半导体二极管和三极管
二极管,三极管,晶体管概念和用途
二极管、三极管、晶体管概念和用途一、二极管的概念和用途二极管是一种具有两个电极的半导体器件，它具有单向导电特性。
当施加正向电压时，二极管正向导通，电流通过；当施加反向电压时，二极管反向截止，电流基本不通过。
二极管主要用于整流、稳压、开关和检波等电路中。
1、整流在交流电路中，二极管可以将交流信号转换为直流信号。
通过二极管整流，可以将交流电源转换为直流电源，以满足电子设备对直流电源的需求。
2、稳压二极管还可以作为稳压器使用。
在稳压电路中，通过合理连接二极管和电阻，可以实现对电压的稳定。
3、开关由于二极管具有导通和截止的特性，可以将其应用到开关电路中。
在开关电路中，二极管可以控制电流的通断，实现对电路的控制。
4、检波二极管还可以用作检波器。
在无线电接收机中，二极管可以将射频信号转换为音频信号，实现信息的接收和解调。
二、三极管的概念和用途三极管是一种具有三个电极的半导体器件，分为发射极、基极和集电极。
三极管具有放大、开关等功能，是现代电子设备中不可或缺的器件。
1、放大在放大电路中，三极管可以对输入信号进行放大处理。
通过合理设置电路参数，可以实现对电压、电流和功率等信号的放大。
2、开关与二极管类似，三极管也可以用作开关。
通过控制基极电流，可以实现对集电极与发射极之间的电流通断控制。
3、振荡在振荡电路中，三极管可以实现信号的自激振荡。
通过反馈电路的设计，可以使三极管产生稳定的振荡信号。
4、调制在通信系统中，三极管可以用于信号的调制。
通过三极管的放大和调制功能，可以实现对射频信号等信息的传输。
三、晶体管的概念和用途晶体管是一种半导体器件，是二极管的发展和改进，是现代电子技术的重要组成部分，被广泛应用于放大、开关、振荡和数字逻辑电路等领域。
1、放大晶体管可以作为放大器使用，实现对信号的放大处理。
晶体管的放大能力较强，可以应用于音频放大、射频放大等领域。
2、开关晶体管也可以用作开关。
与三极管类似，晶体管可以实现对电路的控制，用于开关电源、数码电路等领域。
二极管、三极管与场效应管
电子元器件知识：二极管、三极管与场效应管。
一、半导体二极管2、半导体二极管的分类分类：a 按材质分：硅二极管和锗二极管；b按用途分：整流二极管，检波二极管，稳压二极管，发光二极管，光电二极管，变容二极管。
3、半导体二极管在电路中常用“D”加数字表示，如：D5表示编号为5的半导体二极管。
4、半导体二极管的导通电压是:a;硅二极管在两极加上电压,并且电压大于0.6V时才能导通,导通后电压保持在0.6-0.8V之间.B;锗二极管在两极加上电压,并且电压大于0.2V时才能导通,导通后电压保持在0.2-0.3V之间.5、半导体二极管主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。
6、半导体二极管可分为整流、检波、发光、光电、变容等作用。
7、半导体二极管的识别方法：a;目视法判断半导体二极管的极性:一般在实物的电路图中可以通过眼睛直接看出半导体二极管的正负极.在实物中如果看到一端有颜色标示的是负极,另外一端是正极.b;用万用表(指针表)判断半导体二极管的极性:通常选用万用表的欧姆档(R﹡100或R﹡1K),然后分别用万用表的两表笔分别出接到二极管的两个极上出,当二极管导通,测的阻值较小(一般几十欧姆至几千欧姆之间),这时黑表笔接的是二极管的正极,红表笔接的是二极管的负极.当测的阻值很大(一般为几百至几千欧姆),这时黑表笔接的是二极管的负极,红表笔接的是二极管的正极.c;测试注意事项：用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。
8、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。
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。
电工学教案半导体二极管和三极管
电工学教案半导体二极管和三极管一、教学目标1.了解半导体二极管和三极管的基本结构和工作原理；2.掌握常见半导体二极管和三极管的特性参数；3.能够分析和解决与半导体二极管和三极管相关的电路问题；4.培养学生的动手实践和创新能力。
二、教学内容1.半导体二极管的基本结构和工作原理；2.常见半导体二极管的特性参数和应用；3.三极管的基本结构和工作原理；4.常见三极管的特性参数和应用。
三、教学过程1.导入引入通过介绍电子元器件中的两种重要器件，半导体二极管和三极管，引发学生对相关知识的探究和学习兴趣。
2.课堂讲解2.1半导体二极管2.1.1基本结构和工作原理详细介绍半导体二极管的基本结构，包括P-N结和其注入。
详细介绍半导体二极管的工作原理，包括正向偏置和反向偏置。
2.1.2特性参数和应用介绍半导体二极管的特性参数，包括导通压降、最大反向电压和最大正向电流等。
介绍半导体二极管的应用，包括整流、波形修整等。
