第一节二极管和三极管
二极管和三极管课件
电路
电子 技术
基本概念基本定律 电路的计算方法 暂态电路 交流电的基本知识
模拟电子 特点 信号是连续的 技术
数字电子 特点
技术
信号是离散的
学习电子技术的方法及其 与电路的联系
1、我们在学习时要注意整体的思想，不能 钻牛角尖。着重掌握整个电路单元的功能。
2、在具体分析某个电路单元时，又要用 到电路的分析计算方法。
（a. 电子电流、b.空穴电流）
6.2 PN结
6.2.1 PN结的形成
内电场越强，漂移运
空间电荷区也称 PN 结
少子的漂移运动
动越强，而漂移使空间 电荷区变薄。
P 型半导体
内电场 N 型半导体
－－－－－－ + + + + + + －－－－－－ + + + + + + －－－－－－ + + + + + + 动画 － － － － － － + + + + + +
3、多借阅电子图书，主动分析所见到的 电路图。
带着兴趣学习：
1、说出你比较感兴趣的一种电子产品或电器
2、想象你生活当中的一件事，做起来不是 很方便，可以通过电子产品或机械手的手段 来解决它。并给这个产品命名
通过学习，能够弄清你所选电器的原理，和元器 件所起的作用；能够设计出你所想的产品。
知识点
电子电路的设计 分析
P
内电场 外电场
N
–+
2. PN 结加反向电压（反向偏置）P接负、N接正
PN 结变宽
－－－ － －－ －－－ － －－ －－－－ － －
二极管和三极管工作原理
二极管和三极管工作原理二极管和三极管是我们常见的电子器件，也是电子工程学习的基础。
它们的工作原理十分简单，但又具有一定的神奇之处。
本文将会详细介绍二极管和三极管的工作原理。
一、二极管的工作原理1.材料的类型二极管主要由P型半导体和N型半导体材料构成。
P型材料掺杂了具有正电荷的杂原子，N型材料则掺杂了具有负电荷的杂原子。
2.载流子的扩散二极管两端分别连接P型材料和N型材料，这时，电子就会从N型材料中向P型材料中扩散，同时，空穴也从P型材料中向N型材料中扩散。
由于P型材料中充分掺杂了杂原子，因此空穴非常多，电子相对较少；而N型材料中掺杂的是负电荷杂原子，因此电子非常多，空穴相对较少。
这样，空穴和电子的扩散速度是不同的，导致了两边的电荷不平衡，形成了正负两极。
3.正向和反向偏置当二极管的正极向P型材料连接，负极向N型材料连接时，这就是正向偏置。
在这种情况下，电子和空穴可以更加自由地流动，形成了一个低电阻通路，电流可以通过二极管。
而当二极管的正极与N型材料连接，负极与P型材料连接时，这就是反向偏置。
在这种情况下，P型材料的电子和N型材料的空穴被迫移向中间的P-N结，形成一个高电阻区域，电流无法通过二极管。
二、三极管的工作原理1.结构三极管由三个掺杂不同型号的半导体材料构成，分别是负偏控制区域，正偏控制区域和输出区域。
其中负偏控制区域和输出区域都是N 型材料，而正偏控制区域是P型材料。
2.正向和反向偏置在正向偏置状态下，正偏控制区域的P型材料中注入电子，因此电子流向N型材料的输电区域。
同时，P型材料中的空穴流向基极，经过集电极扩散到输出区域的N型材料中。
这样就形成了从输出区域N 型材料中的电子，向依次进入正偏控制区域P型材料中的基极，再到达负偏区域N型材料中的电流路径，从而放大电流的效果。
而在反向偏置状态下，所有区域中的电子都被迫向正偏控制区域的P型材料中移动，抵消空穴电荷。
这样就形成了一条阻止电流流过集电极的高阻抗路径，从而避免了电路被破坏。
三极管和二极管
三极管和二极管一、介绍三极管和二极管二极管是一种电子元件，它有两个电极，分别为阳极和阴极。
在正向电压下，电流可以流过二极管，而在反向电压下，电流将被阻止。
因此，二极管通常用于整流器、稳压器和信号检测等应用中。
三极管是另一种电子元件，它由三个区域组成：发射区、基区和集电区。
基区控制从发射区到集电区的电流。
当正向偏置时，三极管可以工作在放大器模式下；当反向偏置时，它可以工作在开关模式下。
三极管通常用于放大器、开关和振荡器等应用中。
二、二极管的类型1. 硅二极管硅二极管是最常见的类型之一。
它有一个PN结，并且具有高的热稳定性和低的漏电流。
2. 锗二极管锗二极管比硅二极管更早被发明，并且具有较低的噪声水平和较高的灵敏度。
但是，锗材料对温度变化非常敏感。
3. 高速二极管高速二极管具有非常短的恢复时间，可以快速地从导通到截止转换。
它们通常用于高频应用中。
4. 肖特基二极管肖特基二极管是一种非常快速的二极管，它具有低的反向电流和较小的开关时间。
它们通常用于高频应用中。
三、三极管的类型1. NPN三极管NPN三极管是最常见的类型之一。
在正向偏置时，电流从发射区流向集电区。
当基区被注入电流时，它将控制从发射区到集电区的电流。
