PN结及其单向导电特性半导体二极管的伏安特性曲线
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（2）二极管好坏的判别 （3）硅二极管和锗二极管的判断
（4）普通二极管和稳压管的判别
2．二极管使用注意事项
1.2.6 几种常用的特殊二极管
1. 稳压二极管
(1)．稳压二极管的工作特性
I／mA
UZ
ΔUZ
UB
UA
0
VD
U／V
A
IA（Izmin）
ΔIZ
IZ
IA（Izmax） B
(a) 伏安特性 图1.9 稳压二极管的特性曲线和符号
第1章 半导体器件
本章重点内容 PN结及其单向导电特性 半导体二极管的伏安特性曲线 二极管在实际中的应用 三极管的结构和工作原理 三极管的放大作用 三极管的测量
1.1 PN结
＋4
＋4
＋4
1.1.1 本征半导体
价电子
＋4
＋4
＋4
＋4
c
b
a
＋4
＋4
＋4
共价键的两 个价电子
自由电子
空穴
（a）硅和锗原子的简化结构模型
三极管的输入特性曲线
2．输出特性曲线
（1）放大区：发射极正向偏置，集电结反向偏置
（2）截止区：发iC射结反i向B 偏置，集电结反向偏置
（3）饱和区：iB发射0结,正iC向偏0置，集电结正向偏置
iB 0, uBE 0, uCE uBE
此时 iC iB
截止区
IC /mA 4
3
2
1
饱和区 100μA
＋4
电子一空穴对
图1.3 P型半导体的结构
N区
P区
空间电荷区 N区
内电场
图1.4 PN结的形成
4． PN结的单向导电特性 (1) PN结的正向导通特性
P
空穴 (多数)
变薄
IR
内电场
外电场
N
电子 (多数)
R
P
电子 (少数)
变厚
IR≈0
内电场
外电场
N
空穴 (少数)
R
(a) 正向偏置 图1.5 PN结的导电特性
1.2.4 半导体二极管的命名及分类
1．半导体二极管的命名方法
用数字表示规格 用数字表示序号 用字母表示类型 用字母表示材料和极性 用数字表示电极数目
图1.8 半导体器件的型号组成 2．半导体二极管的分类 1.2.5 二极管的判别及使用注意事项 1．二极管的判别（用万用表进行检测） （1）二极管正、负极性及好坏的判断
（b）符号
(2).稳压管的主要参数 2. 发光二极管
(1)．普通发光二极管 (2)．红外线发光二极管 3．激光二极管 4 光电二极管 5 变容二极管
CJ/p F
80
60
40
20
VD
0
2 4 6 8 10 12 14 U/V
(a) 压控特性曲线
(b) 电路符号
图1.10 变容二极管的压控特性曲线和电路符号
（3）集电极最大允许功耗PCM 。
1.3.5 三极管的检测与代换
1．国产三极管的命名方法简介
2．三极管三个电极（管脚）的估测
EBC
EBC
Байду номын сангаасB E
C1397
3．南韩、日本三极管介绍。
BCE
C
4．彩电和彩显行输出管简介
5．三极管好坏的判别
(a)
(b)
图1.17 三极管引脚识别示意图
6．三极管的代换原则
表明基极电流对集电极具有小量控制大量的作用，这
就是三极管的电流放大作用。
1.3.3 三极管的特性 工作状态及接法
1．输入特性曲线 IC mA
IB μA
+ UCE
RC
RB
+ －V
V UBE
UCC
UBB
－
测量三极管特性的实验电路
与二极管类似
IB /mA
40
30 20
UCE≥1V
10
0 0.4 0.8 UBE /V
(b)晶体的共价键结构及电子空穴对的产生
图 1.1硅、锗原子结构模型及共价键结构示意图
1.1.2 杂质半导体 1．N型半导体 2．P型半导体
＋4
＋4
＋4
＋4
＋5
＋4
＋4
＋4
＋4
磷原子 自由电子
电子一空穴对
图1.2 N型半导体的结构
空穴
＋4
＋4
＋4
＋4
＋3
＋4
硼原子
＋4
＋4
3. PN结的形成 P区
80μA
放
60μA
大
40μA
区 20μA
IB=0
0
36
9 12 UCE /V
1.3.4 三极管的主要参数
1、电流放大系数β：iC= β iB 2、极间反向电流iCBO、iCEO：iCEO=（1+ β ）iCBO 3、极限参数 （1）集电极最大允许电流 ICM：下降到额定值的 2/3时所允许的最大集电极电流。 （2）反向击穿电压U（BR）CEO：基极开路时，集电 极、发射极间的最大允许电压。
