数字电子技术基础半导体二极管三极管基本知识(补充).共78页文档
二极管三极管的基础知识
二极管三极管的基础知识
1、二极管是一种双极型半导体器件，是由一个n型半导体和一个p型半导体夹层而成，并且由两个电极连接起来，形成了一个半导体导通元件。
二极管的特点是在正反向作用下具有很大的电阻性。
2、二极管有自发型和电控型。
自发型二极管可以单独工作，而电控型二极管依靠外加电压进行工作，又分半导体二极管、隔离二极管和中继二极管。
3、二极管的基本功能：
（1）可以作为电路的一个开关或分流器；
（2）可以对输入电压的放大作用；
（3）可以实现电子电路与电器的互联；
（4）可以实现信号的保护。
二、三极管
1、三极管是由三个电极（收集极、基极和发射极）连接而成的一种半导体器件，它们三个电极间的关系可以控制电子的流动，从而改变电路的电流。
三极管的特点是在正反向作用下具有很大的电阻性，但其中收发极处的电阻值要小于中间基极处的电阻值。
2、三极管通常以晶体管的形式出现，并可分为双极型晶体管和三极型晶体管两种。
3、三极管的基本功能：
（1）可以实现电子电路的功率放大；
（2）可以对输入信号进行阻塞和增益；
（3）可以实现电子电路的解耦；
（4）可以实现电子电路的节流；
（5）可以实现电子电路的低成本放大和控制。
半导体二极管和三极管
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
二极管三极管的基础知识
二极管三极管的基础知识
二极管和三极管是电子学中两种常见的元件。
它们都是半导体器件，
具有不同的特性和应用。
二极管是一种只允许电流在一个方向上通过的器件。
它由两个不同掺
杂的半导体材料（P型和N型）组成，形成PN结。
当正向偏置时，
电子从N区域流入P区域，并且空穴从P区域流入N区域，形成电流。
当反向偏置时，PN结会形成一个高阻值区域，几乎没有电流通过。
这种特性使得二极管可以用于整流、稳压和开关等应用。
三极管也被称为双极晶体管（BJT），是由三个掺杂不同的半导体层组成的器件。
它有两个PN结，其中一个被称为发射结，另一个被称为
集电结。
发射结连接到P型半导体层，集电结连接到N型半导体层。
当发射端加正向偏置时，少量的电子注入基区，并且在集电端产生大
量载流子（电子或空穴）输出信号放大器；当发射端加反向偏置时，
则会将输入信号阻断。
三极管有两种类型：NPN和PNP。
NPN型三极管中，发射区域是N
型半导体，而基区域是P型半导体；而PNP型三极管中，则相反。
这种特性使得三极管可以用于放大、开关和振荡器等应用。
总的来说，二极管和三极管都是非常重要的半导体器件，具有广泛的应用。
了解它们的基础知识对于电子学学习者来说是非常重要的。
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。
电子技术基础-半导体三极管知识
第3章 半导体三极管及放大电路基础
3.1.1 BJT的结构简介
1.三极管的分类 按照频率分：高频管、低频管 按照功率分：小、中、大功率管 按照材料分：硅管、锗管等 按照结构: PNP管、NPN管
第3章 半导体三极管及放大电路基础
2.基本结构和符号
（1）NPN管 C
集电极
B 基极
N 集电区
P
基区
N 发射区
E
发射极
集电结 发射结
NPN型
C B
T E
NPN
第3章 半导体三极管及放大电路基础
（2）PNP管
B 基极
C
集电极
P 集电区
集电结
N 基区
P 发射区 E 发射极
PNP型
发射结
C B
T E
PNP
第3章 半导体三极管及放大电路基础
总结： （1）三极管基区很薄，一般仅有1微米至几十微米厚，发 射区浓度很高，集电结截面积大于发射结截面积。 （2）PNP型和NPN型三极管表示符号的区别是发射极的 箭头方向不同， 这个箭头方向表示发射结加正向偏置时的 电流方向。使用中要注意电源的极性，确保发射结永远加 正向偏置电压，三极管才能正常工作。 （3）实际应用中采用NPN型三极管较多，
