14二极管和三极管解析
光电二极管与光电三极管
光电二极管与光电三极管
一、光电二极管（Photodiode）
光电二极管是一种基于半导体材料的光电器件，它利用光电效应将光信号转化为电信号。光电二极管的结构和正常的二极管类似，由P型和N型半导体材料构成，并且在P-N结附近形成一个细微的PN结。当光照射到PN结处时，光子的能量会被电子吸收，从而激发电子-空穴对的产生。
光电二极管的工作原理是利用光电效应，该效应是指当光照射到半导体材料上时，光子的能量会激发材料中的电子跃迁到导带中，形成电子-空穴对。当光照强度越大时，激发的电子-空穴对数量越多，产生的电流也越大。因此，光电二极管可以通过测量电流大小来检测光照强度。
1.快速响应速度：光电二极管具有快速的响应速度，能够在纳秒级别内检测到光的变化。
2.高灵敏度：光电二极管对光信号非常敏感，能够检测到较低光强度下的光信号。
3.低噪声：光电二极管的噪声很低，能够准确地检测到微弱的光信号。
4.宽波长范围：光电二极管可以检测多种波长的光信号，通常在可见光和红外光范围内。
1.光通信：光电二极管作为光信号的接收器，在光通信中发挥重要作用。
2.光谱分析：光电二极管可以用于测量、分析和检测光谱信号，例如光谱仪，气体和液体分析等。 3.光电测量：光电二极管可以用于测量光强度的变化，例如光照度计、照度计等。
4.医疗设备：光电二极管可以用于心率监测、血氧测量、生物检测等医疗设备中。
5.光电控制：光电二极管可以用于光敏开关、光电电路等光电控制领域。
二、光电三极管（Phototransistor）
光电三极管是光电传感器中另一种常见的光电器件，它是在光电二极管的基础上发展而来的。光电三极管同样基于光电效应，将光信号转化为电信号，但是相较于光电二极管，光电三极管具有更高的灵敏度和增益。
光电三极管的结构和普通的三极管类似，由P型、N型和P型三个区域组成。在光电三极管中，光照射到PN结处时会产生电子-空穴对，电子会从P区域注入到N区域，形成电流。同时，PN结的另外一侧也会出现电流由于电子和空穴重新组合。因此，光电三极管相较于光电二极管具有更高的电流增益。
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）
二极管和三极管试题及答案
题目编号:13879 知识点:14二极管和三极管 题型:单项选择题 难度:中
半 导 体 的 导 电 能 力（ ）。
A. 与 导 体 相 同 B. 与 绝 缘 体 相 同 C. 介 乎 导 体 和 绝 缘 体 之 间
【答案】C
======================================================================
题目编号:13880 知识点:14二极管和三极管 题型:单项选择题 难度:中
当 温 度 升 高 时，半 导 体 的 导 电 能 力 将（ ）。
A. 增 强 B. 减 弱 C. 不 变
【答案】A
======================================================================
题目编号:13881 知识点:14二极管和三极管 题型:单项选择题 难度:中
P 型 半 导 体 中 空 穴 数 量 远 比 电 子 多 得 多，因 此 该 半 导 体 应（ ）。
A. 带 正 电 B. 带 负 电 C. 不 带 电
【答案】C
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题目编号:13882 知识点:14二极管和三极管 题型:单项选择题 难度:中
. N 型 半 导 体 的 多 数 载 流 子 是 电 子，因 此 它 应（ ）。
A. 带 负 电 B. 带 正 电 C. 不 带 电
【答案】C
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二极管和三极管的结构与基本性能
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第一节 三极管的结构与基本性能
一、理想二极管的正向导通特性
二极管对电流具有单向导通的特性，硅材料二极管的正向导通电流与正向电压之间的关系曲线如图1.1.1所示。
图1.1.1
理想二极管的正向导通特性
(一)导通电压与导通通电流之间的对应关系
二极管在正向电压为0.4V左右时微弱导通，0.7V左右时明显导通。导通电压与导通电流之间的变化关系是，导通电压每变化9mV，导通电流会变化倍。
(二)二极管正向导通电压与导通电流之间的对应关系
)9(002mVUUnnII
(1.1.1)
或)18(002mVUUnnII
(1.1.2)
或)(log29020IImVUUnn (1.1.3)
U0为二极管正向导通时的某静态电压，Un为二极管在U0的基础上变化后的电压。
I0为二极管加上正向导通电压U0时的正向导通电流，In为二极管与Un相对应的正向导通电流。
例如：某二极管的在导通电压U0=0.700V时，导通电流为I0=1mA，求导通电压分别变化到Un1=0.682V、Un2=0.691V、Un3=0.709V、Un4=0.718V时的导通电流In1、In2、In3、In4。
解：根据)9(002mVUUnnII
mAmAImVVVn5.021)97.0682.0(1 .
