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目录目录.............................................................................................................................................................................. 第9章电力二极管、电力晶体管和晶闸管的应用简介 . 09.1 电力二极管的应用简介 09.1.1 电力二极管的种类 09.1.2 各种常用的电力二极管结构、特点和用途 09.1.3 电力二极管的主要参数 09.1.4 电力二极管的选型原则 (1)9.2 电力晶体管的应用简介 (2)9.2.1 电力晶体管的主要参数 (2)9.2.2 电力晶体管的选型原则 (2)9.3 晶闸管的应用简介 (3)9.3.1 晶闸管的种类 (3)9.3.2 各种常用的晶体管结构、特点和用途 (3)9.3.3 晶闸管的主要参数 (4)9.3.4 晶闸管的选型原则 (5)9.4 总结 (6)第9章电力二极管、电力晶体管和晶闸管的应用简介9.1 电力二极管的应用简介电力二极管（Power Diode）在20世纪50年代初期就获得应用，当时也被称为半导体整流器；它的基本结构和工作原理与信息电子电路中的二极管相同，都以半导体PN结为基础，实现正向导通、反向截止的功能。
电力二极管是不可控器件，其导通和关断完全是由其在主电路中承受的电压和电流决定的。
电力二极管实际上是由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成的。
9.1.1 电力二极管的种类电力二极管主要有普通二极管、快速恢复二极管和肖特基二极管。
9.1.2 各种常用的电力二极管结构、特点和用途名称结构特点、用途实例图片整流二极管多用于开关频率不高（1kHz以下）的整流电路中。
其反向恢复时间较长，一般在5s以上，其正向电流定额和反向电压定额可以达到很高。
二极管和晶体管的关系嘿，大家好，今天咱们来聊聊二极管和晶体管的那些事儿。
说起这俩玩意儿，可能很多小伙伴会想：“这不就是电子元件吗，有啥好说的？”但是，兄弟姐妹们，这两者之间的关系可不是简单的一加一那么简单。
咱们一起来捋一捋，看看它们在电子世界里是怎么扮演角色的。
二极管。
哎，二极管可真是个小能手，它的工作原理简单得让人惊讶。
你想象一下，它就像是个单行道的警察，只允许电流朝一个方向流动，反方向的电流就得乖乖停下。
这样一来，二极管的作用可就明显了，帮着把电流的方向给固定住，避免那些不必要的麻烦。
你要是把它放在电路里，就像是在给电流设了个门槛，谁都别想轻易乱来。
这一招特别适合那些需要稳稳的电流的场合，比如整流电路，听起来是不是有点酷？说完二极管，我们再来聊聊晶体管。
哎哟，晶体管可不一般，它的作用可就丰富多了。
想象一下，晶体管就像是一个调音师，可以把信号放大、切换，甚至控制电流。
你想要让声音变大、变小，晶体管一出手，立马搞定。
咱们平常用的各种电子设备，比如手机、电视，背后都有晶体管在默默工作，真是个不起眼但超有用的小家伙。
就好像一位默默无闻的英雄，平时不太显眼，但关键时刻总能派上用场。
有趣的是，二极管和晶体管之间其实还有点血缘关系，二者都是半导体材料制成的。
二极管就像是晶体管的哥哥，晶体管是从二极管演变而来的。
说白了，二极管是晶体管的前身，是晶体管的启蒙老师。
没有二极管，就没有晶体管的今天，二者之间就像是亲兄弟，缺一不可。
