二极管和三极管工作原理
二极管和三极管是我们常见的电子器件，也是电子工程学习的基础。它们的工作原理十分简单，但又具有一定的神奇之处。本文将会
详细介绍二极管和三极管的工作原理。
一、二极管的工作原理
1.材料的类型
二极管主要由P型半导体和N型半导体材料构成。P型材料掺杂
了具有正电荷的杂原子，N型材料则掺杂了具有负电荷的杂原子。
2.载流子的扩散
二极管两端分别连接P型材料和N型材料，这时，电子就会从N
型材料中向P型材料中扩散，同时，空穴也从P型材料中向N型材料
中扩散。由于P型材料中充分掺杂了杂原子，因此空穴非常多，电子
相对较少；而N型材料中掺杂的是负电荷杂原子，因此电子非常多，
空穴相对较少。这样，空穴和电子的扩散速度是不同的，导致了两边
的电荷不平衡，形成了正负两极。
3.正向和反向偏置
当二极管的正极向P型材料连接，负极向N型材料连接时，这就
是正向偏置。在这种情况下，电子和空穴可以更加自由地流动，形成
了一个低电阻通路，电流可以通过二极管。而当二极管的正极与N型
材料连接，负极与P型材料连接时，这就是反向偏置。在这种情况下，P型材料的电子和N型材料的空穴被迫移向中间的P-N结，形成一个高电阻区域，电流无法通过二极管。
二、三极管的工作原理
1.结构
三极管由三个掺杂不同型号的半导体材料构成，分别是负偏控制
区域，正偏控制区域和输出区域。其中负偏控制区域和输出区域都是N 型材料，而正偏控制区域是P型材料。
2.正向和反向偏置
在正向偏置状态下，正偏控制区域的P型材料中注入电子，因此电子流向N型材料的输电区域。同时，P型材料中的空穴流向基极，经过集电极扩散到输出区域的N型材料中。这样就形成了从输出区域N 型材料中的电子，向依次进入正偏控制区域P型材料中的基极，再到达负偏区域N型材料中的电流路径，从而放大电流的效果。
而在反向偏置状态下，所有区域中的电子都被迫向正偏控制区域的P型材料中移动，抵消空穴电荷。这样就形成了一条阻止电流流过集电极的高阻抗路径，从而避免了电路被破坏。
总结：
二极管和三极管的工作原理非常简单，但是却是电子工程学习的基础。理解这些基本的电子部件如何工作，是任何电子器件设计和制造的必备知识。希望本文对您能够有所帮助。
二极管与、或门，三极管非门电路原理 一、二极管与门电路原理 图1 二极管与门电路 如图1，为二极管与门电路，Vcc=10v。 假设3v及以上代表高电平，0.7及以下代表低电平。 下面根据图中情况具体分析一下： 1.Ua=Ub=0v时，D1，D2正偏，两个二极管均会导通，此时Uy点电压即为二极管导通电压，也就是D1，D2导通电压0.7v。 2.当Ua，Ub一高一低时，不妨假设Ua=3v，Ub=0v，这时我们不妨先从D2开始分析，D2会导通，导通后D2压降将会被限制在0.7v，那么D1由于右边是0.7v左边是3v所以会反偏。截止，因此最后Uy为0.7v，这里也可以从D1开始分析，如果D1导通，那么Uy应当为 3.7v，此时D2将导通，那么D2导通，压降又会变回0.7，最终状态Uy仍然是0.7v。 3.Va=Vb=3v，这个情况很好理解，D1，D2都会正偏，Uy被限定在 3.7V。 总结（借用个定义）：通常二极管导通之后，如果其阴极电位是不变的，那么就把它的阳极电位固定在比阴极高0.7V的电位上;如果其阳极电位是不变的，那么就把它的阴极电位固定在比阳极低0.7V的电位上，人们把导通后二极管的这种作用叫做钳位。 二、二极管或门电路原理
图2 二极管或门电路原理 如图2，这里取Vss = 0v，不取-10v. 1、当Ua=Ub=0v时，D1,D2都截至，那么y点为0v。 2、当Ua=3v，Ub=0v时，此时D1导通，Uy=30.7=2.3v，D2则截止。同理Ua=0v，Ub=3v时，D2导通，D1截至，Uy=2.3v。 3、当Ua=Ub=3v时，此时D1，D2都导通，Uy=3-0.7=2.3v. 三、三极管非门电路原理 图3 三极管非门电路原理 如图3所示，为三极管的一个最基础应用，非门，还是如前面一样，分情况介绍。 1、当Ui=0v时，三极管处于截止状态，此时Y点输出电压Uy=Vcc=5v。 2、当Ui=5v时，三极管饱和导通，Y点输出为低。
