二极管和三极管的导通条件
课件：二极管、三极管、晶闸管知识讲解
vi
＋
D
＋
0
t
vi
RL
vo
6
vo
－
－
0
t
(a)
(b)
稳压
稳压二极管的特点就是反向通电尚 未击穿前，其两端的电压基本保持不变。 这样，当把稳压管接入电路以后，若由 于电源电压发生波动，或其它原因造成
6
电路中各点电压变动时，负载两端的电 压将基本保持不变。 稳压二极管在电路中常用“ZD”加数字 表示
管加反向电压时，不管控制极加
怎样的电压，它都不会导通，而
处于截止状态，这种状态称为晶
闸管的反向阻断。
主回路加反向电压
c 触发导通 d 反向阻断
可控硅只有导通和关断两种工作状态，它具有 开关特性，这种特性需要一定的条件才能转化， 此条件见下表
状态
条件
说明
从关断到导通
1、阳极电位高于是阴极电位
2、控制极有足够的正向电压和电流
图a
开关断开
b 正向阻断
（2）触发导通 在图（c）所示
电路中，晶闸管加正向电压，在
控制极上加正向触发电压，此时
指示灯亮，表明晶闸管导通，这
种状态称为晶闸管的触发导通。
（3）反向阻断 在图（d）所示
电路中，晶闸管加反向电压，即
a极接电源负极，k极接电源正极，
此时不论开关s闭合与否，指示
灯始终不亮。这说明当单向晶闸
单向可控硅的结构
不管可控硅的外形如何，它们的管芯都是由P型 硅和N型硅组成的四层P1N1P2N2结构。它有三 个PN结（J1、J2、J3），从J1结构的P1层引 出阳极A，从N2层引出阴级K，从P2层引出控制 极G，所以它是一种四6 层三端的半导体器件。
二极管及三极管的开关特性
二极管的开关等效电路 (a) 导通时 (b) 截止时
2. 动态特性：
二极管从截止变为导通和从导通变为截止都需 要一定的时间。通常后者所需的时间长得多。
反向恢复时间tre ：二极管从导通到截止所需的时 间。
一般为纳秒数量级（通常tre ≤5ns ）。
若输入信号频率过高，二极管会双向导通，失去 单向导电作用。因此高频应用时需考虑此参数。
导通状态：相当于开关闭合 截止状态：相当于开关断开。
逻辑变量←→两状态开关： 在逻辑代数中逻辑变量有两种取值：0和1； 电子开关有两种状态：闭合、断开。
半导体二极管、三极管和MOS管，则是构成这 种电子开关的基本开关元件。
理想开关的开关特性： (1) 静态特性： 断开时，开关两端的电压不管多大，等效电阻 ROFF = 无穷，电流IOFF = 0。
(2) 关闭时间toff 三极管从饱和到截止所需的时间。
toff = ts +tf ts ：存储时间（几个参数中最长的；饱和越深越长） tf ：下降时间
toff > ton 。 开关时间一般在纳秒数量级。高频应用时需考虑。
2.2.1 二极管的开关特性
1. 静态特性及开关等效电路 正向导通时 UD(ON)≈0.7V（硅） 0.3V（锗） RD≈几Ω ～几十Ω 相当于开关闭合
二极管的伏安特性曲线
反向截止时 反向饱和电流极小 反向电阻很大（约几百kΩ） 相当于开关断开
二极管的伏安特性曲线
开启电压
二极管的伏安特性曲线
理想化 伏安特 性曲线
2.2.2 三极管的开关特性
1. 静态特性及开关等效电路 在数字电路中，三极管作为开关元件，主要
工作在饱和和截止两种开关状态，放大区只是极 短暂的过渡状态。
二极管和三极管的共同点
二极管和三极管的共同点
二极管和三极管在电子器件中都扮演着重要的角色，它们虽然在结构和功能上存在着很大的差异，但同时也有很多共同点。
首先，二极管和三极管在原理上都是基于半导体材料的特性而存在的，都属于半导体器件的范畴。
二极管主要由P型半导体和N型半导体材料组成，而三极管则由P型半导体，N型半导体和控制端组成。
其次，二极管和三极管都具有电流控制的功能。
二极管的主要功能是在正向偏置时产生导通，而在反向偏置时产生截止，从而实现电流的无阻断和单向导电；而三极管则具有增益性，能够将控制端电流的微弱变化转化成输出端电流的大幅度变化，实现电流的放大和控制。
此外，二极管和三极管都具有热稳定性。
热稳定性是指器件在高温环境下能够稳定工作而不易损坏。
由于半导体材料的热传导能力较差，因此在高温情况下存在较大的热膨胀和热应力，容易导致器件损坏。
而二极管和三极管都通过特殊的设计和材料选择，提高了器件的热稳定性，使其在一定范围内能够正常工作。
最后，二极管和三极管在电子器件的应用中都具有广泛的用途。
二极管的主要应用包括电源电路中的整流、电压调节、信号检波等；而三极管则广泛应用于放大电路、开关电路、信号调制等领域。
综上所述，虽然二极管和三极管在结构和功能上存在很大的差异，但它们在半导体材料的特性、电流控制、热稳定性和广泛的应用等方面都有着共同点，这也使得它们成为当代电子器件中不可或缺的组成部分。
第二章门电路
7
§2.2 半导体三极管的开关特性 一. 双极型三极管的结构 IC
IB
VBC – + + + VCE VBE – – IE
NPN Si管
8
二. 特性
1.电流：IE =IB +IC 2.工作状态： 工作状态分类 导通 截止
IC1
T2 • IE2 • Y ° T5
R3
•
IR3
IB5
N—表示N个发射极。
41
●T1的状态：
∵VB1=VBC1+VBE2+VBE5=2.1V ∴T1处于倒置状态。 I C1 I B1 N反 I B1
I B1 VCC VB1 R1
