值下降到2/3正常值时的IC值）。实际管子在工作时超过ICM并不一定损坏，但管子的性能将变差。最大管耗PCM。指根据三极管允许的最高结温而定出的集电结最大允许耗散功率。在实际工作中三极管的IC与UCE的乘积要小于PCM值，反之则可能烧坏管子。穿透电流ICEO。指在三极管基极电流IB=0时，流过集电极的电流IC。它表明基极对集电极电流失控的程度。小功率硅管的ICEO约为0.1mA，锗管的值要比它大1000倍，大功率硅管的ICEO约为mA数量级。特征频率fT。指三极管的β值下降到1时所对应的工作频率。fT的典型值约在100～1000MHz之间，实际工作频率。2.5.3半导体器件的命名方法1．中国半导体器件的命名法根据中华人民共和国国家标准，半导体器件型号由五部分组成，其每一部分的含义见表2-15。 43第二章常用电子元器件表2-15国产半导体器件的型号命名方法第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用数字表示器件的电极数目用汉语拼音字母表示器件的材料和极性用汉语拼音字母表示器件的类别用数字表示器件序号用汉语拼音字母表示规格号符号意义符号意义符号意义2二极管ABCDN型锗材料P型锗材料N型硅材料P型硅材料PVWCZLSNUK普通管微波管稳压管参量管整流管整流堆隧道管阻尼管光电器件开关管3三极管ABCDEPNP型锗材料NPN型锗材料PNP型硅材料NPN型硅材料化合物材料XGDAUK低频小功率管（fT＞3MHz,PC＜1W）高频小功率管（fT≥3MHz,PC＜1W）低频大功率（fT≤3MHz,PC≥1W）高频大功率（fT≥3MHz,PC≥1W）光电器件开关管IYBJ可控整流器体效应器件雪崩管阶跃恢复管CSBTFHPINJG场效应器件半导体特殊器件复合管PIN型管激光器件例如3AD50C表示低频大功率PNP型锗管；3DG6E表示高频小功率NPN型硅管。2.美国半导体器件命名法根据美国电子工业协会（EIA）规定的半导体器件型号命名方法如表2-16所示。表2-16美国半导体器件型号的命名法第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用符号表示器件的等级用数字表示PN结数目用字母表示材料用数字表示器件登记序号用字母表示同一器件的不同档次符号意义符号意义符号意义符号意义符号意义J军品1二极管N表示不加热即半导体器件2～4位数字登记顺序号A、B、C…表示器件改进型无非军品2三极管3四极管例如1N4148表示开关二极管，2N3464表示高频大功率NPN型硅管。3．日本半导体器件命名法日本半导体器件型号共用五部分组成，其表示方法如2-17。 43第二章常用电子元器件表2-17日本半导体器件命名法第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用数字表示器件的电极数目用字母表示半导体器件用拉丁字母表示器件的结构和类型用2～3位数字表示器件登记顺序号用拉丁字母表示同一种型号器件的改进型符号意义符号意义符号意义0光电器件S半导体器件A高频PNP型三极管快速开关三极管1二极管2三极管B低频大功率PNP管3有三个PN结的器件C高频及快速开关NPN三极管D低频大功率NPN管FP控制极可控硅GN控制极可控硅HN基极单结管JP沟道场效应管KN沟道场效应管M双向可控硅例如2SA53表示高频PNP型三极管，1S92表示半导体二极管。4．欧洲半导体器件命名法由于目前欧洲各国没有明确统一的标准半导体器件型号命名法，故他们大都使用国际电子联合会的标准。半导体器件的型号一般由四部分组成，其基本含义如表2-18。表2-18欧洲半导体器件命名法第一部分第二部分第三部分第四部分用字母表示器件使用的材料用字母表示器件的类型及主要特性用数字或字母加数字表示登记号用字母表示对同一型号器件的改进符号意义符号意义符号意义符号意义符号意义A锗材料A检波二极管、开关二极管、混频二极管P光敏器件三位数字代表半导体器件的登记序号（同一类型器件使用一个登记号）ABCDE表示同一型号的半导体器件在某一参数方面的分档标志B硅材料B变容二极管Q发光器件C砷化镓C低频小功率三极管R小功率可控硅D锑化铟D低频大功率三极管S小功率开关管R复合材料E隧道二极管T大功率可控硅F高频小功率三极管U大功率开关管一个字母二位数字代表专用半导体器件的登记序号（同一类型器件使用一个登记号）G复合器件、其他器件X倍增二极管H磁敏二极管Y整流二极管K霍尔器件Z稳压二极管L高频大功率三极管补充说明：欧洲半导体器件型号除以上基本组成部分外，为进一步标明器件的特性，或对器件进一步分类，有时还加有后缀，后缀用破折号与基本部分分开。