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二极管三极管的基础知识
1、二极管是一种双极型半导体器件，是由一个n型半导体和一个p型半导体夹层而成，并且由两个电极连接起来，形成了一个半导体导通元件。
二极管的特点是在正反向作用下具有很大的电阻性。
2、二极管有自发型和电控型。
自发型二极管可以单独工作，而电控型二极管依靠外加电压进行工作，又分半导体二极管、隔离二极管和中继二极管。
3、二极管的基本功能：
（1）可以作为电路的一个开关或分流器；
（2）可以对输入电压的放大作用；
（3）可以实现电子电路与电器的互联；
（4）可以实现信号的保护。
二、三极管
1、三极管是由三个电极（收集极、基极和发射极）连接而成的一种半导体器件，它们三个电极间的关系可以控制电子的流动，从而改变电路的电流。
三极管的特点是在正反向作用下具有很大的电阻性，但其中收发极处的电阻值要小于中间基极处的电阻值。
2、三极管通常以晶体管的形式出现，并可分为双极型晶体管和三极型晶体管两种。
3、三极管的基本功能：
（1）可以实现电子电路的功率放大；
（2）可以对输入信号进行阻塞和增益；
（3）可以实现电子电路的解耦；
（4）可以实现电子电路的节流；
（5）可以实现电子电路的低成本放大和控制。
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。
二极管、三极管、晶体管概念和用途一、二极管的概念和用途二极管是一种具有两个电极的半导体器件，它具有单向导电特性。
当施加正向电压时，二极管正向导通，电流通过；当施加反向电压时，二极管反向截止，电流基本不通过。
二极管主要用于整流、稳压、开关和检波等电路中。
1、整流在交流电路中，二极管可以将交流信号转换为直流信号。
通过二极管整流，可以将交流电源转换为直流电源，以满足电子设备对直流电源的需求。
2、稳压二极管还可以作为稳压器使用。
在稳压电路中，通过合理连接二极管和电阻，可以实现对电压的稳定。
3、开关由于二极管具有导通和截止的特性，可以将其应用到开关电路中。
在开关电路中，二极管可以控制电流的通断，实现对电路的控制。
4、检波二极管还可以用作检波器。
在无线电接收机中，二极管可以将射频信号转换为音频信号，实现信息的接收和解调。
二、三极管的概念和用途三极管是一种具有三个电极的半导体器件，分为发射极、基极和集电极。
三极管具有放大、开关等功能，是现代电子设备中不可或缺的器件。
1、放大在放大电路中，三极管可以对输入信号进行放大处理。
通过合理设置电路参数，可以实现对电压、电流和功率等信号的放大。
2、开关与二极管类似，三极管也可以用作开关。
通过控制基极电流，可以实现对集电极与发射极之间的电流通断控制。
3、振荡在振荡电路中，三极管可以实现信号的自激振荡。
通过反馈电路的设计，可以使三极管产生稳定的振荡信号。
4、调制在通信系统中，三极管可以用于信号的调制。
通过三极管的放大和调制功能，可以实现对射频信号等信息的传输。
三、晶体管的概念和用途晶体管是一种半导体器件，是二极管的发展和改进，是现代电子技术的重要组成部分，被广泛应用于放大、开关、振荡和数字逻辑电路等领域。
1、放大晶体管可以作为放大器使用，实现对信号的放大处理。
晶体管的放大能力较强，可以应用于音频放大、射频放大等领域。
2、开关晶体管也可以用作开关。
与三极管类似，晶体管可以实现对电路的控制，用于开关电源、数码电路等领域。
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。
二极管三极管主要参数
二极管参数：
1.额定电流：额定电流是指二极管可以承受的最大电流流量，一般二极管的额定电流有6mA、1mA、500μA、100μA以及1μA等；
2.最大耗散功率：最大耗散功率是指二极管在额定电压下最大可以耗散的功率；
3.集电极和发射极漏电流：不同的二极管集射极的漏电流不同，一般有2mA/1mA/500μA/100μA/1μA等；