0.73mA
● T2、 T5的状态：
T2、 T5饱和VO=0.3V
45
二.TTL与非门 • R1 4K • Vcc =5V
°
R2 1.6K
•
R4 130
T4
A
B
T1
T2
• R3 1K • 倒相级
D3
• T5 Y °
输入级
输出级
46
三.负载能力分析 负载——指门电路输出端所接的其它 电路。 NO——扇出系数，表示能够驱动同类门的数目。 灌电流负载——负载电流从后级门注入前级门 负载
14
5）饱和条件及特点 条件：IB >IBS IB — 进入饱和以后的基流。 IBS—临界饱和基流。 求IB 、 IBS的步骤： Vi VBE a）I B Rb
b）I CS c）I BS VCC VCES VCC RC RC I CS
数电思考题与答案
1~5章思考题答案1．1思考题1．什么是数字信号?什么是模拟信号？答：数字信号:电压或电流在幅度上和时间上都是离散、突变的信号。
模拟信号：电压或电流的幅度随时间连续变化。
2．和模拟电路相比,数字电路有哪些特点？答:（1)电路结构简单,便于集成化。
（2）工作可靠。
抗干扰能力强。
（3)数字信号便于长期保存和加密。
(4）数字集成电路产品系列全，通用性强，成本低。
（5）数字电路不仅能完成数值运算，而且还能进行逻辑判断。
3．在数字逻辑电路中为什么采用二进制？它有哪些优点？答:由于二进制数中的0和1与开关电路中的两个状态对应,因此,二进制数在数字电路中应用十分广泛。
二进制只有0和1两个数码，可分别表示数字信号的高电平和低电平，使得数字电路结构简单,抗干扰能力强，便于集成化，通用性强。
4．简述数字集成电路的分类。
答:（1）小规模集成电路（SSI)。
主要是逻辑单元电路.（2）中规模集成电路（MSI）。
主要是逻辑功能部件。
（3）大规模集成电路(LSI)。
主要是数字逻辑系统。
（4）超大规模集成电路（VLSI）。
主要是高集成度的数字逻辑系统，如单片机计算机等。
1．2 思考题1．简述十进制数转换为二进制数、八进制数和十六进制数的方法。
答:整数部分采用连续“除基取余法"；小数部分采用连续“乘基取整法”.2．简述二进制数、八进制数和十六进制数转换为十进制数的方法。
答：分别写出二进制、八进制和十六进制数按权位展开式，各位加权系数的和便为对应的十进制数.注意三者的基数不同.3．简述二进制数、八进制数和十六进制数相互转换的方法。
答：二进制数转换为八进制数的方法是：整数部分从低位开始，每3位二进制数为一组，最后一组不足3位时,则在高位加0补足3位为止；小数点后的二进制数则从高位开始，每3位二进制数为一组,最后一组不足3位时,则在低位加0补足3位，然后用对应的八进制数来代替,再按原顺序排列写出对应的八进制数.二进制数转换为八进制数的方法与上述方法雷同，只改变为每4位为一组.4．8421码和8421BCD码有何区别？答：所谓BCD码是将十进制数的0~9十个数字用4位二进制数表示的代码，而8421BCD 码是取4位自然二进制数的前10种组合，即0000（0)～1001（9)，从高位到低位的权值分别为8、4、2、1.而8421码仅表示权值分别为8、4、2、1的四位二进制代码。
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。
二极管三极管区别
二极管三极管区别一、根本区别二极管与三极管的根本区别在于：二极管有两个脚，三极管三个脚，三极管有电流放大作用（即，基极电流对集电极电流的控制作用。
）二极管没有放大作用，它具有单向导电的特性。
放大：是基极电流对集电极电流的控制作用，表现为：基极的电流变化，反映在集电极就是一个成比例（集电极电流=基极电流乘以三极管的放大倍数）的电流变化。
放大的实质是通过三极管的电流控制功能，从电源获取能量，将基极输入的模拟量放大输出在集电极负载上（电流的变化，在负载上又表现为电压的变化）。
所以，实际放大的是基极输入的模拟量。
二、工作原理的区别二极管是一种具有单向导电的二端器件，有电子二极管和晶体二极管之分，电子二极管现以很少见到，比较常见和常用的多是晶体二极管。
二极管的单向导电特性，几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，它是诞生最早的半导体器件之一，其应用也非常[1]广泛。
三极管的工作原理三极管是一种控制元件，主要用来控制电流的大小，以共发射极接法为例（信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地），当基极电压UB有一个微小的变化时，基极电流IB也会随之有一小的变化，受基极电流IB的控制，集电极电流IC会有一个很大的变化，基极电流IB越大，集电极电流IC也越大，反之，基极电流越小，集电极电流也越小，即基极电流控制集电极电流的变化。
但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多，这就是三极管的放大作用。
IC 的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数β（β=ΔIC/ΔIB, Δ表示变化量。
），三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。