二极管和三极管工作原理 二极管和三极管是我们常见的电子器件，也是电子工程学习的基础。它们的工作原理十分简单，但又具有一定的神奇之处。本文将会 详细介绍二极管和三极管的工作原理。 一、二极管的工作原理 1.材料的类型 二极管主要由P型半导体和N型半导体材料构成。P型材料掺杂 了具有正电荷的杂原子，N型材料则掺杂了具有负电荷的杂原子。 2.载流子的扩散 二极管两端分别连接P型材料和N型材料，这时，电子就会从N 型材料中向P型材料中扩散，同时，空穴也从P型材料中向N型材料 中扩散。由于P型材料中充分掺杂了杂原子，因此空穴非常多，电子 相对较少；而N型材料中掺杂的是负电荷杂原子，因此电子非常多， 空穴相对较少。这样，空穴和电子的扩散速度是不同的，导致了两边 的电荷不平衡，形成了正负两极。 3.正向和反向偏置 当二极管的正极向P型材料连接，负极向N型材料连接时，这就 是正向偏置。在这种情况下，电子和空穴可以更加自由地流动，形成 了一个低电阻通路，电流可以通过二极管。而当二极管的正极与N型 材料连接，负极与P型材料连接时，这就是反向偏置。在这种情况下，P型材料的电子和N型材料的空穴被迫移向中间的P-N结，形成一个高电阻区域，电流无法通过二极管。 二、三极管的工作原理 1.结构 三极管由三个掺杂不同型号的半导体材料构成，分别是负偏控制 区域，正偏控制区域和输出区域。其中负偏控制区域和输出区域都是N 型材料，而正偏控制区域是P型材料。 2.正向和反向偏置
在正向偏置状态下，正偏控制区域的P型材料中注入电子，因此电子流向N型材料的输电区域。同时，P型材料中的空穴流向基极，经过集电极扩散到输出区域的N型材料中。这样就形成了从输出区域N 型材料中的电子，向依次进入正偏控制区域P型材料中的基极，再到达负偏区域N型材料中的电流路径，从而放大电流的效果。 而在反向偏置状态下，所有区域中的电子都被迫向正偏控制区域的P型材料中移动，抵消空穴电荷。这样就形成了一条阻止电流流过集电极的高阻抗路径，从而避免了电路被破坏。 总结： 二极管和三极管的工作原理非常简单，但是却是电子工程学习的基础。理解这些基本的电子部件如何工作，是任何电子器件设计和制造的必备知识。希望本文对您能够有所帮助。
三极管和二极管 一、介绍三极管和二极管 二极管是一种电子元件，它有两个电极，分别为阳极和阴极。在正向电压下，电流可以流过二极管，而在反向电压下，电流将被阻止。因此，二极管通常用于整流器、稳压器和信号检测等应用中。 三极管是另一种电子元件，它由三个区域组成：发射区、基区和集电区。基区控制从发射区到集电区的电流。当正向偏置时，三极管可以工作在放大器模式下；当反向偏置时，它可以工作在开关模式下。三极管通常用于放大器、开关和振荡器等应用中。 二、二极管的类型 1. 硅二极管 硅二极管是最常见的类型之一。它有一个PN结，并且具有高的热稳定性和低的漏电流。 2. 锗二极管
锗二极管比硅二极管更早被发明，并且具有较低的噪声水平和较高的灵敏度。但是，锗材料对温度变化非常敏感。 3. 高速二极管 高速二极管具有非常短的恢复时间，可以快速地从导通到截止转换。它们通常用于高频应用中。 4. 肖特基二极管 肖特基二极管是一种非常快速的二极管，它具有低的反向电流和较小的开关时间。它们通常用于高频应用中。 三、三极管的类型 1. NPN三极管 NPN三极管是最常见的类型之一。在正向偏置时，电流从发射区流向集电区。当基区被注入电流时，它将控制从发射区到集电区的电流。 2. PNP三极管 PNP三极管与NPN三极管相似，但是在正向偏置时，电流从集电区
流向发射区。当基区被注入电流时，它将控制从集电区到发射区的电流。 3. 功率三极管 功率三极管可以处理大量功率并能够承受高压和高温度。它们通常用于放大器、开关和变换器等应用中。 4. 双极性晶体管（BJT） BJT是一种双向传输器件，可以作为放大器或开关使用。它由两个PN 结组成，其中一个是NPN结，另一个是PNP结。 四、应用 1. 二极管的应用 （1）整流器：二极管可以将交流电转换为直流电。 （2）稳压器：二极管可以用作稳压器的关键元件。 （3）信号检测：二极管可以检测并放大无线电频率信号。