4.阈值电压、切断电压：阈值电压是指二极管的前向电压，一般有0.3V/0.55V/0.65V/0.7V/0.75V等；切断电压是指二极管的反向电压，一般有5V/6V/7V/8V/10V/12V等；
5.上升沿时间和下降沿时间：上升沿时间是指二极管从低电压到高电压的时间，一般有2ns/4ns/8ns/10ns等；下降沿时间是指二极管从高电压到低电压的时间，一般有2ns/3ns/4ns/5ns/7ns等；
6.截止电压：截止电压是指二极管的前向电压达到一定的电压，二极管的结构发生变化，从而限制电流流过的电压，一般有
0.7V/1V/3V/4V/5V/6V等；
7.正向电容：正向电容是指二极管的输入端电容，一般有
100pF/250pF/500pF/750pF/1000pF/1500pF/2000pF等；
三极管参数：
1.额定电流：额定电流是指三极管可以承受的最大电流流量，一般三极管的额定电流有3mA/2mA/1mA/500μA/200μA等；
2.最大耗散功率：最大耗散功率是指三极管在额定电压下。
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）电压放大倍数大小（小于1并接近于1）大电流放大倍数大（几十）大（几十）小（小于1并接近于1）功率放大倍数大（约30～40分贝）小（约10分贝）中（约15～20分贝）三极管的导通条件：三极管的导通条件是：发射结加正向电压，集电结加反向电压。
二极管三极管的基础知识
二极管和三极管是电子学中两种常见的元件。
它们都是半导体器件，
具有不同的特性和应用。
二极管是一种只允许电流在一个方向上通过的器件。
它由两个不同掺
杂的半导体材料（P型和N型）组成，形成PN结。
当正向偏置时，
电子从N区域流入P区域，并且空穴从P区域流入N区域，形成电流。
当反向偏置时，PN结会形成一个高阻值区域，几乎没有电流通过。
这种特性使得二极管可以用于整流、稳压和开关等应用。
三极管也被称为双极晶体管（BJT），是由三个掺杂不同的半导体层组成的器件。
它有两个PN结，其中一个被称为发射结，另一个被称为
集电结。
发射结连接到P型半导体层，集电结连接到N型半导体层。
当发射端加正向偏置时，少量的电子注入基区，并且在集电端产生大
量载流子（电子或空穴）输出信号放大器；当发射端加反向偏置时，
则会将输入信号阻断。
三极管有两种类型：NPN和PNP。
NPN型三极管中，发射区域是N
型半导体，而基区域是P型半导体；而PNP型三极管中，则相反。
这种特性使得三极管可以用于放大、开关和振荡器等应用。
总的来说，二极管和三极管都是非常重要的半导体器件，具有广泛的应用。
了解它们的基础知识对于电子学学习者来说是非常重要的。
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）PN结存在着电容，该电容称为PN结的结电容。
1.1.3半导体二极管利用PN结的单向导电性，可以用来制造一种半导体器件——半导体二极管。
1．半导体二极管的结构和符号（1）结构：由于管芯结构不同，二极管又分为点接触型（如图a）、面接触型（如图b）和平面型（如图c）。
（2）符号：如图所示，箭头表示正向导通电流的方向。
2．二极管的特性二极管的导电性能由加在二极管两端的电压和流过二极管的电流来决定，这两者之间的关系称为二极管的伏安特性。
硅二极管的伏安特性曲线如图所示。
（1）正向特性（二极管正极电压大于负极电压）（展示各种二极管）（引导分析伏安特性）① 死区：当正向电压较小时，正向电流极小，二极管呈现很大的电阻，如图中OA 段，通常把这个范围称为死区。
死区电压：硅二极管0.5 V 左右，锗二极管0.1 V ~ 0.2 V 。
② 正向导通：当外加电压大于死区电压后，电流随电压增大而急剧增大，二极管导通。
导通电压：硅二极管0.6 V ~ 0.7 V ，锗二极管0.2 V ~ 0.3 V 。