'. mAmAImVVVn707.021)97.0691.0(2
mAmAImVVVn414.121)97.0709.0(3
mAmAImVVVn221)97.0718.0(4
由此可见，只要知道二极管的某个导通电压和相对应的导通电流，就可以计算出二极管的正向导通曲线上任何一点的参数。
二极管、三极管及整流与放大电路
1 复习与自我检测（五）
二极管、三极管及整流与放大电路
一、学习要点
1.半导体的基本知识
（1） 半导体的特性
导电性能介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。半导体能得到广泛应用，是由于它的导电能力会随温度、光照或所掺杂质的不同而显著变化。
（2） PN结的单向导电性
当在PN结两端加上正向电压时，因外加电场的方向与内电场的方向相反，削弱了内电场，打破了PN结中的动态平衡状态，使载流子的扩散运动大于漂移运动，形成较大的扩散电流，PN结导通。
当在PN结两端加上反向电压时，因外加电场的方向与内电场的方向相同，增强了内电场，也打破了PN结中的动态平衡，使少数载流子的漂移运动大于多数载流子的扩散运动，形成较小的反向电流，可以认为PN结截止。
2.半导体二极管
二极管的正向电流是多数载流子的扩散电流，其值较大（毫安级），但正向电压只有零点几伏，说明二极管的正向电阻较小。当正向电压大于死区电压后，电流增加较快。二极管正向导通时，其正向压降变化不大，硅管约为0.6-0.7V；锗管约为0.2-0.3V。
反向电流是少数载流子的漂移电流，其值随温度的上升增长得很快，并且只要外加反向电压在一定范围内，反向电流基本上维持不变，和反向电压的数值无关（反向电阻高）。当反向电压增大到击穿电压时，反向电流突然增大，管子被击穿而损坏。
二极管的参数反映了它的电性能，是合理选择与正确使用的依据。
对正向而言，有最大整流电流IOM，使用时不得超过。
对反向而言，有最高反向工作电压URM和反向饱和电流IR
3.稳压管
是工作于反向可逆击穿状态下的二极管。稳压管的反向击穿特性曲线很陡，它的特点是在一定的电流范围内的电压稳定不变。
4.单相桥式整流电路
整流电路的任务是把交流电变换成直流电，完成这一任务主要靠二极管的单向导电作用，所以通常二极管是构成各种整流电路的核心元件。
5.滤波电路
滤波原理
二极管和三极管 原理
二极管 图
三极管工作原理
三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。分成NPN和PNP两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。
一、电流放大
下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示，我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib；把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制（假设电源 能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变 化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射 极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。
二、偏置电路
三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性（相当于一个二极管），基极电流必须在输入电压 大到一定程度后才能产生（对于硅管，常取0.7V）。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时，基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比 0.7V要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变（因为小于0.7V时，基极电流都是0）。如果我们事先在三极管的基极上加上一 个合适的电流（叫做偏置电流，上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的，所以它被叫做基极偏置电阻），那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小 信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求，如果没有加偏置，那么只有对那些增加的 信号放大，而对减小的信号无效（因为没有偏置时集电极电流为0，不能再减小了）。而加上偏置，事先让集电极有一定的电流，当输入的基极电流变小时，集电极 电流就可以减小；当输入的基极电流增大时，集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。
第14章二极管和三极管试题及答案
题目编号:13879 知识点:14二极管和三极管 题型:单项选择题 难度:中
半 导 体 的 导 电 能 力（ ）。
A. 与 导 体 相 同 B. 与 绝 缘 体 相 同 C. 介 乎 导 体 和 绝 缘 体 之 间
【答案】C
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题目编号:13880 知识点:14二极管和三极管 题型:单项选择题 难度:中
当 温 度 升 高 时，半 导 体 的 导 电 能 力 将（ ）。
A. 增 强 B. 减 弱 C. 不 变
【答案】A
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题目编号:13881 知识点:14二极管和三极管 题型:单项选择题 难度:中