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。按制作材料分，晶体管可分为锗管和硅管两种。按极性分，三极管有PNP和NPN两种，而二极管有P型和N型之分。多数国产管用xxx表示，其中每一位都有特定含义：如 3 A X 31,第一位3代表三极管，2代表二极管。第二位代表材料和极性。A代表PNP型锗材料；B代表NPN型锗材料；C为PNP型硅材料；D为NPN型硅材料。第三位表示用途，其中X代表低频小功率管；D代表低频大功率管；G代表高频小功率管；A代表高频大功率管。最后面的数字是产品的序号，序号不同，各种指标略有差异。注意，二极管同三极管第二位意义基本相同，而第三位则含义不同。对于二极管来说，第三位的P代表检波管；W代表稳压管；Z代表整流管。上面举的例子，具体来说就是PNP型锗材料低频小功率管。对于进口的三极管来说，就各有不同，要在实际使用过程中注意积累资料。常用的进口管有韩国的90xx、80xx系列，
控制发光二极管的三极管系统 1.三极管的基本原理和结构三极管是一种半导体器件，通常由三个不同类型 的半导体材料（P型、N型）组成。三极管的结构包括一个发射极 （Emitter）、一个基极（Base）和一个集电极（Collector）。基极和集电极之间存在一个PN结，被称为基结（Base junction）。 2.发光二极管的基本原理和结构发光二极管（LED）是一种半导体器件，能 够将电能转化为可见光。LED的结构类似于普通二极管，由一个P型半导体和一个N型半导体组成。当在两个半导体之间施加适当的正向电压时，电子和空穴会结合并释放出能量，产生光的发射。 3.三极管控制发光二极管的原理三极管可以被用来控制发光二极管的亮度。 在一个三极管控制电路中，三极管的基极与发光二极管的驱动电源相连，集电极与发光二极管的负极相连，组成一个电流放大器。通过调节三极管的工作点，可以控制从发光二极管流过的电流，从而改变其亮度。 4.三极管作为电流放大器的工作原理三极管可以被用作电流放大器，其工作 原理基于三极管的放大特性。当在三极管的基极和发射极之间施加一个适当的电压，会产生电流从发射极流向基极。这个电流将通过三极管的放大作用，使得集电极和发射极之间的电流放大。这样，通过调整输入电流的大小，可以控制输出电流的变化。 5.控制发光二极管亮度的方法有多种方法可以控制发光二极管的亮度，以下 是其中的两种常用方法：
•脉宽调制（PWM）：通过调整发光二极管的工作时间与不工作时间的比例，可以实现对亮度的控制。利用高速开关的原理，通过快速的开关发光二极 管的电流，可以模拟出不同亮度的效果。 •电流控制：通过调整流过发光二极管的电流大小，可以改变其亮度。这可以通过改变三极管的工作点来实现，也可以通过串联电阻、恒流源等外部 元件来控制。 总结：通过三极管控制发光二极管的亮度，可以利用三极管的放大特性和电流控制功能。通过调整三极管的工作点、脉宽调制或电流控制等方法，可以实现 对发光二极管亮度的精确控制。这种控制方式在电子设备、照明和通信等领域 中得到广泛应用。
1 中、小功率三极管的检测 A 已知型号和管脚排列的三极管，可按下述方法来判断其性能好坏 (a) 测量极间电阻。将万用表置于R×100或R×1K挡，按照红、黑表笔的六种不同接法进行测试。其中，发射结和集电结的正向电阻值比较低，其他四种接法测得的电阻值都很高，约为几百千欧至无穷大。但不管是低阻还是高阻，硅材料三极管的极间电阻要比锗材料三极管的极间电阻大得多。 (b) 三极管的穿透电流ICEO的数值近似等于管子的倍数β和集电结的反向电流ICBO的乘积。ICBO随着环境温度的升高而增长很快，ICBO的增加必然造成ICEO的增大。而ICEO 的增大将直接影响管子工作的稳定性，所以在使用中应尽量选用ICEO小的管子。 