2. PNP三极管PNP三极管与NPN三极管相似，但是在正向偏置时，电流从集电区流向发射区。
当基区被注入电流时，它将控制从集电区到发射区的电流。
3. 功率三极管功率三极管可以处理大量功率并能够承受高压和高温度。
它们通常用于放大器、开关和变换器等应用中。
4. 双极性晶体管（BJT）BJT是一种双向传输器件，可以作为放大器或开关使用。
它由两个PN 结组成，其中一个是NPN结，另一个是PNP结。
四、应用1. 二极管的应用（1）整流器：二极管可以将交流电转换为直流电。
（2）稳压器：二极管可以用作稳压器的关键元件。
（3）信号检测：二极管可以检测并放大无线电频率信号。
2. 三极管的应用（1）放大器：三极管可以放大电路中的信号。
二极管和三极管原理ppt课件
37
① N沟道结型场效应管
基底:N型半导体
D（drain）
两边是P区
G（grid）
N PP
D G
D G
S
S
S（source）
精导品pp电t 沟道
38
② P沟道结型场效应管
D（drain）
G（grid）
P NN
S（source）
精品ppt
D G
D G
S
S
39
工作原理（以P沟道为例）
① 栅源电压UGS对导电沟道的影响
14
+
Si
Si
B
BSi
Si
Si
Si
空穴
掺硼的半导体中，空穴的数目远大于自由电子的数目。空
穴为多数载流子，自由电子是少数载流子，这种半导体称为空 穴型半导体或P型半导体
一般情况下，掺杂半导体中多数载流子的数量可达到少数
载流子的1010倍或更多精。品ppt
15
二、半导体二极管
精品ppt
16
PN 结的形成
精品ppt
26
由于少数载流子数量很少，因此反向电流不大，即 PN结呈现的反向电阻很高。 （换句话说，在P型半导 体中基本上没有可以自由运动的电子，而在N型半导体 中基本上没有可供电子复合的空穴，因此，产生的反向 电流就非常小。）
值得注意的是：因为少数载流子是由于价电子获 得热能(热激发)挣脱共价键的束缚而产生的，环境温度 愈高，少数载流子的数目愈多。所以温度对反向电流的 影响很大。
在金属导体中只有电子这种载流子，而半导体中存在空
穴和电子两种载流子，在外界电场的作用下能产生空穴流和
电子流，它们的极性相反且运动方向相反，所以，产生的电
二极管和三极管原理
二极管和三极管原理二极管原理：二极管是一种有两个电极（即阴极和阳极）的半导体器件。
它基于PN结的特性，PN结是由P型半导体和N型半导体直接相接而形成的结构。
在正向偏置电压下，P型半导体为正极，N型半导体为负极，形成正向电流。
而在反向偏置电压下，P型半导体为负极，N型半导体为正极，形成反向电流。
二极管的主要原理是PN结的单向导电性。
当二极管正向偏置时，P区与N区之间的电子就会向前移动，同时空穴则向后移动，形成正向电流。
而在反向偏置时，由于PN结上有一个势垒，阻碍了电子和空穴的移动，所以几乎没有电流通过。
因此，二极管可以用来控制电流的流向。
二极管的特性使其在电子设备中有广泛的应用。
例如，它可以用作整流器，将交流电转换为直流电。
当正弦波信号通过二极管时，只有正半周期能通过，负半周期将被阻止，从而将交流电转换为直流电。
此外，二极管还可用于稳压电路、振荡器等。
三极管原理：三极管是一种三个电极（即基极、发射极和集电极）的半导体器件。
它是由两个PN结（即P型和N型）组成的。
PNP型和NPN型是两种常见的三极管。
PNP型的集电极和基极为负极，发射极为正极；NPN型的集电极和基极为正极，发射极为负极。
三极管的原理是基于PNP或NPN结的放大作用。
当三极管的基极接受到一个小信号电流时，这个电流通过PN结的放大作用，导致大量的电子或空穴流向集电极。
这样，三极管就能够将小信号放大成大信号。
具体来说，当三极管处于截止状态时，集电极和发射极之间的电流非常小。
当三极管处于饱和状态时，集电极和发射极之间的电流非常大。
通过控制基极电流的大小，可以在截止和饱和之间控制三极管的工作状态，从而实现对信号的放大。
三极管具有放大、开关、振荡等功能，因此在电子电路中有广泛的应用。
例如，三极管可以用于构建放大器，将小信号放大到足够大的程度。
此外，它还可以用于逻辑门电路、时钟发生器等。
电工电子技术基础第十章
第二节 晶体三极管
不同的晶体管， 值不同，即电流的放大能力不同，一般为 20 ～ 200。 ② 直流电流放大系数 I C IB 通常 晶体管的放大作用的意义： 基极电流的微小变化引起集电极电流的较大变化，当基极 电路中输入一个小的信号电流 ib ，就可以在集电极电路中得到 一个与输入信号规律相同的放大的电流信号ic。 可见，晶体管是一个电流控制元件。
操作：调节(或改变 E1 )以改变基极电流 IB 的大小,记录 每一次测得的数据。