再说说它们在电路里的配合。
你看，二极管和晶体管就像是一对搭档，配合得可默契了。
二极管负责把电流的方向固定住，晶体管则负责放大和调控，这样一来，整个电路就变得活灵活现，运转得像一台精密的机器。
它们之间的协作，让整个电子世界变得更高效，真是“相辅相成，缺一不可”。
再来讲讲二极管的种类，种类繁多得让人眼花缭乱。
你可能听说过整流二极管、齐纳二极管等等，这些都是根据不同的应用场合来分类的。
每种二极管都有自己的“拿手绝活”，就像每个人都有自己擅长的领域。
晶体管和⼆极管区别晶体管和⼆极管区别⾸先说明⼀下：晶体管，就是指的半导体器件，⼆极管也是晶体管⾥的⼀种。
下⾯我们详细介绍⼀下⼆极管和三极管的特性及功能原理。
半导体⼆极管及其特性 半导体⼆极管按其结构和制造⼯艺的不同，可以分为点接触型和⾯接触型两种。
点接触⼆极管是在P型硅晶晶体或N型锗晶体的表⾯上，安装上⼀根⽤钨或⾦丝做成的触针，与晶体表⾯接触⽽成，然后加以电流处理，使触针接触处形成⼀层异型的晶体。
很据所⽤⾦属丝的不同，分别称之为钨键⼆极管和⾦键⼆极管。
国产2APl⼀7和2APll—17型半导体⼆极管即属此类。
但前者触针是钨丝，后者是⾦丝。
⾯接触型⼆极管多数系⽤合⾦法制成。
在N型锗晶体的表⾯上安放上⼀块铟，然后在⾼温下使⼀部分锗熔化于铟内。
接着将温度降低，使熔化于姻内的锗⼜沉淀⽽出，形成P型晶体。
此P 型晶体与末熔化的N型晶体组成P—N结。
点接触型半导体⼆极管具有较⼩的接触⾯积，因⽽触针与阻挡层间的电容饺⼩(约1微微法)；⽽⾯接触型⼆极管的极间电容较⼤，约为15⼀20微微池。
因此，前者适合于在频率较⾼的场合⼯作，⽽后者只适宜于频率低于50千赫以下的地⽅⼯作；另外前者允许通过的电流⼩，在⽆线电设备中宜作检波⽤，后者可通过较⼤之电流，多⽤于整流。
常⽤的半导体⼆极管其特性指标参数意义如下： 1.⼯作频率范围f(MHz)：指由于P—N结电容的影响，⼆极管所能应⽤的频率范围。
2.最⼤反向电压Vmax(V)：指⼆极管两端允许的反向电压，⼀般⽐击穿电压⼩。
反向电压超过允许值时，在环境影响下，⼆极管有被击穿的危险。
3.击穿电压VB(V)：当⼆极管逐渐加上⼀定的反向电压时，反向电流突然增加，这时的反向电压叫反向击穿电压。
这时⼆极管失去整流性能。
4.整流电流I(mA)I指⼆极管在正常使⽤时的整流电流平均值。
晶体三极管的结构和类型 晶体三极管，是半导体基本元器件之⼀，具有电流放⼤作⽤，是电⼦电路的核⼼元件。
第 14 章半导体器件一、选择题1、对半导体而言，其正确的说法是( )。
(1) P 型半导体中由于多数载流子为空穴，所以它带正电。
(2) N 型半导体中由于多数载流子为自由电子，所以它带负电。
(3) P 型半导体和 N 型半导体本身都不带电。
2、在图 14-1 所示电路中，Uo 为 ( ) 。
(1) -12V (2) -9V (3) -3VR- 0V D Z11V 3kΩ-9VUo DZ2U o + + R- -图14-1 图14-2 图14-33、在图 14-2 所示电路中，二极管 D1、D2、D3 的工作状态为( ) 。
(1) D1、D2 截止， D3 导通 (2) D1 截至， D2、D3 导通 (3) D1、D2、D3 均导通4、在图 14-3 所示电路中，稳压二极管 Dz1 和 Dz2 的稳定电压分别为 5V 和 7V，其正向压降可忽略不计，则 Uo 为( ) 。
(1) 5V (2) 7V (3) 0V5、在放大电路中，若测得某晶体管的三个极的电位分别为 6V，1.2V 和 1V，则该管为( )。