通过用万用表电阻直接测量三极管e－c极之间的电阻方法，可间接估计ICEO的大小，具体方法如下： 万用表电阻的量程一般选用R×100或R×1K挡，对于PNP管，黑表管接e极，红表笔接c 极，对于NPN型三极管，黑表笔接c极，红表笔接e极。要求测得的电阻越大越好。e－c 间的阻值越大，说明管子的ICEO越小；反之，所测阻值越小，说明被测管的ICEO越大。一般说来，中、小功率硅管、锗材料低频管，其阻值应分别在几百千欧、几十千欧及十几千欧以上，如果阻值很小或测试时万用表指针来回晃动，则表明ICEO很大，管子的性能不稳定。 (c) 测量放大能力(β)。目前有些型号的万用表具有测量三极管hFE的刻度线及其测试插座，可以很方便地测量三极管的放大倍数。先将万用表功能开关拨至 挡，量程开关拨到ADJ 位置，把红、黑表笔短接，调整调零旋钮，使万用表指针指示为零，然后将量程开关拨到hFE位置，并使两短接的表笔分开，把被测三极管插入测试插座，即可从hFE刻度线上读出管子的放大倍数。 B 检测判别电极 (a) 判定基极。用万用表R×100或R×1k挡测量三极管三个电极中每两个极之间的正、反向电阻值。当用第一根表笔接某一电极，而第二表笔先后接触另外两个电极均测得低阻值时，则第一根表笔所接的那个电极即为基极b。这时，要注意万用表表笔的极性，如果红表笔接的是基极b。黑表笔分别接在其他两极时，测得的阻值都较小，则可判定被测三极管为PNP 型管；如果黑表笔接的是基极b，红表笔分别接触其他两极时，测得的阻值较小，则被测三极管为NPN型管。 (b) 判定集电极c和发射极e。(以PNP为例)将万用表置于R×100或R×1K挡，红表笔基极b，用黑表笔分别接触另外两个管脚时，所测得的两个电阻值会是一个大一些，一个小一些。在阻值小的一次测量中，黑表笔所接管脚为集电极；在阻值较大的一次测量中，黑表笔所接管脚为发射极。 C 判别高频管与低频管 高频管的截止频率大于3MHz，而低频管的截止频率则小于3MHz，一般情况下，二者是不能互换的。 D 在路电压检测判断法 在实际应用中、小功率三极管多直接焊接在印刷电路板上，由于元件的安装密度大，拆卸比较麻烦，所以在检测时常常通过用万用表直流电压挡，去测量被测三极管各引脚的电压值，来推断其工作是否正常，进而判断其好坏。 2 大功率晶体三极管的检测 利用万用表检测中、小功率三极管的极性、管型及性能的各种方法，对检测大功率三极管来说基本上适用。但是，由于大功率三极管的工作电流比较大，因而其PN结的面积也较大。
三极管和稳压二极管的稳压电路原理 稳压电路是一种常用的电路，用于使电压在一定范围内稳定。三极管 和稳压二极管是两种不同的稳压电路，下面将详细介绍它们的稳压电路原理。 三极管稳压电路是一种基于负反馈原理的电路，它通过反馈电路控制 输出电压的变化，使得输出电压稳定在设定值。 三极管稳压电路的基本原理如下： 1.工作原理：三极管依托PN结的特性，提供了一个具有放大功能的 开关。当输出电压低于设定值时，三极管处于导通状态，将电流输入负载。当输出电压达到设定值时，三极管进入截止状态，停止输入电流。 2.反馈电路：稳压电路中的反馈电路起到测量输出电压并调节三极管 工作状态的作用。反馈电路在输入电压和输出电压之间建立一个反馈回路，通过比较两者的差异，产生一个反馈信号，用于控制三极管。 3.电流调节器：稳压电路中的电流调节器用于调整输入电流，使得输 出电压稳定在设定值。在三极管稳压电路中，电流调节器通常是通过调节 电流源电阻来实现。 三极管稳压电路具有以下特点： 1.稳定性好：通过反馈回路控制，使得输出电压稳定在设定值，对电 源波动和负载变化具有一定的抑制能力。 2.反应速度快：基于三极管的开关特性，响应速度比较快，适用于对 电压稳定性要求较高的电路。
