【正文】 常用的半導體器件主要有二極管、三極管、集成電路等。是電路中的核心器件。下面分別作簡要介紹：1． 國產半導體器件的型號命名由五部分組成： 第一部分：表示電極數(shù)目。2一表示二極管；表示三極管； 第二部分：表示器件的材料和極性。 A——表示為N型鍺材料。 B——表示為P型鍺材料。 C——表示為N型硅材料。 D——表示為P型硅材料。 E——表示為化合物材料。 第三部分：表示器件類別。 P——普通管； V——微波管；W——穩(wěn)壓管； Z——整流管； L——整流推；N——阻尼管；K——開關管；U——光電管；X——低頻小功率；G——高頻小功率；D——低頻大功率；A——高頻大功率：等等。 第四部分：用數(shù)字表示序號。 第五部分：用字母表示規(guī)格號。 例： 2CN1——N型硅材料阻尼二極管； 3DG8D——P型硅材料高頻小功率三極管；（NPN型） 3DD15D——P型硅材料低頻大功率三極管；（NPN型） 3CG21B——N型硅材料高頻小功率三極管；（PN P型） 3AX31C——N型鍺材料低頻小功率三極管；等等。2． 半導體二極管 PN 節(jié)的形成 （ 1 ）半導體 物體導電能力的好壞取決于物質內部自由電荷的多少，導體的導電能力強，自由電荷多；絕緣體導電能力弱，內部自由電荷少。導電能力介于導體和絕緣體之間的物質稱為半導體。多為 4 價元素構成純凈的半導體稱為本征半導體。以硅鍺為例，內部的原子之間核最外層電子是以共價鍵形成穩(wěn)定結構。在室溫或光照下少數(shù)價電子可以獲得足夠的能量擺脫共價鍵的束縛成為自由電子，同時在共價鍵留下一個空位，稱為空穴，這種現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。自由電子與空穴成對出現(xiàn)，根據電中性的原理顯然空穴可以看成帶等量的正電荷。環(huán)境溫度越高本征激發(fā)產生的空穴與電子對的數(shù)量越大。空穴很容易吸引臨近的價電子去填補，使空穴發(fā)生轉移，這種價電子填補空位的運動可以看做空穴的自由移動。自由電子和空穴是半導體中參與導電的自由電荷，在沒有外加電場時空穴與自由電子都作雜亂無章的熱運動，故不形成電流。自由電子和空穴在運動中相遇會重新結合而成對消失此種現(xiàn)象稱為復合。當環(huán)境一定時激發(fā)與復合達到相等，自由電子與空穴的數(shù)量不再變化 （ 2 ）． PN 節(jié) ① N 型半導體 在硅或鍺的晶體中摻與五價的元素，如磷中雜質原子就代替某些硅原子與周圍的硅原子的最外層電子形成共價鍵，多余的一個電子受到的束縛力較弱，在室溫下就可以激發(fā)成自由電子，大大的增加了半導體的導電能力。由于雜質原子可以提供電子故稱為施主原子，在這種半導體中以電子為多數(shù)載流子稱為多子，空穴為少數(shù)載流子稱為少子，我們把這種半導體稱為Ｎ型半導體② P 在硅或鍺的晶體中摻與三價的元素如硼、鋁、銦中雜質原子，就與周圍的硅原子的最外層電子形成共價鍵，由于缺少一個電子因此可以吸引鄰近的價電子過來補充而形成空穴，由于雜質原子能吸收電子而被稱為受主原子，在這種半導體中以空穴為多數(shù)載流子，稱為多子。自由電子為少數(shù)載流子，稱為少子。我們把這種半導體稱為 P 型半導體 （ 3 ） PN 結 在一塊完整的硅片上，用摻雜的工藝使其一邊形成Ｎ型半導體 另一邊形成 P 型半導體 那么在交界面處形成了一個特殊的導電薄層，由于交界面處存在自由電子和空穴的濃度差異，勢必產生自由電子和空穴的擴散。 P 區(qū)空穴向 N 擴散 、N 區(qū)自由電子向 P 區(qū)擴散。在交界面處復合而使交界面產生一個沒有自由電荷的區(qū)間這個特殊的導電薄層就是 PN 結。2 . 