（2）反向特性（二极管负极电压大于正极电压）① 反向饱和电流：当加反向电压时，二极管反向电流很小，而且在很大范围内不随反向电压的变化而变化，故称为反向饱和电流。
② 反向击穿：若反向电压不断增大到一定数值时，反向电流就会突然增大，这种现象称为反向击穿。
普通二极管不允许出现此种状态。
由二极管的伏安特性可知，二极管属于非线性器件。
3．半导体二极管的主要参数（1）最大整流电流F I ：二极管长时间工作时允许通过的最大直流电流。
（2）最高反向工作电压RM V ：二极管正常使用时允许加的最高反向电压。
（讲解）练习1．晶体二极管加一定的_____电压时导通，加_____电压时_____，这一导电特性称为二极管的_____特性。
2．二极管导通后，正向电流与正向电压呈_____关系，正向电流变化较大时，二极管两端正向压降近似于_____，硅管的正向压降为_____V ，锗管约为_____V 。
小结1．PN 结具有单向导电性。
2．用PN 结可制成二极管。
符号如图所示。
3．二极管的伏安特性分正向特性和反向特性两部分。
布置作业 P22习题一1-1，1-2，1-3，1-4，1-5。
课题1.2半导体三极管课型新课授课班级授课时数 2教学目标1．掌握三极管的结构、分类和符号。
2．理解三极管的电流放大作用。
3．掌握三极管的基本连接方式。
教学重点三极管的结构、分类、电流放大作用。
教学难点三极管的电流放大作用。
学情分析教学效果教后记新课A．引入在半导体器件中，有一种广泛应用于各种电子电路的重要器件，那就是半导体三极管，通常也称为晶体管。
B．新授课1.2半导体三极管1.2.1半导体三极管的基本结构与分类1．结构及符号PNP型及NPN型三极管的内部结构及符号如图所示。
三区：发射区、基区、集电区。
三极：发射极E、基极B、集电极C。
两结：发射结、集电结。
实际上发射极箭头方向就是发射结正向电流方向。
2．分类：（1）按半导体基片材料不同：NPN型和PNP型。
（2）按功率分：小功率管和大功率管。
（3）按工作频率分：低频管和高频管。
（4）按管芯所用半导体材料分：锗管和硅管。
（5）按结构工艺分：合金管和平面管。
（6）按用途分：放大管和开关管。
3．外形及封装形式三极管常采用金属、玻璃或塑料封装。
常用的外形及封装形式如图所示。
（介绍，参考教材）（展示各种二极管）1.2.2 三极管的电流放大作用 1．三极管各电极上的电流分配 （1）实验电路（2）实验数据表1-1 三极管三个电极上的电流分配m A B /I 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 m A C /I0.01 0.56 1.14 1.74 2.33 2.91 m A E /I0.010.571.161.772.372.96（3）结论：C B E I I I +=三极管的电流分配规律：发射极电流等于基极电流和集电极电流之和。
2．三极管的电流放大作用 由上述实验可得结论：基极电流B I 的微小变化控制了集电极电流较大的变化，这就是三极管的电流放大原理。
注意：（1）三极管的电流放大作用，实质上是用较小的基极电流信号控制集电极的大电流信号，是“以小控大”的作用。
（2）要使三极管起放大作用，必须保证发射结加正向偏置电压，集电结加反向偏置电压。
1.2.3 三极管的基本连接方式利用三极管的电流放大作用，可以用来构成放大器，其方框图如图所示。
（讲解实验电路，分析数据）（学生讨论完成）（讲解）三极管在构成放大器时，有三种基本连接方式：1．共发射极电路（CE）：把三极管的发射极作为公共端子。
2．共基极电路（CB）：把三极管的基极作为公共端子。
3．共集电极电路（CC）：把三极管的集电极作为公共端子。
（引导学生阅读教材）练习1．三极管的放大作用的实质是_____电流对_____电流的控制作用。
2．三极管的电流分配关系是怎样的？3．如何理解三极管的电流放大作用？小结1．三极管是一种有三个电极、两个PN结和两种结构形式（NPN和PNP）的半导体器件。
