半导体分立器件作为电子系统的”细胞单元”,承担着电流控制、信号开关等关键功能。本文系统解析二极管、晶体管、晶闸管等基础器件的结构原理与应用逻辑,为电路设计提供底层支撑。
一、核心器件类型与工作原理
半导体分立器件通过PN结实现电特性调控,主要分为三类:
1.1 二极管家族
- 整流二极管:将交流电转为直流电,如电源适配器
- 稳压二极管:利用反向击穿特性稳定电压
- 肖特基二极管:低导通压降特性,适用于高频开关场景
二极管就像电路中的”单向阀门”,只允许电流单向通过。(来源:IEEE标准术语库)
1.2 晶体管双雄
- 双极型晶体管(BJT):通过基极电流控制集电极电流
- 场效应管(MOSFET):利用栅极电压调控导通状态
MOSFET因驱动功率小,在开关电源中应用广泛。
二、典型应用场景解析
2.1 电源管理领域
- 整流二极管构成AC/DC转换基础架构
- MOSFET担任DC-DC转换核心开关器件
- 稳压管为敏感电路提供电压”安全锚点”
2.2 信号处理系统
- BJT放大麦克风等弱电信号
- 快恢复二极管处理高频脉冲信号
- 晶闸管实现电机调速等功率控制
三、选型关键考量维度
3.1 环境适配性原则
参数 | 影响维度 |
---|---|
结温范围 | 高温环境可靠性 |
反向电压 | 电路耐压安全余量 |
封装形式 | 散热与空间匹配度 |
3.2 性能平衡策略
- 开关电源优先考量开关损耗与导通电阻
- 高频电路关注反向恢复时间
- 功率电路重点验证热阻参数