第7章半导体二极管和三极管
7.1 半导体的基本知识
7.2 PN结
7.3 半导体二极管
7.4 稳压二极管
7.5 半导体三极管
第7章半导体二极管和三极管
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。
对于元器件，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。讨论器件的目的在于应用。
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。
器件是非线性的、特性有分散性、RC 的值有误差、工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。
7.1 半导体的基本知识
半导体的导电特性：
(可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。 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、三极管和晶闸管等）。
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)。
热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强
7.1.1 本征半导体
完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。
晶体中原子的排列方式 硅单晶中的共价健结构 共价健
共价键中的两个电子，称为价电子。
Si Si
Si Si
价电子
Si Si
Si
Si
价电子
价电子在获得一定能量（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）。
本征半导体的导电机理这一现象称为本征激发。
空穴温度愈高，晶体中产
生的自由电子便愈多。
自由电子
在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，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
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。
7.1.2 N 型半导体和 P 型半导体 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。
掺入五价元素
Si Si Si Si p+ 多余
电子 磷原子 在常温下即可
变为自由电子 失去一个电子变为正离子 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N 型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。
动画
7.1.2 N 型半导体和 P 型半导体
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，称为空穴半导体或 P 型半导体。 掺入三价元素 Si Si Si
Si 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。 B –硼原子
接受一个电子变为负离子 空穴 动画
无论N 型或P 型半导体都是中性的，对外不显电性。
1. 在杂质半导体中多子的数量与 （a. 掺杂浓度、 b.温度）有关。
2. 在杂质半导体中少子的数量与
（a. 掺杂浓度、b.温度）有关。
3. 当温度升高时，少子的数量 （a. 减少、b. 不变、c. 增多）。
a b c
4. 在外加电压的作用下，P 型半导体中的电流
主要是 ，N 型半导体中的电流主要是 。
（a. 电子电流、b.空穴电流） b a 思考题：
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
二极管及三极管符号大全【图】二极管符号参数二极管符号意义
CT---势垒电容 Cj---结(极间)电容，表示在二极管两端加规定偏压下，锗检波二极管的总电容 Cjv---偏压结电容 Co---零偏压电容 Cjo---零偏压结电容 Cjo/Cjn---结电容变化 Cs---管壳电容或封装电容 Ct---总电容 CTV---电压温度系数。在测试电流下，稳定电压的相对变化与环境温度的绝对变化之比 CTC---电容温度系数 Cvn---标称电容 IF---正向直流电流(正向测试电流)。锗检波二极管在规定的正向电压VF下，通过极间的电流；硅整流管。硅堆在规定的使用条件下，在正弦半波中允许连续通过的最大工作电流(平均值),硅开关二极管在额定功率下允许通过的最大正向直流电流；测稳压二极管正向电参数时给定的电流 IF(AV)---正向平均电流 IFM(IM)---正向峰值电流(正向最大电流)。在额定功率下，允许通过二极管的最大正向脉冲电流。发光二
