半導(dǎo)體管教學(xué)(三極管基礎(chǔ)入門)

1.三極管基礎(chǔ)入門

晶體三極管，是半導(dǎo)體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。

三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個(gè)相距很近的PN結(jié)，兩個(gè)PN結(jié)把正塊半導(dǎo)體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP和NPN兩種，如圖從三個(gè)區(qū)引出相應(yīng)的電極，分別為基極b發(fā)射極e和集電極c。 發(fā)射區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)叫發(fā)射結(jié)，集電區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)叫集電極。

基區(qū)很薄，而發(fā)射區(qū)較厚，雜質(zhì)濃度大，PNP型三極管發(fā)射區(qū)"發(fā)射"的是空穴，其移動(dòng)方向與電流方向一致，故發(fā)射極箭頭向里；NPN型三極管發(fā)射區(qū)"發(fā)射"的是自由電子，其移動(dòng)方向與電流方向相反，故發(fā)射極箭頭向外。發(fā)射極箭頭向外。

發(fā)射極箭頭指向也是PN結(jié)在正向電壓下的導(dǎo)通方向。硅晶體三極管和鍺晶體三極管都有PNP型和NPN型兩種類型。

三極管的封裝形式和管腳識(shí)別 常用三極管的封裝形式有金屬封裝和塑料封裝兩大類，引腳的排列方式具有一定的規(guī)律，如圖對(duì)于小功率金屬封裝三極管，按圖示底視圖位置放置，使三個(gè)引腳構(gòu)成等腰三角形的頂點(diǎn)上，從左向右依次為e b c；對(duì)于中小功率塑料三極管按圖使其平面朝向自己，三個(gè)引腳朝下放置，則從左到右依次為e b c。目前，國內(nèi)各種類型的晶體三極管有許多種，管腳的排列不盡相同，在使用中不確定管腳排列的三極管，必須進(jìn)行測量確定各管腳正確的位置，或查找晶體管使用手冊，明確三極管的特性及相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)和資料。

晶體三極管的電流放大作用 晶體三極管具有電流放大作用，其實(shí)質(zhì)是三極管能以基極電流微小的變化量來控制集電極電流較大的變化量。這是三極管最基本的和最重要的特性。

我們將ΔIc/ΔIb的比值稱為晶體三極管的電流放大倍數(shù)，用符號(hào)“β”表示。電流放大倍數(shù)對(duì)于某一只三極管來說是一個(gè)定值，但隨著三極管工作時(shí)基極電流的變化也會(huì)有一定的改變。

晶體三極管的三種工作狀態(tài) 截止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓小于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，基極電流為零，集電極電流和發(fā)射極電流都為零，三極管這時(shí)失去了電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的斷開狀態(tài)，我們稱三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。 放大狀態(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并處于某一恰當(dāng)?shù)闹禃r(shí)，三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，這時(shí)基極電流對(duì)集電極電流起著控制作用，使三極管具有電流放大作用，其電流放大倍數(shù)β=ΔIc/ΔIb，這時(shí)三極管處放大狀態(tài)。

飽和導(dǎo)通狀態(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并當(dāng)基極電流增大到一定程度時(shí)，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處于某一定值附近不怎么變化，這時(shí)三極管失去電流放大作用，集電極與發(fā)射極之間的電壓很小，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)。三極管的這種狀態(tài)我們稱之為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。

根據(jù)三極管工作時(shí)各個(gè)電極的電位高低，就能判別三極管的工作狀態(tài)，因此，電子維修人員在維修過程中，經(jīng)常要拿多用電表測量三極管各腳的電壓，從而判別三極管的工作情況和工作狀態(tài)。 使用萬用電表檢測三極管 三極管基極的判別：根據(jù)三極管的結(jié)構(gòu)示意圖，我們知道三極管的基極是三極管中兩個(gè)PN結(jié)的公共極，因此，在判別三極管的基極時(shí)，只要找出兩個(gè)PN結(jié)的公共極，即為三極管的基極。

具體方法是將多用電表調(diào)至電阻擋的R*1k擋，先用紅表筆放在三極管的一只腳上，用黑表筆去碰三極管的另兩只腳，如果兩次全通，則紅表筆所放的腳就是三極管的基極。如果一次沒找到，則紅表筆換到三極管的另一個(gè)腳，再測兩次；如還沒找到，則紅表筆再換一下，再測兩次。

如果還沒找到，則改用黑表筆放在三極管的一個(gè)腳上，用紅表筆去測兩次看是否全通，若一次沒成功再換。這樣最多沒量12次，總可以找到基極。

三極管類型的判別： 三極管只有兩種類型，即PNP型和NPN型。判別時(shí)只要知道基極是P型材料還N型材料即可。

當(dāng)用多用電表R*1k擋時(shí)，黑表筆代表電源正極，如果黑表筆接基極時(shí)導(dǎo)通，則說明三極管的基極為P型材料，三極管即為NPN型。如果紅表筆接基極導(dǎo)通，則說明三極管基極為N型材料，三極管即為PNP型。