次数
电流
IB/mA IC/mA
1
0 0.01
2
0.01 0.56
3
0.02 1.14
4
0.03 1.74
5
0.04 2.33
IE/mA
0.01
0.57
1.16
1.77
2.37
（1）直流电流分配关系：
IE IC IB
晶体三极管
一、晶体管的结构 二、晶体管的放大作用
三、晶体管的三种工作状态
四、晶体管的主要参数 五、晶体管的管型和管脚判断
第二节 晶体三极管
一、晶体管的结构
1．结构和符号
、发射区 三个区：集电区、基区 （1）结构： 两个PN 结：集电结、发射结 发射极：e 三个区对应引出三个极： 基极：b 集电极：c
第二节 晶体三极管
（2）放大状态 UBE 大于死区电压，IB > 0，集电极电流 IC 受 IB 控制，即
I C I B 或 ΔI C Δ I B
晶体管处于放大状态的条件是：发射结正偏，集电结反偏， 即VC > VB > VE （NPN管，PNP管正好相反） 。
第二节 晶体三极管
二极管和三极管的开关特性
第一节二极管的开关特性一般而言，开关器件具有两种工作状态：第一种状态被称为接通，此时器件的阻抗很小，相当于短路；第二种状态是断开，此时器件的阻抗很大，相当于开路。
在数字系统中，晶体管基本上工作于开关状态。
对开关特性的研究，就是具体分析晶体管在导通和截止之间的转换问题。
晶体管的开关速度可以很快，可达每秒百万次数量级，即开关转换在微秒甚至纳秒级的时间内完成。
二极管的开关特性表现在正向导通与反向截止这样两种不同状态之间的转换过程。
二极管从反向截止到正向导通与从正向导通到反向截止相比所需的时间很短，一般可以忽略不计，因此下面着重讨论二极管从正向导通到反向截止的转换过程。
一、二极管从正向导通到截止有一个反向恢复过程在上图所示的硅二极管电路中加入一个如下图所示的输入电压。
在0―t1时间内，输入为+V F，二极管导通，电路中有电流流通。
设V D为二极管正向压降（硅管为0.7V左右），当V F远大于V D时，V D可略去不计，则在t1时，V1突然从+V F变为-V R。
在理想情况下，二极管将立刻转为截止，电路中应只有很小的反向电流。
但实际情况是，二极管并不立刻截止，而是先由正向的I F变到一个很大的反向电流I R=V R／R L，这个电流维持一段时间t S后才开始逐渐下降，再经过t t后，下降到一个很小的数值0.1I R，这时二极管才进人反向截止状态，如下图所示。
通常把二极管从正向导通转为反向截止所经过的转换过程称为反向恢复过程。
其中t S 称为存储时间，t t称为渡越时间，t re=t s+t t称为反向恢复时间。
由于反向恢复时间的存在，使二极管的开关速度受到限制。
二、产生反向恢复过程的原因——电荷存储效应产生上述现象的原因是由于二极管外加正向电压V F时，载流子不断扩散而存储的结果。
当外加正向电压时Ｐ区空穴向Ｎ区扩散，Ｎ区电子向Ｐ区扩散，这样，不仅使势垒区（耗尽区）变窄，而且使载流子有相当数量的存储，在Ｐ区内存储了电子，而在Ｎ区内存储了空穴，它们都是非平衡少数载流于，如下图所示。
半导体、二级管和三极管概述
PN结加反向电压
PN结加反向电压时， 内建电场被增强，势垒 高度升高，空间电荷区 宽度变宽。这就使得多 子扩散运动很难进行， 扩散电流趋于零；
而少子漂移运动处于优势，形成微小的反向的电流。
流过PN结的反向电流称为反向饱和电流(即IS)， PN结呈现为大电阻。由于IS很小,可忽略不计,所 以该状态称为：PN结反向截止。 总结 PN结加正向电压时，正向扩散电流远大于漂移电 流， PN结导通；PN结加反向电压时，仅有很小的 反向饱和电流IS，考虑到IS≈0，则认为PN结截止。
基区空穴 的扩散
扩散运动形成发射极电流IE，复合运动Байду номын сангаас成基极电 流IB，漂移运动形成集电极电流IC。
电流分配：
IE＝IB＋IC
IE－扩散运动形成的电流 IB－复合运动形成的电流 IC－漂移运动形成的电流
直流电流 放大系数
IC IB
iC iB
交流电流放大系数
I CEO (1 ) I CBO
稳压管的伏安特性
稳压管的主要参数 稳定电压Uz：Uz是在规定电流下稳压管的反向击 穿电压。 稳定电流IZ：它是指稳压管工作在稳压状态时， 稳压管中流过的电流，有最小稳定电流IZmin和最大 稳定电流IZmax之分。
（6）其它类型二极管 发光二极管：在正向导通其正向电流足够大时， 便可发出光，光的颜色与二极管的材料有关。广 泛用于显示电路。
图4 本征半导体中 自由电子和空穴