常见的后缀有以下几种。（1）稳压二极管型号后缀的第一部分是一个字母，用来表示器件标称稳定电压值的允许误差范围。其代表的意义如表2-19。表2-19稳压二极管后缀字母的含义符号ABCDE 43第二章常用电子元器件允许误差%±1±2±5±10±20后缀的第二部分是数字，表示稳压二极管的标称稳定电压的整数值；后缀的第三部分是字母V，代表小数点，字母V之后的数字为稳压管标称稳定电压的小数值。（2）整流二极管和可控硅型号的后缀是数字，表示其最大反向电压值，单位是伏。例如BZY88-C9V1表示标称稳压值是9.1V、精度为±5%的硅稳压二极管；BTX64-200表示反向耐压为200V的大功率可控硅；BU406D表示大功率硅开关三极管。2.5.4几种常用半导体三极管的性能1.常用小功率半导体三极管常用小功率半导体三极管的特性见表2-20。表2-20常用小功率半导体三极管特性型号极限参数直流参数交流参数类型PCM(mW)ICM(mA)V(BR)CEO(V)ICEO(uA)VCE(sat)(V)βfT(MHz)Cob(pF)CS9011EFGHI300100180.050.3281503.5NPN39547297132CS9012EFGH600500250.50.664150PNP7896118144CS9013EFGH400500250.50.664150NPN7896118144CS9014ABCD300100180.050.360150NPN60100200400CS9015ABCD310600100180.050.560506PNP0.760100100200400CS901631025200.050.328～97500NPNCS9017310100120.050.528～726002NPNCS9018310100120.050.528～72700NPN8050100015002585～300100NPN8550100015002585～300100PNP2．常用大功率三极管大功率三极管具有输出功率大、反向耐压高等特点，主要用于功率放大、电源变换、低频开关等电路中。常用的大功率三极管型号及特性如表2-21所示。 43第二章常用电子元器件表2-21常用大功率三极管的主要参数型号极限参数直流参数交流参数NPNPNPPCM(W)ICM(A)U(BR)CEO(V)βfM(MHz)2N57582N6226150610025～10012N57592N622712020～802N57602N622814015～602N60582N8053100860≥100042N80582N8054802N37132N37891501060≥1542N37142N3790802N58322N622810025～10012N56332N623012020～802N56342N623114015～602N62822N6285602060750～18k42N53032N57451408015～602002N62842N6287160100750～18k42N50312N4398200304015～6022N50322N4399602N63272N6330806～3032N63282N63311002.5.5半导体三极管的正确使用1．半导体三极管的管脚判别在安装半导体三极管之前，首先搞清楚三极管的管脚排列。一方面可以通过查手册获得，另一方面也可利用电子仪器进行测量，下面讲一下利用万用表判定三极管管脚的方法。首先判定PNP型和NPN型晶体管：用万用表的R×1kW（或R×100W）档，用黑表笔接三极管的任一管脚，用红表笔分别接其他两管脚。若表针指示的两阻值均很大，那么黑表笔所接的那个管脚是PNP型管的基极；如果万用表指示的两个阻值均很小，那么黑表笔所接的管脚是NPN型的基极；如果表针指示的阻值一个很大，一个很小，那么黑表笔所接的管脚不是基极。需要新换一个管脚重试，直到满足要求为止。