极管极限电流。 IH---恒定电流。维持电流。 Ii---发光二极管起辉电流 IFRM---正向重复峰值电流 IFSM---正向不重复峰值电流(浪涌电流) Io---整流电流。在特定线路中规定频率和规定电压条件下所通过的工作电流 IF(ov)---正向过载电流 IL---光电流或稳流二极管极限电流 ID---暗电流 IB2---单结晶体管中的基极调制电流 IEM---发射极峰值电流 IEB10---双基极单结晶体管中发射极与第一基极间反向电流 IEB20---双基极单结晶体管中发射极向电流 ICM---最大输出平均电流 IFMP---正向脉冲电流 IP---峰点电流 IV---谷点电流 IGT---晶闸管控制极触发电流 IGD---晶闸管控制极不触发电流 IGFM---控制极正向峰值电流
实用文案 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。 穂压二郴皆 表亍拆号.込6口 ZD,D 齐于特是-□ . “ 光硕二概苛葩光电接収二巒炭:?t_很首 駅亍咼号：U.VT 車示帝号 ：Q,vr ■J'L hL H九世总 NPMSl三极普 表示持号：Q.VT 亵示符冒o 福压二Hi育 靑示時耳一口 艇谭二松苛隨谨二機営 净恃至二娜苗 潮看得■ : LED 翼台SflJ世 光嗽三慨営电接收三世 斫將号:LED
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 lb ;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流lc。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B倍，即电流变化被放大了B倍，所以我们把B叫做三极管的放大倍数（B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lb 的变化，lb 的变化被放大后，导致了lc 很大的变化。如果集电极电流lc 是流过一个电阻R 的，那么根据电压计算公式U=R*l 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
第一章二极管及其应用 二极管 1、自然界中的物质，按照导电能力的不同，可分为_______、_______和______。 2、半导体的导电性能：_______________，常用的半导体材料有_____、_____。 3、半导体的导电性能：________、_______、________。 4、本征半导体：_____________半导体。 本征半导体硅或锗---__价磷元素----N型半导体（多数载流子为带__电的______） ---__价硼元素----P型半导体（多数载流子为带__电的_____） 5、二极管的材料和极性： 举例：2CZ______________________ 2AP______________________ 2BU______________________ 2DW_____________________ 6、二极管：将P型半导体和N型半导体结合在一起，在结合处形成一个特殊的薄层，即_______，一个_______可以制作一只二极管。 7、二极管的图形符号和文字符号：________________（标出正负极）。 8、二极管的重要特性：_____________ 即：_______________________________________。 9、二极管的伏安特性：表示二极管两端的____和流过二极管的____之间的关系。 伏安特性曲线：表示二极管两端的电压和流过二极管的电流变化的关系曲线。 二极管的伏安特性包括：__________和_________。 （2）正向特性：二极管加正向电压（正极接____电位，负极接____电位），超过________时，二极管开始_________。
实验二 二极管和三极管的识别与检测 一、实验目的 1.熟悉晶体二极管、三极管的外形及引脚识别方法。 2.熟悉半导体二极管和三极管的类别、型号及主要性能参数。 3.掌握用万用表判别二极管和三极管的极性及其性能的好坏。 二、实验仪器 1.万用表 2.不同规格、类型的半导体二极管和三极管若干。 三、实验步骤及内容 1.利用万用表测试晶体二极管 （1）鉴别正负极性 万用表及其欧姆档的内部等效电路如图所示。 图中E 为表内电源，r 为等效内阻，I 为被测回路中的实际电流。由图可见，黑表笔接表内电源的正端，红表笔接表内电源的负端。将万用表欧姆档的量程拨到100?R 或K R 1?档，并将两表笔分别接到二极管的两端如图所示，即红表笔接二极管的负极，而黑表笔接二极管的正极，则二极管处于正向偏置状态，因而呈现出低电阻，此时万用表指示的电阻通常小于几千欧。反之，若将红表笔接二极管的正极，而黑表笔接二极管的负极，则二极管被反向偏置，此时万用表指示的电阻值将达几百千欧。 电阻小电阻大 （2）测试性能 将万用表的黑表笔接二极管正极，红表笔接二极管负极，可测得二极管的正向电阻，此电阻值一般在几千欧以下为好。通常要求二极管的正向电阻愈小愈好。将红表笔接二极管正极，黑表笔接二极管负极，可测出反向电阻。一般要求二极管的反向电阻应大于二百千欧以上。 若反向电阻太小，则二极管失去单向导电作用。如果正、反向电阻都为无穷大，表明管子已断路；反之，二者都为零，表明管子短路。 2.利用万用表测试小功率晶体三极管 （1）判定基极和管子类型 由于基极与发射极、基极与集电极之间，分别是两个PN 结，而PN 结的反向电阻值很大，正向电阻值很小，因此，可用万用表的100?R 或K R 1?档进行测试。先将黑表笔接晶体管的某一极，然后将红表笔先后接其余两个极，若两次测得的电阻都很小，则黑表笔接的为NPN 型管子基极，如图所示，若测得电阻都很大，则黑表笔所接的是PNP 型管子的基极。若两次测得的阻值为一大一小，则黑表笔所接的电极不是三极管的基极，应另接一个电极重新测量，以便确定管子的基极。