本征半导体的载流子的浓度 本征激发：半导体在热激发下产生自由电子和空 穴对的现象称为本征激发。 复合：自由电子在运动过程中如果与空穴相遇就 会填补空穴，使两者同时消失。 在一定的温度下，本征激发所产生的自由电子与 空穴对，与复合的自由电子与空穴对数目相等，达 到动态平衡。即在一定温度下本征半导体的浓度是 一定的，并且自由电子与空穴浓度相等。
二极管和三极管的结构与基本性能
第一节 三极管的结构与基本性能一、理想二极管的正向导通特性二极管对电流具有单向导通的特性，硅材料二极管的正向导通电流与正向电压之间的关系曲线如图1.1.1所示。
图1.1.1 理想二极管的正向导通特性(一)导通电压与导通通电流之间的对应关系二极管在正向电压为0.4V 左右时微弱导通，0.7V 左右时明显导通。
导通电压与导通电流之间的变化关系是，导通电压每变化9mV ，导通电流会变化倍。
(二)二极管正向导通电压与导通电流之间的对应关系)9(002mVU U n n I I -⨯= (1.1.1)或)18(002mVU U n n I I -⨯= (1.1.2)或)(log 29020I I mV U U nn ⨯+= (1.1.3) U 0为二极管正向导通时的某静态电压，U n 为二极管在U 0的基础上变化后的电压。
I 0为二极管加上正向导通电压U 0时的正向导通电流，I n 为二极管与U n 相对应的正向导通电流。
例如：某二极管的在导通电压U 0=0.700V 时，导通电流为I 0=1mA ，求导通电压分别变化到U n1=0.682V 、U n2=0.691V 、U n3=0.709V 、U n4=0.718V 时的导通电流I n1、I n2、I n3、I n4。
解：根据)9(002mVU U n n I I -⨯=mA mA I mVVV n 5.021)97.0682.0(1=⨯=-mA mA I mV VV n 707.021)97.0691.0(2=⨯=- mA mA I mV VV n 414.121)97.0709.0(3=⨯=- mA mA I mVVV n 221)97.0718.0(4=⨯=-由此可见，只要知道二极管的某个导通电压和相对应的导通电流，就可以计算出二极管的正向导通曲线上任何一点的参数。
(三)二极管的正向导通时的动态电阻 1、动态电阻的概念动态电阻r d 的概念指的是电压的变化量与对相应的电流变化量之比。
二极管和三极管ppt课件
IZ
等于多少?R是限流电阻,其值 IZ +20V
IZ R=1.6k
DZ UZ=12V
IZM=18mA
解]
IZ
20 12 1.6 103
A 5 103 A 5mA
例1.3的图
IZ <IZM ，电阻值合适。
34
6.5 半导体三极管
35
6.5.1 基本结构
NPN型
PNP型
集电极
3. 主要参数
(1) 稳定电压UZ 稳压管正常工作(反向击穿)时管子两端的电压。
(2) 稳定电流 IZ 、最大稳定电流 IZM
(3) 电压温度系数ｕ
环境温度每变化1C引起稳压值变化的百分数。
(4) 动态电阻 rZ
UZ IZ
rZ愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。
(5) 最大允许耗散功率 PZM = UZ IZM
ui < 8V，二极管截止，可看作开路 uo = ui
课后练习
29
例3: D2
D1
3k 6V
12V
求：UAB 解：取 B 点作参考点
A + UAB –B
∵ UD2 >UD1 ∴ D2 优先导通， D1截止。 若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB = 0 V
流过
D2
的电流为
ID2
12 3
D1承受反向电压为－6 V
浓度差 多子的扩散运动
形成空间电荷区
扩散的结果使
空间电荷区变宽。
扩散和漂移 这一对相反的 运动最终达到 动态平衡，空 间电荷区的厚 度固定不变。
16
6.2.2 PN结的单向导电性
1. PN 结加正向电压（正向偏置） P接正、N接负
part1 二极管和三极管的特性
集电极最大允许电流ICM 若三极管的工作电流超过ICM，其ß值将下降到正常 值的2/3以下。
集电极最大允许耗散功率PCM 它是三极管的最大允许平均功率。 集—射反向击穿电压V（BR）CEO 它是基极开路时，加在集电极和发射极之 间的最大允许电压。若管子的VCE超过V（BR）CEO，会引起电击穿导致管子损坏。
反向饱和电流IR ：它指管子未进入击穿区的反向电流，其值 越小，则管子的单向导电性越好。
最高工作频率fM ：是保证管子正常工作的最高频率。
4．万用表检测二极管的好坏
将万用表拨到电阻挡的R×100或R×1k，，将万用表的红、黑表笔分别 接在二极管两端，若测得电阻比较小(几kΩ以下)，再将红、黑表笔对调后连 接在二极管两端，而测得的电阻比较大(几百kΩ)，说明二极管具有单向导电 性，质量良好。测得电阻小的那一次黑表笔接的是二极管的正极。