二極管構成及特點 （ 1 ）二極管構成 在 PN 結兩端各引出一根引線，然后用外殼封裝起來就構成了一個半導體二極管。 P 區(qū)引出的引線稱為陽極，Ｎ區(qū)引出的引線叫陰極。結構及電路符號如圖所示 （ 2 ）二極管的伏安特性 . 二極管兩端的電壓Ｕ和流過二極管的電流Ｉ之間的關系可以用二極管伏安特性曲線來描述。如圖為實測的二極管伏安特性曲線，由圖可以看出它們的特點如下 ：A 正向特性 P 區(qū)加正向電壓，即 P 區(qū)加電源正極，Ｎ區(qū)加電源負極（ P Ｎ結正向偏置），只有超過某一數(shù)字后才有明顯的正向電流。 二極管是單向導電的非線性元件。在電路中做整流、檢波、穩(wěn)壓、鉗位等用途。目前又相繼出現(xiàn)多種新的類型的二極管供人們選用。如：變容二極管；激光二極管；發(fā)光二極管；雪崩二極管；隧道二極管等。3半導體三極管 半導體三極管簡稱三極管。是一種電流控制元件。是電子電路中最基本的元件之一。其電流放大作用表現(xiàn)在基極微小的電流變化將會引起集電極電流的很大變化。在電路中可作為信號放大器、振蕩器、射極輸出器等使用。不同類型的二極管、三極管外形及符號見圖23； 圖23三極管的色點： 目前，有部分三極管的生產廠家用在管子上打色點來表示管子HFE參數(shù)的范圍。其各種顏色的數(shù)值范圍如下： 棕色（10——15）；紅色（15——25）；橙色（25——40）；黃色（40——55）；綠色（55——80）：藍色（80——120）；紫色（120——180）；灰色（180——270）；白色（270一400）；黑色（大于400）半導體集成電路根據當時所用實際集成電路型號講具體實例。通用型集成電路的組成及其基本特性 1 、通用型集成運算放大器的組成 集成電路是利用半導體的制造工藝，將整個電路中的元器件制作在一塊基片，封裝后構成特定功能的電路塊。集成電路按其功能可分為數(shù)字集成電路和模擬集成電路。模擬集成電路品種繁多，其中應用最為廣泛的是集成運算放大器。 2 、模擬集成電路在結構上有如下一些特點： （ 1 ）集成電路中的電阻元件由硅半導體的體電阻構成，電容元件常用 PN 結電容構成，電阻和電容的數(shù)值范圍不大，且誤差較大。若電阻、電容值太大，會占用過大的硅片面積，所以，集成電路中不采用大容量電容元件，其高阻值電阻多用有源器件來替代。 （ 2 ）雖然集成電路中元器件參數(shù)的絕對誤差很大，但由同一硅片上用相同工藝制成的同樣元件，其參數(shù)的相對誤差很小，溫度的均一性好，故容易制成特性相同的管子和阻值相等的電阻，所以集成電路中普遍采用差分放大電路、恒流源電路和 OCL 電路等。 （ 3 ）電路中級間都采用直接耦合方式工作，以減少級間耦合元件個數(shù)及耦合損耗。集成電路中還廣泛采用復合管電路以及共射一共基、共集一共基等組合電路。運算放大器本質上是一個高電壓增益、高輸入電阻和低輸出電阻的直接耦合多級放大電路，因它最初主要用于模擬量的數(shù)學運算而得此名。隨著電子技術的發(fā)展，現(xiàn)代運算放大器均由集成電路構成，它有許多類型，為了方便常將其分為通用型和專用型兩類。前者的適用范圍很廣，其特性和指標可以滿足一般應用要求；后者是在前者的基礎上，為適應某些特殊要求而制作的 。 通用型集成運算放大器的組成框圖如圖 所示。它由輸入級、中間電壓放大級、輸出級和偏置電路等組成。 輸入級均采用差分放大電路、利用差分電路的對稱性可以減小溫度漂移的影響，從而提高整個電路的共模抑制比。它的兩個輸入端可以擴大集成運算放大器的應用范圍。 中間電壓放大級大多采用有源負載的共發(fā)射極放大電路組成，其主要作用是提高電壓增益。 輸出組一般采用甲乙類互補對稱放大電路，主要用于提高集成運算放大器的負載能力，減小大信號工作下的非線性失真。 偏置電路用以供給各級直流偏置電流，它由各種電流源電路組成。