3.可靠性高：三极管是一种常见的电子元件，有良好的可靠性和稳定性。 二、稳压二极管电路原理 稳压二极管电路是一种基于Zener二极管特性的电路，它通过Zener 二极管的击穿特性来稳定输出电压。 稳压二极管电路的基本原理如下： 1.工作原理：稳压二极管是一种功能类似于普通二极管的二极管，其特点是在逆向电压达到设定值时，可以击穿，形成一个稳定的逆向电压。当逆向电压小于设定值时，稳压二极管处于正常工作状态；当逆向电压大于设定值时，稳压二极管击穿并维持在设定的电压范围内。 2.电压稳定：稳压二极管通过选择适当的击穿电压，可以实现对输出电压的稳定控制。在稳压二极管击穿之前，它在逆向偏置下是一个具有高电阻的二极管，只有在逆向电压超过其击穿电压时，它才具有较低的电阻值。 3.电流限制：为确保稳定电压，稳压二极管需要限制其输入电流。在稳压二极管电路中，通常会通过串联电阻限制输入电流。 稳压二极管电路具有以下特点： 1.简单实用：稳压二极管的结构简单，容易实现，成本低。 2.电源波动较大时，稳定性较差。 3.适用于要求不高的稳压电路，例如一些简单的低功率电子设备。
二极管和三极管实验报告 一、实验目的 二、实验器材 1.二极管（1N4148） 2.三极管（9018） 3.变阻器（五圈电位器） 4.直流电源（5V） 5.球状指示灯 6.电流表（量程为2A） 7.电压表（量程为10V） 8.多用表（用于测量电路参数） 三、实验原理 1.二极管：二极管是一种只有正向导通的二端器件。当二极管的正向电流超过其阈值电压时，二极管开始导通。正向导通时，二极管的电流和电压的关系可以由：I=I_s*(e^(V/V_t)-1)近似描述，其中I_s为反向饱和电流，V为二极管正向电压，V_t为热电压常数。 2.三极管：三极管是一种三端器件，通常用于放大和开关电路。三极管的三个引脚分别为基极（B）、发射极（E）和集电极（C）。三极管可以根据不同的外部电路连接方式分为三种工作状态：放大状态、截止状态和饱和状态。
四、实验步骤 1.二极管特性实验： a.将二极管与电流表和直流电源连接，保证二极管正极连接到电流表 正极，负极连接到电流表并与直流电源负极相连。调节直流电源的电压值，记录对应的电流和电压值。 b.以电流为横轴，电压为纵轴，画出二极管的IV特性曲线。 2.三极管放大特性实验： a.将三极管与电流表、电压表、电位器和直流电源连接，将三极管的 基极通过电位器与直流电源的正极相连，将三极管的发射极通过电流表与 电源的负极相连。同时，将三极管的发射极和集电极通过直流电源和球状 指示灯相连。 b.调节电位器的电阻值，观察球状指示灯的明暗情况及电流表、电压 表的数值变化。 c.绘制不同基极电压下，球状指示灯亮度与电压的关系曲线。 五、实验结果及分析 1.二极管特性实验结果：根据实验数据绘制的IV特性曲线可以看出，在正向电压范围内，二极管的电流与电压成指数关系。在反向电压下，电 流非常小，可以忽略不计。 2.三极管放大特性实验结果：实验结果显示，三极管的工作状态取决 于基极电压的调节。当基极电压小于截止电压时，三极管处于截止状态， 此时球状指示灯不亮；当基极电压大于截止电压，但小于饱和电压时，三
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I OM，使用时不得超过。 对反向而言，有最高反向工作电压U RM和反向饱和电流I R 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 利用储能元件滤掉单向脉动电压中的交流分量，即保留直流分量，使负载电压脉动减小。 6.半导体三极管 放大的条件 用较小的电流去控制较大的电流称为电流放大，要使三极管起放大作用，其发射结必须加正向电压，集电结加反向电压，以保证多数载流子在发射区的发射和集电区的收集。对NPN型三极管来说，必须满足u c>u b>u e；对PNP型三极管来说，必须满足u c二极管及三极管的介绍