硅管、鍺管的判別 硅管和鍺管在特性上有很大不同，使用時(shí)應(yīng)加以區(qū)別。我們知道，硅管和鍺管的PN結(jié)正向電阻是不一樣的，即硅管的正向電阻大，鍺管的小。

利用這一特性就可以用萬用表來判別一只晶體管是硅管還是鍺管。 判別方法如下： 將萬用表撥到R*100擋或R*1K擋。

測量二極管時(shí)，萬用表的正端接二極管的負(fù)極，負(fù)端接二極管的正極；測量NPN型的三極管時(shí)，萬用表的負(fù)端接基極，正端接集電極或發(fā)射極；測量PNP型的三極管時(shí)，萬用表的正端接基極，負(fù)端接集電極或發(fā)射極。 按上述方法接好后，如果萬用表的表針指示在表盤的右端或靠近滿刻度的位置上（即阻值較?。敲此鶞y的管子是鍺管；如果萬用表的表針在表盤的中間或偏右一點(diǎn)的位置上（即阻值較大），那么所測的管子是硅管。

高頻管和低頻管的判別 高頻管和低頻管因其特性和用途不同而一般不能互相代用。 判別方法為： 首先用萬用表測量三極管發(fā)射極的反向電阻，如果是測量PNP型管，。

2.半導(dǎo)體二極管該如何學(xué)習(xí)呢?

半導(dǎo)體二極管及整流、穩(wěn)壓電路 半導(dǎo)體是指導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間且在電氣方面具有獨(dú)特性質(zhì)的物體，如鍺、硅等。

用半導(dǎo)體材料做成的二極管、三極管稱半導(dǎo)體管或晶體管。 在純凈的半導(dǎo)體（本征半導(dǎo)體）中，載流子數(shù)量很少，導(dǎo)電能力很弱，其載流子是由熱激發(fā)產(chǎn)生的自由電子和空穴。

載流子的濃度與溫度有直接的關(guān)系。 本征半導(dǎo)體中摻人微量五價(jià)元素（雜質(zhì)），如磷或砷等，可使自由電子濃度大大增加，自由電子成為多數(shù)載流子（簡稱多子），空穴是少數(shù)載流子（簡稱少子）。

這種以電子導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體稱N型半導(dǎo)體。 本征半導(dǎo)體中摻入微量三價(jià)元素，如硼或銦等，則空穴的濃度大大增加，空穴是多數(shù)載流子，而電子是少數(shù)載流子。

這種以空穴導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體稱P型半導(dǎo)體。 無論是N型半導(dǎo)體還是P型半導(dǎo)體，雖然它們各自有一種載流子占多數(shù)，但整個(gè)半導(dǎo)體仍然呈電中性。

N型和P型半導(dǎo)體統(tǒng)稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。在雜質(zhì)半導(dǎo)體中，多子濃度主要取決于雜質(zhì)的含量，少子濃度與熱激發(fā)有關(guān)，它對(duì)溫度的變化十分敏感。

因此，溫度是影響半導(dǎo)體管性能的一個(gè)重要因素。 若在一塊完整的半導(dǎo)體上，一邊制成N型，另一邊制成P型，則在它們的交界面處形成PN結(jié)。

在PN結(jié)兩端施加電壓（稱偏置電壓），當(dāng)PN結(jié)外加正向電壓（P區(qū)電位高于N區(qū)電位，稱PN結(jié)正向偏置，簡稱正偏），有利于多數(shù)載流子擴(kuò)散，形成較大的擴(kuò)散電流，其方向由P區(qū)流向N區(qū)，稱PN結(jié)正向?qū)ā?當(dāng)PN結(jié)加反向電壓（P區(qū)電位低于N區(qū)電位，稱PN結(jié)反向偏置，簡稱反偏），不利于多數(shù)載流子的擴(kuò)散。

此時(shí)，流過PN結(jié)的電流主要由少子的漂移運(yùn)動(dòng)而形成，方向由N區(qū)流向P區(qū)，稱反向電流。當(dāng)溫度一定時(shí)，少子的濃度不變，反向電流幾乎不隨外加電壓而變化，故又稱反向飽和電流。

在常溫下，少子濃度很低，所以反向電流很小，一般可以忽略，PN結(jié)呈高阻截止?fàn)顟B(tài)。PN結(jié)正偏時(shí)，呈導(dǎo)通狀態(tài)；反偏時(shí)，呈截止?fàn)顟B(tài)，這就是PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴?/p>