NPN型
集电结
B 发射结
C 集电区
N P 基区 B
N 发射区
E
PNP型
集电结 B 发射结
C 集电区
P
N 基区 B
P
发射区
E
C
正箭
E
向头
电方
压向
时表
的示
电发
C
流射
方结
向加
E
1.3.2 电流分配和电流放大作用
（1）产生放大作用的条件 内部：a）发射区杂质浓度>>基区>>集电区 b）基区很薄 外部：发射结正偏，集电结反偏
(2) PN结的反向截止特性
（b）反向偏置
1.2 半导体二极管
1.2.1 半导体二极管的结构及其在电路中的符号
外壳
(阳极)
PN
阳极引线
（a） 结构
(阴极) －
VD (阴极)
＋
－
阴极引线
（b）电路符号
（c）实物外形
图1.6 二极管结构、符号及外形
1.2.2 半导体二极管的伏安特性
iv/m A
锗
硅
1
B′
1.3 半导体三极管
1.3.1 三极管的结构及类型
半导体三极管是由两个背靠背的PN结构成 的。在工作过程中，两种载流子（电子和空 穴）都参与导电，故又称为双极型晶体管， 简称晶体管或三极管。
两个PN结，把半导体分成三个区域。 这三个区域的排列，可以是N-P-N，也可以 是P-N-P。因此，三极管有两种类型：NPN 型和PNP型。
B
5
-U（
BR）
I
-R 30
1 00
A′ 0.2
A 0.4
uv/
C
5 - 0.6 0.8
V
C′
5
D D′
（μA ）
图1。.7 二极管伏安特性曲线
1．正向特性 2．反向特性 3．反向击穿特性 4．温度对特性的影响
1.2.3 半导体二极管的主要参数
1．最大整流电流IF 2．最大反向工作电压URM
3．反向饱和电流IR 4．二极管的直流电阻R 5．最高工作频率fM
（2）三极管内部载流子的 传输过程
a）发射区向基区注入电子
，形成发射极电流 iE b）电子在基区中的扩散与 IB
复合，形成基极电流 iB c）集电区收集扩散过来的
RB
电子，形成集电极电流 iC
（3）电流分配关系：
UBB
IE
iE = iC + iB
IC N RC
P UCC N
实验表明IC比IB大数十至数百倍，因而有。IB虽然很 小，但对IC有控制作用，IC随IB的改变而改变，即基 极电流较小的变化可以引起集电极电流较大的变化，
（4）普通二极管和稳压管的判别
2．二极管使用注意事项
1.2.6 几种常用的特殊二极管
1. 稳压二极管
(1)．稳压二极管的工作特性
I／mA
UZ
ΔUZ
UB
UA
0
VD
U／V
A
IA（Izmin）
ΔIZ
IZ
IA（Izmax） B
(a) 伏安特性 图1.9 稳压二极管的特性曲线和符号
第1章 半导体器件
本章重点内容 PN结及其单向导电特性 半导体二极管的伏安特性曲线 二极管在实际中的应用 三极管的结构和工作原理 三极管的放大作用 三极管的测量
1.1 PN结
＋4
＋4
＋4
1.1.1 本征半导体
价电子
＋4
＋4
＋4
＋4
c
b
a
＋4
＋4
＋4
共价键的两 个价电子
自由电子
空穴
（a）硅和锗原子的简化结构模型
三极管的输入特性曲线
2．输出特性曲线
（1）放大区：发射极正向偏置，集电结反向偏置
（2）截止区：发iC射结反i向B 偏置，集电结反向偏置
（3）饱和区：iB发射0结,正iC向偏0置，集电结正向偏置
iB 0, uBE 0, uCE uBE
此时 iC iB
截止区
IC /mA 4
3
2
1
饱和区 100μA
＋4
电子一空穴对
图1.3 P型半导体的结构
N区
P区
空间电荷区 N区
内电场
图1.4 PN结的形成
4． PN结的单向导电特性 (1) PN结的正向导通特性
P
空穴 (多数)
变薄
IR
内电场
外电场
N
电子 (多数)
R
P
电子 (少数)
变厚
IR≈0
内电场
外电场
N
空穴 (少数)
R
(a) 正向偏置 图1.5 PN结的导电特性
1.2.4 半导体二极管的命名及分类
1．半导体二极管的命名方法
用数字表示规格 用数字表示序号 用字母表示类型 用字母表示材料和极性 用数字表示电极数目
图1.8 半导体器件的型号组成 2．半导体二极管的分类 1.2.5 二极管的判别及使用注意事项 1．二极管的判别（用万用表进行检测） （1）二极管正、负极性及好坏的判断
（b）符号
(2).稳压管的主要参数 2. 发光二极管