二极管（diode）和三极管（triode） 二极管的应用非常广泛。几乎所有的电路中，都要用到二极管。 ①二极管的特点、原理和表示。 晶体二极管是一个由P型半导体和N型半导体形成的P-N结，在界面处两侧形成空间电荷层，有自建电场。二极管最重要的特性就是单向导电性。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。当没有外加电压时，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，这样就处于电平衡状态。当施加正向电压时，外界电场和自建电场的互相抵消使载流子的扩散电流增加引形成正向电流。当施加反向电压时，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。当外加的反向电压增高到一定程度，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，这就是二极管的击穿现象。 二极管在电路中常用“D”加数字表示，如： D8表示编号为8的二极管。 ②二极管的分类。 按照所用的半导体材料，可分为硅二极管（Si管）和锗二极管（Ge管）。按照用途，可分为稳压二极管、开关二极管、检波二极管、整流二极管等。按照管芯结构，可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。 三极管内部含有2个P-N结，并且具有放大能力的的器件。 ①三极管的原理、分类和表示。 三极管顾名思义具有三个电极。前面我们提到的二极管是由一个PN结构成的，而三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极（用字母b表示）。其他的两个电极成为集电极（用字母c表示）和发射极（用字母e表示）。由于不同的组合方式，形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补。比如OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用。三极管在电路中常用“Q”加数字表示，如：Q10表示编号为10的三极管。 ②三极管的作用和参数。
三极管和二极管 三极管和二极管是电子器件中常见的两种元件。它们在电子电路中起着重要的作用，常用于放大、整流和开关等应用。 首先，我们来了解一下二极管。二极管是一种含有两个电极的半导体器件。它由P型和N型半导体材料组成。其中，P型半导体材料具有正电荷载流子（空穴），N型半导体材料则具有负电荷载流子（电子）。在二极管内部，P型半导体和N型半导体形成了一个PN结。当二极管的正极连接在P型半导体一侧，负极连接在N型半导体一侧时，二极管处于正向偏置状态。此时，电流能够从P型半导体流向N型半导体，这种二极管被称为正向偏置二极管。相反，当正极连接在N型半导体一侧，负极连接在P型半导体一侧时，二极管处于反向偏置状态。在这种情况下，PN结会形成一个阻挡区域，使得电流无法通过，这种二极管被称为反向偏置二极管。二极管具备单向导通电流的特性，因此常被应用于电路中的整流器，用于将交流信号转化为直流信号。 接下来，我们来介绍一下三极管。三极管是一种包含三个电极的半导体器件。它由两个PN结构成，其中一个为基结，另一个为发射结和集电结。三极管通常被用来放大电流和电压，以及作为开关使用。 三极管的三个电极分别是：基极（B，Base）、发射极（E，Emitter）和集电极（C，Collector）。基极是控制电流的输入端，发射极是电流的输出端，集电极是三极管的负极电极。当正向偏置二极管时，通过基极输入的微弱电流会控制集电极和
发射极之间的电流放大倍数。当输入的基极电流稍微增大时，输出的发射极电流也会相应增大，从而起到放大电流的作用。这使得三极管成为电子放大器的重要组件。同时，三极管也可作为开关使用。当基极处于截止状态时，集电极和发射极之间的电流几乎为零，此时三极管处于关断状态；当基极处于导通状态时，集电极和发射极之间的电流将大幅度增大，此时三极管处于导通状态。这使得三极管具备了控制电路中电流通断的功能。 总结起来，二极管和三极管是两种不可或缺的半导体器件。二极管具备单向导通电流的特性，广泛应用于电路中的整流器等场合。而三极管则具备电流和电压放大、开关控制等功能，常被用作电子放大器和开关电路中的重要元件。通过对二极管和三极管的理解，我们可以更好地应用它们来满足电子电路的设计需求。
