二极管和三极管的开关特性
三极管基极串二极管的作用
三极管基极串二极管的作用
在电子学中，三极管是一种非常重要的半导体器件，具有电流放大和开关的功能。
而基极串二极管，通常是指在三极管的基极上串联一个二极管。
这种结构在实际应用中有多种作用，以下是几个可能的用途：
1.开关作用：当基极接二极管的基极电流为零时，三极管处于截止状态，不导电；当基极电流大于零时，三极管处于饱和状态，导通电流。
这种开关特性使得基极接二极管在数字电路和逻辑电路中起到重要的作用，可以实现信号的开关和控制。
2.稳压作用：通过在基极接二极管的基极和发射极之间加上一个稳压电阻，可以使得输出电压保持在一个稳定的值。
这种稳压特性使得基极接二极管成为稳压器的一部分，这种应用常见于各种需要电压调节和控制的电路中。
总的来说，三极管基极串二极管的作用主要取决于具体的应用场景和电路设计需求。
在实际应用中，工程师们会根据需要选择适当的器件和电路结构来实现所需的功能。
如果需要更深入的了解或特定的应用场景，建议咨询专业的电子工程师或查阅相关的专业文献。
三极管开关特性(经典)
uO = UCES≤ 0.3 V
二、动态特性
三极管饱和程度↑ ⇒toff ↑
t
uI / V
3 0 -2 0.9ICS 0.1ICS 0 3 0.3 0
iC
t
uO / V
ton
toff
t
2. 1. 4 MOS 管的开关特性 MOS（Mental – Oxide – Semiconductor） （ ） 半导体场效应管 金属 – 氧化物 – 半导体场效应管 一、 静态特性 (电压控制型) 电压控制型) 1. 结构和特性： 结构和特性： (1) N 沟道
2 4
电流关系 uCE = 0
(4) 输出特性
iC = f (uCE) iB
饱 3和 区
2 1 0
iB = 0 u /V CE
6 8
2. 开关应用举例
(1) uI = UI L = −2 V
发射结反偏 T 截止
+VCC (12V) Rc + 3V 2.3 kΩ Ω Rb i B iC 2 kΩ Ω
UTP uDS /V
-6 -4 -2 0
iD /mA
-1 -2 -3
可 -2 - 5V 变 恒流区 电 -3 阻 uGS = - 6V 区 -4 漏极特性
uGS /V
uDS = - 6V
-4
转移特性
2. MOS管的开关作用： 管的开关作用： 管的开关作用 (1) N 沟道增强型 MOS 管
+VDD
uO = 0 V uO = 2.3 V
uI = UI H = 3 V 二极管导通
二、动态特性 1. 二极管的电容效应 结电容 C j 扩散电容 C D 2. 二极管的开关时间 ton — 开通时间 toff — 关断时间
二极管 三极管 mos管
二极管三极管 mos管二极管、三极管和MOS管是现代电子技术中常用的三种元件。
它们分别具有不同的特性和应用范围，为电子设备的设计和制造提供了重要的支持和便利。
我们来探讨一下二极管。
二极管是一种具有两个电极的电子元件，由P型半导体和N型半导体组成。
二极管具有单向导电特性，即只允许电流在一个方向上通过。
当二极管的正端施加正电压，负端施加负电压时，电流可以顺利通过；而当施加的电压方向相反时，电流则无法通过。
这一特性使得二极管可以用于电路的整流、开关和保护等方面。
接下来，我们来探讨一下三极管。
三极管是一种具有三个电极的半导体器件，分别为发射极、基极和集电极。
三极管可以通过控制基极电流的大小来控制集电极电流的变化。
三极管有两种工作模式，分别为放大模式和开关模式。
在放大模式下，三极管可以将微弱的输入信号放大成较大的输出信号，常用于放大电路中。
而在开关模式下，三极管可以根据基极电流的变化来控制集电极电流的开关，常用于逻辑电路和开关电源等方面。
我们来探讨一下MOS管。
MOS管是金属氧化物半导体场效应管的简称，由金属栅极、绝缘氧化层和半导体基底构成。
MOS管具有高输入阻抗和低功耗的特点，常用于集成电路中。
MOS管有两种类型，分别为N沟道MOS管和P沟道MOS管，根据其导电性质的不同有所区别。
