三极管相关知识点释疑（一）

　　最近找工作找的郁闷，感觉走了一条不归路。。。
　　主要介绍下三极管相关的知识点，还有一些相关的总结。

1.二极管

　　介绍三极管之前肯定要先了解下二极管。

1.1 基本结构

　　PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
电路符号：

实物图：

　　伏安特性：

1.2主要参数

　　直流的情况，主要利用它的单向导电性，主要应用于整流、限幅、保护等等。
　　1.最大整流电流IF
二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。
　　2.反向击穿电压VBR
二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。
　　3.反向电流IR
指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要比硅管大几十到几百倍。
　　交流的情况
　　1.微变电阻 rD
rD是二极管特性曲线上工作点Q 附近电压的变化与电流的变化之比：

1.3二极管的极间电容

势垒电容：势垒区是积累空间电荷的区域，当电压变化时，就会引起积累在势垒区的空间电荷的变化，这样所表现出的电容是势垒电容。
扩散电容：为了形成正向电流（扩散电流），注入P 区的少子（电子）在P 区有浓度差，越靠近PN结浓度越大，即在P 区有电子的积累。同理，在N区有空穴的积累。正向电流大，积累的电荷多。这样所产生的电容就是扩散电容CD。
PN结高频小信号时的等效电路

　　晶体二极管模型

1.4二极管分类

按结构材料分:

　　(1)锗二极管 (2)硅二极管

按制作工艺分：

(1)点接触型二极管：pn结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。
(2)面接触型二极管：结面积大，用于工频大电流整流电路。
(3)平面型二极管：往往用于集成电路制造工艺中。pn结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。