(1)．普通发光二极管 (2)．红外线发光二极管 3．激光二极管 4 光电二极管 5 变容二极管
CJ/p F
80
60
40
20
VD
0
2 4 6 8 10 12 14 U/V
(a) 压控特性曲线
(b) 电路符号
图1.10 变容二极管的压控特性曲线和电路符号
（3）集电极最大允许功耗PCM 。
1.3.5 三极管的检测与代换
1．国产三极管的命名方法简介
2．三极管三个电极（管脚）的估测
EBC
EBC
Байду номын сангаасB E
C1397
3．南韩、日本三极管介绍。
BCE
C
4．彩电和彩显行输出管简介
5．三极管好坏的判别
(a)
(b)
图1.17 三极管引脚识别示意图
6．三极管的代换原则
表明基极电流对集电极具有小量控制大量的作用，这
就是三极管的电流放大作用。
1.3.3 三极管的特性 工作状态及接法
1．输入特性曲线 IC mA
IB μA
+ UCE
RC
RB
+ －V
V UBE
UCC
UBB
－
测量三极管特性的实验电路
与二极管类似
IB /mA
40
30 20
UCE≥1V
10
0 0.4 0.8 UBE /V
(b)晶体的共价键结构及电子空穴对的产生
图 1.1硅、锗原子结构模型及共价键结构示意图
1.1.2 杂质半导体 1．N型半导体 2．P型半导体
＋4
＋4
＋4
＋4
＋5
＋4
＋4
＋4
＋4
磷原子 自由电子
电子一空穴对
图1.2 N型半导体的结构
空穴
＋4
＋4
＋4
＋4
＋3
＋4
硼原子
＋4
＋4
3. PN结的形成 P区
80μA
放
60μA
大
40μA
区 20μA
IB=0
0
36
9 12 UCE /V
1.3.4 三极管的主要参数
1、电流放大系数β：iC= β iB 2、极间反向电流iCBO、iCEO：iCEO=（1+ β ）iCBO 3、极限参数 （1）集电极最大允许电流 ICM：下降到额定值的 2/3时所允许的最大集电极电流。 （2）反向击穿电压U（BR）CEO：基极开路时，集电 极、发射极间的最大允许电压。
NPN型
集电结
B 发射结
C 集电区
N P 基区 B
N 发射区
E
PNP型
集电结 B 发射结
C 集电区
P
N 基区 B
P
发射区
E
C
正箭
E
向头
电方
压向
时表
的示
电发
C
流射
方结
向加
E
1.3.2 电流分配和电流放大作用
（1）产生放大作用的条件 内部：a）发射区杂质浓度>>基区>>集电区 b）基区很薄 外部：发射结正偏，集电结反偏
(2) PN结的反向截止特性
（b）反向偏置
1.2 半导体二极管
1.2.1 半导体二极管的结构及其在电路中的符号
外壳
(阳极)
PN
阳极引线
（a） 结构
(阴极) －
VD (阴极)
＋
－
阴极引线
（b）电路符号
（c）实物外形
图1.6 二极管结构、符号及外形
1.2.2 半导体二极管的伏安特性
iv/m A
锗
硅
1
B′
1.3 半导体三极管
1.3.1 三极管的结构及类型
半导体三极管是由两个背靠背的PN结构成 的。在工作过程中，两种载流子（电子和空 穴）都参与导电，故又称为双极型晶体管， 简称晶体管或三极管。
两个PN结，把半导体分成三个区域。 这三个区域的排列，可以是N-P-N，也可以 是P-N-P。因此，三极管有两种类型：NPN 型和PNP型。
B
5
-U（
BR）
I
-R 30
1 00
A′ 0.2
A 0.4
uv/
C
5 - 0.6 0.8
V
C′
5
D D′
（μA ）
图1。.7 二极管伏安特性曲线
1．正向特性 2．反向特性 3．反向击穿特性 4．温度对特性的影响
1.2.3 半导体二极管的主要参数
1．最大整流电流IF 2．最大反向工作电压URM
3．反向饱和电流IR 4．二极管的直流电阻R 5．最高工作频率fM
（2）三极管内部载流子的 传输过程
a）发射区向基区注入电子
，形成发射极电流 iE b）电子在基区中的扩散与 IB
复合，形成基极电流 iB c）集电区收集扩散过来的
RB
电子，形成集电极电流 iC
（3）电流分配关系：
UBB
IE
iE = iC + iB
IC N RC
P UCC N
实验表明IC比IB大数十至数百倍，因而有。IB虽然很 小，但对IC有控制作用，IC随IB的改变而改变，即基 极电流较小的变化可以引起集电极电流较大的变化，