半導(dǎo)體分立器件作為電子系統(tǒng)的”細(xì)胞單元”，承擔(dān)著電流控制、信號(hào)開關(guān)等關(guān)鍵功能。本文系統(tǒng)解析二極管、晶體管、晶閘管等基礎(chǔ)器件的結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用邏輯，為電路設(shè)計(jì)提供底層支撐。
一、核心器件類型與工作原理
半導(dǎo)體分立器件通過PN結(jié)實(shí)現(xiàn)電特性調(diào)控，主要分為三類：
1.1 二極管家族
- 整流二極管：將交流電轉(zhuǎn)為直流電，如電源適配器
- 穩(wěn)壓二極管：利用反向擊穿特性穩(wěn)定電壓
- 肖特基二極管：低導(dǎo)通壓降特性，適用于高頻開關(guān)場景
二極管就像電路中的”單向閥門”，只允許電流單向通過。(來源：IEEE標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語庫)
1.2 晶體管雙雄
- 雙極型晶體管(BJT)：通過基極電流控制集電極電流
- 場效應(yīng)管(MOSFET)：利用柵極電壓調(diào)控導(dǎo)通狀態(tài)
MOSFET因驅(qū)動(dòng)功率小，在開關(guān)電源中應(yīng)用廣泛。
二、典型應(yīng)用場景解析
2.1 電源管理領(lǐng)域
- 整流二極管構(gòu)成AC/DC轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)架構(gòu)
- MOSFET擔(dān)任DC-DC轉(zhuǎn)換核心開關(guān)器件
- 穩(wěn)壓管為敏感電路提供電壓”安全錨點(diǎn)”
2.2 信號(hào)處理系統(tǒng)
- BJT放大麥克風(fēng)等弱電信號(hào)
- 快恢復(fù)二極管處理高頻脈沖信號(hào)
- 晶閘管實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速等功率控制
三、選型關(guān)鍵考量維度
3.1 環(huán)境適配性原則
| 參數(shù) | 影響維度 |
|---|---|
| 結(jié)溫范圍 | 高溫環(huán)境可靠性 |
| 反向電壓 | 電路耐壓安全余量 |
| 封裝形式 | 散熱與空間匹配度 |
3.2 性能平衡策略
- 開關(guān)電源優(yōu)先考量開關(guān)損耗與導(dǎo)通電阻
- 高頻電路關(guān)注反向恢復(fù)時(shí)間
- 功率電路重點(diǎn)驗(yàn)證熱阻參數(shù)