如果测得二极管的正、反向电阻都很小，甚至为零，表示管子内部已短路。 如果测得二极管的正、反向电阻都很大，则表示管子内部已断路。
稳压管的伏安特性曲线如的正
向特性与普通二极管相同。
反向特性曲线在击穿区域比普
通二极管更陡直，这表明稳压管击
穿后，通过管子的电流变化(ΔIz)很 大，而管子两端电压变化(ΔVz)很小， 或说管子两端电压基本保持一个固
第一章 晶体二极管及整流电路
1.1.1 半导体的主要特性 1．掺杂性 2．热敏性 3．光敏性
1.1.2 P型半导体和N型半导体
1．P型半导体
特点是：空穴数量多，自由电子数量少，参与导电的主要是带正电的 空穴。
2．N型半导体
特点是：自由电子数量多，空穴数量少，参与导电的主要是带负电的 自由电子。
二极管和三极管、晶振
五、晶振
晶振是采用石英晶体的振荡器，它的 精度很高，而且能产生非常稳定的频率， 热稳定性也要好于分立元件式振荡器。 在作用上来看，可以说晶振是各板卡 的“心跳”发生器，人的“心跳”如果乱 了就会生病，同样，如果电脑板卡的“心 跳”乱了同样会出现各种怪故障。
五、晶振
由于在电脑中的晶振频率普遍都比较 高，环境温度又相对较高，所以晶振的故 障率并不是很低，通常在更换晶振时都要 用相同型号的新品，原因是有相当一部分 电路对晶振的要求是非常严格的，这些电 路不但要求新晶振的频率要和原晶振一致， 甚至连后缀字母都要一模一样( 甚至连后缀字母都要一模一样(晶振是有串、 并联之分的) 并联之分的)，否则就无法正常工作，所以 大家在更换晶振时要多留一下心，尽量用 完全一样的新品来代换故障晶振。 注：晶振在电路中的符号是“X”或 注：晶振在电路中的符号是“X”或 “G”或“Z”。 G”或“Z”。
四、二极管和三极管
变容二极管 变容二极管是根据[普通二极管内部“PN 变容二极管是根据[普通二极管内部“PN 结”的结电容能随外加反向电压的变化而 变化] 变化]这一原理专门设计出来的一种特殊二 极管。 变容二极管在无绳电话机中主要用在手机 或座机的高频调制电路上，实现低频信号 调制到高频信号上，并发射出去。在工作 状态，变容二极管调制电压一般加到负极 上，使变容二极管的内部结电容容量随调 制电压的变化而变化1.作用 放大、开关或调节，它在电脑主机中为数 不多，但在显示器以及一些外设中的数量 不少。 2.可按半导体基片材料的不同分为PNP型 2.可按半导体基片材料的不同分为PNP型 和NPN型，三极管就是二个二极管结合到 NPN型，三极管就是二个二极管结合到 了一起而已。但是在这里P 了一起而已。但是在这里P和N已经不是单 纯的正或负极的关系了，而是分为B 纯的正或负极的关系了，而是分为B极（基 极）、C极（集电极）、E 极）、C极（集电极）、E极（发射极）。
二极管和三极管原理
B
E
发射区 基区 集电区
C (2) 集电区面积大。
(3) 基区掺杂浓度很低，且很薄。
晶体管的电流分配关系动画演示
三 双极型三极管：Bipolar Junction Transistor
极
有两种极性的载流子参与导电.
管 单极型三极管 (场效应管)：Field Effect Transistor
只有一种极性的载流子参与导电.
JFET作放大器件时应工作 在恒流区。
UGS(off) ③击穿区
④截止区（全夹断区）
2 金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）
D
G
B
D
G
B
D
D
G
BG
B
S （a）
S （b）
S （c）
S （d）
（a）增强型N沟道MOSFET （b）增强型P沟道MOSFET
（c）耗尽型N沟道MOSFET （c）耗尽型P沟道MOSFET
2、 uDS对iD的影响
综上分析可知：
D、S间的电位梯度使导电沟道呈楔形；
iD D A
① ②①iD沟J随当以F道EuuFTDD中ES栅S较T的只也极小增有称与时大一为沟，成种单道正由载极间比于流型的地沟子三P增道参N极结大较与管是；宽导。反，电向，偏所
G P+ N P+
②u置D的S，因此|uGiGD|0，输耗入尽电层阻越很宽高。
当uGS=0时，没有导电沟道 当uGS=0时，就存在导电沟道
2.1 N沟道增强型MOSFET
一、结构和符号
S GD
二氧化硅 绝缘层
D
B
N+
N+
G
P 型衬底 B
三极管和二极管
三极管和二极管原创文档：基础电子元件——二极管和三极管一、引言电子技术的发展离不开各种电子元件的应用，其中二极管和三极管是最基础也是最常用的两种元件。
本文将介绍二极管和三极管的基本原理、结构和应用。
二、二极管1. 原理二极管是一种具有两个电极的半导体器件。