PN 结的本质：在 P 型半导体和 N 型半导体的结合面两侧，留下离子薄层，这个离子薄层形成的空间电荷区称为 PN 结。 1、切入点： 要想很自然地说明问题，就要选择恰当地切入点。讲三极管的原理我们从二极管的原理入手讲起。二极管的结构与原理都很简单，内部一个 PN 结具有单向导电性，如示意图B。很明显图示二极管处于反偏状态， PN 结截止。我们要特殊注意这里的截止状态，实际上 PN 结截止时，总是会有很小的漏电流存在，也就是说 PN 结总是存在着现象， PN 结的单向导电性并非百分之百。 为什么会浮现这种现象呢？这主要是因为 PN 结反偏时，能够正向导电的多数载流子被拉向电源，使PN 结变厚，多数载流子不能再通过 PN 结承担起载流导电的功能。所以，此时漏电流的形成主要靠的是少数载流子，是少数载流子在起导电作用。反偏时，少数载流子在电源的作用下能够很容易地反向穿过 PN 结形成漏电流。漏电流之所以很小，是因为少数载流子的数量太少。很明显，此时漏电流的大小主要取决于少数载流子的数量。如果要想人为地增加漏电流，只要想办法增加反偏时少数载流子的数量即可。所以，如图B 漏电流就会人为地增加。其实，光敏二极管的原理就是如此。光敏二极管与普通光敏二极管一样，它的 PN 结具有单向导电性。因此，光敏二极管工作时应加之反向电压，如图所示。当无光照时，电路中也有很小的反向饱和漏电流， 普通为1×10-8 —1×10-9A(称为暗电流)，此时相当于光敏二极管截止；
光敏二极管工作在反偏状态，因为光照可以增加少数载流子的数量，于是光照就会导致反向漏电流的改变，人们就是利用这样的道理制作出了光敏二极管。既然此时漏电流的增加是人为的，那末漏电流的增加部份也就很容易能够实现人为地控制。 2、强调一个结论： 讲到这里，一定要重点地说明 PN 结正、反偏时，多数载流子和少数载流子所充当的角色及其性质。 为什么呢？ 这就导致了以上我们所说的结论：反偏时少数 载流子反向通过 PN 结是很容易的，甚至比正偏时多数载流子正向通过 PN 结还要容易。这个结论可以很好解释前面提到的“问题2”，也就是教材后续内容要讲到的三极管的饱和状态。三极管在饱和状态下，集电极电位很低甚至会接近或者稍低于基极电位，集电结处于零偏置，但仍然会有较大的集电结的反向电流 Ic 产生。
acpl-w314工作原理 ACPL-W314是一种用于光电隔离的器件，具有广泛的应用范围。它的工作原理主要是通过光电二极管和光敏三极管的工作特性来实现的。 ACPL-W314采用了高速光电二极管和光敏三极管的组合，用于将输入信号隔离和传递到输出端。它可以将输入信号转换为光信号，并通过光纤或光耦合器将光信号传输到输出端。在输出端，光敏三极管将光信号转换为电信号，并输出给外部电路。 ACPL-W314的工作原理基于光电二极管和光敏三极管的光电效应。当光照射到光电二极管上时，光子的能量被转化为电子能量，产生电流。这个电流可以被放大和调节，然后通过光敏三极管转换为电信号。光敏三极管具有较高的灵敏度和响应速度，能够快速地将光信号转换为电信号。 ACPL-W314还具有高隔离电压和高噪声抑制能力。它采用了特殊的隔离结构设计，能够有效地隔离输入和输出信号，提供高达5000V 的隔离电压。同时，它还能够抑制来自外部的电磁干扰和噪声，保证信号的清晰和稳定。 ACPL-W314在工业控制、通信设备、电力电子等领域具有广泛的应用。在工业控制系统中，它可以用于隔离和传输各种信号，如开关信号、模拟量信号和脉冲信号等。在通信设备中，它可以用于隔离
和传输各种接口信号，如RS-232、RS-485、CAN总线等。在电力电子中，它可以用于隔离和传输各种电源信号和控制信号。 总的来说，ACPL-W314是一种高性能的光电隔离器件，具有高隔离电压、高噪声抑制能力和快速的响应速度。它的工作原理基于光电二极管和光敏三极管的光电效应，能够将输入信号转换为光信号，并通过光纤或光耦合器传输到输出端。它在工业控制、通信设备和电力电子等领域有着广泛的应用。通过使用ACPL-W314，可以实现信号的隔离传输，提高系统的稳定性和可靠性。
