1.半导体。 半导体包括二极管、三极管、晶体管等。制造半导体最常用的材料是硅晶体和锗晶体。晶体是具有确定原子结构的材料,纯的晶体不能用来制作半导体,需要在晶体中掺杂极小比例的其他元素。根据掺杂元素的不同,可以把半导体分为P型半导体和N型半导体。 2.二极管。 当把P型半导体和N型半导体结合在一起时,两种半导体之间就会形成一个交界层,称为PN结。简单地说、把一个带有引线的PN结封装在玻璃管、塑料体或金属的外壳里,就构成了二极管。两个半导体层向外导电,由P区引出的电极称为阳极或正极,由N区引出的电极称为阴极或负极。二极管结构及电路符号如图1-22所示。
二极管加上正向电压时电阻很小,能良好导通,加上反向电压时电阻很大,接近开路截止,这就是它的单向导电性。这个特性也可以理解为:在电路中,二极管只准电流从其正极流向负极,不准反向流通。这很像自行车的气门芯只允许气流从气筒流向车胎一样,因此具有单向导电性,只往一个方向传送电流。
二极管按制造材料不同可分为硅二极管(Si管)、锗二极管(Ge管);按用途不同可分为整流二极管、稳压二极管、开关二极管、发光二极管、检波二极管、光电二极管、隔离二极管、肖特基二极管等;按结构不同可分为点接触型二极管、面接触型二极管和平面型二极管。不同形态的二极管如图1-23所示。
在二极管电路符号中,三角一端为正极,短杠一端为负极。因为二极管具有单向导电性,所以在电路中,电流只能从正极流进二极管,从负极流出二极管。
二极管的外壳上只标注型号和极性,不会像电阻、电容、电感那样标注出它的主要参,根据二极管的外壳标志,可以区分出两引脚的正负极性。国产的二极管通常将电路符号印在管壳上,直接标示出引脚极性,如图1-24(a)所示。有的二极管在负极一端印上一道色环作为负极标记,如图1-24(b)所示。发光二极管(未剪引脚的新发光二极管)的正负极可从引脚长短来识别,长脚为正极,短脚为负极,如图1-24(c)所示。另外,发光二极管多采用透明树脂封装,管芯下部有一个浅盘,可观察里面金属片的大小,通常金属片大的一端引脚为负极,金属片小的一端为正极。
3.三极管。
(1)三极管的基本概念 半导体三极管也称为晶体三极管。它是由两个相距很近的PN结组成的,是在一块半导体晶片上制造三个掺杂区,形成两个PN结,再引出三个电极(三个电极分别称为基极b、集电极c和发射极e),用管壳封装。三极管实物图如图1-25所示。
根据两个PN结的组合方式不同,三极管可分为NPN型和PNP型。取一小块半导体,如果将半导体的中间制成很薄的P型区,两边制成N型区,即构成NPN型三极管;同理如果将半导体的中间制成很薄的N型区,两边制成P型区,即构成PNP型三极管。三极管在电路中常用字母Q、V或VT加数字表示,大多数用“VT”表示。三极管结构与电路符号如图1-26所示。
(2)三极管的作用 三极管的主要功能是电流放大作用和开关作用。
根据三极管连接的外部电路条件极管有以下三种工作状态。
①截止:当NPN型三极管连接成如图1-27(a)所示电路时,基极b与发射极e电位差小于0.7V,在这种状态下三极管不导通,没有电流流动,称为三极管的截止状态。
相对于PNP型三极管,如图1-27(b)所示,当管子的Vc>VB,且VE>VB时,集电结和发射结都正偏,管子工作于饱和状态,此时管子的管压降为0.1-0.3V。此时集电极电流基本取决于集电极电源和集电极电阻,与IB无关,相当于一个闭合的开关。
当Vc