P 型 半 导 体 中 空 穴 数 量 远 比 电 子 多 得 多，因 此 该 半 导 体 应（ ）。
A. 带 正 电 B. 带 负 电 C. 不 带 电
【答案】C
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题目编号:13882 知识点:14二极管和三极管 题型:单项选择题 难度:中
. N 型 半 导 体 的 多 数 载 流 子 是 电 子，因 此 它 应（ ）。
A. 带 负 电 B. 带 正 电 C. 不 带 电
【答案】C
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高考通用技术专题讲义20 二极管、三极管电路分析
素养呈现·明要求
核心素养 表现要点 水平等级 考试题型 分值
工程思维 在进行简单的技术方案设计时，尝试运用模拟试验或数学模型来考虑各种影响因素，并进行决策分析和性能评估 2
选择题 2 能就某一技术领域中较为复杂的问题情境，运用系统分析的方法将任务具体化，形成可能的解决方案，并能不断优化改进 2
图样表达 能将简单的设计方案用二维、三维设计软件表现出来 2
能识读电子技术领域常见的技术图样，如电子电路图等 2
物化能力 能根据设计要求选择合适的元器件搭接电子电路 1
能根据设计要求进行简单的技术试验，对不同元器件进行性能测试，根据结果选择合适的元器件 2
考点一 二极管及其电路分析
【知识梳理】
1.二极管的结构示意图
2.常见二极管和电路符号
(1)普通二极管：导通后两端电压基本保持不变(硅管：0.7 V，锗管：0.3 V)。
(2)发光二极管：工作电流一般在3__mA～20__mA之间，导通电压一般在1.6 V以上，工作必须串接限流电阻。
(3)光敏二极管：工作在反向电压下，性能相当于光敏电阻，光照强时阻值小。
(4)稳压二极管：一般工作在反向电压下，电流变化时两端电压基本保持不变。
3.二极管极性的判断
4.二极管的特性
(1)单向导电性
二极管具有单向导电特性，只允许电流由正极流入，负极流出，反向流不通。
(2)伏安(U－I)特性曲线
二极管的特性常用其两端电压U与流过它的电流 I之间的关系描述，称为二极管伏安(U－I)特性曲线。
5.二极管的应用
整流电路：将交变电流变成直流，以适应各种电子设备对电源的需要。
【典例突破】
【典例1】 如图所示电路中，所有二极管均为理想元件，则VD1与VD2的工作状态为( )
A.VD1与VD2均导通
B.VD1与VD2均截止
C.VD1导通，VD2截止
D.VD1截止，VD2导通
答案 D
【变式1】 如图所示的电路中，理想二极管VD1、VD2的工作状态为( )
晶体二极管与晶体三极管
* *
第四章 晶体二极管与晶体三极管
本章概述：晶体管是采用半导体晶体材料（如硅、锗、砷化镓等）制成的，在电子产品中应用十分广泛。本章从二、三极管的型号、分类、外形识别及检测等多个方面，对常用二、三极管进行了较为详细和系统的讲解。
第一节 晶体二极管和晶体三极管的型号命名方法
一、 中华人民共和国国家标准（GB249-74）
国标（GB249-74）半导体器件型号命名由五部分组成，见表4-1。
表4-1 国标半导体器件型号命名方法
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分
用数字表示器件电极数目 用汉语拼音字母表示器件的材料和极性 用汉语拼音字母表示器件的类型 用数字表示器件的序号 汉语拼音字母表示规格号
符号 意义 符号 意义 符号 意义 符号 意义
2 二极管 A N型锗材料 P 普通管 D 低频大功率管
B P型锗材料 V 微波管 A 高频大功率管 * *
C N型硅材料 W 稳压管 T 半导体闸流管
D P型硅材料 C 参量管 X 低频小功率管
Z 整流管 G 高频小功率管
3 三极管 A PNP型锗材料 L 整流堆 J 阶跃恢复管
B NPN型锗材料 S 隧道管 CS 场效应管
C PNP型硅材料 N 阻尼管 BT 特殊器件
D NPN型硅材料 U 光电器件 FH 复合管
E 化合物材料 K 开关管 PIN PIN管
B 雪崩管 JG 激光器件
Y 体效应管
备注 低频小功率管指截止频率<3MHZ、耗散功率<1W，高频小功率管指截止频率≥3MHZ、耗散功率<1W，低频大功率管指截止频率<3MHZ、耗散功率≥1W，高频大功率管指截止频率≥3MHZ、耗散功率≥1W。
例如：锗PNP高频小功率管为3AG11C，即
３（三极管）Ａ（PNP型锗材料）Ｇ（高频小功率管）１１（序号）Ｃ（规格号）
二、美国电子半导体协会半导体器件型号命名法 * *
二极管和三极管实验报告
二极管和三极管实验报告
权威有深度
一、实验目的
1、搞清楚二极管的特性；
2、搞清楚三极管的特性；
3、熟悉二极管和三极管的测量方法；
4、分析二极管和三极管特性曲线；
5、掌握二极管和三极管应用。
二、实验原理
1、二极管特性分析
二极管具有一个PN结，P部分是正极，N部分是负极，受电路电压的作用，在PN结的压降力等差的作用下，二极管会产生外部电势差，由此产生一定的集电极电流，而排斥极电流则为零。
2、三极管特性分析
三极管是一种复合型的半导体器件，其内部包含了PNP和NPN的双层结构，具有基极（B）、发射极（E）和集电极（C）三个端子，可以实现电子设备中的功率放大及信号处理功能，是电子设备中重要的控制元件。
三、实验步骤
1、首先准备相关仪器和电子元件：示波器、函数发生器、电源和二极管和三极管等； 2、安装电路：示波器、函数发生器、电源和二极管或三极管以及其它元件等；
3、测量二极管或三极管特性曲线：
（1）调节函数发生器，用不同的频率和幅度输出正弦波；
（2）调节示波器，检测电流输出的波形；
（3）表示电压和电流关系的特性曲线；