(1) NPN 型硅管 (2) PNP 型锗管 (3) NPN 型锗管6、对某电路的一个 NPN 型的硅管进行测试，测得 UBE>0，UBC>0，UCE>0，则此管工作在 ( ) 。
(1)放大区 (2)饱和区 (3) 截至区7、晶体管的控制方式为( ) 。
(1)输入电流控制输出电压 (2)输入电流控制输出电流 (3)输入电压控制输出电压二、判断题1、晶体管处于放大区，其 PN 结一定正偏。
( )2、三极管由二极管构成的，三极管具有放大作用，故二极管也具有放大作用。
( )3、二极管正向导通，反向截止，当反向电压等于反向击穿电压时，二极管失效了，故所有的二极管都不可能工作在反向击穿区。
( )三、填空题1、若本征半导体中掺入某 5 价杂质元素，可成为，其多数载流子为。
若在本征半导体中掺入某 3 价杂质元素，可成为，其少数载流子为。
二极管和晶体管
二极管和晶体管都是电子元件,常用于电路中控制电流的流动。
二极管是一种电子元件,可以单向导电,即当正极连接到二极管的“+”端时,负极连接到二极管的“-”端时,二极管会导通,而当反向电压作用于二极管上时,它并不会导通。
二极管通常用于控制电流的流动,例如在电路中的开关控制和稳压器中。
晶体管是一种双极型电子元件,由三个区域组成:基区、发射区和集电极。
当电压作用于基区时,它会形成一个电子流,经过发射极流向集电极。
晶体管可以用于控制电流的流动和放大信号,它的放大倍数很高,因此被广泛应用于电子设备中。
二极管和晶体管都有各自的优点和缺点,例如二极管可以单向导电,但晶体管的放大倍数更高。
在实际应用中,二极管和晶体管需要根据具体情况进行选择和使用。
《电子技术基础》课程学习指导书第14章 半导体二极管和三极管一、选择题：14.1 半导体的导电能力（ c )。
(a) 与导体相同 （b) 与绝缘体相同 (c) 介乎导体和绝缘体之间14。
2 P 型半导体中空穴数量远比电子多得多，因此该半导体应（ c )。
(a ） 带正电 (b ） 带负电 （c) 不带电 14。
3 N 型半导体的多数载流子是电子，因此它应（ c ）. （a) 带负电 （b ） 带正电 (c) 不带电14.4 将PN 结加适当的反向电压，则空间电荷区将（ b ）。
(a ） 变窄 （b ） 变宽 (c) 不变 14。
5 普通半导体二极管是由( a )。
(a ）一个PN 结组成 （b ）两个PN 结组成 （c ）三个PN 结组成14。
6 电路如图所示，直流电压U I =10 V,稳压管的稳定电压U Z =6 V ，则限流电阻R 上的压降U R 为（ c ）。
(a)10V （b ）6V （c)4V (d ）—4VRO14。
7 电路如图所示，已知u I=3V，则晶体管T此时工作在（ b )。
（a)放大状态 (b）截止状态 (c）饱和状态10V1kΩβ=50二、填空题：14。
8 半导体二极管的主要特点是具有单向导电性 .14。
9 理想二极管的正向电阻为 0 .14.10 理想二极管的反向电阻为无穷大 .14。
11 二极管导通的条件是加在二极管两端的电压是正向电压大于PN结的死区电。
14。
12 N型半导体中的多数载流子是自由电子。
14。
13 P型半导体中的多数载流子是空穴。
三、计算题14.14 电路如图所示，二极管D为理想元件，U S=5 V，求电压u O。
u OUo=Us=5V14.15 电路如图所示，二极管为理想元件，u i=3sin ωt V ，U =3V ，当ωt =0瞬间,求输出电压u O 。
u OUo=0v14。
16 电路如图所示，输入信号u i=6sin ωt V 时，求二极管D 承受的最高反向电压。
