二极管和三极管的入门基础知识图解课件
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二极管三极管的基础知识
二极管和三极管是电子学中最基本的元件之一,它们在电路中起着至关重要的作用。二极管是一种只有两个电极的电子元件,它可以将电流限制在一个方向上流动。而三极管则是一种有三个电极的电子元件,它可以放大电流和电压信号。
二极管的工作原理是基于PN结的特性。PN结是由P型半导体和N型半导体组成的结构,当P型半导体和N型半导体相接触时,会形成一个电势垒。当外加电压使得P型半导体的电势高于N型半导体时,电子会从N型半导体流向P型半导体,形成电流。反之,当外加电压使得N型半导体的电势高于P型半导体时,电子则无法通过PN结,电流无法流动。这就是二极管的单向导电特性。
三极管则是由三个控制电极组成的电子元件。它的工作原理是基于PNP或NPN型晶体管的特性。当一个电流流经三极管的基极时,会控制三极管的另外两个电极(发射极和集电极)之间的电流。当基极电流增加时,发射极和集电极之间的电流也会增加,从而放大电流信号。这就是三极管的放大特性。
二极管和三极管在电子学中有着广泛的应用。二极管可以用于整流电路、稳压电路、开关电路等。三极管则可以用于放大电路、开关电路、振荡电路等。它们的应用范围非常广泛,从家用电器到通信设备,都离不开它们的存在。
二极管和三极管是电子学中最基本的元件之一,它们的工作原理和应用非常重要。对于电子工程师和电子爱好者来说,深入了解二极管和三极管的原理和应用,可以帮助他们更好地设计和维护电子设备。
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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(002mVUUnnII
(1.1.1)
或)18(002mVUUnnII
(1.1.2)
或)(log29020IImVUUnn (1.1.3)
U0为二极管正向导通时的某静态电压,Un为二极管在U0的基础上变化后的电压。
I0为二极管加上正向导通电压U0时的正向导通电流,In为二极管与Un相对应的正向导通电流。
例如:某二极管的在导通电压U0=0.700V时,导通电流为I0=1mA,求导通电压分别变化到Un1=0.682V、Un2=0.691V、Un3=0.709V、Un4=0.718V时的导通电流In1、In2、In3、In4。
解:根据)9(002mVUUnnII
mAmAImVVVn5.021)97.0682.0(1 .
'. mAmAImVVVn707.021)97.0691.0(2
mAmAImVVVn414.121)97.0709.0(3
mAmAImVVVn221)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。
6.3 二极管和三极管的判别和选用
一.半导体二极管极性的判别和选用
(1)半导体二极管极性的判别 一般情况下,二极管有色环的一端为负极,另一端为正极。根据二极管正向导通时导通电阻小,反向截止时截止电阻大的特点,可用万用表来判别其极性。将万用表拨到欧姆档(一般用R×100或R×1K档),用万用表的表笔分别接二极管的两个电极,测出一个电阻,然后将两表笔对换,再测出一个阻值,则阻值小的那一次黑表笔所接一端为二极管的正极,另一端即为负极。若两次测得阻值都很小,则说明管子内部短路,若两次测得的阻值都很大,则说明管子内部断路。
(2)半导体二极管的选用
选用二极管时,既要考虑正向电压,又要考虑反向饱和电流和最大反向电压,选用检波二极管时,要求工作频率高,正向电阻小,特性曲线要好,以保证线性失真要小。
在脉冲电路中,具有负阻特性的器件已得到广泛的应用。一般半导体二极管具有正电阻特性,即当加在电阻两端的电压增加时,流过二极管中的电流也会增大。而负阻器件在其特性曲线的一定区域具有负阻特性,即当加到器件两端的电压升高时,流过器件的电流反而会减小,其电压变化量与电流变化量之比为负值。该器件主要有单结晶体管等。
二.半导体三极管的判断和选用
(1)半导体三极管管脚和质量的判断
(a) 根据管脚排列和色点识别
对于等腰直角三角形排列,直角顶点是基极,靠近管帽边沿的电极为发射极,另外一个电极是集电极。有些管子的管脚排列成直线,但距离不相等,孤立的电极为集电极,中间的为基极,另一个为发射极。对半圆形塑封晶体三极管,让球面向上,管脚朝自己,则从左到右依次是集电极,基极和发射极。
(b)用万用表判别
用万用表判别管脚的基本原理是:三极管由两个PN结构成,对于NPN型三极管,其基极是两个PN结的公共正极,对于PNP型三极管,其基极是两个PN结的公共负极。而根据当加在三极管的BE结电压为正,BC结电压为负,三极管工作在放大状态,此时三极管的穿透电流较大,rBE较小的特点,可以测出三极管的发射极和集电极。
- 1 - 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 - (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。