半導體二極管及其特性
半導體二極管按其結構和制造工藝的不同,，可以分為點接觸型和面接觸型兩種。
點接觸二極管是在P型硅晶晶體或N型鍺晶體的表面上,，安裝上一根用鎢或金絲做成的觸針，與晶體表面接觸而成,，然后加以電流處理,，使觸針接觸處形成一層異型的晶體。很據所用金屬絲的不同,，分別稱之為鎢鍵二極管和金鍵二極管,。國產2APl一7和2APll—17型半導體二極管即屬此類。但前者觸針是鎢絲,，后者是金絲,。
面接觸型二極管多數系用合金法制成。在N型鍺晶體的表面上安放上一塊銦,，然后在高溫下使一部分鍺熔化于銦內,。接著將溫度降低，使熔化于姻內的鍺又沉淀而出,，形成P型晶體,。此P型晶體與末熔化的N型晶體組成P—N結。
點接觸型半導體二極管具有較小的接觸面積,，因而觸針與阻擋層間的電容餃小(約1微微法),；而面接觸型二極管的極間電容較大，約為15一20微微池,。因此,，前者適合于在頻率較高的場合工作，而后者只適宜于頻率低于50千赫以下的地方工作,；另外前者允許通過的電流小,，在無線電設備中宜作檢波用，后者可通過較大之電流,，多用于整流,。
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常用的半導體二極管其特性指標參數意義如下
1.工作頻率范圍f(MHz)：指由于P—N結電容的影響，二極管所能應用的頻率范圍,。
2.最大反向電壓Vmax(V)：指二極管兩端允許的反向電壓,，一般比擊穿電壓小。反向電壓超過允許值時,，在環(huán)境影響下,，二極管有被擊穿的危險,。
3.擊穿電壓VB(V)：當二極管逐漸加上一定的反向電壓時，反向電流突然增加,，這時的反向電壓叫反向擊穿電壓,。這時二極管失去整流性能。
4.整流電流I(mA)I指二極管在正常使用時的整流電流平均值,。
晶體三極管及其工作原理
晶體三極管系由倆個P—N結組合而成,。根據組合方式的不同，有PNP型及NPN型兩種,。它們的工作原理是完全相同的,。
晶體三極管的制造方法有生長法、合金法和擴散法等數種,。出于生長法工藝復雜,，質量控制困難，目前已被淘汰,。合金法工藝簡單,，價格低廉，目前多采用此法生產,。國產3AXl—5型晶體管即采用合金法制成,。合金法制成的晶體管的缺點是結的厚度不易精確控制，因而工作頻率不高,。
擴散法的優(yōu)點是P—N結的厚度可以精確控制,，能獲得很薄的擴散層，因而工作頻率可以大大提高,。國產3AGll一14即屬此型,，適易在高頻下工作。
晶體三極管共有三個不同的導電區(qū)域,，例如兩個P型區(qū)夾著一個N型區(qū)(P—N—P),，或兩個N型區(qū)夾著一個P型區(qū)N一P—N)，就做成了晶體三極管的基本部分——管芯,。在每兩個導電區(qū)之間都形成一個P—N結,，所以無論是哪一種晶體三極管，都含有兩個P—N結,。按照它們不同的作用,，分別叫做發(fā)射結和集電結。兩個結把一塊完整的晶體分成三個區(qū),。如果兩邊是空穴導電的P型區(qū),，而中間是電子導電的N型區(qū)，我們就稱它為P—N—P型晶體三極管,，反之,，如果兩邊是N型區(qū),，中間是P型區(qū)，就叫N—P—N型晶體三極管,。晶體三極管的三個區(qū)域,，根據作用的不同，分別叫做發(fā)射區(qū),、基區(qū)和集電區(qū),，它們是三極管的三個電極,，分別叫做發(fā)射極,、基極和集電極。為方便起見,，常以拉丁字母e,、b、c表示,。
晶體三極管的工作原理基本上可以用它的放大作用來解釋,。因為，放大原理是晶體管一切工作的基礎,。
我們知道,，在P一N結兩端不加電壓，電子和空穴的擴散受P—N結勢壘電壓的阻止,，無法繼續(xù)進行,。還知道：加正向電壓可使P—N結阻擋層勢壘電壓降低，擴散就能夠繼續(xù)進行,；如果加反向電壓,，將增高勢壘電壓，擴散就停止,。