进一步判定三极管集电极和发射极：首先假定一个管脚是集电极，另一个管脚是发射极；对NPN于型三极管，黑表笔接假定是集电极的管脚，红表笔接假定是发射极的管脚（对于PNP型管，万用表的红、黑表笔对调）；然后用大拇指将基极和假定集电极连接（注意两管脚不能短接），这时记录下万用表的测量值；最后反过来，把原先假定的管脚对调，重新记录下万用表的读数，两次测量值较小的黑表笔所接的管脚是集电极（对于PNP型管，则红表笔所接的是集电极）。2．半导体三极管性能测试在三极管安装前首先要对其性能进行测试。条件允许可以使用晶体管图示仪，亦可以使用普通万用表对晶体管进行粗略测量。 43第二章常用电子元器件（1）估测穿透电流ICEO。用万用表R×1kW档，对于PNP型管，红表笔接集电极，黑表笔接发射极（对于NPN型管则相反），此时测得阻值在几十到几百千欧以上。若阻值很小，说明穿透电流大，已接近击穿，稳定性差；若阻值为零，表示管子已经击穿；若阻值无穷大，表示管子内部断路；若阻值不稳定或阻值逐渐下降，表示管子噪声大、不稳定，不宜采用。（2）估测电流放大系数β。用万用表的R×1kW（或R×100W）档。如果测PNP型管，则按图2.5.2示电路连接，图中的100kW电阻和开关S，也可以用潮湿的手指捏住集电极和基极代替。若是测NPN型管，则红、黑表笔对调。对比S断开和接通时测得的电阻值（或手指断开和捏住时的电阻值），两个读数相差越大，表示该晶体管的β值越高；如果相差很小或不动，则表示该管已失去放大作用。如果使用数字万用表，可直接将三极管插入测量管座中，三极管的β值可直接显示出来。图2.5.2万用表判定三极管β示意图3．使用半导体三极管应注意的事项（1）使用三极管时，不得有两项以上的参数同时达到极限值。（2）焊接时，应使用低熔点焊锡。管脚引线不应短于10mm，焊接动作要快，每根引脚焊接时间不应超过两秒。（3）三极管在焊入电路时，应先接通基极，再接入发射极，最后接入集电极。拆下时，应按相反次序，以免烧坏管子。在电路通电的情况下，不得断开基极引线，以免损坏管子。（4）使用三极管时，要固定好，以免因振动而发生短路或接触不良，并且不应靠近发热元件。（5）功率三极管应加装有足够大的散热器。2.6半导体场效应管场效应管是一种电压控制电流器件。其特点是输入电阻极高，噪声系数低，受温度和辐射影响小。因而特别适用于高灵敏度、低噪声电路中。场效应管分结型和绝缘栅型场效应管两大类。结型（J 43第二章常用电子元器件型）是利用导电沟道之间耗尽区的宽窄来控制电流的，输入电阻在106～109W之间；绝缘栅型（MOS型）是利用感应电荷的多少来控制导电沟道的宽窄从而控制电流大小的，输入阻抗高达1015W。衡量场效应管控制能力的参数指标是跨导gm，即。跨导常用单位为mS。表征器件输出电流减小到接近于零时的栅源电压称为夹断电压VP，它是耗尽型场效应管的重要参数；表征器件开始有输出电流时的栅源电压为开启电压VT，它是增强型场效应管的重要参数。场效应管也有三个工作区：即截止区、可变电阻区（对应三极管的饱和区）、饱和区（对应三极管的放大区）。2.6.1正确使用场效应管的方法不同类型场效应管的偏置电压极性要求如表2-22所示。表2-22场效应管的偏置极性要求类型UDS极性UGS极性N沟道耗尽型N沟道增强型P沟道耗尽型P沟道增强型结型++--+-++--结型场效应管的源、漏极可互换使用。存放绝缘栅场效应管时，由于其输入电阻非常高，一般将它的三只管脚短路，以免静电感应而击穿绝缘栅。在焊接管子时，一般使用25W以下的内热式电烙铁，并有良好的接地措施，或在焊接时切断电烙铁电源。在要求输入电阻较高的场合下使用时，应采取防潮措施，以免输入电阻下降。结型场效应管可用万用表定性的检查管子的质量。测试时，可按一般测试二极管那样先分别测试栅源、栅漏两个PN结；再测漏源间的电阻值，一般约若干kW。MOS场效应管不能用万用表检查，必须用测试仪，而且要在接入测试仪后才能去掉各极短路线。取下时应先短路后取下。同时测试仪应有良好的接地。2.6.2常用半导体场效应管场效应管主要用于前置电压放大、阻抗变换电路、振荡电路、高速开关电路等方面。常用器件的主要参数指标见表2-23。 