一，1，二極體的工作原理 晶體二極體為一個由p型半導體和n型半導體形成的p-n結，在其介面處兩側形成空間電荷層，並建有自建電場。當不存在外加電壓時，由於p-n 結兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處於電平衡狀態。當外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。當外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進一步加強，形成在一定反向電壓範圍內與反向偏置電壓值無關的反向飽和電流I0。當外加的反向電壓高到一定程度時，p-n結空間電荷層中的電場強度達到臨界值產生載流子的倍增過程，產生大量電子空穴對，產生了數值很大的反向擊穿電流，稱為二極體的擊穿現象。 2，二極體最重要的特性就是單方向導電性。在電路中，電流只能從二極體的正極流入，負極流出。下面透過簡單的實驗說明二極體的正向特性和反向特性。 1. 正向特性。 在電子電路中，將二極體的正極接在高電位端，負極接在低電位端，二極體就會導通，這種連線方式，稱為正向偏置。必須說明，當加在二極體兩端的正向電壓很小時，二極體仍然不能導通，流過二極體的正向電流十分微弱。只有當正向電壓達到某一數值（這一數值稱為“門檻電壓”，鍺管約為0.2V，矽管約為0.6V）以後，二極體才能直正導通。導通後二極體兩端的電壓基本上保持不變（鍺管約為0.3V，矽管約為0.7V），稱為二極體的“正向壓降”。 2. 反向特性。 在電子電路中，二極體的正極接在低電位端，負極接在高電位端，此時二極體中幾乎沒有電流流過，此時二極體處於截止狀態，這種連線方式，稱為反向偏置。二極體處於反向偏置時，仍然會有微弱的反向電流流過二極體，稱為漏電流。當二極體兩端的反向電壓增大到某一數值，反向電流會急劇增大，二極體將失去單方向導電特性，這種狀態稱為二極體的擊穿。 3，利用不同的半導體材料、摻雜分佈、幾何結構，可製成不同型別的二極體，用來產生、控制、接收、變換、放大訊號和進行能量轉換。例如穩壓二極體可在電源電路中提供固定偏壓和進行過壓保護；雪崩二極體作為固體微波功率源，用於小型固體發射機中的發射源；半導體光電二極體能實現光-電能量的轉換，可用來探測光輻射訊號；半導體發光二極體能實現電-光能量的轉換，可用作指示燈、文字-數字顯示、光耦合器件、光通訊系統光源等；肖特基二極體可用於微波電路中的混頻、檢波、調製、超高速開關、倍頻和低噪聲參量放大等。 二，1，工作原理 晶體三極體晶體三極體（以下簡稱三極體）按材料分有兩種：儲管和矽管。而每一種又有NPN和PNP兩種結構形式，但使用最多的是矽NPN和PNP兩種三極體，兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的，下面僅介紹NPN矽管的電流放大原理。NPN管它是由2塊N型半導體中間夾著一塊P型半導體所組成，發射區與基區之間形成的PN接面稱為發射結，而集電區與基區形成的PN接面稱為集電結，三條引線分別稱為發射極e、基極b和集電極。當b點電位高於e點電位零點幾伏時，發射結處於正偏狀態，而C點電位高於b點電位幾伏時，集電結處於反偏狀態，集電極電源Ec要高於基極電源Ebo。在製造三極體時，有意識地使發射區的多數載流子濃度大於基區的，同時基區做得很薄，而且，要嚴格控制雜質含量，這樣，一旦接通電源後，由於發射結正確，發射區的多數載流子（電子）極基區的多數載流子（控穴）很容易地截越過發射結構互相向反方各擴散，但因前者的濃度基大於後者，所以透過發射結的電流基本上是電子流，這股電子流稱為發射極電流Ie。由於基區很薄，加上集電結的反偏，注入基區的電子大部分越過集電結進入集電區而形成集電集電流Ic，只剩下很少（1-10%）的電子在基區的空穴進行復合，被複合掉的基區空穴由基極電源Eb重新補紀念給，從而形成了基極電流Ibo根據電流連續性原理得：Ie=Ib+Ic這就是說，在基極補充一個很小的Ib，就可以在集電極上得到一個較大的Ic，這就是所謂電流放大作用，Ic與Ib是維持一定的比例關係，即：β1=Ic/Ib式中：β--稱為直流放大倍數，集電極電流的變化量△Ic與基極電流的變化量△Ib之比為：β=△Ic/△Ib式中β--稱為交流電流放大倍數，由於低頻時β1和β的數值相差不大，所以有時為了方便起見，對兩者不作嚴格區分，β值約為幾十至一百多。