常用电阻、二极管、三极管参数资料 1．固定电阻器的主要参数 固定电阻器的主要参数是标称阻值、允许误差和额定功率。 （1）标称阻值和允许误差 电阻器上标志的阻值叫标称值，而实际值与标称值的偏差，除以标称值所得的百分数叫电阻的误差，它反映了电阻器的精度。不同的精度有一个相应的误差，表1列出了常用电阻器的允许误差等级（精度等级）。 表1 常用电阻器允许误差的等级 目前固定电阻器大都为I级或II级普通电阻，而且III级很少，能满足一般应用的要求，02、01、005级的精密电阻器，一般用于测量仪器，仪表及特殊设备电路中。 国家有关部门规定了阻值系列作产品的标准，表2是普通电阻器系列表。表中的标称值可以乘以10n，例如，4．7这个标称值，就有0．47Ω、4．7Ω、47Ω、470Ω、4．7KΩ……。选择阻值时必须在相应等级的系列表中进行。 表2 电阻器系列及允许误差 （2）电阻器的额定功率 电阻器长时间工作允许所加的最大功率叫额定功率。电阻器的额定功率，通常有1/8、1／4、1／2、1、2、3、5、10瓦等。表示电阻器额定功率的通用符号见图1。大于1W的则用阿拉伯数字表示。 2．固定电阻器的主要参数的标志方法 （1）电阻器的额定功率、阻值及允许误差一般都标在电阻器上。额定功率较大的电阻器，一般都将额定功率直接印在电阻器上。额定功率较小的电阻器，可以从它的几何尺寸和表面面积上看出，一般0.125 w、0.25w电阻器的直径约2．5毫米，长约7-8毫米；0．5W电阻器的直径约4．5毫米，长约10-12毫米。 （2）电阻值及允许误差有三种表示法，即直标法、文字符号法和色标法。直标法是阻值和允许误差直接标明，如2KΩ±5％；文字符号法是阻值用数字与符号组合在一起表示，组合规律如下：文字符号Ω、K、M前面的数字表示整数阻值，文字符号Ω、K、M后面的数字表示小数点后面的小数阻值。允许误差用符号、J＝±5％、K＝±10％、M＝±20％。例如5Ω1J表示5．1Ω±5％。这种表示法可避免因小数点脱
第7章半导体二极管和三极管 7.1 半导体的基本知识 7.2 PN结 7.3 半导体二极管 7.4 稳压二极管 7.5 半导体三极管
第7章半导体二极管和三极管 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。
对于元器件，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。讨论器件的目的在于应用。 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。 器件是非线性的、特性有分散性、RC 的值有误差、工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。
7.1 半导体的基本知识 半导体的导电特性： (可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。 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、三极管和晶闸管等）。 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)。 热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强
7.1.1 本征半导体 完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。 晶体中原子的排列方式 硅单晶中的共价健结构 共价健 共价键中的两个电子，称为价电子。 Si Si Si Si 价电子
Si Si Si Si 价电子 价电子在获得一定能量（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）。 本征半导体的导电机理这一现象称为本征激发。 空穴温度愈高，晶体中产 生的自由电子便愈多。 自由电子 在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，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）。
二极管和三极管 二极管 二极管又称晶体二极管，简称二极管（diode），它是一种能够单向传导电流的电子器件。在半导体二极管中有一个PN（Positive-Negative）结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的传导性。一般来讲，晶体二极管是一个由P型半导体和N型半导体烧结形成的P-N结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场。当外加电压等于零时，由于P-N结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态，这也是常态下的二极管特性。 二极管特性： 正向性： 外加正向电压时，在正向特性的起始部分，正向电压很小，不足以克服PN结内电场的阻挡作用，正向电流几乎为零，这一段称为死区。