此外，集成運算放大器還有一些輔助電路，如過流保護電路等。 五、電路器件的老化、篩選，及電路器件的選擇與代換 使用在電子整機中的電路器件，通常是在長期連續(xù)通電的情況下工作。尤其船用電子整機設備，常工作在高溫、潮濕、具有振動沖擊的環(huán)境中，其條件更為惡劣。為了保證電子整機的可靠性、穩(wěn)定性，必須在裝配前對元器件進行嚴格的測試、老化、篩選。 老化、篩選就是對元器件施加外界應力，使早期失效的元器件在上機前暴露、剔除。外界應力可以是電的、溫度的、機械的，或者是這幾種應力的組合。目前，對電子元器件的老化、篩選尚無統(tǒng)一的標準和方法。使用者對老化、篩選的內容，要求也各不相同。下面我們討論元器件失效的普遍規(guī)律，介紹老化篩選的一般方法和原則； 1．器件失效的普遍規(guī)律及相應對策 電路器件具有一定的使用壽命。隨著外界因素的影響和時間的推移，元器件表現(xiàn)為性能下降或失效。電子元器件的可靠性用失效率表示。利用統(tǒng)計學的手段，能夠發(fā)現(xiàn)描述電子元器件失效率的數(shù)學規(guī)律：。失效率的常用單位是Fit（“菲特”），1Fit＝109/h。即一百萬個元器件運用一千小時，每發(fā)生一個失效，就叫做1Fit。失效率越低，說明元器件的可靠性越高。　 電子元器件的失效率還是時間的函數(shù)。統(tǒng)計數(shù)字表明，新制造出來的電子元器件，在剛剛投入使用的一段時間內，失效率比較高，這種失效稱為早期失效，相應的這段時間叫做早期失效期。電子元器件的早期失效，是由于在設計和生產制造時選用的原材料或工藝措施方面的缺陷而引起的，它是隱藏在元器件內部的一種潛在故障，在開始使用后會迅速惡化而暴露出來。元器件的早期失效是十分有害的，但又是不可避免的。人們還發(fā)現(xiàn)，在經過早期失效期以后，電子元器件將進入正常使用階段，其失效率會顯著地迅速降低，這個階段叫做偶然失效期。在偶然失效期內，電子元器件的失效率很低，而且在極長的時間內幾乎沒有變化，可以認為它是一個很小的常數(shù)。在經過長時間的使用之后，元器件可能會逐漸老化，失效率又開始增高，直至壽命結束，這個階段叫做老化失效期。電子元器件典型的失效率函數(shù)曲線如圖所示。從圖20中可以清楚地看出，在早期失效期、偶然失效期、老化失效期內，電子元器件的失效率是大不一樣的，其變化的規(guī)律就象一個浴盆的剖面，所以這條曲線常被稱為“浴盆曲線”。圖 20失效率函數(shù)曲線 2．老化的原則和方法： 老化篩選的作用就是外加應力，將早期失效的元器件的潛在故障加速暴露篩選掉。外加應力的大小原則上不能超出元器件的極限參數(shù)。例如對三極管來說，外加電壓不能超過BVce0值，外加溫度不能超過結溫。以免破壞元器件性能。但外加應力也不能太小，否則達不到老化、篩選的目的。老化、篩選的方法，根據元器件和整機使用條件而定。常見的有：（1）高低溫存儲老化（2）電老化（3）功率老化3．電子元器件的測試與篩選（1）電路器件的選擇與代換 在工程技術中，完成某一方面功能，要用到各種各樣的電路器件，這就要考慮電路器件的選擇問題。電路器件選擇的一個基本點是實用性和經濟性。隨著電子技術的飛速發(fā)展，促進了電子元器件的生產，當代電子元件不僅門類多、品種全，且新產品不斷涌現(xiàn)。現(xiàn)在的電子市場不僅有國內產品，同時也有大量的國外產品。在電路設計中要完成某一方面功能，可能有多種元器件能夠勝任，到底選用哪一種，要進行權衡。這就要求我們熟悉，掌握一些電子器件，了解系列產品。各種元器件常用手冊形式給出，善于查閱手冊也是很重要的。 產品檢驗卡姓名 班級同組 桌號焊接工藝電裝工藝靜態(tài)工作點中頻調試頻率覆蓋綜合成績備注課后自我總結分析41 /