三极管在放大信号时，首先要进入导通状态，即要先建立合适的静态工作点，也叫建立偏置 ,否则会放大失真。
二级管主要就是单向导电性，三极管主要是电压，电流的放大。
三、种类区别晶体管：最常用的有三极管和二极管两种。
三极管以符号BG（旧）或（T）表示，二极管以D表示。
二极管和三极管常识介绍
晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示，如：D5表示编号为5的二极管。
1、作用：二极管的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。
正因为二极管具有上述特性，无绳电话机中常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等电路中。
电话机里使用的晶体二极管按作用可分为：整流二极管（如1N4004）、隔离二极管（如1N4148）、肖特基二极管（如BAT85）、发光二极管、稳压二极管等。
2、识别方法：二极管的识别很简单，小功率二极管的N极（负极），在二极管外表大多采用一种色圈标出来，有些二极管也用二极管专用符号来表示P极（正极）或N极（负极），也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。
发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。
3、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。
晶体三极管在电路中常用“Q”加数字表示，如：Q17表示编号为17的三极管。
1、特点：晶体三极管（简称三极管）是内部含有2个PN结，并且具有放大能力的特殊器件。
它分NPN型和PNP型两种类型，这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补，所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用。
电话机中常用的PNP型三极管有：A92、9015等型号；NPN型三极管有：A42、9014、9018、9013、9012等型号。
2、晶体三极管主要用于放大电路中起放大作用，在常见电路中有三种接法。
为了便于比较，将晶体管三种接法电路所具有的特点列于下表，供大家参考。
名称共发射极电路共集电极电路（射极输出器）共基极电路输入阻抗中（几百欧～几千欧）大（几十千欧以上）小（几欧～几十欧）输出阻抗中（几千欧～几十千欧）小（几欧～几十欧）大（几十千欧～几百千欧）电压放大倍数大小（小于1并接近于1）大电流放大倍数大（几十）大（几十）小（小于1并接近于1）功率放大倍数大（约30～40分贝）小（约10分贝）中（约15～20分贝）三极管的导通条件：三极管的导通条件是：发射结加正向电压，集电结加反向电压。
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二极管和三极管的导通条件
二极管和三极管是电子元器件中常见的两种器件，它们在电路中起着重要的作用。
在了解二极管和三极管的导通条件之前，我们先来了解一下它们的基本结构和工作原理。
1. 二极管的导通条件
二极管是一种只能允许电流在一个方向上通过的器件。
它由P型半导体和N型半导体组成，中间有一个P-N结。
当P端的电压高于N 端时，二极管处于正向偏置状态，此时二极管导通。
反之，当P端的电压低于N端时，二极管处于反向偏置状态，此时二极管截止。
具体来说，二极管的导通条件是：当正向电压大于二极管的正向压降（一般为0.6-0.7V）时，二极管导通。
这是因为当正向电压作用于二极管时，会使得P端的空穴和N端的电子向P-N结扩散，形成电流。
2. 三极管的导通条件
三极管是一种具有放大功能的电子元器件，它由三个掺杂不同的半导体构成，分别是发射极（Emitter）、基极（Base）和集电极（Collector）。
三极管具有两个PN结，即发射结和集电结。
三极管的导通条件是：当基极与发射极之间的电压大于0.6-0.7V，并且发射极与集电极之间的电压大于0.2-0.3V时，三极管处于导通状态。
这是因为当基极电压大于0.6-0.7V时，会将电子注入到基区，
形成电流。
而当发射极与集电极之间的电压大于0.2-0.3V时，该电流会被放大并输出到集电极。
3. 二极管和三极管的应用
二极管和三极管广泛应用于各种电子设备和电路中。
二极管常用于整流电路中，用于将交流电转换为直流电。
此外，二极管还可用于电压限制、电压调节等电路中。
而三极管则常用于放大电路和开关电路中。
在放大电路中，三极管可以将微弱的信号放大成较大的信号，以便驱动负载。
在开关电路中，三极管可以控制电流的通断，实现开关的功能。
总结：
二极管和三极管的导通条件分别是：二极管的导通条件是正向电压大于正向压降；三极管的导通条件是基极与发射极之间的电压大于0.6-0.7V，并且发射极与集电极之间的电压大于0.2-0.3V。
二极管和三极管在电子设备和电路中具有广泛的应用，能够实现整流、限制、调节、放大和开关等功能。
对于工程师和电子爱好者来说，了解二极管和三极管的导通条件是理解和设计电路的基础。
因此，深入研究二极管和三极管的导通条件对于提高电子技术水平具有重要意义。