MOS管可以通过控制栅极电压来改变导电性能，实现电流的放大和开关控制。
MOS管广泛应用于数字电路、模拟电路和功率电子等领域。
总结起来，二极管、三极管和MOS管分别具有不同的特性和应用范围。
二极管可以实现单向导电，用于整流、开关和保护等方面；三极管可以放大和开关控制电流，用于放大电路、逻辑电路和开关电源等方面；MOS管具有高输入阻抗和低功耗，用于集成电路、数字电路、模拟电路和功率电子等领域。
这些电子元件的发展和应用，为现代电子技术的发展和进步提供了重要的支持和推动力。
随着科技的不断创新和发展，相信二极管、三极管和MOS管的应用将会更加广泛和深入。
双极型晶体三极管的开关特性
1 0.7 mA 10
0.03mA
iB
3
0.7 10
mA
0.23mA
三极管临界饱和时的基极电流： 而
I BS
VCC uCES
Rc
5 0.3 mA 50 1
0.094 mA
因为0<iB<IBS，三极管工作在放大
状态。iC=βiB=50×0.03=1.5mA，
输出电压：
uo=uCE=UCC-iCRc=5-1.5×1=3.5V
状态称为放大状态。
2．2 双极型晶体三极管的开关特性
（3）三极管的饱和状态和可靠饱和的条件
当输入电压vI增加
：A. iB增加，工作点上移，当工作点上移至Q3点时，三
极管进入临界饱和状态。
B. iB再增加，输出iC将不再明显变化 。
当输入电压vI增加 ：C.工作点向上移至Q3点以上，饱和深度增加，进入可
2．2 双极型晶体三极管的开关特性
（4）三极管开关的过渡过程
td：延迟时间，上升到0.1Icmax tr：上升时间， 0.1Icmax到0.9Icmax
ton = td +tr ton开通时间
ts：存储时间，下降到0.9Icmax tf：下降时间，下降到0.1Icmax
toff = ts +tf toff关断时间
iC＝βiB
uCE＝VCC－ iCRc
可变
饱和
iB＞IBS 发射结正偏 集电结正偏 uBE>0，uBC>0
iC＝ICS uCE＝UCES＝
0.3V 很小， 相当开关闭合
+VCC Rc iC
Rb b
c
uo
ui
iB
e
iB(μA)
二极管、三极管的开关特性
C断，F灭
断“0”
合“1” 亮“1”
灭“0”
A 0 0 0 0 1 1 1 1
B 0 0 1 1 0 0 1 1
C 0 1 0 1 0 1 0 1
F 0 0 0 1 0 1 0 1
逻辑函数式
F =（A+B）C
二极管构成的与门
A 0 0 1 1 二极管构成的或门 A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 Z 0 1 1 1 B 0 1 0 1 Z 0 0 0 1
VO
c
RB b Vi N N P
0 VCC RC Vi RB
IC ≠β IB 这时候三极管进入饱和状态。 此时输出电压VO接近于 0。
IB
e
相当于C-E间直通。 实际的三极管在饱和状态下CE间是有一定电压的， 一般为 0.2V，这个电压称为三极管的饱和电压。
（1）截止
c b
（2）饱和
c b 0.7V
F
或逻辑运算符，也有 N个输入： 用“∨”、“∪”表 逻辑表达式 示 F= A + B+ ...+
F= A + B
N
非逻辑
当决定某一事件的条件满足时，事件不发 生；反之事件发生，
非逻辑真值表 A F 0 1 1 0
逻辑表达式
“-”非逻辑运算符
F= A
逻辑符号 1 A
F
三、复合逻辑运算 与非逻辑运算 或非逻辑运算 与或非逻辑运算
A
B
=1
F
二极管与门电路 工作原理
A、B中有一个 或一个以上为 低电平0V 则输出F就为低
3V 0V 3V 3V A 0V 0V 3V 3V B 0V 3V 0V 3V
0V 3V
三极管接成二极管的特点及用途
三极管接成二极管的特点及用途三极管接成二极管是指将三极管的基极和集电极短接，只使用发射极和集电极。