第十四章二极管和晶体管第十四章 二极管和晶体管一、本章提要介绍二极管和晶体管的基本结构、工作原理、特性和参数，PN结的构成是各种半导体器件的共同基础。
此外本章还介绍了稳压管和几种光电器件。
二、本章课时安排章节序号及名称主要内容学时分配本章总学时14.1半导体的导电特性介绍本征半导体、杂质半导体、N型半导体和P型半导体的基本概念。
1学时14.2 PN结及其单向导电性1 PN结的构成；2 PN结的单向导电性。
0.5学时14.3 二极管二极管的结构、伏安特性和参数。
0.5学时14.4 稳压二极管稳压管的工作原理、伏安特性和主要参数。
0.5学时14.5 晶体管晶体管的基本结构、电流分配和放大原理、伏安特性和主要参数。
1学时14.6 光电器件光电器件：发光二极管、光电二极管和光电晶体管。
0.5学时4学时 14.1 半导体的导电特性一、相关内容回顾自1948年第一个晶体管问世以来，半导体技术有了飞跃的发展由于半导体器件具有重量轻、体积小、耗电少、寿命长、，工作可靠等突出优点，在现代工业、现代农业、现代国防和现代科学技术中获得了广泛的应用。
导体二极管和三极管是最常用的半导体器件，虽然在物理课中有所了解，但为了理论的系统化、我们还要从讨论半导体的导电特性和PN结的基本原理(特别是它的单向导电性)开始。
因为PN结是构成各种半导体器件的共同基础，了解二极管和三极管的基本结构，工作原理、特性和参数，是学习电子技术和分析电子电路必不可少的基础。
二、重点及难点1.教学重点：(1)本征半导体与杂质半导体的概念；(2)N型半导体和P型半导体的概念。
2.教学难点：(1)本征半导体和杂质半导体的特点和导电机理；(2)杂质半导体分为N型半导体和P型半导体两种，它们的特点和导电机理。
1第十四章二极管和晶体管三、主要内容1．学时分配小节标号及标题详细内容学时分配学时总数14.1.1本征半导体本征半导体为完全纯净的、具有晶体结构的半导体，最常见的为硅和锗。
0.5学时14.1.2 N型半导体和P型半导体N型半导体和P型半导体的结构、特点、导电机理。
0.5学时1学时2．授课内容概述：半导体材料的导电机理与金属导体不同，在受到外部能量激发时，晶体共价键结构中的价电子挣脱束缚，产生自由电子和空穴。
纯净的啊、半导体中，电子和空穴的数目相等。
电子和空穴都可以参与导电，是半导体材料的载流子。
电子空穴对的数量受环境温度影响很大，是影响半导体器件温度稳定性的主要原因。
3．具体授课内容半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间如：硅、锗、硒的（绝）大多数金属氧化物和硫化物。
通常导体制做导线，绝缘体做绝缘鞋、导线等。
很多半导体的导电能力在不同条件下有很大差别，利用它对温度、光照和某些气味的反映做成热敏、光敏、气敏元件。
更重要的是，如果在纯净的半导体中掺入微量的某种杂质后，它的导电能力就可增加几十万乃至几百万倍。
原因在于半导体的特殊结构－－晶体结构(晶体管名称的由来)。
14.1.1、本征半导体本征半导体——纯净的没有结构缺陷的半导体单晶(晶格取向完全一致)(无杂质)用得最多的半导体是硅(原子序数是14)和锗(32)，都是四价元素，即有4个价电子。
在本征半导体的晶体结构中每一个原子与相邻的四个原子结合，每一原子的一个价电子与另一原子的一个价电子组成一个电子对，这对价电子是每两个相邻原子共有的(共有化运动)它们把相邻的原子结合在一起，构成所谓共价键的结构。
在共价键结构中，原子最外层虽然具有八个电子而处于较为稳定的状态，但是共价键中的电子还不象绝缘体中的价电子被束缚得那么紧。
