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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。
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。
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。
2. 三极管的应用（1）放大器：三极管可以放大电路中的信号。
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(002mVU U n n I I -⨯= (1.1.1)或)18(002mVU U n n I I -⨯= (1.1.2)或)(log 29020I I mV U U nn ⨯+= (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(002mVU U n n I I -⨯=mA mA I mVVV n 5.021)97.0682.0(1=⨯=-mA mA I mV VV n 707.021)97.0691.0(2=⨯=- mA mA I mV VV n 414.121)97.0709.0(3=⨯=- mA mA I mVVV 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。
二极管和三极管常识介绍一、二极管1.二极管的结构和工作原理二极管由两个半导体材料，P型半导体和N型半导体组成，通过半导体材料的p-n结而形成。
P型材料中的空穴与N型材料中的电子在p-n结附近发生复合，形成空穴区和电子区。
当给二极管正向偏压时，使得电子从N区向P区移动，空穴从P区向N区移动，形成电流通路，此时二极管处于导通状态；当给二极管反向偏压时，使N区成为负极，P区成为正极，p-n结两侧形成空间电荷区，电流不能流动，此时二极管处于绝缘状态。
2.二极管的特性（1）单向导电性：二极管只能在正向偏置时导电，不能在反向偏置时导电。
（2）电流与电压关系：在正向偏置时，二极管的电流与电压之间呈指数关系，即电流随着电压的增大而迅速增大。
（3）截止电压与饱和电流：二极管的正向截止电压是指在正向偏置电压小于截止电压时，二极管停止导通。
而饱和电流是指二极管在正向偏置下，通过的最大电流。
（4）温度特性：二极管的导电性能与温度有关，通常情况下，温度升高，二极管导电情况变差。
3.二极管的应用（1）整流器：利用二极管的单向导电性，可以将交流电转换为直流电。
（2）保护电路：在电子电路中，二极管常用于过电压保护电路中，当电压超过一定范围时，二极管会导通，将多余的电压分流至地。
（3）发光二极管（LED）：利用二极管的发光特性，可以将电能转化为光能，常用于指示灯、显示器等设备中。
二、三极管1.三极管的结构和工作原理三极管由三个半导体材料组成，分别为P型半导体、N型半导体和N 型半导体或P型半导体。
三极管的三个区域分别称为基极（B）、发射极（E）和集电极（C）。
当在基极和发射极之间加一个较小的正向电压时，形成一个PN结，即为二极管的结构；而当再在集电极和发射极之间加一个正向电压时，就会形成两个PN结，即为三极管的结构。
这种结构使得三极管能够处于放大器状态。
2.三极管的工作状态三极管有四种工作状态，分别为截止、放大、饱和和反转。
（1）截止状态：当基极电压为0V或很低时，三极管处于截止状态，此时发射极和集电极之间阻断。
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
而)18(002mV U U n n I I -=，则0
)18(02I I n mV U U n =-，代入上式 )()(262ln 18182ln 1)(0
0mA I mV I mV I I mV I r n n n d ≈⨯=⨯⨯=Ω 得)
()(26)(mA I mV r d =Ω (1.1.6) 故：Q 0点的电阻Ω===Ω26126)(26)(00mA
mV mA I mV r Q dQ Q 4点的电阻Ω===
Ω13226)(26)(44mA mV mA I mV r Q dQ 4、二极管正向导通动态电阻的粗略计算法与微分计算法之比较
从两种计算法的数据区别可以看出，粗略计算法比微分计算法所得的二极管正向导通动态电阻值要略小一些，这是因为粗略计算法所取的电压和电流的变量较大，二极管正向导通动态电阻的非线性不能被忽略，从而导致计算数据不够精确。
粗略计算法有着广泛的通用性，适用于所有动态电阻的计算。
微分计算法的公式)
()(26)(mA I mV r d =Ω仅适用于普通二极管的正向导通特性，不适用于其它动态电阻的计算。
二极管正向导通后的动态电阻随导通电流的不同而不同，导通电流越大，电阻越低。
即二极管正向导通后的动态电阻与导通电流成反比。
(四)失真问题
从图1.1.1中的电压波形u 1、u 2与电流波形i 1、i 2之间的对应关系可以看出，如果二极管在某个正向导通电压的基础上以正弦规律发生波动，所引起电流波动的波形却出现了失真，这是由于二极管的正向导通电压与正向导通电流之间的非线性关系所致。
正向导通电压的波动幅度越大，这种非线性就越严重。
相反，正向导通电压的波动幅度越小，这种非线性也就越小，当正向导通电压的波动幅度小到一定程度，正向导通电流的这种非线性也就小得可以忽略不计。
(五) 本章节所述二极管导通特性的应用范围
不同类型的二极管在导通特性方面有着很大差异，本章节所述的二极管导通特性专门用于描述硅材料普通三极管的极间导通特性。
二、理想三极管的基本特性
(一)三极管的结构与符号标识
(a) (b)
图1.1.2 三极管的结构与符号标识
如果用仪表进行对三极管各极之间的导通方向进行测量，NPN 型三极管和PNP 型三极管各极之间的电流导通关系，分别等同如图1.1.2(a)和图1.1.2(b)中的二极管结构，但三极管的内部结构与普通二极管连接的相应结构却有着本质的不同。
(二)理想硅材料三极管各极之间电流的系数关系
图1.1.3 理想三极管各极之间电流的系数关系
1、三极管的基极与发射极之间导通特性
普通硅材料三极管的基极与发射极之间，具有如图1.1.1所示普通硅材料二极管的特性。
2、集电极电流与基极电流之间的关系
如图1.1.3所示，NPN 型三极管在加上一个基极电流I B 的情况下，若在集电极c 和发射极e 之间加上大于零的正向电压U CE (E 2)，就会产生一个集电极电流I C ，此时的集电极电流I C 就会是基极电流I B 的β倍：
B C I I ⨯=β (1.1.7)
β值是三极管所特有的电流放大倍数，每个三极管的β值都不一样，不同三极管β值的范围大约在50～400之间。
3、集电极电流与集电极电压之间的关系
三极管集电极电流的大小与集电极电压的大小无关，只要集电极电压大于零，即使集电极电压大小发生变化，也不会使集电极电流发生变化，体现出集电极电流受基极电流的β倍所控制的恒流源的性质。
4、发射极电流与集电极电流、基极电流之间的关系
发射极电流等于基极电流与集电极电流之和：
C B E I I I +=B B I I ⨯+=βB I ⨯+=)1(β (1.1.8)
5、集电极电流与发射极电流之间的关系
由于基极电流I B 只有集电极电流I C 的1/β，所以发射极电流I E 与集电极电流I C 很接近，通常情况下，我们视集电极电流等于发射极电流： E E C I I I ≈+⨯=1
ββ (1.1.9)
(三)三极管集电极与发射极之间的动态电阻
三极管的集电极与发射极之间的电阻，有直流电阻和动态电阻两个不同的概念。
1、三极管集电极的直流电阻
三极管的集电极与发射极之间的直流电阻，等于集电极与发射极之间的直流电压与集电极电流之比。
2、三极管的集电极与发射极之间的动态电阻
由于三极管的集电极电流是基极电流的β倍，与集电极电压的大小无关，也就是说，集电极电压的变化不能引起集电极电流的变化： C
CE ce I U r ∆∆= (1.1.10)
=∝∆=
0CE U 所以，三极管的集电极与发射极之间的动态电阻为无穷大。
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