2.2三极管2.2.1基本结构和工作原理详细介绍三极管的基本结构，包括三个区域的P-N结和掺杂工艺。
详细介绍三极管的工作原理，包括共发射极、共集电极和共基极的基本工作模式。
2.2.2特性参数和应用介绍三极管的特性参数，包括放大系数、最大耗散功率和最大反向电压等。
介绍三极管的应用，包括放大、开关等。
3.实验演示通过实验演示，让学生亲自搭建电路，观察和验证半导体二极管和三极管的工作原理和特性。
4.小结反思对课堂内容进行总结和归纳，强化学生对半导体二极管和三极管的理解。
四、教学方法1.讲授结合实践通过讲解和实验结合，加深学生对半导体二极管和三极管相关知识的理解和应用能力。
2.探究式学习鼓励学生积极参与课堂互动，提出问题、讨论问题，培养学生的创新思维和解决问题的能力。
五、教学评估1.课堂小测验设置课堂小测验以检测学生对知识的掌握程度。
2.实验报告要求学生根据实验结果和分析写实验报告，评估学生对半导体二极管和三极管的实际操作和分析能力。
电路基础原理二极管与三极管
电路基础原理二极管与三极管电路基础原理：二极管与三极管在现代电子技术中，二极管与三极管扮演着重要的角色，是电路中最基本且不可或缺的元件之一。
它们的发展历程和原理理解对于电子工程师和爱好者而言都是至关重要的。
一、二极管二极管是由半导体材料制成的电子元件，它有两个端口，即两个引脚。
它的一端被称为阳极（也叫P端），另一端被称为阴极（也叫N 端）。
二极管的工作原理基于PN结，这是由P型薄层半导体材料和N 型薄层半导体材料之间形成的结构。
当二极管极性正向（P端连接正电压，N端连接负电压）时，电流可以顺利通过，这被称为导通状态。
而当二极管极性反向（P端连接负电压，N端连接正电压）时，电流会被阻断，二极管处于截止状态。
通过这种特性，二极管可以用来实现电流的整流功能。
它可以将交流信号转化为直流信号，通过只允许一个方向的电流流动，屏蔽了负半周期的信号。
二、三极管三极管是一种由PNP或NPN型晶体管构成的半导体器件。
它有三个引脚，被称为基极、发射极和集电极。
三极管有两种常见的工作模式：共射极和共集极。
在共射极模式下，基极与发射极之间的电压被用来控制集电极与发射极之间的电流。
而在共集极模式下，输入信号通过基极，被放大输出到集电极，集电极是输出端。
基于这两种模式，三极管可以被用作放大器、开关和电压比较器。
作为放大器，它可以放大小信号以便更好地驱动负载。
作为开关，三极管在输入电压高于某个阈值时导通，低于阈值时截止，用于控制电流的流动。
作为电压比较器，它可以接收两个电压信号并比较它们的大小，输出相应结果。
三、二极管与三极管的应用二极管和三极管在现代电子设备中应用广泛，成为无线通信、计算机科学、控制系统等方面的基本元件。
例如，在无线通信系统中，射频二极管被用来作为开关，控制高频信号的传输。
而三极管被用于收音机、电视机等电子设备中的放大电路，使得弱信号可以被放大后输出到扬声器。
此外，二极管和三极管还常用于电源电路中，用于整流、稳压和滤波等功能，确保设备能够正常工作。
二极管和三极管的分类和表示符号
二极管和三极管的分类和表示符号二极管和三极管是半导体器件中常见的两种元件。
它们在电子电路中起到了非常重要的作用，可以实现信号放大、整流、开关等功能。
在实际的电子设备中，我们经常会看到它们的身影，比如电视机、手机等。
接下来，我将详细介绍二极管和三极管的分类和表示符号。
二极管是最简单、最基本的半导体器件之一，也是最常见的电子器件之一。
它有两个电极，分别是阳极和阴极。
二极管根据不同的性能和用途，可以分为多种类型。
1.矽二极管：矽二极管是最常见的一种二极管，使用最为广泛。
它的主要材料是硅(Si)，具有正向导通电压低、反向击穿电压高等优点。
2.锗二极管：锗二极管是一种较为古老的二极管，使用的材料是锗(Ge)。
相对于矽二极管，锗二极管具有电压降低、背向耐压较低等特点。
3.快恢复二极管：快恢复二极管是一种特殊类型的二极管，它具有快速恢复的特点，适用于高频开关电路和超高速电路。
4.肖特基二极管：肖特基二极管是一种基于肖特基结的二极管，具有正向压降低、反向击穿电压高等特点。
它适用于高频开关电路和精密电路。
5. LED：LED(发光二极管)可以将电能转化为光能，具有高效率、长寿命、低功耗等特点。
LED广泛应用于照明、电子显示等领域。
二极管的表示符号是一个箭头，箭头的一侧表示阳极，另一侧表示阴极。
箭头一般指向阴极，表示电流的流向。
三极管是一种具有三个电极的半导体器件。
它的三个电极分别是基极(Base)，发射极(Emitter)，集电极(Collector)。
三极管的性能和用途非常广泛，根据工作原理和结构特点的不同，可以分为多种类型。
1. NPN型三极管：NPN型三极管是常见的一种三极管，外层为N 型材料，中间为P型材料。
NPN三极管适用于低功耗、小信号放大等场合。
2. PNP型三极管：PNP型三极管与NPN型三极管相反，外层为P 型材料，中间为N型材料。
PNP三极管适用于高功耗、大信号放大等场合。