按功能用途分：

　　(1)硅整流二极管：硅整流二极管除主要应用于电源电路做整流元件外，还可用作限幅、保护、钳位等。(常用整流二极管主要是1n、2cz系列)
　　(2)检波二极管：检波二极管的结点容小、工作频率高、正向压降小，但允许流过的最大正向电流小、内阻大。多用于小信号、高频率的电路，用作检波、鉴频、限幅。(常用检波二极管主要是2ap系列)
　　(3)稳压二极管：利用稳压二极管的反向击穿特性，用作稳压基准电压、保护、限幅、电平转换等。其中2dw230~2dw232稳压管内部具有温度补偿，电压温度系数低，可用于精密稳压电路。(常用稳压二极管主要是1n、2cw、2dw系列)
　　(4)光敏二极管：利用光敏二极管在光的照射下，反向电流与光照成正比的特性，应用于光电转换及光控、测光等自动控制电路中。（常用硅光敏二极管主要是2cu、2du系列）
　　(5)变容二极管：变容二极管的结电容可以随外加偏压的不同而变化，主要应用于lc调谐、自动频率控制稳频等场合。（常用变容二极管主要是2cc、1n系列）
　　(6)发光二极管：发光二极管能把电能直接快速地转换成光能，在电子仪器、仪表中用作显示器件、状态信息指示、光电开关和光辐射源等。（常用发光二极管主要是2ef系列）
　　(7)肖特基二极管：肖特基二极管具有反向恢复时间很短、正向压降较低的特性，可用于高频整流、检波、高速脉冲箱位等。（常用肖特基二极管主要是1n、mbr系列）
　　(8)快速恢复二极管：快速恢复二极管的正向压降与普通硅整流二极管相似，但反向恢复时间小，耐压比肖特基二极管高得多，用作中频整流元件。（常用快速恢复二极管主要是1n、mr系列）
　　(9)开关二极管：开关二极管的反向恢复时间很小，主要用于开关、脉冲、超高频电路和逻辑控制电路中。（常用开关二极管主要是2ak、2ck、1n系列）
　　(10)硅整流桥：单相硅整流桥用以代替四个整流二极管、在小功率电源整流中应用广泛。（常用硅整流桥主要是3n、ql系列）
　　(11)高压硅堆：高压硅堆是由多个硅二极管串联后封装的，在电子设备中用作高压整流。(常用高压硅堆主要是2cl系列)
　　(12)双向触发二极管：双向触发二极管是两端交流器件，有两个对称的正反转折电压vbo，可用作双向交流开关，可向双向晶闸管提供控制极触发电流。（常用双向触发二极管主要是2cts、pda系列）
　　(13)双基极二极管：双基极二极管又称单结晶体管，它具有稳定的触发电压和触发电流，可控制基极间的电压以取得较大的脉冲电流，适用作驰张振荡器，定时电路及晶闸管的触发电路。（常用双基极二极管主要是bt31~37系列）
　　(14)温敏二极管：温敏二极管作为热敏元件对温度变化敏感，可用于自动增益控制、音量控制、过热和过载保护等电路中，在工业自动控制、高空和海洋探测、医学卫生等方面得到了广泛的应用。（常用温敏二极管主要是hw、2cwm、jcwm系列）
　　(15)磁敏二极管：磁敏二极管是一种新型的磁电转换器件。这种元件比霍尔元件的探测灵敏度高，且具有体积小、响应快、无触点、输出功率大及线性特性好的优点。该器件在磁力探测、无触点开关、位移测量、转速测量及其他各种自动化设备上得到了广泛的应用。(常用磁敏二极管主要是2acm、2dcm系列)
　　(16)阻尼二极管：阻尼二极管具有较高的反向工作电压和峰值电流，正向压降小，高频高压整流二极管，用在电视机行扫描电路作阻尼和升压整流用。（常用阻尼二极管主要是2cn、rh、tvr系列）
　　(17)瞬态二极管(tvs)：瞬态二极管是一种二极管形式的高效能保护器件。具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。广泛应用于计算机系统、通讯设备、交/直流电源、汽车、电子镇流器、家用电器、仪器仪表（电度表）、rs232/422/423/485、i/o、lan、isdn、adsl、usb、mp3、pdas、gps、cdma、gsm、数字照相机的保护、共模/差模保护、rf耦合/ic驱动接收保护、电机电磁波干扰抑制、声频/视频输入、传感器/变速器、工控回路、继电器、接触器噪音的抑制等各个领域。
　　(18)激光二极管：激光二极管具有效率高、体积小、寿命长的优点，但其输出功率小（一般小于2mw），线性差、单色性不太好，使其在有线电视系统中的应用受到很大限制，不能传输多频道，高性能模拟信号。激光二极管在计算机上的光盘驱动器，激光打印机中的打印头等小功率光电设备中得到了广泛的应用。
　　(19)红外发射二极管：红外发射二极管具有高发射功率、绝缘性好、抗湿、耐磨、高可靠性，应用于各种仪器的遥控发射光源、点钞机、复印机、扩印机、监控器红外发射光源。ir3401
　　(20)微波二极管：微波二极管的基片材料由锗、硅发展到砷化镓，使微波二极管工作频率不断提高，目前最高频率已达300吉赫。微波二极管具有体积小和可靠性高等优点，用于微波振荡、放大、变频、开关、移相和调制等方面。
　　（21）其他功能二极管：恒流二极管、压敏二极管、补偿二极管、精密二极管限幅二极管、钳位二极管、 续流二极管、 垫位二极管、保护二极管、译码二极管、 pin二极管、雪崩二极管、 高反向电阻点接触型二极管、高传导点接触型二极管等等。

