电工电子技术半导体二极管和三极管
二极管和三极管的导通条件
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。
电工电子应用技术 二极管(实验报告)
实训二二极管、三极管的判别与检测一、实训目的1.学会用万用表判别晶体二极管和三极管的管脚。
2.学会用万用表检测晶体二极管和三极管质量的好坏。
二、实训原理1.晶体二极管(1)晶体二极管（以下简称二极管）是内部具有一个PN结，外部具有两个电极的一种半导体器件。
对二极管进行检测，主要是鉴别它的正、负极性及其单向导电性能。
通常其正向电阻小为几百欧，反向电阻大为几十千欧至几百千欧。
(2)二极管极性的判别根据二极管正向电阻小，反向电阻大的特点可判别二极管的极性。
指针式万用表：将万用表拨到R⨯100或R⨯1k的欧姆档，表棒分别与二极管的两极相连，测出两个阻值，在测得阻值较小的一次测量中，与黑表棒相接的一端就是二极管的正极。
同理在测得阻值较大的一次测量中，与黑表棒相接的一端就是二极管的负极。
数字式万用表：红表笔插在“V·Ω”插孔，黑表笔插在“COM”插孔。
将万用表拨到二极管档测量，用两支表笔分别接触二极管两个电极，若显示值为几百欧，说明管子处于正向导通状态，红表笔接的是正极，黑表笔接的是负极；若显示溢出符号“1”，表明管子处于反向截止状态，黑表笔接的是正极，红表笔接的是负极。
(3)二极管质量的检测一个二极管的正、反向电阻差别越大，其性能就越好。
用上述方法测量二极管时，如果双向电阻值都较小，说明二极管质量差，不能使用；如果双向阻值都为无穷大，说明该二极管已经断路；如果双向阻值均为零，则说明二极管已被击穿。
在这三种情况下二极管就不能使用了。
2.晶体三极管(1)三极管的结构可以看成是两个背靠背的PN结，如图2-1所示。
对NPN管来说，基极是两个PN结的公共阳极，对PNP管来说，基极是两个PN结的公共阴极。
图2-1 晶体三极管结构示意图(2)三极管基极与管型的判别将指针式万用表拨到R⨯100或R⨯1k欧姆档，用黑表棒接触某一管脚，用红表棒分别接触另两个管脚，如表头读数都很小，则与黑表棒接触的那一管脚是基极，同时可知此三极管为NPN型。
半导体二极管和三极管
（一）理想二极管等效电路
iD 当外加正向电压时，二极
管导通，正向压降uD=0,
D
相当于开关闭合；
当外加反向电压时，二极
管截止，反向电流IR=0，
相当于开关断开。
等效电路
0
uD
特性曲线的近似
(1-30)
(二）考虑正向压降的等效电路
在二极管充分导通且工 作电流不是很大时，可
以 近 似 认 为 UD 为 常 数 ， 用 一 个 直 流 电 压 源 UD
PN 结加上反向电压、反向偏置的意思都是： P区 加负、N 区加正电压。
(1-22)
一、PN 结正向偏置
变薄
+ P
－+ －+ －+ －+
内电场被削弱，多子 的扩散加强能够形成 较大的扩散电流。
_ N
外电场
R
内电场
E
(1-23)
二、PN 结反向偏置
_ P
变厚
－+ －+ －+ －+
பைடு நூலகம்
内电场被被加强，多子
uo
t
(1-36)
例15.2：分析uR、uC的波形 ui
ui
R
uR RL
uR
t
uo t
uo
t
(1-37)
例15.3 设图示电路中的二极管性能均为理想。试判断各电路中
的二极管是导通还是截止，并求出A、B两点之间的电压ＵAB值。
D1
A
D1
A
D2
+
D2
+
R 2KW UAB
V1 15V V2
10V _
B
10V _
半导体二极管与三极管
导通压降
外加电压大于死区电压二极管才能导通。
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
反向特性
特点：非线性
硅0.6~0.8V锗0.2~0.3V
U
I
死区电压
P
N
+
–
P
N
–
+
反向电流 在一定电压 范围内保持 常数。
14.3.2 伏安特性
根据半导体的物理原理，可从理论上分析得到PN结的伏安特性的表达式，此式通常称为二极管方程，即：
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。
STEP5
STEP4
STEP3
STEP2
STEP1
定性分析：判断二极管的工作状态
导通截止
否则，正向管压降
硅0.6~0.7V锗0.2~0.3V
V阳 =－6 V V阴 =－12 V V阳>V阴 二极管导通 若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB =－ 6V 否则， UAB低于－6V一个管压降，为－6.3Ｖ或－6.7V
例1：
取 B 点作参考点，断开二极管，分析二极管阳极和阴极的电位。
在这里，二极管起钳位作用。
例2:
D1承受反向电压为－6 V
流过 D2 的电流为
求：UAB
在这里， D2 起钳位作用， D1起隔离作用。
B
D1
6V
12V
3k
A
D2
UAB
+
–
ui > 8V，二极管导通，可看作短路 uo = 8V ui < 8V，二极管截止，可看作开路 uo = ui
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。
二极管与三极管
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。
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第二节 半导体二极管
把PN结用管壳封装，然后在P区和N区分别向外引出一 个电极，即可构成一个二极管。二极管是电子技术中最基 本的半导体器件之一。根据其用途分有检波管、开关管、 稳压管和整流管等。
电工电子技术半导体二极管和三极管
第七章 半导体二极管和三极管
第一节 半导体的导电特性 第二节 半导体二极管 第三节 半导体三极管
本章要求
一、理解PN结的单向导电性，三极管的电流分配和 电流放大作用；
