2二极管和三极管
二级三极管
二极管和三极管：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，其应用也非常广泛。
二极管的工作原理晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。
当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。
当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。
当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。
当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。
二极管的类型二极管种类有很多，按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si管）。
根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。
按照管芯结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。
点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面，通以脉冲电流，使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起，形成一个“PN 结”。
由于是点接触，只允许通过较小的电流（不超过几十毫安），适用于高频小电流电路，如收音机的检波等。
面接触型二极管的“PN结”面积较大，允许通过较大的电流（几安到几十安），主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。
平面型二极管是一种特制的硅二极管，它不仅能通过较大的电流，而且性能稳定可靠，多用于开关、脉冲及高频电路中。
二极管的导电特性二极管最重要的特性就是单方向导电性。
在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。
下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和反向特性。
正向特性在电子电路中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端，二极管就会导通，这种连接方式，称为正向偏置。
晶体二极管和三极管
正半周波形正常 低频调 制信号 加一小偏压
t
O O
u ui
O 负半周波形压扁 (b)检波后的电流波形
D
ui
C 偏 压 R
uo
t
(a)检波前调幅波形
(c)小信号检波电路
图 26 小信号检波原理图解
信号。实际电路中的负载可以是耳机，也可以是下一级低频放 大器，由于直流信号对耳机或低频放大器的隔直流电容不起作 用，只有低频调制信号被送到耳机中发出声音或被下一级放大 器放大。小信号检波的原理图解如图 26 所示，图中（ a）是 检波前的高频调幅波形， 经二极管检波后的电流波形如图 （b）， （c）是小信号检波的实际电路。 二极管的另一个重要的用途就是整流。 整流是把 50 赫兹的 交流电变成直流，这在本丛书的上一册中作过介绍，这里就不
玻壳 引线 金属电极 引线
晶片
金属细丝
PN 结 (b)面接触型
支架
(a)点接触型 图 28 二极管的内部结构
硅管和锗管。这两种管子在起始导通电压上差别较大，所谓起
始导通电压就是二极管正向伏安特性非线性区域中的拐弯点所 对应的电压。一般硅管的起始导通电压约为 0.6V，锗管约为 0.2V。由于硅管的导通电压较高，用它作小信号检波时灵敏度 低， 线性差。 但硅管的反向耐压较高 ， 允许的工作温度也较高， 因此适用于 整流和开关等大电流的场合。 锗管的 起始导通电压较小，反向耐压低，允 许的工作温度也较低， 因此适用于小 信号的检波电路。 晶体二极管有玻璃管壳、 金属管 壳、 塑料管壳和环氧树脂管壳等多种 封装形式。 （参见图 29）体积较小 的检波管一般都采用玻璃管壳（图 2 9 中最上面的那种） ，整流管多采用 图 29 几种常见的晶体二极管 塑料或环氧树脂管壳， 一些电流较大 的整流二极管采用金属管壳， 而且管壳的一端还做成螺杆状 （图 29 中最下面的那种） ，以便于在散热板上安装。 晶体二极管的种类和型号很多。 即使是同一型号的二极管， 因制造工艺等方面的原因，它们的实际性能也略有差别。用来 表明二极管性能的数据，叫作二极管的参数。二极管的主要参 数有下列几个： ⒈最大整流电流（IOM） ： 是指二极管长期安全工作时允许通过的正向平均电流的最 大值。因为电流流过 PN 结时要耗散一定的功率，使结温升高。 当电流过大，结温超过一定的限度时就会把 PN 结烧坏。为了 保证安全，二极管整流时的工作电流不能超过此值。 ⒉最高 反向工作电压（VRM） ： 这个参数又叫最大允许反向电压。是指允许加在二极管两 端反向电压的最大值， 它反映了二极管对反向电压的承受能力。
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
二三极管参数解读
SMA/DO-214AC
11
Diode介紹- Bridge Rectifiers（5/6）
橋式整流二極管包含4 個整流二極管，用於AC 轉換成DC電源電路 高可靠性 IF 一般在0.3 A ~ 35 A VR 一般在50 V ~ 1000 V 常見封裝：
IF、IR、VR 、VF、TRR、CJ IF、IR、VR 、VF、TRR、PD、CJ
IR、VR 、VF、CJ IR、VR 、VF、CJ
Bridge Rectifier
IF、IR、VR 、VF、TRR、PD、CJ
IR、VR 、VF、CJ
Schottky Diode
IF、IR、VR 、VF、TRR、CJ
V(BR)CBO測 試電路
V(BR)CEO測 試電路
擊穿電壓越大，三極管的電壓承受能力越強
V(BR)EBO測 試電路
V(BR)CBO測試數據曲綫圖 22
V(BR)CEO測試數據曲綫圖
V(BR)EBO測試數據曲綫圖
Transistor主要參數介紹(2/4)
ICBO：發射極斷開，集電極與基極之間的漏電流
Diode結構及基本原理
1. PN junction：
用专门的制造工艺在同一块半导体单晶上(一般為Si和Ge),形成P型半导体区域和N 型半导体区域,在这两个区域的交界处就形成了一个PN结
2. Metal-semiconductor junction：
由金属与半导体接触形成的势垒层为基础制成的二极管
Diode and Transistor SPEC解讀
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。
三极管并联二极管
三极管并联二极管
三极管并联二极管是一种常见的电路设计，它在电子电路中拥有广泛的应用。
这种电路常常被用来作为开关、放大器和稳压器等电路中的关键元件。
三极管并联二极管电路通常由一个三极管和一个二极管组成，它们被并联在一起。
这种设计可以提高电路的可靠性和稳定性，同时还能够增加电路的效率和性能。
在电子电路中，三极管通常被用作放大器，而二极管则被用来稳定电压。
通过将它们并联在一起，可以实现更稳定、更可靠的电路设计。
在三极管并联二极管电路中，当三极管的基极电压高于某个特定值时，三极管就会打开并开始导电。
此时，二极管会开始起作用，起到稳定电流、限制电压的作用。
这种设计可以有效地保护电路，并确保其稳定运行。
总之，三极管并联二极管电路是一种非常常见的电路设计，它可以提高电路的可靠性、稳定性和性能。