这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。当正向电压大于死区电压以后，PN结内电场被克服，二极管正向导通，电流随着电压增大而迅速增大。在正常使用的电流范围内，导通时二极管的端电压几乎维持不变，这个电压称为二极管的正向电压。当二极管两端的正向电压超过一定的阈值，内电场很快被削弱，特性电流迅速增大，二极管正向导通。该电压叫门坎电压或者阈值电压。 反向性： 外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流。由于反向电流很小，二极管处于截止状态。这个反向电流又称为反向饱和电流或者漏电流，二极管的反向饱和电流受温度影响很大。 击穿 外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿。引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。电击穿时二极管失去单向导电性。 硅二极管伏安特性曲线：
三极管 三极管可以分为PNP型三极管与NPN型三极管 2个PN结的方向不一致。 PNP是共阴极，即两个PN结的N结相连做为基极，另两个P结分别做集电极和发射极；电路图里标示为箭头朝内的三极管。 NPN则共阳极，即两个PN结的P结相连做为基极，另两个N结分别做集电极和发射极；电路图里标示为箭头朝外的三极管。 工作原理： NPN硅管的电流放大原理。 对于NPN管，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极c。 当b点电位高于e点电位时，发射结处于正偏状态，而C点电位高于b点电位时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Eb。 在制造三极管时，有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的，同时基区做得很薄，而且，要严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正偏，发射区的多数载流子（电子）极基区的多数载流子（空穴）很容易地越过发射结互相向对方扩散，但因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本上是电子流，这股电子流称为发射极电流Ie。 由于基区很薄,加上集电结的反偏，注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形
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(002 mV U U n n I I -?= (1.1.1) 或)18(002mV U U n n I I -?= (1.1.2) 或)(log 290 20I I mV U U n n ?+= (1.1.3) U 0为二极管正向导通时的某静态电压，U n 为二极管在U 0的基础上变化后的电压。 I 0为二极管加上正向导通电压U 0时的正向导通电流，I n 为二极管与U n 相对应的正向导通电流。 例如：某二极管的在导通电压U 0=0.700V 时，导通电流为I 0=1mA ，求导通电压分别变化到U n1=0.682V 、U n2=0.691V 、U n3=0.709V 、U n4=0.718V 时的导通电流I n1、I n2、I n3、I n4。 解：根据)9(002mV U U n n I I -?= mA mA I mV V V n 5.021)97.0682.0(1=?=-
mA mA I mV V V n 707.021)97.0691.0(2=?=- mA mA I mV V V n 414.121)97.0709.0(3=?=- mA mA I mV V V n 221)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。 (三)二极管的正向导通时的动态电阻 1、动态电阻的概念 动态电阻r d 的概念指的是电压的变化量与对相应的电流变化量之比。 I U r d ??= (1.1.4) 二极管正向导通之后，既有导通电压的参数，又有相应的导通电流的参数，但正向导通电阻却不能简单地等于导通电压与导通电流之比。 例如：假设二极管的正向导通电压U 0=0.7V 、静态电流I 0=1mA ，如果认为二极管正向导通电阻就等于导通电压与导通电流之比的话，此时的电阻应当为U 0/I 0=0.7V/1mA=700Ω。照此推论，当导通电压U n =1.4V 时，相应的导通电流应当是I n =2mA 。而实际的结果是，当正向导通电压U n 达到0.718V 时(增加18mV)，电流I n 就已经增加到2mA 了。 由此可见，二极管正向导通后有两种电阻： 一是直流电阻，就是正向导通电压与相对应的正向导通电流之比。 二是动态电阻，就是二极管正向导通曲线中某一点的电压微变量与相应的电流微变量之比，即该点斜率的倒数，见图1.1.1中各Q 点的不同斜率。 2、二极管正向导通后的动态电阻的粗略计算 已知Q 0点U 0=0.7V 、I 0=1mA ，Q 4点U 4=0.718V 、I 4=2mA ， 则Q 0点的动态电阻：Ω≈--≈??=46.25707.0414.1691.0709.000 0mA mA V V I U r Q Q dQ Q 4点的动态电阻：Ω≈--≈??=73.12414.1828.2709.0727.044 4mA mA V V I U r Q Q dQ 3、二极管正向导通后的动态电阻的微分计算 由于二极管导通电压与电流变化是非线性关系，所以上述计算不够精确，若对)18(002mV U U n n I I -?=进行微分，可以求得n I 的导数： 根据动态电阻的定义，可知二极管动态电阻)(Ωd r 为'n I 的倒数，故有： )18(0' 02182ln mV U U n n mV I I -??= (1.1.5) )18(0'02182ln 11)(mV U U n d n mV I I r -??==Ω