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
三极管电路工作原理 三极管是一种电子器件，常用于电子电路中的放大和开关操作。它由三个区域组成：发射区、基极区和集电区。三极管的工作原理是通过控制基区电流来控制集电区电流。 三极管的工作基于PN结的二极管原理。PN结是由P型半导体和N型半导体通过热扩散融合形成的。在PN结中，P区被称为阳极区，N区被称为阴极区。当PN结中P区接正电压，N区接负电压时，会在二极管上形成一个电势差。这个电势差会形成一个电场，将自由电子和空穴分离，从而使电流无法通过。这种状态被称为正向偏置。 三极管将PN结的二极管结构进行了另外的改进，增加了一个控制区域，即基极。当三极管的基极区断开或接入一个电流时，就会控制整个三极管的电流流动情况。三极管有两种工作模式：放大模式和开关模式。 在放大模式下，三极管的发射区和基极区之间接入一个小电流，称为输入信号。当输入信号较小时，基极区的电流较小，发射区和集电区之间的电流也较小。然而，当输入信号逐渐增大时，基极区的电流也相应增大，进而导致发射区和集电区之间的电流也增大。这样，输入信号的微小变化将引起输出信号的大幅度变化，实现了放大作用。 在开关模式下，当三极管的基极区接入一个足够大的电流时，三极管处于饱和状
态，此时发射区和集电区之间的电路完全打通，电流可以自由流动。而当基极区的电流非常小或为零时，三极管处于截止状态，此时发射区和集电区之间的电路完全断开，电流无法通过。通过控制基极区电流的变化，可以在三极管的发射区和集电区之间实现开关操作。 需要注意的是，三极管的工作要求基极与发射极之间的电压为正向偏置，而集电极与发射极之间的电压则需接入一个恒定的电流源，以保持稳定的工作状态。 三极管具有许多优点，如体积小、功耗低、放大倍数高等。因此，它在电子领域中得到了广泛的应用，尤其在放大电路和开关电路中。 总结起来，三极管通过控制基极电流来控制发射区和集电区之间的电流，实现了放大和开关操作。它的工作原理基于PN结二极管，利用PN结的电势差来控制电流的流动。通过调节基极区的电流，可以在放大模式和开关模式之间切换。三极管的工作原理深奥而复杂，需要深入研究才能完全理解。
二极管图 三极管工作(gōngzuò)原理 三极管是电流放大器件，有三个极，分别(fēnbié)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(diànliú)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(nénggòu)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(biànhuà)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。 三、开关作用 下面说说三极管的饱和情况。像上面那样的图，因为受到电阻 Rc的限制（Rc是固定值，那么最大电流为U/Rc，其中U为电源电压），集电极电流是不能无限增加下去的。当基极电流的增大，不能使集电极电流继续增大时，三极管就进入了饱和状态。一般判断三极管是否饱和的准则是：Ib*β〉Ic。进入饱和状态之后，三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小，可以理解为一个开关闭合了。这样我们就可以拿三极管来当作开关使用：当基极电流为0时，三极管集电极电流为0（这叫做三极管截止），相当于开关断开；当基极电流很大，以至于三极管饱和时，相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱和状态，那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。