需要指出的是，當(dāng)反向電壓超過一定數(shù)值后，反向電流急劇增加，稱PN結(jié)反向擊穿，單向?qū)щ娦员黄茐摹?6。

1半導(dǎo)體二極管 半導(dǎo)體二極管是在一個(gè)PN結(jié)的兩側(cè)，各引出一根金屬電極，并用外殼封裝起來而構(gòu)成的。由P區(qū)引出的電極稱陽極，由N區(qū)引出的電極稱陰極。

電路符號(hào)如圖8—6—1所示。 6。

1。1二極管的伏安特性 二極管兩端電壓U與流過二極管的電流I之間的關(guān)系，稱為二極管的伏安特性。

它可以用特性曲線表示，也可用方程式表示。

3.如何徹底搞懂三極管?分用完了,拜托了

1.要學(xué)懂三極管，首先要學(xué)懂二極管，這兩個(gè)器件都要涉及到化學(xué)的相關(guān)知識(shí)，也就是說半導(dǎo)體通過參雜工藝獲得P型材料或者N型材料，這個(gè)就是我們要的半導(dǎo)體，它是介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。把所得到的N型與P型材料相結(jié)合，再結(jié)合的面會(huì)形成PN結(jié)，這個(gè)PN結(jié)具有單向?qū)щ娦浴?/p>

2.三極管就是從二極管的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。

三極管是一種小電流控制大電流的器件，絕對(duì)不可以理解成把基極的電流變大β倍集電極電流，只能理解成基極電流控制集電極，他們之間的隱射關(guān)系是β倍，用電工學(xué)總結(jié)一句話：流控流。

場效應(yīng)管是壓控流，電子管是壓控流。

3.最后說一點(diǎn)，樓主盡量理解三極管的電流控制關(guān)系，如果實(shí)在分析不來內(nèi)部電子和空穴的相對(duì)關(guān)系，那就用實(shí)驗(yàn)的方法理解，電路搭接可以參考教科書的基礎(chǔ)電路。把三極管的各個(gè)關(guān)系弄明白了，那就要掌握最基本的電路，掌握靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置（計(jì)算法，圖解法）。

4.在以往的教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題，很多同學(xué)可以掌握NPN型三極管的分析，換成PNP型三極管就亂了，這說明電路基礎(chǔ)知識(shí)不牢固，對(duì)于電位差的概念一定要明白。

4.二極管基礎(chǔ)知識(shí)：什么是肖特基二極管

什么是肖特基二極管？ 新聞出處：電子市場肖特基二極管 基本原理是：在金屬（例如鉛）和半導(dǎo)體（N型硅片）的接觸面上，用已形成的肖特基來阻擋反向電壓。

肖特基與PN結(jié)的整流作用原理有根本性的差異。其耐壓程度只有40V左右。

其特長是：開關(guān)速度非常快：反向恢復(fù)時(shí)間特別地短。因此，能制作開關(guān)二極和低壓大電流整流二極管。

肖特基二極管（Schottky Barrier Diode） 它是具有肖特基特性的“金屬半導(dǎo)體結(jié)”的二極管。其正向起始電壓較低。

其金屬層除鎢材料外，還可以采用金、鉬、鎳、鈦等材料。其半導(dǎo)體材料采用硅或砷化鎵，多為型半導(dǎo)體。

這種器件是由多數(shù)載流子導(dǎo)電的，所以，其反向飽和電流較以少數(shù)載流子導(dǎo)電的PN結(jié)大得多。由于肖特基二極管中少數(shù)載流子的存貯效應(yīng)甚微，所以其頻率響僅為RC時(shí)間常數(shù)限制，因而，它是高頻和快速開關(guān)的理想器件。

其工作頻率可達(dá)100GHz。并且，MIS（金屬-絕緣體-半導(dǎo)體）肖特基二極管可以用來制作太陽能電池或發(fā)光二極管。

肖特基二極管（Schottky Diodes）： 肖特基二極管利用金屬與半導(dǎo)體接觸所形成的勢壘對(duì)電流進(jìn)行控制。它的主要特點(diǎn)是具有較低的正向壓降（0.3V至0.6V）；另外它是多子參與導(dǎo)電，這就比少子器件有更快的反應(yīng)速度。

肖特基二極管常用在門電路中作為三極管集電極的箝位二極管，以防止三極管因進(jìn)入飽和狀態(tài)而降低開關(guān)速度。 肖特基勢壘二極管SBD(Schottky Barrier Diode，簡稱肖特基二極管)是近年來間世的低功耗、大電流、超高速半導(dǎo)體器件。