二极管与三极管讲解 有些人在学习电子技术的时候对PN结、二极管、三极管不太了解，看书吧，讲的太深奥，不太明白，我用通俗的语言给大家讲一讲，希望能帮助大家，也许我讲的不怎么正确，但是我感觉基本思路是正确的，等你学的透彻以后再根据自己的见解纠正我的错误。 一、PN结 N型半导体：掺入少量杂质磷元素（或锑元素）的硅晶体（或锗晶体）中，由于半导体原子（如硅原子）被杂质原子取代，磷原子外层的五个外层电子的其中四个与周围的半导体原子形成共价键，多出的一个电子几乎不受束缚，较为容易地成为自由电子。于是，N型半导体就成为了含电子浓度较高的半导体，其导电性主要是因为自由电子导电。 P型半导体：掺入少量杂质硼元素（或铟元素）的硅晶体（或锗晶体）中，由于半导体原子（如硅原子）被杂质原子取代，硼原子外层的三个外层电子与周围的半导体原子形成共价键的时候，会产生一个“空穴”，这个空穴可能吸引束缚电子来“填充”，使得硼原子成为带负电的离子。这样，这类半导体由于含有较高浓度的“空穴”（“相当于”正电荷），成为能够导电的物质。（空穴可以移动）二、扩散运动 PN结中间相接触的部分，P带负电，N带空穴（正点），相互结合，PN结中间部分中和成不带电，但是P为负离子，N为正离子，所以形成了内部电场，方向由N指向P促使漂移运动产生。 三、漂移运动 在内部电场的作用下，N型半导体与P型半导体不接触部分的空穴（N和P都不是绝对的只有空穴和电子，而是相对来说的。空穴可以移动，带正电）在电场作用下向P运动，相反，P中的电子向N运
动，这就是漂移，因为N中的空穴很少，P中的电子很少，所以漂移运动不是很明显。 四、二极管 如果在PN结外部接一个正向电压，负极接N，正极接P，那么就加强了扩散运动，所以通过PN结的电流更容易，反之就为漂移运动，所以电流不能顺利通过，（反向截止），这样就产生了二极管。 五、二极管压降 压降的意思是：电压的损失，也就是通过二极管的时候，有电压损失，也就是正向偏置的时候，二极管可以看成一个小电阻。在这个小电阻的两端就是二极管的压降。 六、三极管 ；；；；；；；； 至于三极管、放大电路、整流、滤波、二极管的伏安特性曲线，三极管输入输出曲线等等，如果你感觉以上写的对你有帮助，就请加我QQ（912853255），我把你想要的部分用通俗的语言写出来。然后发给你。
第1章半导体二极管和三极管 1.1 半导体的导电特性 半导体的导电特性： 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)。 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、三极管和晶闸管等）。 1.1.1本征半导体 完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。 共价键中的两个电子，称为价电子。 本征半导体的导电机理 价电子在获得一定能量（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。 在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，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）。 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 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。 1.1.2N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。
掺入五价元素 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 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，称为空穴半导体或P型半导体。 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。 无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。
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，
常用电阻二极管三极管参数资料
