功率器件里的二极管与三极管，你懂了么？

时间： 2023-12-20 来源：芯长征科技公众号

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二极管：将PN结用外壳封装起来，并加上电极引线就构成了半导体二极管(P区引出的电极为阳极，N区引出的极为阴极)。

认识二极管

二极管符号：

二极管工作特性：

(1)二极管具有单向导电性

加正向电压二极管导通将二极管的正极接电路中的高电位，负极接低电位，称为正向偏置(正偏)。此时二极管内部呈现较小的电阻，有较大的电流通过，二极管的这种状态称为正向导通状态。

加反向电压二极管截止将二极管的正极接电路中的低电位，负极接高电位，称为反向偏置(反偏)。此时二极管内部呈现很大的电阻，几乎没有电流通过，二极管的这种状态称为反向截止状态。

(2)二极管的特性曲线

(3)正向特性

当正向电压较小时，二极管呈现的电阻很大，基本上处于截止状态，这个区域常称为正向特性的“死区”，一般硅二极管的“死区”电压约为0.5V，锗二极管约为0.2V。

当正向电压超过“死区”电压后，二极管的电阻变得很小，二极管处于导通状态，二极管导通后两端电压降基本保持不变，硅二极管约为0.7V，锗二极管约为0.3V。

(4)反向特性

反向截止区：二极管加反向电压时，仍然会有反向电流流过二极管，称为漏电流。漏电流基本不随反向电压的变化而变化，称为反向截止区。

反向击穿区：当加到二极管两端的反向电压超过某一规定数值时，反向电流突然急剧增大，这种现象称为反向击穿现象。实际应用时，普通二极管应避免工作在击穿范围。

二极管的检测

(1)万用表置于R×1k挡。测量正向电阻时，万用表的黑表笔接二极管的正极，红表笔接二极管的负极。

(2)万用表置于R×1k挡。测量反向电阻时，万用表的红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极。

(3)根据二极管正、反向电阻阻值变化判断二极管的质量好坏。

二极管应用

二极管整流：

1.半波整流：

当输入电压为正半周时，二极管VD因正向偏置而导通，在负载电阻上得到一个极性为上正下负的电压。当输入电压为负半周时，二极管VD因反向偏置而截止，此期间无电流通过，负载上的电压等于零。在交流电一个周期内，二极管有半个周期导通，另半个周期截止，在负载电阻RL上的脉动直流电压波形是输入交流电压的一半，故称单相半波整流。输出电压的极性取决于二极管在电路中的连接方式，如在图中二极管反接时，输出电压的极性也将变反。

2.桥式整流：

U2为正半周时，对VD1、VD3加正向电压，VD1、VD3导通;对VD2、VD4加反向电压，VD2、VD4截止。电路中构成u2、VD1、RL 、VD3通电回路，在RL上形成上正下负的半波整流电压;

U2为负半周时，对VD2、VD4加正向电压，VD2、VD4导通;对VD1、VD3加反向电压，VD1、VD3截止。电路中构成u2、VD2、RL、VD4通电回路，同样在RL上形成上正下负的另外半波的整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。

认识三极管

三极管：在同一块硅片上制造出三个掺杂区域，并形成两个PN结(中间P区称为基区掺杂浓度低且很薄;上层N区为发射区，掺杂浓度很高;下层N区为集电区，面积很大)，引出的三个极分别为基极b，发射极e，集电极c。

三极管符号与结构：

三极管工作状态：

三极管特性曲线：

三极管的检测

(1)三极管基极和类型判断

万用表置于R×1k挡。用万用表的第一根表笔依次接三极管的一个引脚，而第二根表笔分别接另两根引脚，以测量三极管三个电极中每两个极之间的正、反向电阻值。

当第一根表笔接某电极，而第二根表笔先后接触另外两个电极均测得较小电阻值时，则第一根表笔所接的那个电极即为基极b。如果接基极b的第一根表笔是红表笔，则可判定三极管为PNP型;如果是黑表笔接基极b，则可判定三极管为NPN型。

(2)集电极和发射极的判断

对PNP管，将红表笔接假设的集电极，黑表笔接假设的发射极，用手指在集电极和基极之间加入人体电阻，观察指针摆动幅度。然后调换假设再测一次，比较两次指针摆动的幅度，摆动幅度大的一次说明正确，红表笔接的是集电极，黑表笔接的是发射极。

对NPN型管的集电极和发射极的判断方法，原理与上同，测试时只要将两支表笔对调，用同样的方法、步骤即可得到正确的结果，黑表笔接的是集电极，红表笔接的是发射极。

三极管应用

三极管共射极基本放大电路

(1)元件的作用

①三极管VT——起放大电流作用。因此是放大电路的核心元件。

②电源VCC——直流电源

作用一：是通过Rb和Rc为三极管提供工作电压，保证发射结正偏、集电结反偏;

作用二：是为电路的放大信号提供能源。

③基极电阻Rb——是使电源E供给放大管的基极b提供一个合适的基极电流Ib(又称为基极偏置电流)，并向发射极提供所需的正向电压UBE，以保证三极管工作在放大状态。该电阻又称为偏流电阻或偏置电阻。

④集电极电阻Rc——是使电源E供给放大管的集电结所需的反向电压UCE ，与发射结的正向电压UBE共同作用，使放大管工作在放大状态;另外还使三极管的电流放大作用转换为电路的电压放大作用。该电阻又称为集电极负载电阻。

⑤耦合电容C1 和C2 ——分别为输入耦合电容和输出耦合电容;在电路中起隔直流通交流的作用，因此又称为隔直电容。其能使交流信号顺利通过，同时隔断前后级的直流通路以避免互相影响各自的工作状态。由于C1 和C2 的容量较大，在实际中一般选用电解电容器，因此使用时应注意其极性。

(2)静态工作点设置的必要性：使输出达到最大不失真，避免产生截止失真和饱和失真。

三极管工作点稳定的放大电路

当温度升高时，分压式偏置放大电路稳定工作点的过程可表示为：

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