它由P型（正向偏置）和N型（反向偏置）半导体材料组成。
当施加正向电压时，二极管导通，电流可以流过；当施加反向电压时，二极管截止，电流无法通过。
2. 结构二极管一般由P-N结组成，其中P型半导体（阳极）与N型半导体（阴极）通过结混合在一起。
这种结构使得当正向电压大于二极管的向前电压（正向压降）时，电流可以通过。
3. 应用二极管作为一种最基本的电子元件，广泛应用于各个领域。
常见的应用包括：- 整流器：二极管可以将交流电信号转换为直流电信号，使其适用于电子设备的使用。
- 信号检测器：二极管可以用来检测信号的存在和强度，例如无线电中的调谐系统。
三、三极管1. 原理三极管是一种具有三个电极的半导体器件，包括基极、发射极和集电极。
它的主要功能是放大电流和控制电流流动。
2. 结构三极管通常由两个P型半导体片和一个N型半导体片组成。
这种结构产生了两个PN结，形成P-N-P或N-P-N的结构。
其中NPN型和PNP型是最常见的两种三极管。
3. 应用三极管作为一种重要的电子元件，广泛应用于各种电子电路中。
常见的应用包括：- 放大器：三极管可用作放大电路的核心元件，将输入信号的弱电流或弱电压放大到足够大的水平。
- 开关：三极管可以将微弱信号控制一个较大电流或电压，用于开关应用。
四、总结二极管和三极管作为基础的电子元件，具有重要的应用价值。
二极管主要用于整流和信号检测，而三极管主要用于放大和开关。
了解二极管和三极管的基本原理、结构和应用，对于理解电子技术的发展和应用具有重要意义。
以上是对二极管和三极管的介绍，希望能对读者有所帮助。
对于更深入的学习和应用，建议进一步学习有关电子电路和电子器件的知识。
晶体二极管与晶体三极管
第四章晶体二极管与晶体三极管本章概述：晶体管是采用半导体晶体材料（如硅、锗、砷化镓等）制成的，在电子产品中应用十分广泛。
本章从二、三极管的型号、分类、外形识别及检测等多个方面，对常用二、三极管进行了较为详细和系统的讲解。
第一节晶体二极管和晶体三极管的型号命名方法一、中华人民共和国国家标准（GB249-74）国标（GB249-74）半导体器件型号命名由五部分组成，见表4-1。
表4-1 国标半导体器件型号命名方法例如：锗PNP高频小功率管为3AG11C，即３（三极管）Ａ（PNP型锗材料）Ｇ（高频小功率管）１１（序号）Ｃ（规格号）二、美国电子半导体协会半导体器件型号命名法表4-2 美国电子半导体协会半导体器件型号命名法三、日本半导体器件型号命名方法表4-3 日本半导体器件型号命名方法第二节半导体器件的外形识别一、晶体二极管的外形识别1.晶体二极管的结构与特性定义：晶体二极管由一个PN结加上引出线和管壳构成。
所以，二极管实际就是一个PN结。
电路图中文字表示符号为用V表示。
基本结构：PN结加上管壳和引线，就成为了半导体二极管。
图4-1 二极管的结构和电路符号二极管最主要的特性是单向导电性，其伏安特性曲线如图4-2所示。
1）正向特性当加在二极管两端的正向电压（P为正、N为负）很小时（锗管小于0.1伏，硅管小于0.5伏），管子不导通，处于“截止”状态，当正向电压超过一定数值后，管子才导通，电压再稍微增大，电流急剧暗加（见曲线I段）。
不同材料的二极管，起始电压不同，硅管为0.5-0.7伏左右，锗管为0.1-0.3左右。
2）反向特性二极管两端加上反向电压时，反向电流很小，当反向电压逐渐增加时，反向电流基本保持不变，这时的电流称为反向饱和电流（见曲线II段)。
不同材料的二极管，反向电流大小不同，硅管约为1微安到几十微安，锗管则可高达数百微安，另外，反向电流受温度变化的影响很大，锗管的稳定性比硅管差。
3）击穿特性当反向电压增加到某一数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿。
三极管和二极管
三极管和二极管三极管和二极管是电子器件中常见的两种元件。
它们在电子电路中起着重要的作用，常用于放大、整流和开关等应用。
首先，我们来了解一下二极管。
二极管是一种含有两个电极的半导体器件。
它由P型和N型半导体材料组成。
其中，P型半导体材料具有正电荷载流子（空穴），N型半导体材料则具有负电荷载流子（电子）。
在二极管内部，P型半导体和N型半导体形成了一个PN结。
当二极管的正极连接在P型半导体一侧，负极连接在N型半导体一侧时，二极管处于正向偏置状态。
此时，电流能够从P型半导体流向N型半导体，这种二极管被称为正向偏置二极管。
相反，当正极连接在N型半导体一侧，负极连接在P型半导体一侧时，二极管处于反向偏置状态。
在这种情况下，PN结会形成一个阻挡区域，使得电流无法通过，这种二极管被称为反向偏置二极管。
二极管具备单向导通电流的特性，因此常被应用于电路中的整流器，用于将交流信号转化为直流信号。