現(xiàn)在假定：在晶體三極管的發(fā)射結加正向電壓(P區(qū)接電池正極,，N區(qū)接負極)，集電結加反向電壓(P區(qū)接電池負極,，N區(qū)接正極),。這時，發(fā)射結勢壘降低,，擴散能夠進行,，于是基區(qū)的電子跑向左邊的發(fā)射區(qū)，發(fā)射區(qū)的空八跑向基區(qū),。如果用Ib代表從發(fā)射結注入基區(qū)的空穴電流,，用Ic代表從發(fā)射結注入發(fā)射區(qū)的電子電流，那么,，從發(fā)射結流出的總電流Ie等于兩者之和,。
在實際晶體管中,，為了適應需要，人們設法使基區(qū)少摻些雜質,，所以它的電子遠比發(fā)射區(qū)的空穴少,，因此電子電流遠小于空穴電流，以至于Ib可以忽略不計,，這時Ie＝Ic,。
這樣一來，可以明顯地看出,，發(fā)射極的作用就是向基區(qū)發(fā)射空穴,，就好象電子管的陰極是專門發(fā)射電子一樣。
大量的空穴到達基區(qū)以后,，由于基區(qū)做得很簿,，空穴很容易渡越基區(qū)跑到集電結的邊緣。集電結上加有幾伏甚至幾十伙的反向電壓,，這個電壓對空穴來說是能幫助空穴進入集電區(qū)的,。也就是況，帶正電的空穴一趕到集電結的左邊,，就受到集電結右邊P區(qū)的負電壓作用,，被吸引過去，然后與外電路的電池送來的電子復合,，形成集電極電流Ic,。
但是，并不是所有擴散到基區(qū)的空穴都能被集電極吸引,，形成集電極電流,。因為在空穴路過基區(qū)的時候會和基區(qū)(N型區(qū))的多數載流子—電子互相吸引，和電子復合而消失,，加之上述基區(qū)也有少量的電子會跑到發(fā)射區(qū)去和空穴復合,，形成Ic，這兩種復合都需要由外電路電池供給負電子,，所以形成了基極電流Ib,。但因為基區(qū)很清(厚度只有萬分之一米)，空穴穿過基區(qū)的時間只有幾億分之一秒,，所以復合的數量是很小的,，絕大部分空穴都達到集電極，故集電極電流Ic幾乎等于發(fā)射極總電流Ie,。
這是一個模擬晶體管工作狀態(tài)的FLASH,，你現(xiàn)在就可以填入數字或直接按Push開始。
上面講的是只加固定電壓而未加輸入交流信號的情況。在加入輸入信號之后,，加到發(fā)射結上的電壓就等于電池電壓Veb和信號電壓之和,，由于信號電壓是不斷變化的，發(fā)射結上的電壓也就隨著信號電壓在變動,，因而引起發(fā)射結阻擋層勢壘的高低也作相應的變化,。勢壘高時，發(fā)射極電流Ie小,，勢壘低時Ie大也就是發(fā)射極電流Ie會隨著輸入電壓變化而變化,。發(fā)射極電流Ie大就說明到達基區(qū)的空穴多，穿過基區(qū)到達集電結的空穴也就多,，結果集電極電流Ic也就大,，反之，發(fā)射極電流Ie小時,，集電極電流也會小,。同時,，我們也會想象到發(fā)射極電流Ie大時,，空
穴在基區(qū)的復合數目也會多些，Ie小時復合也相應少些,，復合電流也是變化的,。不過這種變化，由于復合電流本來就很小,，和Ie或1c的變化相比是很小的,，可以忽略。在這里我們用△Ie代表發(fā)射極電流的變化數量,，用△Ic代表集電極電流的變化數量,。
若用△R代表發(fā)射結的交變電阻，R代表負載電阻,，我們很容易算出電壓放大倍數K,。如果以Vo表示集電極電流△Ic在負載R上產生的輸出電壓，Vin表示輸入電壓,，那么
K=Vo/Vin=(△IcR)/(△Ie△R)≒R/△R
由于發(fā)射結上加的是正向電壓,，這個電壓變化一點點，流過結的電流就會有很大變化,，所以發(fā)射結電阻△R是很小的,，一般只有幾十歐。我們知道P—N結的正向電阻很小,，而P—N結的反向電阻卻很大,，所以集電結的電阻很大，可達幾百千歐。因此負載電阻R也可以用的很大(阻抗匹配),，R一般是幾千歐到幾十千歐,，所以R／△R就很大，因此從負載上取出的輸出信號電壓Vc遠比輸入信號電壓Vin大,，被放大了很多倍,。這就是晶體三極管放大信號的道理。