这种连接方式下，三极管的基极相当于二极管的阴极，发射极相当于二极管的阳极，集电极相当于二极管的阴极。
因此，三极管接成二极管的特点及用途如下：1. 特点：(1) 极性正向特性：三极管接成二极管时，输入电压的正向特性与普通二极管相同，即在正向电压下，电流通过；在反向电压下，电流截断。
这是由于三极管的结构特性决定的，将其两个极端短接后，相当于三极管的基极和集电极连接在了一起，形成了一个PN结，因此具备了二极管的正向特性。
(2) 放大特性：三极管接成二极管时，可以利用三极管的放大特性，将输入信号的幅度放大。
由于三极管的发射极与集电极之间存在一定的放大倍数，可以将输入信号经过三极管放大后输出，从而实现信号放大功能。
(3) 高频特性：三极管接成二极管时，由于三极管的高频特性较好，因此可以用于高频电路的设计。
三极管的高频特性主要体现在其电容效应上，它的发射层与基极之间的电容较小，能够在高频信号下提供较好的响应速度。
2. 用途：(1) 整流器：三极管接成二极管具有正向特性，可以用于整流电路中。
在交流电路中，将输入信号接到三极管的发射极，输出信号从三极管的集电极获取，即可实现整流功能。
这种接法可以将交流信号转换为直流信号，用于电源等领域。
(2) 放大器：三极管接成二极管后，可以利用其放大特性，将输入信号的幅度放大。
在放大器电路中，输入信号被加到三极管的发射极，输出信号从三极管的集电极获取，通过调整输入信号的幅度，可以实现对输出信号的放大控制。
这种接法广泛应用于音频放大器、射频放大器等领域。
(3) 振荡器：三极管接成二极管后，具有较好的高频特性，适合用于振荡电路。
在振荡器电路中，通过将反馈信号加到三极管的发射极，从集电极获取振荡信号。
这种接法可以产生稳定的高频振荡信号，用于无线电通信系统、雷达等领域。
(4) 开关：三极管接成二极管时，可以将其作为开关使用。
数字电路 第二章门电路
DA
DB B
DC
Y
C
R
–5v
第2章 2.2
由以上分析可知： 只有当A、B、C全为 低电平时，输出端才 为低电平。正好符合
或门的逻辑关系。
A
B C
>1
Y
Y= A+B+C
三、 非门电路
第2章 2.2
RA A
RB
+5V
Rc uY=0.3V 设 uA= 3.6V，T饱和导通
• Y
uY= 0.3V
T
Y= 0
3. CMOS与非门
TP1 与TP2并联，TN1 与TN2串联；
当AB都是高电平时TN1 与TN2
TP2
同时导通TP1 与TP2同时截止；
输出Y为低电平。
当AB中有一个是低电平时， B
TN1 与TN2中有一个截止，
TP1 与TP2中有一个导通， 输出Y为高电平。
A
第2章 2. 3
+VDD
TP1 Y
正逻辑：L=0,H=1 ； 负逻辑：H=0,L=1 。
2. 1 半导体二极管、三极管和 MOS管的开关特性
一、理想开关的开关特性： 1 .静态特性 2. 动态特性
二、半导体二极管的开关特性 1.静态特性：
半导体二极管的结构示意图、符号和伏安 特性
一、二极管等效模型
(b)为理想二极管+恒压源模型 (c)为理想二极管模型
当D、S间加上正 向电压后可产生 漏极电流ID 。
第2章 2. 1
UDS
。
S UGS G
D ID
N++
NN++
N型导电沟道
耗尽层
第2章半导体二极管、三极管和MOS管的开关特性培训讲学
0.3V
2.1.4 MOS管的开关特性
输入特性和输出特性：
输入特性：直流电流为0，看进去有一个输入电容CI，对动 态有影响。 输出特性：iD = f (VDS) 对应不同的VGS下得一族曲线 。
(a) 符号
(b) 漏极特性
漏极特性曲线（分三个区域）
① 截止区：VGS<VGS(th)，iD = 0, ROFF > 109Ω
工作状态 条件
偏置情况
工
作 集电极电流
特
点
ce 间电压
ce 间等效电阻
截止 iB＝0 发射结反偏 集电结反偏 uBE<0，uBC<0 iC＝0
uCE＝VCC
很大， 相当开关断开
放大 0＜iB＜IBS 发射结正偏 集电结反偏 uBE>0，uBC<0
iC＝βiB
