二极管具有单向导电特性,但当反向电压大到一定数值后二极管的反向电流会突然增加,这叫击穿现象。利用击穿时通过管子的电流变化很大而管子两端的电压几乎不变的特性,可以实现稳压,这就是稳压二极管。
三极管(Transistor)
半导体三极管又称双极型晶体三极管(简称晶体管),由两个相距很近的PN结构成。具有三个电极叫发射极(Emitter)、基极(Base)和集电极。按PN结的组合类型有PNP型和NPN型。 符号:
+ DZ -
集电区
基区 发射区
P 集电极c N P 发射极e
基极b 集电结
发射结
集电极c N P N 发射极e
基极b c b
e PNP型
c b
e NPN型
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三极管特性 物理结构特性:
1 发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度,以便于有足够的载流子供发射; 2 集电结的面积比发射结的面积要大,以便于收集载流子; 3 基区和薄,杂质浓度很低,以减少载流子在基区的复合机会。 电路应用特性:
1 放大:发射结正偏,集电结反偏,集电极电流仅受基极电流控制。 2 截止:发射结为零偏和反偏,集电结为反偏,晶体管相当于断开的开关。 3 饱和:发射结和集电结都处于正向偏置,管压降很小,晶体管相当于闭合的开关,如同短路状态。 三极管三种基本放大电路形式
c c b b e c e
共發射極
e b 共集電極
共基極
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場效應管(FET, Field-effect transistors)
FET是用電場效應來控制固體材料導電能力的有源器件,所以是一种压控电流型器件,改变其栅源电压就可以改变其漏极电流。
和普通半導體三極管的區別:電壓控制器件,只有一種極性載流子,稱為單極型晶體管,半導體三極管稱為雙極型晶體管。
場效應管分為:結型(JFET)和絕緣柵型(MOSFET)兩種。
结型场效应管分為P沟道和N沟道,以N沟道为例說明结型场效应管的结构: 两个PN结夹着一个N型沟道。三个电极: g:栅极、d:漏极、s:源极 符号:
gd-
-sN沟道
-g-d-sP沟道
-结型场效应管的基本特性:
輿半導體三極管一樣場效應管的工作也分為四個區
a)可变电阻区(導通區)。 b)恒流区也称饱和区(放大區)。 c)夹断区(截止区)。 d)击穿区。
夹断电压UP——使导电沟道完全合拢(消失)所需要的栅源电压uGS。
绝缘栅型场效应管 ( Metal Oxide Semiconductor FET),简称MOSFET,也叫金屬氧化物半導體场效应管。分为: 增强型 ? N沟道、P沟道 耗尽型 ? N沟道、P沟道
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结构 :
4个电极:漏极D,源极S,栅极G和 衬底B。 1.N沟道增强型MOSFET和N沟道耗尽型MOSFET符号:
-dg
-dg---sb
---sbN沟道增强型MOS管的基本特性: uGS < UT,管子截止, uGS >UT,管子导通。
uGS 越大,沟道越宽,在相同的漏源电压uDS作用下,漏极电流ID越大。 开启电压( UT)——刚刚产生沟道所需的 栅源电压UGS。
2.N沟道耗尽型MOSFET特点:
当uGS=0时,就有沟道,加入uDS,就有iD。 当uGS>0时,沟道增宽,iD进一步增加。 当uGS<0时,沟道变窄,iD减小。
夹断电压( UP)——沟道刚刚消失所需的栅源电压uGS。
3.P沟道MOSFET的工作原理与N沟道MOSFET完全相同,只不过导电的载流子不同,供电电压极性不同而已。这如同双极型三极管有NPN型和PNP型一样。 FET放大电路也有三种组态:共源、共漏和共栅。
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-dgg-db---s---sb
第二部分 数字电路基础
1 進制转换
1.1 十進制( decimalism ) 轉換成二進制( binary ) 如下例﹕100(DEC)轉換成BIN
1 2 4 8 16 32 64 128﹒﹒﹒
2?0 2?1 2?2 2?3 2?4 2?5 2?6 2?7 0 0 1 0 0 1 1 0 其結果為﹕1100100
1.2 二進制( binary )轉換成十六進制(hexadecimal) 如下例﹕1100100(BIN)轉換成HEX
0 1 1 0 0 1 0 0
補位 6 其轉換結果﹕64H 2 邏輯門電路 2.1 同向器(跟隨器)
4 A
A
B 0 1
B B=A
同向器真值表如右﹕
0 1
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