电子 电子 电子
EB正极拉走电子，补充 N 电子 电子 电子
被复合的空穴，形成IB
电子 电子 电子 电子
IB
P
电子
电子 电子
电子 电子
空穴
电子 电子 电子
RB
电子 电子 电子 电子 电子 电子 电子
UBB
电子 电子 电子
电子 电子 电子
N
电子
电子
电子
半导体二极管和三极管
2021/3/6
(1-31)
当外加正向电压不同
时，PN结两侧堆积的
少子的数量及浓度梯
P区 耗 尽 层 N 区
度也不同，这就相当
电容的充放电过程。 +
－
扩散电容：为了形成正向 电流（扩散电流），注入P 区的少子（电子）在P 区 有浓度差，越靠近PN结浓 度越大，即在P 区有电子 的积累。同理，在N区有空
扩散的结果是使空间电 荷区逐渐加宽。
(1-19)
P型半导体
漂移运动
内电场E N 型半导体
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
所相以当扩于散两和 个漂 区移 之这 间一没对有相电扩散反荷运的运动运动动，最空终间达 电到 荷平 区衡 的， 厚
→少子漂移形成反向电流I R
P
空间电 荷区
N
在一定的温度－ 下，－ 由本－ － + + + +
征激发产生的少－子浓－度是－ － + + + +
一定的，故IR基本－ 上与－ 外－加 － + + + +
反压的大小无关，所以称 内电场 E
为反向饱和电流。但IR与温
度有关。
EW
R
二极管三极管的基础知识
二极管三极管的基础知识二极管和三极管是电子领域中常见的两种元件，它们在电路中起着重要的作用。
本文将从二极管和三极管的基础知识入手，介绍它们的结构、工作原理以及在电子设备中的应用。
一、二极管的基础知识二极管是一种具有两个电极的半导体器件，通常由P型半导体和N 型半导体组成。
它的主要作用是允许电流在一个方向上流动，而阻止电流在另一个方向上流动。
二极管的一个电极称为阳极（Anode），另一个电极称为阴极（Cathode）。
二极管的工作原理是基于PN结的特性。
PN结是指P型半导体和N 型半导体的结合处。
当P型半导体的电子与N型半导体的空穴相遇时，会发生电子与空穴的复合，形成一个带电的区域，这个区域被称为耗尽区。
在耗尽区的两端会形成一个电势差，这个电势差被称为势垒。
当二极管正向偏置时，即阳极连接正极，阴极连接负极，势垒将变得较小，电流可以流过二极管。
而当二极管反向偏置时，即阳极连接负极，阴极连接正极，势垒将变得较大，电流无法流过二极管。
二极管有很多种不同的类型，例如常用的正向工作电压为0.7伏的硅二极管和正向工作电压为0.3伏的锗二极管等。
它们在电子设备中广泛应用，如整流器、稳压器、电压调节器等。
二、三极管的基础知识三极管是一种具有三个电极的半导体器件，通常由P型半导体、N 型半导体和另一种掺杂物较少的P型半导体组成。
它的主要作用是放大电流和控制电流。
三极管的三个电极分别为基极（Base）、发射极（Emitter）和集电极（Collector）。
基极用于控制电流，发射极用于发射电子，集电极用于收集电子。
三极管有两种类型，NPN型和PNP型，它们的构造和工作原理基本相同，只是P型半导体和N型半导体的位置相反。
三极管的工作原理是基于PNP结和NPN结的特性。
当三极管的基极电流较小时，三极管处于截止区，电流无法通过三极管。
当基极电流增大时，会使三极管进入饱和区，电流可以从发射极流向集电极。
三极管的放大作用是通过控制基极电流来实现的，当基极电流变化时，发射极到集电极的电流也会相应变化。
半导体二极管三极管基本知识(补充)
(2) 反向击穿电压VBR
反向电流急剧增加时所加的反向电压。
（参数表中一般规定反向电流所达到的值）
最高反向工作电压一般取击穿电压的一半。 (3) 反向电流I R
管子未发生电击穿时的反向电流。
（参数表中一般规定所应加的反向电压）