uCE＝VCC－ iCRc
可变
饱和
iB＞IBS 发射结正偏 集电结正偏 uBE>0，uBC>0
+VCC Rc iC
Rb b c uo
ui
iB
e
iB(μA)
iC (mA) 直流负载线
VCC Q2 Rc
饱 和 区
放
Q
大
区
80μA 60μA 40μA 20μA Q1 iB=0
工作原理电路
0 0.5 uBE(V)
输入特性曲线
0 UCES
VCC uCE(V)
截止区
输出特性曲线
NPN 型三极管截止、放大、饱和 3 种工作状态的特点
2.1.2 半导体二极管的开关特性 高电平：VIH=VCC 低电平：VIL=0
• VI=VIH D截止，VO=VOH=VCC
晶体管的开关特性资料
可分为发射结由反偏至正偏和集电极电流形成两个阶段。
1
2
3
4
5
x=0
x=w
N
P
N
QBS
nb(x)
pc(x)
QCS
pe(x)
图3-1-14 晶体三极管基区少子 浓度分布曲线
发射结变为正偏，并逐渐形成集电极电流所需的时间，即为延迟时间td，其长短取决于晶体三极管的结构和电路工作条件。三极管结电容越小， td越短；三极管截止时反偏越大，td越长；正向驱动电流越大，td越短。
发射结正偏后，集电极电流iC不断上升，达到0.9ICS所需时间即为上升时间tr。
tr的大小也取决于晶体三极管的结构和电路工作条件。基区宽度w越小，tr也越小；基极驱动电流越大，tr也越短。
(2) 晶体三极管由饱和状态过渡到截止状态的过程。
可分为驱散基区多余存储电荷及驱散基区存储电荷两个阶段。
图3-1-5中，当vI>VREF1时，二极管导通，vO≈vI；当vI<VREF1时，二极管截止，vO=VREF1。这样就将输入波形中瞬时电位低于VREF1的部分抑制掉，而将高于VREF1的部分波形传送到输出端，实现了下限限幅的功能。
演 示
D1
R2
VREF2
＋
－
＋
－
vI
(a)
＋
－
vO
D2
R1
VREF1
3.1 晶体管的开关特性
3.1.1 晶体二极管开关特性
3.1.2 晶体三极管开关特性
S
R
V
图3-1-1 理想开关
＋
－
3.1.1 晶体二极管开关特性
二极管和三极管常识介绍
二极管和三极管常识介绍一、二极管1.二极管的结构和工作原理二极管由两个半导体材料，P型半导体和N型半导体组成，通过半导体材料的p-n结而形成。
P型材料中的空穴与N型材料中的电子在p-n结附近发生复合，形成空穴区和电子区。
当给二极管正向偏压时，使得电子从N区向P区移动，空穴从P区向N区移动，形成电流通路，此时二极管处于导通状态；当给二极管反向偏压时，使N区成为负极，P区成为正极，p-n结两侧形成空间电荷区，电流不能流动，此时二极管处于绝缘状态。
2.二极管的特性（1）单向导电性：二极管只能在正向偏置时导电，不能在反向偏置时导电。
（2）电流与电压关系：在正向偏置时，二极管的电流与电压之间呈指数关系，即电流随着电压的增大而迅速增大。
（3）截止电压与饱和电流：二极管的正向截止电压是指在正向偏置电压小于截止电压时，二极管停止导通。
而饱和电流是指二极管在正向偏置下，通过的最大电流。
（4）温度特性：二极管的导电性能与温度有关，通常情况下，温度升高，二极管导电情况变差。
3.二极管的应用（1）整流器：利用二极管的单向导电性，可以将交流电转换为直流电。
（2）保护电路：在电子电路中，二极管常用于过电压保护电路中，当电压超过一定范围时，二极管会导通，将多余的电压分流至地。
（3）发光二极管（LED）：利用二极管的发光特性，可以将电能转化为光能，常用于指示灯、显示器等设备中。
二、三极管1.三极管的结构和工作原理三极管由三个半导体材料组成，分别为P型半导体、N型半导体和N 型半导体或P型半导体。
三极管的三个区域分别称为基极（B）、发射极（E）和集电极（C）。
当在基极和发射极之间加一个较小的正向电压时，形成一个PN结，即为二极管的结构；而当再在集电极和发射极之间加一个正向电压时，就会形成两个PN结，即为三极管的结构。
这种结构使得三极管能够处于放大器状态。