在获得一定能量(温度、光照)后，即可挣脱原子核的束缚(受激发)成为自由电子。
温度越高自由电子越多。
这样共价键中就留下一个空位，称为空穴，原子的中性便被破坏。
而带正电，在外电场的作用下，可以吸引相邻原子中的价电子，填补这个空穴……如此下去，就好象空穴在运动(剧场)，也有复合现象。
因此，当半导体两端加上电压时，将出现2第十四章二极管和晶体管两部分电流：电子电流————自由电子作定向运动空穴电流———— 价电子递补空穴与金属导体在导电原理上的区别。
电子和空穴称为载流子自由电子和空穴是成对出现的，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。
于是半导体中的载流子便维持一定数目，温度越高载流子数目越多，导电性能也就好。
故温度对半导体器件性能影响很大。
本征半导体虽然有自由电子和空穴两种载流子，但由于数量极小导电能力仍然很低，如果在其中掺入微量的杂质(某种元素)这将使掺杂后的半导体——杂质半导体的导电性能大大增强。
根据掺入杂质的不同，杂质导体可分为两大类：14.1.2、N型半导体(电子半导体) 和P型半导体(空穴半导体)在本征半导体导体中掺入五价元素(磷、P、砷、锑)，如图硅中掺磷。
由于掺入硅晶体的磷原子数比硅原子数少得多，因此整个晶体结构基本不变，只是某些位置上的硅原子被磷原子取代，磷原子参加共价键结构只需四个价电子，多余的第五个价电子很容易挣脱磷原子核的束缚而成为自由电子。
于是半导体中的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。
掺杂后成为N型半导体其自由电子数目可增加几十万倍。
由于自由电子增多而增加了复合的机会，空穴数目便减少，故在N型半导体中，自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。
在本征半导体中掺入三价元素(硼B、铝、)如硅中掺硼，硼原子只有三个价电子。
构成共价键时，因缺少一个电子而形成一个空穴。
这样，在半导体中就形成了大量空穴，以空穴导电作为主要导电方式，故在P型半导体中，空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。
四、小结这一节我们主要讲了以下几方面的内容，需要同学们掌握：1本征半导体和杂质半导体；2 N型半导体和P型半导体。
五、课上思考题书后练习与思考 14.1.1、14.1.2、14.1.3六、教师课后体会这节课同学们听得很认真，很多同学表现了极大的兴趣，回答问题时有独特见解。
总体上讲，本课的掌握情况较好。
但由于半导体内部原子结构和载流子运动比较抽象，学生理解起来还是有一点难度，所以结合多媒体动画的手段进行启发引导，有助于学生理解半导体原子结构和其内部的载流子运动。
14.2 PN结及其单向导电性14.3 二极管3第十四章二极管和晶体管一、重点内容回顾上节课主要内容：1本征半导体和杂质半导体；2 N型半导体和P型半导体。
二、引入新课上节课我们介绍了半导体、本征半导体、杂志半导体、N型半导体、P型半导体的概念和结构特点等。
N型半导体和P型半导体是构成二极管和晶体管的基本元素，所以本节我们将介绍由N型半导体和P型半导体构成的PN结，而PN结正是制作二极管的基础。
三、重点及难点1.教学重点：1 PN结的构成；2 PN结的单向导电性。
3二极管的结构、伏安特性和参数。
2.教学难点：1 PN结形成过程中其内部的载流子运动。
2 PN结的单向导电性形成的原因。
3正向偏置和反向偏置的概念。
4 二极管的伏安特性曲线：死区电压、反向击穿电压。