23
4.二极管基本电路及其分析方法
2.2 半导体二极管和三极管的开关特性 2.2.1 半导体基本知识 1. 半导体材料
导体：铜，银，铝，铁…… 绝缘体：云母，陶瓷，塑料，橡胶…… 半导体：硅，锗…… 半导体得以广泛应用，是因为其导电性能会随 外界条件的变化而产生很大的变化。
使导电性能产生很大变化的外界条件主要有： 温度：温度上升，电阻率下降。 光照：光照使电阻率降低。 掺杂：掺入少量的杂质，会使电阻率大大降低。
5
4. 杂质半导体 （1） P型半导体
本征激发产生 电子-空穴对。
+4
在本征半导体中掺入微量 3价元素（如硼）形成 。
+4 +3 +4 +4
三价杂质称为 受主杂质。
杂质原子获得一个 电子成为负离子。 硅原子的共价键上 缺少一个电子形成 空穴。
空 穴 -----多数载流子(多子) 自由电子---少数载流子(少子)
一个三价杂质原子产生 一个空穴-负离子对。
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（2） N型半导体
在本征半导体中掺入少量的 5价元素（如磷）形成。 杂质原子多余的一个价 电子容易挣脱原子核的 束缚变成自由电子。 杂质原子失去一个 电子成为正离子。 一个5价杂质原子产生 一个电子-正离子对。
本征激发：自 由电子-空穴 对
自由电子-----多数载流子 5价杂质-----施主杂质 空 穴 -----少数载流子
二极管三极管的基础知识
二极管三极管的基础知识1. 引言二极管和三极管是电子学中最基本和常用的两种半导体器件。
它们在电路中起到了重要的作用，如信号调理、开关和放大等。
本文将介绍二极管和三极管的基本原理、结构和特性等重要知识。
2. 二极管二极管是一种由P型和N型半导体材料制成的器件。
它具有一个PN结，通过这个结可以实现电流的单向导通。
常见的二极管有普通二极管、肖特基二极管和光电二极管等。
2.1 基本原理二极管的导电性来自于PN结。
当PN结被正向偏置时，P型区域的空穴和N型区域的电子互相扩散，导致少数载流子的重组，形成一个导电通道。
这个导电通道使得电流可以流过二极管，称为正向工作状态。
当PN结被反向偏置时，少数载流子几乎无法通过结，电流基本上是断开的，称为反向工作状态。
2.2 特性曲线二极管的特性曲线是指其正向特性曲线和反向特性曲线。
正向特性曲线显示了二极管在不同正向偏置电压下的电流响应关系。
反向特性曲线显示了二极管在不同反向偏置电压下的电流响应关系。
这些特性曲线对于理解二极管的工作状态和限制条件非常重要。
2.3 应用二极管在电子电路中有广泛的应用。
它可以用作整流器转换交流电为直流电、用作信号调理器修正和稳定输入信号、用作开关控制电流流动方向等。
3. 三极管三极管是一种由三个掺杂不同的半导体材料制成的器件。
它由基极（B）、发射极（E）和集电极（C）组成，具有放大作用。
根据掺杂型号不同，三极管可以分为NPN和PNP两种类型。
3.1 基本原理三极管的放大作用来自于PNP或NPN结之间形成的电流控制区域。
在NPN三极管中，当基极正向偏置时，将使得发射极-基极间的电流增加，进而通过集电极-发射极间的电流放大。
这种放大作用使三极管成为一种强大的电流放大器。
3.2 特性曲线三极管的特性曲线是指其输出特性曲线、输入特性曲线和直流负载线等。
输出特性曲线显示了三极管的集电极电流与集电极-发射极电压之间的关系。
输入特性曲线显示了三极管的基极电流与基极-发射极电压之间的关系。
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46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
谢谢！
ห้องสมุดไป่ตู้ 61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