2．三极管内电流分配关系为：CBEIII+=。
3．三极管实现放大作用的条件是：三极管的发射结要加正向电压，集电结要加反向电压。
4．三极管有三种基本连接方式：共发射极电路、共基极电路和共集电极电路。
P23习题一1-6。
布置作业课题1.2半导体三极管课型新课授课班级授课时数 2教学目标1．掌握三极管的特性曲线和主要参数。
2．掌握三极管的测试方法。
3．了解片状三极管。
教学重点1．三极管的特性曲线和主要参数。
2．三极管的测试方法。
教学难点三极管的特性曲线和主要参数。
学情分析教学效果新课教后记A ．新授课1.2.4 三极管的特性曲线1．输入特性曲线输入特性：在CE V 一定条件下，加在三极管基极与发射极之间的电压BE V 和它产生的基极电流B I 之间的关系。
（1）实验电路改变P2R 可改变CE V ，CE V 一定后，改变P1R 可得到不同的B I 和BE V 。
（2）输入特性曲线三极管的输入特性曲线与二极管的十分相似，当BE V 大于导通电压时，三极管才出现明显的基极电流。
导通电压：硅管0.7 V ，锗管0.2 V 。
2．输出特性曲线输出特性：在B I 一定条件下，集电极与发射极之间的电压CE V 与集电极电流C I 之（引导观察电路）（引导观察电路）间的关系。
（1）实验电路先调节P1R ，使B I 为一定值，再调节P2R 得到不同的CE V 和C I 值。
（2）输出特性曲线① 截止区：B I = 0以下的区域。
a ．发射结和集电结均反向偏置，三极管截止。
b ．B I = 0，C I ≠0，即为CEO I ，穿透电流。
c ．三极管发射结反偏或两端电压为零时，为截止。
② 放大区：指输出特性曲线之间间距接近相等，且互相平行的区域。
a ．C I 与B I 成正比增长关系，具有电流放大作用。
b ．恒流特性：CE V 大于1 V 左右以后，B I 一定，C I 不随CE V 变化，C I 恒定。
c ．发射结正偏，集电结反偏，三极管处于放大状态。
d ．电流放大倍数BC I I ∆∆=β ③ 饱和区：指输出特性曲线靠近左边陡直且互相重合的曲线与纵轴之间的区域。
a ．C I 不随B I 的增大而变化，这就是所谓的饱和。
b ．饱和时的CE V 值为饱和压降CES V ，CES V ：硅管为0.3 V ，锗管为0.1 V 。
c ．发射结、集电结都正偏，三极管处于饱和状态。
④ 总结：截止区：发射结和集电结均反偏。
放大区：发射结正偏，集电结反偏。
饱和区：发射结和集电结均正偏。
3．三极管的主要参数（分析，讲解） （分析，讲解）（学生讨论完成）（1）共射极电流放大系数 用 β 表示，选用管子时，β 值应恰当，一般说来，β 值太大的管子工作稳定性差。
（2）极间反向饱和电流 ① 集电极-基极反向饱和电流CBO I 。
② 集电极-发射极反向饱和电流CEO I 。
两者关系：CEO I =（1+β）CBO I（3）极限参数① 集电极最大允许电流CM I当C I 过大时，电流放大系数 β 将下降。
在技术上规定，β 下降到正常值的2/3时的集电极电流称集电极最大允许电流。
② 反向击穿电压当基极开路时，集电极与发射极之间所能承受的最高反向电压——(BR)CEO V 。
当发射极开路时，集电极与基极之间所能承受的最高反向电压——(BR)CBO V 。
当集电极开路时，发射极与基极之间所能承受的最向反向电压——(BR)EBO V 。
③ 集电极最大允许耗散功率CM P 在三极管因温度升高而引起的参数变化不超过允许值时，集电极所消耗的最大功率称集电极最大允许耗散功率。
三极管应工作在三极管最大损耗曲线图中的安全工作区。
三极管最大损耗曲线如图所示。
1.2.5 三极管的简易测试1．用万用表判别三极管的管型和管脚（1）万用表置于“R ⨯ 1 k ”挡或“R ⨯ 100”挡。
（2）方法：① 黑表笔和三极管任一管脚相连，红表笔分别和另外两个管脚相连测其阻值，若阻值一大一小，则将黑表笔所接的管脚调换重新测量，直至两个阻值接近。