接下来，我们来介绍一下三极管。
三极管是一种包含三个电极的半导体器件。
它由两个PN结构成，其中一个为基结，另一个为发射结和集电结。
三极管通常被用来放大电流和电压，以及作为开关使用。
三极管的三个电极分别是：基极（B，Base）、发射极（E，Emitter）和集电极（C，Collector）。
基极是控制电流的输入端，发射极是电流的输出端，集电极是三极管的负极电极。
当正向偏置二极管时，通过基极输入的微弱电流会控制集电极和发射极之间的电流放大倍数。
当输入的基极电流稍微增大时，输出的发射极电流也会相应增大，从而起到放大电流的作用。
这使得三极管成为电子放大器的重要组件。
同时，三极管也可作为开关使用。
当基极处于截止状态时，集电极和发射极之间的电流几乎为零，此时三极管处于关断状态；当基极处于导通状态时，集电极和发射极之间的电流将大幅度增大，此时三极管处于导通状态。
这使得三极管具备了控制电路中电流通断的功能。
总结起来，二极管和三极管是两种不可或缺的半导体器件。
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二极管的参数
二极管的特性除用伏安特性曲线表示外， 还可以用一些数据来说明，这些数据就 是二极管的参数，在工程上必须根据二 极管的参数，合理的选择和使用管子， 才能充分发挥每个管子的作用。
二极管的参数
最大整流电流IDM：二极管长期工作时，允许通 过的最大正向平均电流。 最高反向电压URM：是保证二极管不被击穿而 给出的最高反向工作电压，通常是反向击穿电 压的1/2或2/3。 最大反向电流IRM：二极管加最大反向电压时反 向电流值。反向电流大，说明管子得到单向导 电性能差，且受温度的影响大。
单极型晶体管，与双极型三极管相比，它具有输入阻抗 高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、功耗小、 制造工艺简单和便于集成化等优点。
分类
按参与导电的载流子来分，可分为电子 作为载流子的N沟道场效应管和空穴作 为载流子的P沟道场效应管。 根据场效应管结构，一般可分为两大类： 结型场效应管和绝缘栅场效应管（MOS 管）。
硅管与锗管的比较
死区电压 硅管 0.5V 锗管 0.2V
发射结导通压降 0.6~0.7V 0.2~0.3V
输出特性曲线
输出特性是指当基 极电流为常数时，集 电极电流与集电极-发 射极电压之间的关系 曲线。
输出特性
给定一个基极电流，就对应一条曲线， 所以输出特性曲线是个曲线族，如图所 示，它大致分三个区域： 放大区：输出特性曲线近似于水平部分是 放大区。在此区域内iC 和iB成正比关系。 发射结正向偏置，集电结反向偏置时晶 体管工作在放大区域。
点接触型二极管：适用于工作电流小、 工作频率较高的场合。 面接触型二极管：适用于工作电流较大、 工作频率较低的场合。 平面型二极管：适用与工作电流大、功 率大、工作频率低的场合。
二极管的伏安特性
二极管由一个PN结构成，主要特性就是 PN结的单向导电性，通常用它的伏安特 性来表示。 二极管的伏安特性：I、U的关系曲线。 1、正向特性 2、反向特性
三极管的电流分配和放大原理
NPN型共发射极放大实验电路图6-11 晶体管实现电流放大作用的外部条件是发射结 正偏，集电结反偏。 电流分配关系：IE=IB+IC IE≈IC〉〉IB 电流放大关系：基极电流较小的变化可以引起 集电极电流较大的变化。也就是说基极电流对 集电极电流具有小量控制大量的作用，这就是 晶体管的电流放大作用（实质是控制作用）。
电子技术基础
常用半导体二极管和三极管 基本放大电路 直流稳压电源 集成运算放大器 晶闸管整流电路 集成逻辑门电路 集成触发器
二极管
二极管
晶体二极管也称半导体二极 管，它是在PN结上加相应的接触电 极、引线和管壳封装而成的。电路 符号如下：
阳极
阴极
二极管的分类
按使用的材料分：锗、硅 按用途分：普通、整流、检波、稳压等 按结构不同分：点接触型、面接触型和 平面型。
使用稳压管注意以下三点：
1、工程上使用的稳压二极管无一例外都是硅 管。 2、连接电路时应使稳压管承受反向电压。 3、稳压管需串如一只电阻，该电阻的作用是： 一是起限流作用，以保护稳压管；其次，当输 入电压或负载电流变化时，通过该电阻上压降 的变化，取出误差信号，以调节稳压管的工作 电流，从而起到稳压作用。
补充
二极管的单向导电性是什么？ PN是如何实现单向导电性的？(了解)
二极管的单向导电性
二极管两端加正向电压处于低阻导通状 态，可近似为导线；加反向电压时反向 电流很小，处于高阻截止状态，可近似 为开路。
PN结是如何实现单向导电性的?