三極體是一種電流放大器件，但在實際使用中常常利用三極體的電流放大作用，透過電阻轉變為電壓放大作用。 2，1、輸入特性其特點是：1）當Uce在0-2伏範圍內，曲線位置和形狀與Uce有關，但當Uce高於2伏後，曲線Uce基本無關通常輸入特性由兩條曲線（Ⅰ和Ⅱ）表示即可。2）當Ube＜UbeR時，Ib≈O稱（0～UbeR)的區段為“死區”當Ube＞UbeR時，Ib隨Ube增加而增加，放大時，三極體工作在較直線的區段。3）三極體輸入電阻，定義為:rbe=(△Ube/△Ib)Q點，其估算公式為：rbe=rb+(β+1)(26毫伏/Ie毫伏）rb為三極體的基區電阻，對低頻小功率管，rb約為300歐。2、輸出特性輸出特性表示Ic隨Uce的變化關係（以Ib為引數），它分為三個區域：截止區、放大區和飽和區。截止區當Ube＜0時，則Ib≈0，發射區沒有電子注入基區，但由於分子的熱運動，集電集仍有小量電流透過，即Ic=Iceo稱為穿透電流，常溫時Iceo約為幾微安，鍺管約為幾十微安至幾百微安，它與集電極反向電流Icbo的關係是：Icbo=(1+β)Icbo常溫時矽管的Icbo小於1微安，鍺管的Icbo約為10微安，對於鍺管，溫度每升高12℃，Icbo數值增加一倍，而對於矽管溫度每升高8℃，Icbo數值增大一倍，雖然矽管的Icbo隨溫度變化更劇烈，但由於鍺管的Icbo值本身比矽管大，所以鍺管仍然受溫度影響較嚴重的管，放大區，當晶體三極體發射結處於正偏而集電結於反偏工作時，Ic隨Ib近似作線性變化，放大區是三極體工作在放大狀態的區域。飽和區當發射結和集電結均處於正偏狀態時，Ic基本上不隨Ib而變化，失去了放大功能。根據三極體發射結和集電結偏置情況，可能判別其工作狀態。截止區和飽和區是三極體工作在開關狀態的區域，三極體和導通時，工作點落在飽和區，三極體截止時，工作點落在截止區。 3，主要用於放大訊號。作為主要部件，它及時、普遍地首先在通訊工具方面得到應用，併產生了巨大的經濟效益。由於電晶體徹底改變了電子線路的結構，積體電路以及大規模積體電路應運而生，這樣製造像高速電子計算機之類的高精密裝置就變成了現實。
一，1，二極體的工作原理 晶體二極體為一個由p型半導體和n型半導體形成的p-n結，在其介面處兩側形成空間電荷層，並建有自建電場。當不存在外加電壓時，由於p-n 結兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處於電平衡狀態。當外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。當外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進一步加強，形成在一定反向電壓範圍內與反向偏置電壓值無關的反向飽和電流I0。當外加的反向電壓高到一定程度時，p-n結空間電荷層中的電場強度達到臨界值產生載流子的倍增過程，產生大量電子空穴對，產生了數值很大的反向擊穿電流，稱為二極體的擊穿現象。 2，二極體最重要的特性就是單方向導電性。在電路中，電流只能從二極體的正極流入，負極流出。下面透過簡單的實驗說明二極體的正向特性和反向特性。 1. 正向特性。 在電子電路中，將二極體的正極接在高電位端，負極接在低電位端，二極體就會導通，這種連線方式，稱為正向偏置。必須說明，當加在二極體兩端的正向電壓很小時，二極體仍然不能導通，流過二極體的正向電流十分微弱。只有當正向電壓達到某一數值（這一數值稱為“門檻電壓”，鍺管約為0.2V，矽管約為0.6V）以後，二極體才能直正導通。導通後二極體兩端的電壓基本上保持不變（鍺管約為0.3V，矽管約為0.7V），稱為二極體的“正向壓降”。 2. 反向特性。 在電子電路中，二極體的正極接在低電位端，負極接在高電位端，此時二極體中幾乎沒有電流流過，此時二極體處於截止狀態，這種連線方式，稱為反向偏置。二極體處於反向偏置時，仍然會有微弱的反向電流流過二極體，稱為漏電流。當二極體兩端的反向電壓增大到某一數值，反向電流會急劇增大，二極體將失去單方向導電特性，這種狀態稱為二極體的擊穿。 3，利用不同的半導體材料、摻雜分佈、幾何結構，可製成不同型別的二極體，用來產生、控制、接收、變換、放大訊號和進行能量轉換。