二、了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工 作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；
三、会分析含有二极管的电路。
1. PN结的形成
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
－－－－－－ －－－－－－ －－－－－－ －－－－－－
浓度差 形成空间电荷区
+ ++ + + +
+ ++ + + +
+ ++ + + +
+
+ ++++
多子的扩散运动
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。
对于半导体器件，重点放在特性、参数、技术指标和正 确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论半导体器件的 原理目的在于应用。
学会用工程观点分析问题，就是根据实际情况，对半导 体器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近似，以便 用简便的分析方法获得具有实际意义的结果。
对电路进行分析计算时，只要能满足技术指标，就不要 过分追究精确的数值。
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。
什么是本征激发 ？什么是复合？ 少数载流子和多 数载流子是如何 产生的 ？
空间电荷区的电阻 率为什么很高？
能否说出PN结 有何特性？半 导体的导电机 理与金属导体 有何不同？
无论N型或P型半导体都 是中性的，对外不显电性。
自由电子导电和空 穴导电的区别在 哪里？空穴载流 子的形成是否由 自由电子填补空 穴的运动形成的 ？
何谓杂质半导体中的多 子和少子 ？N型半导体中的 多子是什么？少子是什么？
P型半导体中的空穴多 于自由电子，是否意味 着带正电？
三. PN结及其单相导电性
半导体器件是非线性的、特性有分散性,工程上允许一定 的误差、采用合理估算的方法。
第一节 半导体的导电特性
物质按导电能力的不同可分为导体、半导体 和绝缘体三大类。半导体的电阻率一般在10-3~109
Ω·cm量级，典型的半导体有硅(Si)和锗(Ge)，以及
砷化镓(GaAs)等。硅和锗在元素周期表上是四阶元 素，砷化镓则属于半导体化合物。
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，温度对半导体器件性能影响很大。
硅单晶中的共价健结构
共价键中的两个电子，称为价电子。
自由电子
本征半导体的导电机理
Si
Si 空穴
Si Si 价电子
价电子在获得一定能（温 度升高或受光照）后，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 留下一个空位，称为空穴（带 正电）。
这一现象称为本征激发。
温度愈高，晶体中产生的 自由电子便愈多。
半导体的导电能力虽然介于导体和绝缘体之 间，但半导体的应用却极其广泛，这是由半导体的 独特性能决定的：
半导体的特性：
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 ( 可做成各 种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极 管等 )。
扩散的结果使 空间电荷区变宽。
2. PN结的单向导电性
(1) PN 结加正向电压（正向偏置） PN 结变窄
P接正、N接负
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
+ + ++ + + + + ++ + + + + ++ + +
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。
二. N型半导体和 P 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 pS+i 失去一个电 子变为正离 子
Si Si 磷原子
多余 电子
掺杂后自由电子数目大 量增加，自由电子导电成为 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。
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。
掺入三价元素
Si
Si
空穴
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，
BS–i
Si
称为空穴半导体或 P型半
导体。
硼原子
接受一个电 子变为负离 子
此时整个晶体 带电吗？为什 么？
在 P 型半导体中空穴 是多数载流子，自由电子 是少数载流子。
在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填
补(价电子填空穴的现象称为复合)。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）。
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
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） PN 结变宽
P接负、N接正
－－－ － －－ －－－ － －－ －－－－ － －
+++ +++ +++
+++ +++ +++
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。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ管等）。
一. 本征半导体
天然的硅和锗是不能制作成半导体器件的。它们必须先经过
高度提纯.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