在实际应用中，我们可以根据需要对这种电路进行优化和改进，以满足不同的需求。
- 1 -。
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14.3.2 伏安特性
特点：非线性
I
反向击穿 电压U(BR)
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， 失去单向导电性。
正向特性
P+ – N
导通压降
硅0.6~0.8V 锗0.2~0.3V
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。
14. 5. 2 电流分配和放大原理
1. 三极管放大的外部条件 发射结正偏、集电结反偏
从电位的角度看：
C
发射结正偏 集电结反偏
发射结正偏 集电结反偏
NPN VB>VE VC>VB
PNP VB<VE VC<VB
N
B
P
RC
N RB
E EB
EC
2. 各电极电流关系及电流放大作用
IB(mA) 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
IC(mA) <0.001 0.70 1.50 2.30 3.10 3.95 IE(mA) <0.001 0.72 1.54 2.36 3.18 4.05
结论:
1）三电极电流关系 IE = IB + IC
2） IC IB ， IC IE
3） IC IB
把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变
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。
2. PN 结加反向电压（反向偏置）P接负、N接正
－－－ － －－ + + + + + +
动画
－－－ － －－ + + + + + +
－－－ － －－ + + + + + +
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
(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) 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。
(3) 动态电阻 rZ
UZ IZ
rZ愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。
(4) 稳定电流 IZ 、最大稳定电流 IZM
(5) 最大允许耗散功率 PZM = UZ IZM
14.5 半导体三极管
14.5.1 基本结
构
NPN型
集电极
发射极
C NP N E
PNP型
集电极
发射极
PN P
C
E
基极
B
符号：
NPN型三极管
基极
B PNP型三极管
C IC B
C IC B
IB E
IE
IB E
IE
结构特点：
集电区： 面积最大
集电结 基极 B
集电极 C
N P N
基区：最薄， 掺杂浓度最低发射结E源自发射极发射区：掺 杂浓度最高
成电流IBE ，多
数扩散到集电结。
从基区扩散来的 电子作为集电结 的少子，漂移进 入集电结而被收
集，形成ICE。
EC
发射结正偏， 发射区电子不断 向基区扩散，形
成发射极电流IE。
3. 三极管内部载流子的运动规律
IC = ICE+ICBO ICE
C IC
IB = IBE- ICBO IBE
ICE 与 IBE 之比称为共
PN 结变宽
－－－ － －－ －－－ － －－ －－－－ － －
+++ +++ +++
+++ +++ +++
P
IR
内电场 外电场
–+
N
动画
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。
化的特性称为晶体管的电流放大作用。
实质:用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的
变化，是CCCS器件。
3.三极管内部载流子的运动规律
集电结反偏，
C
有少子形成的
反向电流ICBO。
ICBO ICE
N
基区空穴
B
向发射区的
P
扩散可忽略。
RB IBE
N
进入P 区的电 子少部分与基区
EB
E IE
的空穴复合，形
4. 二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反 向电流愈大。
14.4 稳压二极管
1. 符号
2. 伏安特性
I
_+
稳压管正常工作
时加反向电压
UZ
O
U
稳压管反向击穿
后，电流变化很大，
但其两端电压变化 很小，利用此特性，
UZ
IZ
IZ IZM
稳压管在电路中可 起稳压作用。
使用时要加限流电阻
3. 主要参数
小，用于大功率整流和开关电路中。
14.3 半导体二极管
二极管的结构示意图
金属触丝 N型锗片
阳极引线 二氧化硅保护层
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
N型硅 阴极引线
(c ) 平面型
P 型硅
阳极 D 阴极
阴极引线
( d) 符号
( b) 面接触型
图 1 – 12 半导体二极管的结构和符号
发射极电流放大倍数
IB ICBO ICE
N
P EC
B
ICEICICBO IC
14.2.2 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
PN 结变窄
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
+ + ++ + + + + ++ + + + + ++ + +
动画
内电场被 削弱，多子 的扩散加强，
P IF
内电场 N
外电场
+–
形成较大的 扩散电流。
温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。
14.3 半导体二极管
14.3.1 基本结构
(a) 点接触型 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。
(b)面接触型 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
二极管的单向导电性
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。
2. 二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴 极接正 ）时， 二极管处于反向截止状态，二极管反 向电阻较大，反向电流很小。
3. 外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失 去单向导电性。
14.3.3 主要参数
1.二最极大管整长流期电使流用I时OM，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URWM 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UBR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IRM
指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反 向电流大，说明管子的单向导电性差，IRM受温度的 影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小， 锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。