例如穩壓二極體可在電源電路中提供固定偏壓和進行過壓保護；雪崩二極體作為固體微波功率源，用於小型固體發射機中的發射源；半導體光電二極體能實現光-電能量的轉換，可用來探測光輻射訊號；半導體發光二極體能實現電-光能量的轉換，可用作指示燈、文字-數字顯示、光耦合器件、光通訊系統光源等；肖特基二極體可用於微波電路中的混頻、檢波、調製、超高速開關、倍頻和低噪聲參量放大等。 二，1，工作原理 晶體三極體晶體三極體（以下簡稱三極體）按材料分有兩種：儲管和矽管。而每一種又有NPN和PNP兩種結構形式，但使用最多的是矽NPN和PNP兩種三極體，兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的，下面僅介紹NPN矽管的電流放大原理。NPN管它是由2塊N型半導體中間夾著一塊P型半導體所組成，發射區與基區之間形成的PN接面稱為發射結，而集電區與基區形成的PN接面稱為集電結，三條引線分別稱為發射極e、基極b和集電極。當b點電位高於e點電位零點幾伏時，發射結處於正偏狀態，而C點電位高於b點電位幾伏時，集電結處於反偏狀態，集電極電源Ec要高於基極電源Ebo。在製造三極體時，有意識地使發射區的多數載流子濃度大於基區的，同時基區做得很薄，而且，要嚴格控制雜質含量，這樣，一旦接通電源後，由於發射結正確，發射區的多數載流子（電子）極基區的多數載流子（控穴）很容易地截越過發射結構互相向反方各擴散，但因前者的濃度基大於後者，所以透過發射結的電流基本上是電子流，這股電子流稱為發射極電流Ie。由於基區很薄，加上集電結的反偏，注入基區的電子大部分越過集電結進入集電區而形成集電集電流Ic，只剩下很少（1-10%）的電子在基區的空穴進行復合，被複合掉的基區空穴由基極電源Eb重新補紀念給，從而形成了基極電流Ibo根據電流連續性原理得：Ie=Ib+Ic這就是說，在基極補充一個很小的Ib，就可以在集電極上得到一個較大的Ic，這就是所謂電流放大作用，Ic與Ib是維持一定的比例關係，即：β1=Ic/Ib式中：β--稱為直流放大倍數，集電極電流的變化量△Ic與基極電流的變化量△Ib之比為：β=△Ic/△Ib式中β--稱為交流電流放大倍數，由於低頻時β1和β的數值相差不大，所以有時為了方便起見，對兩者不作嚴格區分，β值約為幾十至一百多。三極體是一種電流放大器件，但在實際使用中常常利用三極體的電流放大作用，透過電阻轉變為電壓放大作用。 2，1、輸入特性其特點是：1）當Uce在0-2伏範圍內，曲線位置和形狀與Uce有關，但當Uce高於2伏後，曲線Uce基本無關通常輸入特性由兩條曲線（Ⅰ和Ⅱ）表示即可。2）當Ube＜UbeR時，Ib≈O稱（0～UbeR)的區段為“死區”當Ube＞UbeR時，Ib隨Ube增加而增加，放大時，三極體工作在較直線的區段。3）三極體輸入電阻，定義為:rbe=(△Ube/△Ib)Q點，其估算公式為：rbe=rb+(β+1)(26毫伏/Ie毫伏）rb為三極體的基區電阻，對低頻小功率管，rb約為300歐。2、輸出特性輸出特性表示Ic隨Uce的變化關係（以Ib為引數），它分為三個區域：截止區、放大區和飽和區。截止區當Ube＜0時，則Ib≈0，發射區沒有電子注入基區，但由於分子的熱運動，集電集仍有小量電流透過，即Ic=Iceo稱為穿透電流，常溫時Iceo約為幾微安，鍺管約為幾十微安至幾百微安，它與集電極反向電流Icbo的關係是：Icbo=(1+β)Icbo常溫時矽管的Icbo小於1微安，鍺管的Icbo約為10微安，對於鍺管，溫度每升高12℃，Icbo數值增加一倍，而對於矽管溫度每升高8℃，Icbo數值增大一倍，雖然矽管的Icbo隨溫度變化更劇烈，但由於鍺管的Icbo值本身比矽管大，所以鍺管仍然受溫度影響較嚴重的管，放大區，當晶體三極體發射結處於正偏而集電結於反偏工作時，Ic隨Ib近似作線性變化，放大區是三極體工作在放大狀態的區域。飽和區當發射結和集電結均處於正偏狀態時，Ic基本上不隨Ib而變化，失去了放大功能。根據三極體發射結和集電結偏置情況，可能判別其工作狀態。截止區和飽和區是三極體工作在開關狀態的區域，三極體和導通時，工作點落在飽和區，三極體截止時，工作點落在截止區。 3，主要用於放大訊號。作為主要部件，它及時、普遍地首先在通訊工具方面得到應用，併產生了巨大的經濟效益。由於電晶體徹底改變了電子線路的結構，積體電路以及大規模積體電路應運而生，這樣製造像高速電子計算機之類的高精密裝置就變成了現實。