1.5二极管相关知识点：

　　1、 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质。
　　2、 半导体奇妙特性：热敏性、光敏性、掺杂性。
　　3、 本征半导体：完全纯净的、结构完整的、晶格状的半导体。
　　4、 本征激发：环境温度变化或光照产生本征激发，形成电子和空穴，电子带负电，空穴带正电。它们在外电场作用下均能移动而形成电流，所以称载流子。
　　5、 P型半导体：在纯净半导体中掺入三价杂质元素，便形成P型半导体，使导电能力大大加强，此类半导体，空穴为多数载流子（称多子）而电子为少子。
　　6、 N型半导体：在纯净半导体中掺入五价杂质元素，便形成N型半导体，使导电能力大大加强，此类半导体，电子为多子、而空穴为少子。
　　7、 PN结具有单向导电性：P接正、N接负时（称正偏），PN结正向导通，P接负、N接正时（称反偏），PN结反向截止。所以正向电流主要由多子的扩散运动形成的，而反向电流主要由少子的漂移运动形成的。
　　8、 二极管按材料分有硅管(S¬i管)和锗管(Ge管¬)，
　　9、 二极管由一个PN结组成，所以二极管也具有单向导电性：正偏时导通，呈小电阻，大电流，反偏时截止，呈大电阻，零电流。其死区电压：S¬i管约0.5V，Ge管¬约为0.1 V 。其导通压降：S¬i管约0.7V，Ge管¬约为0.2 V 。这两组数也是判材料的依据。
　　10、稳压管是工作在反向击穿状态的：
　　①加正向电压时，相当正向导通的二极管。（压降为0.7V，）
　　 ②加反向电压时截止，相当断开。
　　 ③加反向电压并击穿（即满足U﹥UZ）时便稳压为UZ 。
10、 二极管主要用途：整流、限幅、继流、检波、开关、隔离（门电路）等。

２.三极管

2.1：三极管的结构、符号和类型：

1.结构：

总结：三极管的结构为：三区+两结+三电极：三区：指发射区、基区、集电区两结：指发射结、集电结：三电极：指发射极、基极、集电极：

2． 符号：

3． 三极管具有放大作用的内部条件（结构特点）：

   发射区很厚，掺杂浓度最高；   基区很薄，掺杂浓度最小；   集电区很厚，掺杂浓度比较高。

4． 三极管的型号及其意义：

2.2：三极管的电流放大作用：

　　 三极管具有放大作用，必须同时满足内部条件和外部条件，内部条件一般由生产厂家保证。
1． 三极管放大的外部条件：
 发射结正偏；
 集电结反偏。
2． 三极管的电流分配关系：

3． 三极管电流放大作用的实质：
“以小控大”——以基极小电流控制集电极大电流 。因此：双极型三极管属于“电流控制器件”。

2.3：三极管的连接方式：

1． 共发射极：

2． 共集电极：

3． 共基极：

四．三极管的伏安特性曲线
（一） 输入特性曲线：

　　 三极管的输入特性与二极管的正向特性相似，因此要注意以下几点：

1．  三极管中的输入特性曲线随UCE的不同有许多条曲线，当 时，各条曲线非常接近，所以实际使用时以其中的一条作代表：2．  三极管的死区电压与二极管的死区电压基本相同：

（二） 输出特性曲线：

1． 三极管的输出特性曲线分为三个区：
①． 截止区：
特点： 三极管不具有放大作用。
②． 放大区：
特点： 三极管具有放大作用。
③． 饱和区：
特点：Ic不受Ib控制。 。

2． 三极管的三种工作状态的比较：

五．三极管的主要参数：
1． 电流放大系数：

2． 极间反向饱和电流：
　　①．集电极-基极反向饱和电流 ICBO ；
　　②．集电极-发射极反向饱和电流ICEO 。
3． 极限参数：
　　①．集电极最大允许电流ICM：三极管正常工作时：集电结允许通过的最大电流
　　②．集电极——发射极击穿电压BUCEO：基极开路时，集电极与发射极之间所能承受的最大反向电压。
　　③．集电极最大允许功率损耗PCM：在保证管子不损坏的情况下，允许消耗的最大功率。