43第二章常用电子元器件表2-23常用场效应管的主要参数型号类型饱和漏源电流夹断电压开启电压低频跨导栅源电阻最大漏源电压IDSS(mA)VP(V)VT(V)gm(ms)RGS(W)V(BR)DS(V)3DJ6DEFGH结型场效应管<0.35300≥108＞２０0.3～1.25001～3.510003～6.56～103D01DEFGHMOS场效应管N沟道耗尽型＜0.35＜＞1000≥109＞２０0.3～1.21～3.53～6.5＜6～103D06ABMOS场效应管N沟道增强型≤102.5～５＞2000≥109＞２０＜３３C01MOS场效应管P沟道增强型≤10＞500108～1011＞１５2.7几种常用的电力半导体器件1948年晶体管的发明引起了电子工业革命。半导体器件首先被用于小功率领域，如广播、通讯、计算机等。1958年第一个工业用半导体晶闸管的诞生，使其半导体器件的应用范围大大扩展，这也标志着电力电子技术的产生。随着变换器技术发展的需要和半导体制造技术的提高，一代一代的电力半导体器件相继问世，其应用领域也迅猛扩大。2.7.1普通晶闸管普通晶闸管（又称可控硅）是一种大功率半导体器件，主要用于大功率的交直流变换、调压等。晶闸管三个电极分别用字母A(表示阳极)、K（表示阴极）、G（表示门极）。1．晶闸管的伏安特性晶闸管的伏安特性如图2.7.1所示。它表示晶闸管的阳极与阴极间的电压和它的阳极电流之间的关系。通过特性曲线，可得出晶闸管导通和关断的下列结论。 43第二章常用电子元器件图2.7.1晶闸管的伏安特性曲线及符号在正常情况下，晶闸管导通的必要条件有两个，缺一不可：（1）晶闸管承受正向电压（阳极电位高于阴极电位）。（2）加上适当的正向门极电压（门极电位高于阴极电位）。晶闸管一旦导通，门极就失去了控制作用。正因为如此，晶闸管的门极控制信号只要是正向脉冲电压就可以了，称之为触发电压或触发脉冲。要使晶闸管关断，必须去掉阳极正向电压，或者给阳极加反向电压，或者降低正向阳极电压，这样就使通过晶闸管的电流降低到一定数值以下。能保持晶闸管导通的最小电流，称为维持电流。当门极没有加正向触发电压时，晶体管即使阳极和阴极之间加上正向电压，一般是不会导通的。2．晶闸管的主要参数（1）断态重复峰值电压UDRM。指在门极开路而器件的结温为额定值时，允许重复加在器件上的正向峰值电压。若加在管子上的电压大于UDRM，管子可能会失控而自行导通。（2）反向重复峰值电压URRM。指门极开路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的反向峰值电压。当加在管子上反向电压大于URRM时，管子可能会被击穿而损坏。通常把UDRM和URRM中较小的那个数值标作晶闸管型号上的额定电压。在选用管子时，额定电压应为正常工作峰值电压的2～3倍，以保整电路的工作安全。（3）额定正向平均电流IF。其定义和二极管的额定整流电流意义相同。要注意的是若晶闸管的导通时间远小于正弦波的半个周期，即使IF值没超过额定值，但峰值电流将非常大，以致可能超过管子所能提供的极限。（4）正向平均管压降UF。指在规定的工作温度条件下，使晶闸管导通的正弦波半个周期内UAK的平均值，一般在0.4～1.2V。（5）维持电流IH 43第二章常用电子元器件。指在常温门极开路时，晶闸管从较大的通态电流降到刚好能保持通态所需要的最小通态电流。一般IH值从几十到几百毫安，视晶闸管电流容量大小而定。（6）门极触发电流IG。在常温下，阳极电压为6V时，使晶闸管能完全导通所需的门极电流，一般为毫安级。（7）门极触发电压UG。产生门极触发电流所必须的最小门极电压，一般为5V左右。（8）断态电压临界上升率。在额定结温和门极开路的情况下，不导致晶闸管从断态到通态转换的最大正向电压上升率。一般为每微秒几十伏。（9）通态电流临界上升率。在规定条件下，晶闸管能承受的最大通态电流上升率。若晶闸管导通电流上升太快，则会在晶闸管刚开通时，有很大的电流集中在门极附近的小区域内，从而造成局部过热而损坏晶闸管。表2-24给出了几种国产和国外常用的晶闸管主要参数。表2-24常用晶闸管主要参数型号重复峰值电压额定正向平均电流维持电流通态平均电压控制触发电压触发电流URRM(V)IF(A)IH(mA)UF(V)UG(V)IG(mA)３CT10150～14001≤１≤２.53～303CT1035＜50≤3.55～703CT104103CT10520＜1003CT10750＜2008～150MCR102250.80.80.2MCR10350MCR104～MCR108100～8002N1595501.63102N15961002N15972002N15983002N15994002N44415081.5302N44422002N44434002N4446003．