其反向恢復(fù)時(shí)間極短（可以小到幾納秒），正向?qū)▔航祪H0.4V左右，而整流電流卻可達(dá)到幾千安培。這些優(yōu)良特性是快恢復(fù)二極管所無法比擬的。

中、小功率肖特基整流二極管大多采用封裝形式。 1.結(jié)構(gòu)原理 綜上所述，肖特基整流管的結(jié)構(gòu)原理與PN結(jié)整流管有很大的區(qū)別通常將PN結(jié)整流管稱作結(jié)整流管，而把金屬-半導(dǎo)管整流管叫作肖特基整流管，近年來，采用硅平面工藝制造的鋁硅肖特基二極管也已問世，這不僅可節(jié)省貴金屬，大幅度降低成本，還改善了參數(shù)的一致性。

肖特基整流管僅用一種載流子（電子）輸送電荷，在勢壘外側(cè)無過剩少數(shù)載流子的積累，因此，不存在電荷儲(chǔ)存問題（Qrr→0），使開關(guān)特性獲得時(shí)顯改善。其反向恢復(fù)時(shí)間已能縮短到10ns以內(nèi)。

但它的反向耐壓值較低，一般不超過去時(shí)100V。因此適宜在低壓、大電流情況下工作。

利用其低壓降這特點(diǎn)，能提高低壓、大電流整流（或續(xù)流）電路的效率 。

5.怎樣學(xué)好半導(dǎo)體器件物理

正半導(dǎo)體元器件是用半導(dǎo)體材料制成的電子元器件，隨著電子技術(shù)是飛速發(fā)展，各種新型半導(dǎo)體元器件層出不窮。

半導(dǎo)體元器件是組成各種電子電路的核心元件，學(xué)習(xí)電子技術(shù)（特別是電子電器專業(yè)的）必須首先了解半導(dǎo)體元器件的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握它們的特性、參數(shù)和用途。而這對(duì)初學(xué)者來說是非常困難的，因?yàn)檫@對(duì)他們來說是一個(gè)新知識(shí)，以前從沒接觸過。

我個(gè)人認(rèn)為學(xué)習(xí)半導(dǎo)體元器件是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，不能過于急迫，要上課認(rèn)真聽，不懂就問?！鞍衙孀臃畔聛?，把成績收回來。”

6.半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)方面

半導(dǎo)體（ semiconductor），指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體（conductor）與絕緣體（insulator）之間的材料。

半導(dǎo)體在收音機(jī)、電視機(jī)以及測溫上有著廣泛的應(yīng)用。如二極管就是采用半導(dǎo)體制作的器件。

半導(dǎo)體是指一種導(dǎo)電性可受控制，范圍可從絕緣體至導(dǎo)體之間的材料。無論從科技或是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來看，半導(dǎo)體的重要性都是非常巨大的。

今日大部分的電子產(chǎn)品，如計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話或是數(shù)字錄音機(jī)當(dāng)中的核心單元都和半導(dǎo)體有著極為密切的關(guān)連。常見的半導(dǎo)體材料有硅、鍺、砷化鎵等，而硅更是各種半導(dǎo)體材料中，在商業(yè)應(yīng)用上最具有影響力的一種。

7.求助半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)

半導(dǎo)體就是介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)。它分為本征半導(dǎo)體和雜志半導(dǎo)體。

本征半導(dǎo)體：純凈晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體稱之為本征半導(dǎo)體。常用的材料如：硅和鍺。它們都是四價(jià)元素，即原子軌道的最外層有4個(gè)電子。當(dāng)把它們制作成晶體時(shí)，它們是靠共價(jià)鍵的作用緊密聯(lián)系在一起的。

雜質(zhì)半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體摻入特定的雜質(zhì)來改變它的導(dǎo)電性，這種半導(dǎo)體成為雜質(zhì)半導(dǎo)體。

N型半導(dǎo)體：

在本征半導(dǎo)體中摻入5價(jià)元素，使晶體中某些原子被雜質(zhì)原子所替代，因?yàn)殡s質(zhì)原子最外層有5個(gè)價(jià)電子，它與周圍原子形成共價(jià)鍵后還多于一個(gè)自由電子，因此使空穴的濃度遠(yuǎn)小于自由電子的濃度。但是，電子的濃度與空穴的濃度的乘積是一個(gè)常數(shù)，與摻雜無關(guān)。

P型半導(dǎo)體：

在本征半導(dǎo)體中摻入3價(jià)元素，晶體中的某些原子被雜質(zhì)原子代替，但是雜質(zhì)原子的最外層只有3個(gè)價(jià)電子，它與周圍原子形成共價(jià)鍵后還多余一個(gè)空穴，因此使空穴的濃度遠(yuǎn)大于自由電子的濃度。