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(guó)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(cè)量確定各管腳正確的位置，或查找晶體管使用手冊(cè)，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(lái)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(lái)說(shuō)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(guò)程中，經(jīng)常要拿多用電表測(cè)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(wàn)用電表檢測(cè)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(méi)找到，則紅表筆換到三極管的另一個(gè)腳，再測(cè)兩次；如還沒(méi)找到，則紅表筆再換一下，再測(cè)兩次。

如果還沒(méi)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(cè)兩次看是否全通，若一次沒(méi)成功再換。這樣最多沒(méi)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(shuō)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(shuō)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(wàn)用表來(lái)判別一只晶體管是硅管還是鍺管。 判別方法如下： 將萬(wàn)用表?yè)艿絉*100擋或R*1K擋。

測(cè)量二極管時(shí)，萬(wàn)用表的正端接二極管的負(fù)極，負(fù)端接二極管的正極；測(cè)量NPN型的三極管時(shí)，萬(wàn)用表的負(fù)端接基極，正端接集電極或發(fā)射極；測(cè)量PNP型的三極管時(shí)，萬(wàn)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(wàn)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?。?，那么所測(cè)的管子是鍺管；如果萬(wàn)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(cè)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(wàn)用表測(cè)量三極管發(fā)射極的反向電阻，如果是測(cè)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(jiǎn)稱多子），空穴是少數(shù)載流子（簡(jiǎn)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(wú)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(jiǎn)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(jiǎn)稱反偏），不利于多數(shù)載流子的擴(kuò)散。

此時(shí)，流過(guò)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(guò)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(lái)而構(gòu)成的。由P區(qū)引出的電極稱陽(yáng)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(guò)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(shuō)半導(dǎo)體通過(guò)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(lái)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(chǎng)效應(yīng)管是壓控流，電子管是壓控流。

3.最后說(shuō)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(lái)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(wèn)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(shuō)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(chǎng)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(lái)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(zhǎng)是：開關(guān)速度非?？欤悍聪蚧謴?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(lái)制作太陽(yáng)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(shì)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(shì)壘二極管SBD(Schottky Barrier Diode，簡(jiǎn)稱肖特基二極管)是近年來(lái)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(wú)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(lái)，采用硅平面工藝制造的鋁硅肖特基二極管也已問(wèn)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(shì)壘外側(cè)無(wú)過(guò)剩少數(shù)載流子的積累，因此，不存在電荷儲(chǔ)存問(wèn)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(guò)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(lái)說(shuō)是非常困難的，因?yàn)檫@對(duì)他們來(lái)說(shuō)是一個(gè)新知識(shí)，以前從沒(méi)接觸過(guò)。

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(guò)程，不能過(guò)于急迫，要上課認(rèn)真聽，不懂就問(wèn)?！鞍衙孀臃畔聛?lái)，把成績(jī)收回來(lái)?！?/p>

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(cè)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(wú)論從科技或是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來(lái)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(jiàn)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(lái)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(wú)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。