晶闸管的正确使用（1）管脚的判别。用万用表R×100W档，分别测量各管脚间的正、反向电阻。因为只有门极G与阴极K之间正向电阻较小，而其他均为高阻状态，故一旦测出两管脚间呈低阻状态，则黑表笔所接为门极G，红表笔所接为阴极K，另一端为阳极A。（2）管子质量的判别。用万用表R×100W档，若测的以下情况之一，则说明管子是坏的。①任两极间正反向电阻均为零。②A、K间正向电阻为低阻（注意：测量过程中黑表笔不要接触G极）。③各极之间均为高电阻。 43第二章常用电子元器件（3）晶闸管额定电压的选择。晶闸管实际工作时承受的正常峰值电压应低于正、反向重复峰值电压UDRM和URRM，并留有2～３倍的额定电压值的余量，还应有可靠的过电压保护措施。（4）晶闸管额定电流的选择。晶闸管实际工作通过的最大平均电流应低于额定通态平均电流ITa，并应根据电流波形的变化进行相应换算，还应有1.5～２倍的余量及过电流保护措施。（5）关于门极触发电压和电流的考虑。晶闸管实际触发电压和电流应大于晶闸管参数UGT和IGT，以保证晶闸管可靠地被触发，但也不能超过允许的极限值。2.7.2双向晶闸管就其功能来说，双向晶闸管可以被认为是一对反并联连接的单向普通晶闸管。它和单向晶闸管的区别是：第一，它在触发之后是双向导通的；第二，在门极中所加的触发信号不管是正的还是负的都可以使双向晶闸管导通。1．双向晶闸管的特性双向晶闸管是从N型硅单晶片的两侧扩散P型材料，形成PNP结构，然后分别在两个P型材料上在形成N型材料，从而形成五层三端特殊的NPNPN结构，如图2.7.2所示。由于双向晶闸管是双向导通的，故它的电极不能称阴、阳极。一般把和门极G接近的电极称电极1，它也是参考电极，记为MT1；另一个电极称为电极2，记为MT2。双向晶闸管在被触发之后，主电路的电流可双向流过；而在控制触发方面，双向晶闸管也具有双向性，故双向晶闸管有四种触发方式：图2.7.2双向晶闸管的结构及符号（1）第一象限触发　MT2+、G+。即相对于电极MT1、MT2的电压为正；门极G的触发电流为正。（2）第二象限触发　MT2+、G–。即相对于电极MT1、MT2的电压为正；门极G的触发电流为负。（3）第三象限触发MT2–、G–。即相对于电极MT1、MT2的电压为负；门极G 43第二章常用电子元器件的触发电流为负。（4）第四象限触发MT2–、G+。即相对于电极MT1、MT2的电压为负；门极G的触发电流为正。双向晶闸管的最高触发灵敏度在第一、三象限，而在第二、四象限比较差。故在实际应用中常采用第一、第三象限触发方式。2．常用的双向晶闸管双向晶闸管主要用于电机控制、电磁阀控制、调温及调光控制等方面，常用的双向晶闸管主要参数如表2-25所示。表2-25常用双向晶闸管主要参数型　　号重复峰值电压额定平均电流不重复浪涌电流通态平均电压触发电压触发电流URRM(V)IF(A)IFSM(A)UF(V)UG(V)IG(mA)3CTS13CTS2３CTS33CTS43CTS5400～100012345≥10≥２０≥30≥33.6≥４２≤2.2≤3≤50MAC97-2MAC97-3MAC97-4MAC97-5MAC97-6MAC97-7MAC97-8501002003004005006000.68.02～2.5102N6069A2N6070A2N6071A2N6072A2N6073A2N6074A2N6075A501002003004005006004302.55～102N63422N63432N63442N634520040060080081002～2.550～75 43第二章常用电子元器件2.7.3功率场效应管功率场效应管（MOSFET）是20世纪70年代中期发展起来的新型半导体电力电子器件。同双极型晶体管相比，功率MOSFET具有开关速度快、损耗低、驱动电流小、无二次击穿现象等优点。目前功率MOSFET越来越受到人们的重视，广泛应用于高频电源变换、电机调速、高频感应加热等领域。1．功率MOSFET的基本特点功率MOSFET是压控型电力电子开关器件，与双极型晶体管不同，其门极控制信号是电压而不是电流。