常用电阻、二极管、三极管参数资料 1．固定电阻器的主要参数 固定电阻器的主要参数是标称阻值、允许误差和额定功率。 （1）标称阻值和允许误差 电阻器上标志的阻值叫标称值，而实际值与标称值的偏差，除以标称值所得的百分数叫电阻的误差，它反映了电阻器的精度。不同的精度有一个相应的误差，表1列出了常用电阻器的允许误差等级（精度等级）。 表1 常用电阻器允许误差的等级 目前固定电阻器大都为I级或II级普通电阻，而且III级很少，能满足一般应用的要求，02、01、005级的精密电阻器，一般用于测量仪器，仪表及特殊设备电路中。 国家有关部门规定了阻值系列作产品的标准，表2是普通电阻器系列表。表中的标称值可以乘以10 n，例如，4．7这个标称值，就有0．47Ω、4．7Ω、47Ω、470Ω、4．7KΩ……。选择阻值时必须在相应等级的系列表中进行。 表2 电阻器系列及允许误差 （2）电阻器的额定功率 电阻器长时间工作允许所加的最大功率叫额定功率。电阻器的额定功率，通常有1/8、1／4、1／2、1、2、3、5、10瓦等。表示电阻器额定功率的通用符号见图1。大于1W的则用阿拉伯数字表示。 2．固定电阻器的主要参数的标志方法 （1）电阻器的额定功率、阻值及允许误差一般都标在电阻器上。额定功率较大的电阻器，一般都将额定功率直接印在电阻器上。额定功率较小的电阻器，可以从它的几何尺寸和表面面积上看出，一般0.1 25w、0.25w电阻器的直径约2．5毫米，长约7-8毫米；0．5W电阻器的直径约4．5毫米，长约10-12毫米。 （2）电阻值及允许误差有三种表示法，即直标法、文字符号法和色标法。直标法是阻值和允许误差直接标明，如2KΩ±5％；文字符号法是阻值用数字与符号组合在一起表示，组合规律如下：文字符号Ω、K、M前面的数字表示整数阻值，文字符号Ω、K、M后面的数字表示小数点后面的小数阻值。允许误差用符号、J＝±5％、K＝±10％、M＝±20％。例如5Ω1J表示5．1Ω±5％。这种表示法可避免因小数点脱掉而误识标记。目前小型化的电阻器都采用色标法，用标在电阻体上不同颜色的色环作为标称值和允许误差的标记。色标法具有颜色醒目、标志清晰、无方向性的优点，它给生产过程中的安装、调试与检修带来方便。误差为±5％、±10％的普通色环电阻用四色环表示，左端部为第一色环，顺次向右为第二、第三、第四色环。各色环所代表的意义为：第一、第二色环相应代表阻值的第一、第二位有效数字，第三色环表示后面加“0’’的个数，第四环代表允许误差，各色环颜色一数值对照表3。精密电阻用五色环（或六色环）表示阻值和允许误差，见表4。
模拟电子技术部分习题及答案 直流稳压电源项目 、二极管与三极管的基础知识 二极管习题 、熟悉概念与规律 1 ?半导体 2.p型半导体 3.N型半导体 4.PN 结 5.单向导电性 6.整流二极管 7.稳压二极管 &发光二极管 9.开关特性 10.三极管 11.三极管的饱合特性 12.三极管的截止特性 13.三极管的放大特性 、理解与计算题 1.___________________________________ 当温度升高时，二极管的正向压降 _____ 变小___________________________________________ ，反向击穿电压_____________________ 变小______ 。 2.硅稳压二极管并联型稳压电路中，硅稳压二极管必须与限流电阻串联，此限流电阻的作用是(C――调压限流 )。 A、提供偏流 B、仅限流电流 C、兼有限流和调压两个作用 3.有两个2CW15稳压管，一个稳压值是8V，另一个稳压值是7.5V，若把两管的正极 并接，再将负极并接，组合成一个稳压管接入电路，这时组合管的稳压值是( B――7.5V )。 8V; B、7.5V ; C、15.5V 4.稳压管DW稳压值为 5.3V，二极管VD正向压降0.7V，当VI为12V时，DW和VD是否导通，V0为多少？R电阻的作用。
答： DW 和 VD 不导通，V0为5.3V , R电阻的作用是分压限流。 5.下图中D1-D3为理想二极管，A, B, C灯都相同，试问哪个灯最亮？( ) A B C 6?在图所示的电路中，当电源V=5V 时，测得I=1mA。若把电源电压调整到V=10V， 则电流的大小将______ 。 A.I=2mA B.I<2mA C.I>2mA 7.图所示电路，设Ui=sin 3 t(V) , V=2V ,二极管具有理想特性，则输出电压Uo的波形应为图示 _______ 图。 &图所示的电路中，Dz1和Dz2为稳压二极管，其稳定工作电压分别为 且具有理想的特性。由此可知输出电压Uo为____________ 。 lkQ Ul=20￥ Uo 0 — 9. ______________________________ 二极管最主要的特性是，它的两个主要参数是反映正向特性的 ____________ 和反映反向特性的_____________ 。 10.图所示是一个 ZjDl 正弦交流电鶴 kJ c 4 Uo（￥） 0 1 6V 和7V , Dzl