2.三极管的工作状态三极管有四种工作状态，分别为截止、放大、饱和和反转。
（1）截止状态：当基极电压为0V或很低时，三极管处于截止状态，此时发射极和集电极之间阻断。
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。
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。
半导体二极管和三极管的开关特性
第2章 逻辑门电路 章
②ui=0.3V时，因为 BE<0.5V，iB=0， 时 因为u ， ， 三极管工作在截止状态， 三极管工作在截止状态，ic=0。因 。 为ic=0，所以输出电压： ，所以输出电压：
uo=VCC=5V
③ui＝3V时，基极电流： 时 基极电流：
u i − u BE 1 − 0 .7 iB = mA = 0.03 mA = Rb 10
T4 ， D3 导通
T1
Y 3.6V
R 3 1k
T2，T5截 止
2012年4月9日星期一 年 月 日星期一
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12
第2章 逻辑门电路 章
2. 两个输入端都输入高电平 两个输入端都输入高电平
+5V R4 130Ω T4 D3 T5 R 3 1k 0.7V
T2饱和 饱和, T5深度饱和 T3，T4 截止
RL
+ uo －
D + + ui =0V RL uo － － ui =0V 时的等效电路
ui＝0V时，二极管截止，如 时 二极管截止， 同开关断开， 同开关断开，uo＝0V。 。
2012年4月9日星期一 年 月 日星期一
+ uo －
ui =5V 时的等效电路
ui＝5V时，二极管导通，如同 时 二极管导通，如同0.7V 的电压源， 的电压源，uo＝4.3V。 。
+VCC(+5V) Y
A B D1 D2 R1 3kΩ b1 D3 c1
TTL 与非门电路
T1 的等效电路
A B
2012年4月9日星期一 年 月 日星期一
&
Y
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11
第2章 逻辑门电路 章
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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。
空穴由Ｐ区扩散到Ｎ区后，并不是立即与Ｎ区中的电子复合而消失，而是在一定的路程L P（扩散长度）内，一方面继续扩散，一方面与电子复合消失，这样就会在L P范围内存储一定数量的空穴，并建立起一定空穴浓度分布，靠近结边缘的浓度最大，离结越远，浓度越小。
正向电流越大，存储的空穴数目越多，浓度分布的梯度也越大。
电子扩散到Ｐ区的情况也类似，下图为二极管中存储电荷的分布。
我们把正向导通时，非平衡少数载流子积累的现象叫做电荷存储效应。
当输入电压突然由+V F变为-V R时Ｐ区存储的电子和Ｎ区存储的空穴不会马上消失，但它
们将通过下列两个途径逐渐减少：
① 在反向电场作用下，Ｐ区电子被拉回Ｎ区，Ｎ区空穴被拉回Ｐ区，形成反向漂移电流I R，如下图所示；② 与多数载流子复合。
在这些存储电荷消失之前，ＰＮ结仍处于正向偏置，即势垒区仍然很窄，ＰＮ结的电阻仍很小，与R L相比可以忽略，所以此时反向电流I R=（V R＋V D）/R L。
V D表示ＰＮ结两端的正向压降，一般 V R>>V D，即 I R＝V R／R L。
在这段期间，I R基本上保持不变，主要由V R和R L所决定。
经过时间t s后Ｐ区和Ｎ区所存储的电荷已显著减小，势垒区逐渐变宽，反向电流I R逐渐减小到正常反向饱和电流的数值，经过时间t t，二极管转为截止。
由上可知，二极管在开关转换过程中出现的反向恢复过程，实质上由于电荷存储效应引起的，反向恢复时间就是存储电荷消失所需要的时间。
三、二极管的开通时间