它有三个管脚，分别表示为栅极G、源极S、漏极D。和三极管的基极B、发射极E、集电极C相对应。功率MOSFET有N沟道和P沟道两种。N沟道功率MOSFET类似于NPN型晶体管，当栅—源极输入正向电压时，漏—源极之间导通。P沟道功率MOSFET类似于PNP型晶体管，当栅—源极输入反向电压时，漏—源极之间导通。功率MOSFET的符号如图2.7.3所示。功率MOSFET是新型的功率开关器件，它继承了传统的MOSFET的特点，又吸收了功率晶体管（GTR）的特点。其主要优点如下：（1）开关速度高。功率MOSFET是一种单极型导电器件，无固有存储时间，其开关速度仅取决于极间寄生电容，故开关时间很短（小于50～100ns），因而具有更高的工作频率（100kHz以上）。（2）驱动功率小。功率MOSFET是一种电压型控制器件，既通、断均由栅源电压控制。由于栅极与器件主体是电隔离的，故功率增益高，所需的驱动功率极小，驱动电路简单。（3）安全工作区域宽。功率MOSFET无二次击穿现象，因此功率MOSFET较同功率等级的GTR安全工作区宽，更稳定耐用。（4）过载能力强。短时过载电流一般为额定值的4倍。（5）抗干扰能力强。功率MOSFET的开启电压一般为2～6V。（6）并联容易。功率MOSFET的通态电阻具有正温度系数（即通态电阻值随结温升高而增加），因而在多管并联时易于均流。图2.7.3功率MOSFET的符号 43第二章常用电子元器件2．功率MOSFET的主要参数（1）漏极额定电流ID。指漏极允许连续通过的最大电流，在选择器件时要考虑充分的余量，以防止器件在温度升高时漏极额定电流降低而损坏器件。（2）通态电阻RDS(ON)。它是功率MOSFET导通时漏源电压与漏极电流的比值。通态电阻越大耗散功率越大，越容易损坏器件。通态电阻与栅源电压有关，随着栅源电压的升高通态电阻值将减少。这样似乎栅源电压越高越好，但过高的栅源电压会延缓MOSFET的开通和关断时间，故一般选择栅源电压为12V。（3）阀值电压UGS(th)。指漏极流过一个特定量的电流所需的最小栅源控制电压。有人认为阀值电压UGS(th)小一点好，这样功率MOSFET可以用CMOS或TTL等低电压电路驱动。但是太小的阀值电压抗干扰能力差，驱动信号的噪声干扰会引起MOSFET的误导通，影响它的正常工作。（4）漏源击穿电压U(BR)DSS。漏源击穿电压U(BR)DSS是在UGS=0时漏极和源极所能承受的最大电压。功率MOSFET在工作时绝对不能超过这个电压。（5）输入电容Ciss和输出电容Coss。功率MOSFET的极间电容包括栅极电容CGS、栅漏电容CGD和漏源电容CDS，它们是由MOS结构的绝缘层形成的。一般器件生产厂家不直接提供极间电容值，而是给出输入电容Ciss、输出电容Coss和反馈电容Crss。它们与极间的关系为：Ciss=CGS+CGD,Coss=CDS+CGD,Crss=CGD它们的大小直接决定着MOSFET的开关速度。（6）最大耗散功率PD。它表示器件所能承受的最大发热功率。一般手册中给出的是TC=25℃时的最大耗散功率。（7）开关时间。td(ON)为开通延时时间，tr为开通上升时间，td(OFF)为关断延时时间，tf为下降时间。其中tON=td(ON)+tr称开通时间，tOFF=td(OFF)+tf称关断时间。这些都是表示MOSFET开关速度的参数，对功率开关器件来说是非常重要的。3．几种常用的功率MOSFET表2-26常用功率MOSFET的主要参数型号VGS(th)(V)BVDS(V)IDSS(A)RDS(on)(Ω)PD(V)Td(on)(ns)Td(off)(ns)2N67562N67582N6760BUZ84BUZ330BUZ355IRF630IRF640IRF820IRF830IRF840IRF9640IRFZ404444444444444100200400800500800200200500500500200501495.569.569182.54.5811510.330.753.320.61.60.60.224210.50.0357575751251251257512540751251251253030309040903030603035302540505543031043050806055901870