PN结具有单向导电的特性，也是由PN结构成 的半导体器件的主要工作机理。 PN结外加正向电压（也叫正向偏置）时，如 左下图所示： 正向偏置时外加电场与内电场方向相反，内电 场被削弱，多子的扩散运动大大超过少子的漂 移运动，N区的电子不断扩散到P区，P区的空 穴也不断扩散到N区，形成较大的正向电流， 这时称PN结处于导通状态。
电子技术
潞矿二中 刘兆鹏
什么是电子技术？
电子技术是根据电子学的原理，运用电 子器件设计和制造某种特定功能的电路 以解决实际问题的科学，包括信息电子 技术和电力电子技术两大分支。信息电 子技术包括 Analog (模拟) 电子技术和 Digital (数字) 电子技术。电子技术是 对电子信号进行处理的技术，处理的方 式主要有：信号的发生、放大、滤波、 转换。
晶体管伏安特性曲线
输入特性曲线是指当 集电极-发射极电压 uCE 为常数时，输入电路中 基极电流iB与基极-发射 极电压uBE之间的关系曲 线。
死区时间
晶体管的输入特性与二极管的正向特性 相似。也有一个死区时间，在死区内， uBE虽然大于0，但iB几乎0，当uBE大于死 区电压后， iB才会随着uBE的增加而明显 的增加。
三极管
半导体三极管又称块N型半导体中间夹着一块P型半 导体的管子称为NPN管。还有一种与它成 对偶形式的，即两块P型半导体中间夹着一 块N型半导体的管子，称为PNP管。
晶体管制造工艺上的特点是：发射区是 高浓度掺杂区，以有效地发射载流子；基 区很薄且杂质浓度底，以有效传输载流子 ；集电结面积大，且掺杂浓度小于发射区 ，以有效地收集载流子。这样的结构才能 保证晶体管具有电流放大作用。
稳压二极管主要参数
稳定电压UZ：是指在稳压管反向工作电流IZ下， 所对应的反向工作电压。 动态电阻rZ:是指稳压管在正常工作范围内，管 子两端电压△UZ变化量与电流变化量△ IZ的比 值。动态电阻越小，反映稳压管的击穿特性越 陡。（越小越好） 最大稳定工作电流IZmax和最小稳定工作电流IZmin， 这是稳压管正常工作时的电流范围。
导通电压: 导通后二极管的正向压降变化
反向特性
• 外加反向电压时， PN结处于截止状态，反向 电流很小；反向电流有两个特点：一是随温度 上升增长很快；二是反向电压在一定范围内， 反向电流基本维持一定大小，与反向电压的数 值几乎无关，因此称其为反向饱和电流。 反向电压增加到一定数值之后时，反向电流会 突然增加，二极管失去单向导电性，这种现象 称为击穿，产生击穿时的电压叫做反向击穿电 压。 显然二极管的伏安特性不是直线，因此属于非 线性电阻元件。
稳压管
稳压管实质上也是一个半导体二极管， 因为具有稳压作用，称为稳压管。 电路符号如下:
阳极
阴极
稳压管特性曲线
I/mA
40 30 20 10 -5
正向
Δ UZ
－12 －8 －4
-10
-15
-20 （μ A）
0 0.4 0.8
U/V
Δ IZ
反向
反向特性
当反向电压加到某一数值时，反向电流剧增， 管子进入反向击穿区。图中UZ稳压管的稳定电 压值。 由图可见，稳压管特性和普通二极管类似，但 其反向击穿是可逆的，不会发生“热击穿”， 而且其反向击穿后的特性曲线比较陡直，即反 向电压基本不随反向电流变化而变化，这就是 稳压二极管的稳压特性。
输出特性
截止区：曲线以下的区域称为截止区。 iB=0时， iC=ICEO，对NPN型硅管而言，uBE<0.5时，即已 开始截止，但是为了可靠截止，常使uBE<0.因 此，截止区的外部条件是发射结和集电结都反 向偏置。 饱和区：当uCE<uBE时，集电结处于正向偏置，晶 体管工作于饱和状态。在饱和区， iB 的变化对 iC的影响较小，两者不成正比关系。
特性曲线
I /mA 40 30 死区 20 电压 10 -60 -40 -20 反向特性 正向特性
0 0.4 0.8 U /V
正向特性
二极管外加正向电压较小时，外电场不足 以克服内电场对多子扩散的阻力，PN结仍处于 截止状态 。正向电压大于死区电压后，正向电 流 随着正向电压增大迅速上升。通常死区电压 硅管约为0.5V，锗管约为0.2V。 不大，硅管约为0.6～0.8V（一般取0.7v），锗 管约为0.1～0.3V（一般取0.2v）。温度上升， 死区电压和正向压降均相应降低。
空间电荷区变窄
I 正向
P
内电场 外电场
N
US
＋ －
R
空间电荷区 变宽 P
＋＋＋ ＋＋＋ ＋＋＋
内电场 外电场 E R
N IR
P端引出极接电源负极，N端引出极电源 正极的接法称为反向偏置； 反向偏置时内、外电场方向相同，因此 内电场增强，致使多子的扩散难以进行， 即PN结对反向电压呈高阻特性；反偏时 少子的漂移运动虽然被加强，但由于数 量极小，反向电流 IR一般情况下可忽略 不计，此时称PN结处于截止状态。
对比
放大区 截止区 发射结 集电结 正偏 反偏 反偏 反偏 饱和区 正偏 正偏
三极管的主要技术参数
直流电流放大系数 交流电流放大系数 穿透电流 集电极最大允许电流 反向击穿电压 集电极最大允许功率损耗
场效应管
单极型三极管只有一种载流子（多数载流子）参与导 电而命名之。单极型三极管又是利用电场控制半导体 中载流子运动的一种有源器件，因此又称之为场效应 管。目前场效应管应用得最多的是以二氧化硅作为绝 缘介质的金属—氧化物—半导体绝缘栅型场效应管， 这种场效应管简称为CMOS管。