3.双极型结型三极管：双极型结型三极管是一种特殊的三极管，利用两个PN结的整流作用实现放大和开关功能。
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
二极管和三极管TT 二极管：二极管，又称半导体二极管，是由半导体器件组成的一种基本电子元件。
由于晶体结构特殊，二极管在加一定量电流或电压施加后可以改变方向的性质，发挥其作准双向控制电路的功能，有正反接两用、正片和反片两种基本类型，可组成多种电子电路。
二极管在1948年发明，之后它被广泛应用在电子元件中，几乎组成所有电子领域，比如计算机、通信技术和电子系统中。
二极管可以被看作一种发射器，它从根本上讲是金属和半导体的结合体，具有接收和发射功能。
它有两端，其中一端由半导体材料组成，另一端是金属极。
半导体极端一般有两种状态，即开路和短路，它们可以影响整个电路的运行情况。
二极管还有正反接两用的特性，这对现代电子设备的发展提供了可靠的保证。
三极管：三极管是一种由三个极性组成的半导体器件，由一个发射极、接收极和控制极组成。
它利用输入信号控制输出信号的特性而闻名，是一种重要的信号放大器，可多用于高频器件、收发器件和模拟电路中。
三极管的特性是由三个极性的晶体管组成，其中包括发射极、基极和集电极三部分，它们之间有固定的连接性。
发射极是电子控制的起点，基极的电压可以影响发射极的发射电流流动，集电极则可以收集控制基极电压输出的电流，相较于二极管，三极管具有更加精细灵敏的控制功能。
三极管以其灵敏度和可靠性深受用户青睐，在今天的电子产品中几乎随处可见。
尤其是在电子产品的电源供给部件里，它可以使电子芯片在介质环境变化时自动调节电压大小，保证芯片的正常运行。
它还可以用于电子电路的脉冲记数、测量和控制，改善和加速电子电路的操控性能，帮助用户提升整体的制作水平。
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半导体二极管和三极管
结论：
1. 二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴 极接负 ）时， 二极管处于正向导通状态，二极管正 向电阻较小，正向电流较大。
+ + ++ + + + + ++ + + + + ++ + +
P IF
内电场 N
外电场
+–
内电场被 削弱，多子 的扩散加强， 形成较大的 扩散电流。
PN 结加正向电压时，PN结变窄，正向电流较 大，正向电阻较小，PN结处于导通状态。
半导体二极管和三极管
2. PN 结加反向电压（反向偏置） P接负、N接正
二、 N型半导体和 P 型半导体
1、N型半导体
在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）, 形成杂质半导体。 在常温下即可
变为自由电子 掺入五价元素
Si
Si
pS+i
Si
掺杂后自由电子数目
多余 大量增加，自由电子导电 电子 成为这种半导体的主要导
电方式，称为电子半导体
或N型半导体。
失去一个 电子变为 正离子
半导体二极管和三极管
二极管的结构示意图
金属触丝 N型锗片
阳极引线
阴极引线
( a) 点接触型 外壳
铝合金小球 N型硅
阳极引线
PN结 金锑合金
底座
阳极引线 二氧化硅保护层
N型硅 阴极引线
( c ) 平面型
P 型硅
阳极 D 阴极
阴极引线
( b) 面接触型
( d) 符号
半导体二极半导管体二的极管结和构三极和管 符号
半导体二极管和三极管
7.3 半导体二极管
一、 基本结构
(a) 点接触型
(b)面接触型
结面积小、 结电容小、正 向电流小。用 于检波和变频 等高频电路。
结面积大、 正向电流大、 结电容大，用 于工频大电流 整流电路。
(c) 平面型 用于集成电路制作工艺中。PN结结面积可大可小，
用于高频整流和开关电路中。
第7章 半导体二极管和三极管
7.1 半导体的基础知识 7.2 PN结 7.3 半导体二极管 7.4 半导体三极管
半导体二极管和三极管
7.1 半导体的基础知识
半导体的导电特性： 热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强
(可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。 光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化 (可做
自由电子和空穴都称为载流子。 自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复合。
在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡， 半导体中载流子便维持一定的数目。
注意： (1) 本征半导体中载流子数目极少, 其导电性能很差； (2) 温度愈高， 载流子的数目愈多,半导体的导电性