第4章半导体二极管及其应用 电子电路区别于以前所学电路的主要特点是电路中引入各种电子器件。电子器件的类型 很多，目前使用得最广泛的是半导体器件——二极管、稳压管、晶体管、绝缘栅场效应管等。 由于本课程的任务不是研究这些器件内部的物理过程，而是讨论它们的应用，因此，在简单 介绍这些器件的外部特性的基础上，讨论它们的应用电路。 4.1 PN结和半导体二极管 4.1.1 PN结的单向导电性 我们在物理课中已经知道，在纯净的四价半导体晶体材料（主要是硅和锗）中掺入微量三价（例如硼）或五价（例如磷）元素，半导体的导电能力就会大大增强。这是由于形成了有传导电流能力的载流子。掺入五价元素的半导体中的多数载流子是自由电子，称为电子半导体或N型半导体。而掺入三价元素的半导体中的多数载流子是空穴，称为空穴半导体或Ｐ型半导体。在掺杂半导体中多数载流子（称多子）数目由掺杂浓度确定，而少数载流子（称少子）数目与温度有关，并且温度升高时，少数载流子数目会增加。 在一块半导体基片上通过适当的半导体工艺技术可以形成Ｐ型半导体和Ｎ型半导体的交接面，称为PN 结。PN结具有单向导电性：当PN结加正向电压时，Ｐ端电位高于N端，PN结变窄,由多子形成的电流可以由Ｐ区向Ｎ区流通，见图4-1 (a),而当PN结加反向电压时，Ｎ端电位高于Ｐ端，PN结变宽,由少子形成的电流极小，视为截止(不导通)，见图4-1 (b)。 4.1.２半导体二极管 半导体二极管就是由一个PN结加上相应的电极引线及管壳封装而成的。由Ｐ区引出的电极称为阳极，Ｎ区引出的电极称为阴极。因为PN结的单向导电性，二极管导通时电流方向是由阳极通过管子内部流向阴极。二极管的种类很多，按材料来分，最常用的有硅管和锗管两种；按结构来分，有点接触型，面接触型和硅平面型几种；按用途来分，有普通二极管、整流二极管、稳压二极管等多种。
三极管接成二极管的特点与用途 在电子电路中，常见到晶体三极管接成二极管的形式使用，特别是在集成电路中，这种情况更为普遍。 在图1的分立元件组成的差动式放大电路中，T4三极管的基极和集电极是短接在一起的，构成了一个二极管，在电路中起温度补偿作用。T4三极管的材料和类型与T3完全相同，这是因为同类型三极管的温度系数更为接近和一致，所以温度补偿的效果更好。其补偿原理是：未加入T4、R2之前，T3、R1、R3构成一个恒流源。I3=(Ec-Ube3)／[R3+(R1／B)]，其特点是动态电阻大，静态电阻小，作为T1、T2的射极有源负载，抑制共模放大。由于T3的Ube3易受温度影响，使I3也易受温度影响而发生变化。加入了T4、B2之后，I3=Ec-Ube3-R1I4／[R3+(R1／β)]，当温度变化引起Ube3↓时，由于T3与T4完全相同，Ubet 也↓，I4=Ec-Ube4／(R1+R2)，使得I4↑从而使I3=Ec-Ube3↓-R1I4↑／[R3+(R1／β)]基本保持恒定，补偿了温度变化引起的电流变化，从而起到了温度补偿的作用。就是说，在分立元件电路中，若三极管接成二极管使用，大都是作为温度补偿使用的。转载请注明转自“维修吧-https://www.doczj.com/doc/6a5347061.html,” 在集成电路内使用的二极管，多用作温度补偿元件或电位移动电路，一般也是采用三极管构成。三极管接成的二极管形式，大都采用集电极和基极短接的方式，这与集成电路的制造工艺有关。这样接成的二极管正向压降，接近于同类型三极管的Ube值，其温度系数亦与Ube的温度系数接近，故能较好地补偿三极管发射结的温度特性。这是模拟集成电路的一个重要特点。在集成电路中，根据用途的不同，所使用的二极管相当于三极管的发射极一基极结或集电极一基极结组合而成。由于集成电路采用硅材料作衬底，所以正向电压为0．6-0．9V，反向击穿电压，用发射极-基极结时为7—9V；用集电极-基极结时为30-50V。在集成电路中，三极管接成二极管使用有多种组合方式，它的特性参数如附表所示。利用温度补偿原理和半导体三极管PN结的非线性伏安特性，再和集成运算放大器配合，可以对输入信号实现对数运算和反对数运算。组成电路如图2、3所示。转载请注明转自“维修吧-https://www.doczj.com/doc/6a5347061.html,”
光敏三极管工作原理 /光敏二极管原理 简介：光敏二极管原理光敏二极管和光敏三极管是光电转换半导体器件，与光敏电阻器相比具有灵敏度高、高频性能好，可靠性好、体积小、使用方便等优。 光敏二极管原理 光敏二极管和光敏三极管是光电转换半导体器件，与光敏电阻器相比具有灵敏度高、高频性能好，可靠性好、体积小、使用方便等优。 一、光敏二极管 1．结构特点与符号 光敏二极管和普通二极管相比虽然都属于单向导电的非线性半导体器件，但在结构上有其特殊的地方。 光敏二极管在电路中的符号如图Z0129 所示。光敏二极管使用时要反向接入电路中，即正极接电源负极，负极接电源正极。 2．光电转换原理 根据PN结反向特性可知，在一定反向电压范围内，反向电流很
小且处于饱和状态。此时，如果无光照射PN结，则因本征激发产生的电子-空穴对数量有限，反向饱和电流保持不变，在光敏二极管中称为暗电流。当有光照射PN结时，结内将产生附加的大量电子空穴对（称之为光生载流子），使流过PN结的电流随着光照强度的增加而剧增，此时的反向电流称为光电流。不同波长的光（兰光、红光、红外光）在光敏二极管的不同区域被吸收形成光电流。被表面P型扩散层所吸收的主要是波长较短的蓝光，在这一区域，因光照产生的光生载流子（电子），一旦漂移到耗尽层界面，就会在结电场作用下，被拉向N区，形成部分光电流；波长较长的红光，将透过P型层在耗尽层激发出电子一空穴对，这些新生的电子和空穴载流子也会在结电场作用下，分别到达N区和P区，形成光电流。波长更长的红外光，将透过P型层和耗尽层，直接被N区吸收。在N区内因光照产生的光生载流子（空穴）一旦漂移到耗尽区界面，就会在结电场作用下被拉向P区，形成光电流。因此，光照射时，流过PN结的光电流应是三部分光电流之和。 二、光敏三极管工作原理 光敏三极管和普通三极管的结构相类似。不同之处是光敏三极管必须有一个对光敏感的PN结作为感光面，一般用集电结作为受光结，因此，光敏三极管实质上是一种相当于在基极和集电极之间接有光敏二极管的普通三极管。其结构及符号如图Z0130所示。 三、光敏二极管的两种工作状态 光敏二极管又称光电二极管，它是一种光电转换器件，其基本原理