二极管从截止转为正向导通所需的时间称为开通时间。
这个时间同反向恢复时间相比是很短的。
这是由于ＰＮ结在正向偏压作用下，势垒区迅速变窄，有利于少数载流子的扩散，正向电阻很小，因而它在导通过程中及导通以后，其正向压降都很小，比输入电压V F小得多，故电路中的正向电流 I F=V R／R L ，它由外电路的参数决定，而几乎与二极管无关。
因此，只要电路在t=0时加入+V F的电压
，回路的电流几乎是立即达到 V F／R L。
这就是说，二极管的开通时间是很短的，它对开关速度的影响很小，可以忽略不计。
第二节BJT的开关特性
ＮＰＮ型BJT的结构如下图所示。
从图中可见ＮＰＮ型BJT由两个Ｎ型区和一个Ｐ型区构成了两个ＰＮ结，并从三个区分别引出了集电极、基极和发射极。
在电路图中的符号如下图所示。
ＰＮＰ型BJT的结构如下图中的上半部所示，下边为电路图中的符号。
这里的BJT英文原文是：Bipolar Junction Transistor，意为“双极结晶体管”。
也就是通常所说的三极管。
一、BJT的开关作用
BJT的开关作用对应于有触点开关的“断开”和“闭合”。
上图所示电路用来说明BJT开关作用，图中BJT为ＮＰＮ型硅管。
当输入电压V1=-V B时，BJT的发射结和集电结均为反向偏置（V BE＜0，V BC＜0），只有很小的反向漏电流I EBO和I CBO分别流过两个结，故i B≈ 0，i C≈ 0，V CE≈ V CC，对应于上图中的Ａ点。
这时集电极回路中的c、e极之间近似于开路，相当于开关断开一样。
BJT的这种工作状态称为截止。
当V1=+V B2时，调节R B，使I B=V CC / R C，则BJT工作在上图中的C点
，集电极电流i C已接近于最大值V CC/ R C，由于i C受到R C的限制，它已不可能像放大区那样随着i B的增加而成比例地增加了，此时集电极电流达到饱和，对应的基极电流称为基极临
界饱和电流I BS（）
，而集电极电流称为集电极饱和电流I CS（V CC / R C）。
此后，如果再增加基极电流，则饱和程度加深，但集电极电流基本上保持在I CS不再增加，集电极电压V CE=V CC-I CS R C=V CES=2.0-0.3V。
这个电压称为BJT的饱和压降，它也基本上不随i B增加而改变。
由于V CES很小，集电极回路中的c、e极之间近似于短路，相当于开关闭合一样。
BJT的这种工作状态称为饱和。
由于BJT饱和后管压降均为0.3V，而发射结偏压为0.7V，因此饱和后集电结为正向偏置，即BJT饱和时集电结和发射结均处于正向偏置，这是判断BJT工作在饱和状态的重要依据。
下图示出了ＮＰＮ型BJT饱和时各电极电压的典型数据。
由此可见BJT相当于一个由基极电流所控制的无触点开关。
BJT截止时相当于开关“断开”，而饱和时相当于开关“闭合”。
ＮＰＮ型BJT截止、放大、饱和三种工作状态的特点列于下表中。
二、BJT的开关时间
BJT的开关过程和二极管一样，也是内部电荷“建立”和“消散”的过程。
因此BJT饱和与截止两种状态的相互转换也是需要一定的时间才能完成的。
如上图所示电路的输入端加入一个幅度在-V B1和+V B2之间变化的理想方波，则输出电流I c的波形如下图。
可见I c的波形已不是和输入波形一样的理想方波，上升和下降沿都变得缓慢了。
为了对BJT开关的瞬态过程进行定量描述,通常引人以下几个参数来表征：
以上4个参数称为BJT的开关时间参数。
通常把t on＝t d＋t r称为开通时间,它反映了BJT从截止到饱和所需的时间；
把 t0ff= t s＋t f称为关闭时间,它反映了BJT从饱和到截止所需的时间。
开通时间和关闭时间总称为BJT的开关时间,它随管子类型不同而有很大差别，一般在几十至几百纳秒的范围，可以从器件手册中查到。
BJT的开关时间限制了BJT开关运用的速度。
开关时间越短，开关速度越高。
因此，要设法减小开关时间。
开通时间t on是建立基区电荷的时间，关闭时间t off是存储电荷消散的时间。