能也就愈好。所以，温半导度体二对极管半和三导极管体器件性能影响很大。
浓度差 形成空间电荷区
多子的扩散运动
扩散的结果使 空间电荷区变宽。
半导体二极管和三极管
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。
二、 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
PN 结变窄
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
磷原子 在N 型半导体中自由电子是 多数载流子，空穴是少数载 流子。
半导体二极管和三极管
2、 P 型半导体
Si
Si
BS–i
Si
硼原子 接受一个 电子变为 负离子
空穴
掺入三价元素 掺杂后空穴数目大量
增加，空穴导电成为这
种半导体的主要导电方
式，称为空穴半导体或
P型半导体。
在 P 型半导体中空穴是多
数载流子，自由电子是少数
PN 结变宽
－－－ － －－ －－－ － －－ －－－－ － －
+++ +++ +++
+++ +++ +++
P
IR
内电场 外电场
–+
N
内电场被加 强，少子的漂 移加强，由于 少子数量很少， 形成很小的反 向电流。
PN 结加反向电压时，PN结变宽，反向电流较小， 反向电阻较大，PN结处于截止状态。
温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。
失去单向导电性。 半导体二极管和三极管
三、 主要参数
1. 最大整流电流 IF 二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向
平均电流。
2. 反向工作峰值电压UR 是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，
一般是二极管反向击穿电压UR的一半或三分之二。二 极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。
3. 反向峰值电流IR 指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反
成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极 管、光敏三极管等)。 掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电 能力明显改变(可做成各种不同用途的半导 体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。
半导体二极管和三极管
一、 本征半导体
完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征 半导体。
价电子
Si
Si
共价健
Si
Si
晶体中原子的排列方式
硅单晶中的共价健结构
共价键中的两个电子，称为价电子。
半导体二极管和三极管
本征半导体的导电机理 自由电子
价电子在获得一定能量
（温度升高或受光照）后，
Si
Si
即可挣脱原子核的束缚， 成为自由电子（带负电），
同时共价键中留下一个空
Si
Si
位，称为空穴（带正电）。
空穴
价电子
这一现象称为本征激发。 温度愈高，晶体中产
二、 伏安特性
特点：非线性
I
反向击穿 电压U(BR)
正向特性
P+ – N
导通压降
硅0.6~0.8V 锗0.2~0.3V
反向电流 在一定电压 范围内保持 常数。
P– + N 反向特性
外加电压大于反向击 穿电压二极管被击穿，
U
死区电压
硅管0.5V, 锗管0.1V。
外加电压大于死区 电压二极管才能导通。
载流子。
无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。
半导体二极管和三极管
7.2 PN结
一、 PN结的形成
空间电荷区也称 PN 结
少子的漂移运动
内电场越强，漂移运 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
－－－－－－ + + + + + + + －－－－－－ + + + + + + －－－－－－ + + + + + +
生的自由电子便愈多。
在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子
来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当
于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。
半导体二极管和三极管
本征半导体的导电机理 当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现
两部分电流 (1)自由电子作定向运动 电子电流 (2)价电子递补空穴 空穴电流