PN结、二极管、三极管

由于某些原因，我觉得我大一的学习太过浅薄了，代码方面，我是大一才真正知道有编程这个东西，很多时候，代码写的很垃圾，而电路方面，放大电路，滤波电路，电源稳压，如此之多，我却连基础的东西都尚未知道，遂痛定思痛，在发给大家我对与这些东西理解的同时，也增强我对其的掌握。
愿我们再创辉煌

一、二极管

1.本征半导体

完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体，但是这种半导体在实际的工艺中根本不可能存在，故而这是一种理想的半导体。

2.N型、P型半导体

2.1前言

纯净的半导体内几乎不含电子和空穴，而电流形成的条件是电荷的定向移动，故而纯净的导电性几乎不存在，在后来人们的研究发现，惨杂在纯净的半导体中，掺入适量的杂质，会使半导体的导电能力有成百万倍的增长，使半导体获得了强大的生命力。

2.2N型半导体

N型半导体也称为电子型半导体，其中自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体，也正因此N型半导体带负电。

2.3P型半导体

P型半导体空又称穴型半导体，是以带正电的空穴导电为主的半导体，也正因此P型半导体带正电。

在之后的学习中，他们的电性较为重要，因此有一种记忆方法，为N是negative首字母，故此N型半导体为负电

接下来就是正题了！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

3.PN结

想象一下，当我们把这两种材料放在一起会怎么样？

3.1形成原理

1.粒子存在着扩散运动（不是分子热运动）：粒子会从密度大的地方迁移到密度小的地方去
2.通过高中物理我们知道，电子相比与他的原子核的质量是小的可怜，所以这其中运动的多为电子。
因此，二者交界处，N型半导体的电子不断与P型半导体的空穴结合，二者中间形成了”一堵墙“——耗尽层也就是我们所说的PN结。

3.2作用

当我们给这个”新东西“外加电源会发生什么呢？

电源：负极一端不断发射电子，正极接收电子。

我们现在已经知道这个”新东西“叫做半导体。

当我们将N型半导体的那一端接入电源负极，P型半导体那一端接入电源正极,当电压大于0.7V，二极管导通，
原因：电压在0.7V时，在电场作用下，电子穿过了耗尽层，
当我们将N型半导体的那一端接入电源正极，P型半导体那一端接入电源负极,二极管不导通，
原因：电子会与P型半导体中的空穴形成更大的耗尽层，会导致电子无法穿过去，没有电子移动，也就不会导通。

对于不能穿过去的原因，我猜想了一些可能
一是因为，电子的半径比原子小很多，在运动的时候，会被阻挡
二是因为，电子的质量也比原子小很多很多，也许是万有引力？？？
//不是搞科研的，就猜猜看了，不喜勿喷，我也没搜到相关资料，大佬们可以评论

4.二极管

4.1伏安特性曲线

简单一句话，正向导通，反向截止

4.2齐纳击穿、雪崩击穿

1.齐纳击穿
需要在高浓度惨杂情况下才发生
（有点复杂）略

2.雪崩击穿
在3.2中，如果我们正向加压很大时，漂移运动越来越强，电子撞击PN结，使其中的共价键断裂，且将这个电子带出来，可以理解为PN结越来越薄，直到消失，变成了导体。

5.二极管钳位电路

5.1 电路及其原理

当A点电压大于VDD+0.7V（二极管导通电压），上方二极管导通，B点电压恒定在VDD+0.7V、
当A点电压小于-0.7V，下方二极管导通，B点电压恒定在-0.7V。

在学习stm32单片机的IO口时，你一定遇到过这样的电路，仔细想想！！！

5.2仿真

该电压被稳定在0.7~5.7V（大约）
IO口的保护电路就是这样的

二、三极管（双极晶体管）

1.结构

构成：发射区（惨杂浓度高） 发射结 基区（惨杂低非常薄） 集电结 集电区（惨杂浓度低但面积大）
三极管有三个引脚，分别是基极（Base）、集电极（Collector）和发射极（Emitter）。

2.类型

下图为两种不同结构的三极管，下图为两种不同结构的三极管。

2.1判断NPN和PNP的三极管

1.书本上，我们通过三极管符号，如图，此箭头表示着PN结的电流流向，故此可以进行区分PNP和NPN型三极管。

！！！PN结的电流流向为P流向N

2.实物上：通常我们需要先判断基极在什么地方
<在使用直插封装的三极管时>

（1）将万用表拨到二极管档，我们先用红表笔放在其中任意一个引脚，黑表笔依次寻找，如果发现有两次导通，则为红表笔所在为NPN型的基极，当红表笔接三个引脚均无此现象，则大概率是PNP型，验证则通过将黑表笔放在其中任意一个引脚，红表笔依次寻找，如果发现有两次导通，则确实为PNP型，黑表笔所在为PNP型的基极，。
（2）：如何判断发射极和集电极，根据惨杂浓度的不同可以通过测得其电阻的差异（但是由于这种电阻差异很小，很容易出现无法判断的情况）
（3）：大部分的三极管引脚大多都是固定的，一般来说，
如果测得基级在中间，必然左边发射极右边集电极
如果基极在边上，发射极也在边上，基极和发射极在两边

<在使贴片封装的三极管时>

贴片三极管以品字形摆放，左下角位基极B，中间上方为集电极C，右下角位发射极E，品字形如下图

3.三极管的共射特性曲线

3.1前言

至于为什么叫做共射特性，相比大家已经猜到了，对于三极管来说，不同的电路有着不一样的特性，故此我们对于三极管处于共射放大电路时，来进行研究

3.2共射放大电路

为什么叫做共射放大电路呢？
首先，两个概念
输入回路就是指信号输入构成的回路。信号只有共地才能让电流通过用电气，从而触发电路其他部分。
输出回路就是信号输出与用电气构成的一个电流能走的电路。
对于此电路来说
由基极到发射极的闭合电路我们称之为输入回路
由发射极到集电极的闭合电路我们称之为输出回路
我们可以看到输入回路和输出回路的公共端在发射极，三极管起放大作用，故称共射放大电路。

3.3输入特性

即输入回路中，Ib与Ube之间的关系，很明显，将三极管看成两个PN结，所以Ib与Ube之间的关系就是二极管的伏安特性曲线。

然而，Uce的大小对于输入回路是一个变量。
在分析时，常常使Uce为一个定值

官方解释

3.3输出特性

分为三个区
截止区：发射结小于开启电压，集电极反偏。

此时ib为0，三极管的两个pn结都不导通，则ic无电流。

放大区：发射结正偏，集电极反偏。

此时ib与ic成比例，与Uce的大小无关

饱和区：发射结正偏，集电极正偏。