如果你就是传说中富有创造性、爱拆家······电的“熊孩子”,那么你一定经常见到一块或者黄色,或者绿色的电路板。如下图所示。
细看,这块电路板上封装了很多个小元器件。它们大概只有几个毫米大小,却有两条或者三条长长的腿,以及一个大大的脑袋。 其实它们就是电子电路里最常见的一种器件,Bingo——二极管&三极管。不过要知道:三条腿的一般是三极管,两条腿的不一定是二极管,也有可能是三极管哦。为什么?慢慢往下看~~
二极管是最简单的半导体器件,将P型半导体和N型半导体结合在一起,就形成了一个PN结,而二极管所基于的原理就是一个由P型掺杂材料和N型掺杂材料材料组成的PN结。不理解什么是PN结吗?想象一下,就像小时候玩的表面一端涂成蓝色,一端涂成红色的条形磁铁,它们中间的部分就像是PN结了。
为什么这样一个小小的器件就能在电子电路里占有重要的地位呢?那是因为二极管有一些特有的迷人性质,如:单向导电性。给二极管加上正向电压(即P区加正电压,N区加负电压)就会呈导通状态;但是加上了反向电压就会呈截止状态,通俗点说就是这时的PN结的电阻值非常大,仿佛成了“绝缘体”。
二极管正向导通的前提是电压要高于一个阈值电压,也就是二极管的截止电压。低于截止电压也是无法导通的。一般来说:硅管的截止电压是0.5V,锗管的截止电压是0.2V。
二极管的种类有很多种,比如,稳压二极管,发光二极管,光电二极管,变容二极管等,它们的用途也不同。
讲完了两条腿的二极管,再来说说三极管。三极管第一问:多的这条腿是哪里来的呢? 其实,三极管相比二极管来说,结构稍微复杂一点,是一种由两个PN结组成的结构。按两个PN结组合方式的不同,三极管可分为PNP型跟NPN型两类。 三极管有三个电极,分别是:基极B,发射极E,集电极C。所以,比二极管多的那条“腿”就是基极的引脚了。 虽然三极管两端的材料的“极性”相同,均是P型或均是N型,但是三极管的这三个电极所组成的两个PN结的名字是不一样的。集电极C与基极B相连的结为集电结,发射极E与基极B相连的结为发射结。
(来源:爱上半导体) 也许你会问:既然三极管两端都是“一样的”材料,集电极和发射极是不是可以互换呢?其实不然,两端的材料是不完全相同的,只是“极型”即掺杂材料类型相同。一般来说,发射区的掺杂浓度高于集电区,集电区的面积要大于发射区,而基区的面积又小,浓度也低。 根据外加电压方式的不同,三极管也存在三种状态:1截止区,2饱和区,3放大区。截止区,发射极电压小于开启电压,且集电结反偏;饱和区,集电结跟发射结处于正偏;放大区,发射结正偏,集电结反偏。 但是,不管是PNP的三极管还是NPN的三极管,都可以用锗或者硅两种材料制作,所以三极管又可以分为锗三极管和硅三极管。 下面,相宁就以光电二极管与光电三极管为例,详细介绍一下它们之间的区别。
从外形上来说,你可能看不出任何差别,因为它们都可以是两个引脚,光电二极管当然是两脚了,而光电三极管的受光面即是基极。 回归前面的问题,三极管少的那条脚去哪了???这是因为将三极管的两条引脚连在一起了,是电路中特殊的需要。这时候的三极管就相当于大功率二极管,也可以起稳压稳流的作用。 现在,在二极管、三极管的基础上,人们又研制出场效应管,包括结型场效应管,绝缘栅型场效应管。在这些新型晶体管中,PN结的形态也被设计的各不相同,因此性能也各不相同。
听了这么多的介绍,也许你更加懵了:二极管,三极管,晶体管,各种管,它们到底是用来做什么的呢? 最基本的作用,二极管的作用就像它们的名字说的那样,稳压二极管、发光二极管、变容二极管等,它们的用途就是稳压、发光、变容,总的来说,就是整流。三极管的作用,主要就是放大。 但是,毫不客气的说,它们是电子电路中最基本、也是最重要的单元。在电子工程技术领域,小到要借助显微镜才能看清的一块小芯片,大到你能看到的一整块成型的集成电路板,包括计算机里边的CPU(中央处理器),要让它们运作起来,就是要让它们内部有信号的传输,就需要对电流进行处理。
这时候,就是二极管、三极管发挥作用的时候了。将一个一个的三极管、二极管结构连接进入电路,再辅以电阻器、电容器和电感器等,一级一级、一个系统一个系统有机的连接起来的,这块电路板才能顺利、高速的运作。 |
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