课题1.1 半导体二极管 课型 新课 授课班级授课时数 2 教学目标1．熟识二极管的外形和符号。 2．掌握二极管的单向导电性。 3．理解二极管的伏安特性、理解二极管的主要参数。 教学重点 二极管的单向导电性。教学难点 二极管的反向特性。学情分析 教学效果 教后记
新课 A．引入 自然界中的物质，按导电能力的不同，可分为导体和绝缘体。人们又发现还有一类物质，它们的导电能力介于导体和绝缘体之间，那就是 半导体。 B．新授课 1.1半导体二极管 1.1.1什么是半导体 1．半导体：导电能力随着掺入杂质、输入电压（电流）、温度和光照条件的不同而发生很大变化，人们把这一类物质称为半导体。 2．载流子：半导体中存在的两种携带电荷参与导电的“粒子”。 （1）自由电子：带负电荷。 （2）空穴：带正电荷。 特性：在外电场的作用下，两种载流子都可以做定向移动，形成电流。 3．N型半导体：主要靠电子导电的半导体。 即：电子是多数载流子，空穴是少数载流子。 4．P型半导体：主要靠空穴导电的半导体。 即：空穴是多数载流子，电子是少数载流子。 1.1.2PN结 1．PN结：经过特殊的工艺加工，将P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起，则在两种半导体的交界面就会出现一个特殊的接触面，称为PN结。 2．实验演示 （1）实验电路 （2）现象 所加电压的方向不同，电流表指针偏转幅度不同。 （3）结论 PN结加正向电压时导通，加反向电压时截止，这种特性称为PN结的单向导电性。 3．反向击穿：PN结两端外加的反向电压增加到一定值时，反向电流急剧增大，称为PN结的反向击穿。 4．热击穿：若反向电流增大并超过允许值，会使PN结烧坏，称为热击穿。 5．结电容（讲解） （引入实验电路，观察现象）
6-2在图P6-2中，设D为理想二极管，已知输入电压的波形，试求输出电压的波形。 解：输出的电压波形为： 6-3 在图P6-3电路中，试求下列几种情况下的输出电压U O和通过各二极管的电流。设二极管为理想元件。 (1)V A = V B = 0;
(2)V A = 4V, V B = 0; (3)V A = V B = 4V; 解：（1）当V A =V B =0时 D A ,D B 均导通，使V F =V A =V B =0 则D C 截止,I C =0,U =0 （2）当V A =4V,V B =0时 D B 优先导通，使V F =0，则D A 截止，D C 也截止 （3）当V A =V B =4时 D C 优先导通,U =R 2 ×12/(R 1 +R 2 ) =2.4V 把V F 定位为2.4V，则使D A ,D B 截止 I A =I B =0,I C =12/(R 1 +R 2 )=2.4mA 6-4在图P6-4电路中，已知u i = 5sinωt (V)，试画出u o的波形。设二极管为理想元件。 （a）(b) 6-9今有三个三极管，测量得1号，2号，3号三个电极对地电压分别为 (1)+6V，+3V，+2.3V (1)+0.7V，0，+6V (1)-1V，-1.3V，-6V 试指出E, B, C各极分别是几号电极，并说明三极管是硅管还是锗管，是NPN型还是PNP型。 解：（1）1号：C，2号：B，3号：E，是NPN硅管
（2）1号：B，2号：E，3号：C，是NPN硅管 （3）1号：E，2号：B，3号：C，是PNP锗管 6-10已知三极管的P CM= 100mW，I CM= 20mA，U(BR)CEO= 15V，试问在下列几种情况下，哪个能正常工作？哪个不能正常工作？为什么？ (1)U CE = 3V, I C = 10mA; (2)U CE = 2V, I C = 40mA; (2)U CE = 10V, I C = 20mA。 解：（1）能正常工作。 （2）不能正常工作， （3）不能正常工作， 6－11用万用电表电阻档测量二极管2AP型的正、反向电阻时 （1）（1）所测的电阻值是直流电阻还是动态电阻？ （2）（2）用RX10欧姆档和RX100欧姆档测正向电阻时，其阻值是否相同？为 什么？ 解: (1) 是直流电阻,因为是某一直流电压和某一直流电流下测得的; （2）不一样大。用R×10Ω档测得的二极管的正向电阻较小。 这是因为二极管的正向伏安特性是非线性的（见图T1－6）。由图可见，流过二极管的 电流越大，等效的直流电阻越小(小于)。万用表的R×10Ω档对应的内阻较小，与二极管串连后，使得流过二极管的电流较大，所以测得的二极管的正向电阻较小。 图T1－6 6－12可以用万用表的电阻挡测元件两端的电阻。黑、红表笔分别接元件两端测一次，两表笔交换位置再测一次。若两次测得的电阻值是稳定的，且阻值相同，则可以断定此元件是电阻器；若两次测得的阻值是稳定的，但阻值不同，则是二极管；若在两次测电阻的过程中，其电阻值均是先小后大变化的，则是电容器。 6－13 (a)(a)(b) 图T1－10 （1）可先确定基极b和管型。可以把BJT的结构看作是两个串接的二极管，如图T1－10（a）所示。由图可见，若分别测试be、bc、ce之间的正反向电阻，只有ce之间的正