2.４：三极管的识别与检测：

1． 直观法：
　　①． 根据封装形式：
　　②． 根据管脚的排列形式：
　　③． 根据色点的位置：
2． 万用表测量法：
　　①． 基极的判断：
　　以黑笔为准，红笔分别接另外两个脚，如果测量的阻值均较小，则黑笔所接为基极，该管为NPN型；如果阻值均较大，则为PNP型。
　　②． 发射极和集电极的判断：
　　对于NPN型的管子，先假设一极为c极，将黑笔接c，红笔接e，用手捏住基极和集电极，观察指针的偏转情况，然后两表笔交换，重复测量一次，则偏转大的一次黑笔所接为集电极，另一极为发射极。对于PNP型的管子，将红笔接假设的c极，其它与NPN型的管子测试相似。

2.5 ：三极管相关知识点

一、概念
1、 三极管由两个PN结组成。从结构看有三个区、两个结、三个极。
三个区：发射区——掺杂浓度很高，其作用是向基区发射电子。
基区——掺杂浓度很低，其作用是控制发射区发射的电子。
集电区——掺杂浓度较高，但面积最大，其作用是收集发射区发射的电子。
两个结：集电区——基区形成的PN结。叫集电结。（JC）
基区——发射区形成的PN结。叫发射结。（Je）
三个极：从三个区引出的三个电极分别叫基极B、发射极E和集电极C（或用a、b、c）
对应的三个电流分别称基极电流IB、发射极电流IE、集电极电流IC 。并有：IE =IB+ IC
2、 三极管也有硅管和锗管，型号有NPN型和PNP型。
3、 三极管的输入电压电流用UBE 、IB表示，输出电压电流用UCE 、IC表示。
即基极发射极间的电压为输入电压UBE，集电极发射间的电压为输出电压UCE。
三极管具有电流电压放大作用.其电流放大倍数β=IC / IB (或IC=β IB)和开关作用.
4、三极管的输入特性（指输入电压电流的关系特性 ）与二极管正向特性很相似，也有：
死区电压：硅管约为0.5V, 锗管约为0.1V 。
导通压降：硅管约为0.7V ,锗管约为0.2V 。（这两组数也是判材料的依据）
5、三极管的输出特性(指输出电压UCE与输出电流IC的关系特性)有三个区:
①饱和区: 特点是UCE﹤0.3V,无放大作用,C-E间相当闭合.其偏置条件JC, Je都正偏.
②截止区: 特点是UBE ≦0, IB=0, IC=0,无放大. C-E间相当断开..其偏置条件JC, Je都反偏.
③放大区: 特点是UBE大于死区电压, UCE﹥1V, IC=β IB. 其偏置条件Je正偏JC反偏.
所以三极管有三种工作状态,即饱和状态 ,截止状态和放大状态,作放大用时应工作在放大状态,作开关用时应工作在截止和饱和状态.
6、当输入信号Ii 很微弱时,三极管可用H参数模型代替(也叫微变电路等效电路)
7、对放大电路的分析有估算法和图解法
估算法是：⑴先画出直流通路（方法是将电容开路，信号源短路，剩下的部分就是直流通路），
求静态工作点IBQ、ICQ、UCEQ 。
⑵画交流通路，H参数小信号等效电路求电压放大倍数AU输入输出电阻RI和R0 。

图解法：是在输入回路求出IB后，在输入特性作直线，得到工作点Q，读出相应的IBQ、UBEQ
而在输出回路列电压方程在输出曲线作直线，得到工作点Q，读出相应的ICQ、UCEQ
加入待放大信号ui从输入输出特性曲线可观察输入输出波形，。若工作点Q点设得合适，（在放大区）则波形就不会发生失真。
8、失真有三种情况:
⑴截止失真：原因是IB、IC太小，Q点过低，使输出波形后半周（正半周）失真。消除办法是调小RB，以增大IB、IC，使Q点上移。
⑵饱和失真：原因是IB、IC太大，Q点过高，使输出波形前半周（负半周）失真。消除办法是调大RB，以减小IB、IC，使Q点下移。
⑶信号源US过大而引起输出的正负波形都失真，消除办法是调小信号源。