四、主要内容1．学时分配小节标号及标题详细内容学时分配学时总数14.2 PN结及其单向导电性1 PN结的构成；2 PN结的单向导电性。
0.5学时14.3 二极管二极管的结构、伏安特性和参数。
0.5学时1学时2．具体授课内容：15．2 PN结P型或N型半导体虽然它们都有一种载流子占多数(但整个晶体是不带电的)，并不能直接用来制造半导体器件。
一、PN结的形成4第十四章二极管和晶体管由于P区有大量空穴(浓度大)而N区的空穴极少(浓度小)。
因此空穴要从浓度大的P区向浓度小的N区扩散。
首先是交界面附近的空穴扩散到N区，在交界面附近的P区留下一些带负电的三价杂质离子。
形成负空间电荷区。
同样，N区的自由电子要向P区扩散，在交界面附近的N区留下带正电的五价杂质离子。
形成正空间电荷区。
这样，在P型半导体和N型半导体交界面的两侧就形成了一个空间电荷区——PN结(势垒区)正负空间电荷在交界面两侧形成一个内电场，内电场对多子的扩散运动起阻挡作用(阻挡层)对少子则可推动它们越过空间电荷区，进入对方，少子在内电场作用下有规则的运动称为漂移运动。
扩散和漂移是互相联系，又是互相矛盾的，在开始形成空间电荷区时，扩散占优势，但在扩散运动进行过程中空间电荷区逐渐加宽，内电场逐步加强，于是在一定条件下(温度)扩散运动逐渐减弱，而少子的漂移运动逐渐增加，最后扩散和漂移达到动态平衡，空间电荷区的宽度基本上稳定下来。
PN结就处于相对稳定状态。
形成空间电荷区的正负离子虽然带电，但是它们不能移动(原子核)不参与导电，而在这区域内，载流子极少，所以空间电荷区的电阻率很高，在此区内多子都扩散到对方复合掉了(消耗尽)－－耗尽层。
一、PN结的单向导电性。
PN结没有外加电压时，扩散和漂移处于动态平衡，如在PN结上加正向电压，外电场与内电场的方向相反，内电场被削弱，整个空间电荷区变窄，扩散与漂移的平衡被破坏。
多数载流子的扩散运动增强，形成较大的扩散电流(正向电流)正向电流包括空穴电流和电子电流两部分。
PN结呈低阻导通状态。
若给PN结加反向电压，则外电场与内电场方向一致，内电场增强，空间电荷区变宽，使多数载流子的扩散运动难于进行，但却加强了少数载流子的漂移运动(少子越过PN结进入对方)在电路中形成了反向电流，很少，PN结呈高阻状态，称载止，但反向电流受温度的影响很大。
结论：PN结具有单向导电性(正向导通，反向截止)15．3 半导体二极管一、基本结构5第十四章二极管和晶体管点接触型：锗，结面积小，电流小，高频小功率，开关，检波面接触型：硅，结面积大，电流大，低频大功率，整流二、伏安特性正向特性：死区电压：硅：0.5，锗：0.1。
导通电压：硅：0.6—0.8，锗：0.2—0.3反向特性：击穿电压：雪崩击穿，齐钠击穿。
另有热击穿。
三、主要参数1、整流电流I OM2、反向工作峰值电压U RM3、反向峰值电流I五、课上思考题1、二极管伏安特性上有一个死区电压。
什么是死区电压？硅管和锗管的死区电压的典型值约为多少？答案：死区电压是指二极管刚开始出现正向电流时所对应的外加正向电压，硅管死区电压的典型值约为0.5V，锗管的约为0.1V。
2、为什么二极管的反向饱和电流与外加反向电压基本无关，而当环境温度升高时又明显增大？答案：二极管反向饱和电流的大小决定于少数载流子的数量，而少数载流子的数量主要决定于环境温度。
环境温度越高，受热激发的电子、空穴也越多，这部分成对出现的电子或者空穴，是半导体材料中少数载流子的来源。
当环境温度不变时，少数载流子数量也不变，反向电压变化所引起的反向电流变化不大。
而当环境温度增加时，少数载流子的数量增加，同样的，反向电压所形成的反向电流自然也增加了。
