二极管、三极管、MOS管、绝缘栅双极型晶体管（D、BJT、MOS、IGBT）的基本原理和应用笔记一大纲

二极管Diode

有正负（阴阳）极之分，具有单向导通特性。

阳极记作A，阴极记作K。

工作原理

二极管可以看成是一个由P+和N-构成，P区可以看做是显正电空穴的材料，N区可以看做是显负电子的材料。在PN相连接的区域正负极性中和，形成一小部分架构稳定的区域称为PN结。当P+区外接正极，N-区外接负极时：由N-区为例，由于极性相斥，同极相吸，内外部存在电压差，电子被力的作用导入N-P区，在此过程中PN结内部构成电子流通，再被加在P+外部的正极吸引，构成电路回流，此时的二极管可以看做是通路。

而当P+外部接电负极，N-接外部正极时，N-区的电子被外部正极吸引，PN区的电子都会朝向外部正极靠近，而P+区域的空穴会被外部负极的电子中和，在P+区快速发展到PN结和N-区。导致整个PN区域都会形成全区域稳定的架构，导致不再导电。此时的二极管不导通。这两种情况描述的也就是二极管的单向导电性。

双向二极管

两个二极并联，整体双向导电性。常常用于电路的电压保护。

型号与参数

在一串型号码结尾，以A结尾的一般是单向二极管，而CA结尾的一般是双向二极管。

二极管的基本参数：

Uc：钳位电压，导通压降，看PN结材料，硅管0.7V，锗管0.3V。这里的导通压降是指二极管单向导通时自身对电压的压降。

Urwm：截止电压，二极管可以连续施加而不损坏的最大反向电压。在这个电压下默认二极管不导通。

Ir：漏电流，在截止电压下的反向电流，一般反向电流要在=在她的范围之内。

Urrm：最大反向峰值，不能连续施加，会损坏二极管。

UBR：反向击穿电压，只要一施加该值或以上就会直接损坏二极管。

Trr：反向恢复时间，根据开关频率需要。

三极管BJT

B基极,C集电极，E发射极（由箭头表示PN结的极性方向）

控制电流器件，基本两种：NPN和PNP型。

三种状态，两种用法

截止状态、饱和状态和放大状态

其中截止状态和饱和状态常用作电路开关；

放大状态常常用作电路中的微弱信号放大器（一般为微弱电流信号）

工作原理

NPN型看做是两块PN构成，两块的P区连接一起就是中间的B基极，与P区电子运动方向有箭头一致的是E发射极，而另一端就是C集电极。更简单一点来说，可以看成是两个二极管组成。

当B基极（没有电压或者B基极电压小于发射极电压时，CE之间不导通，此时是截止状态。

当B基极有电压时，

其一情况;B基极电压>E发射极电压，B基极电压>C集电极电压时，大量电子被吸引到P区附近，形成与两端一样的N区通道，使CE之间导通，此时是饱和状态。IC会随着Uc的增加而增加。

其二情况;C集电极电压>B基极电压>E发射极电压，CE之间导通，此时是放大状态（线性关系曲线）。Ic=βIb

Uc增大到一定程度时，IC不在变化，与Ib成类似的线性关系。

PNP型反之。

Ub>Ue时，CE截止。

Ub

Uc

MOS管

三端：G栅极，S源极(含箭头，表示SD导通时，寸底电子运动方向）也就是说导通时中间沟道的PN方向，D漏极。不通过电流，

两类;P沟道，N沟道。(形成与源极漏极区域极性一样的沟道而导通）

常运用于高低逻辑电平转换和电路开关。

P沟道型MOS管

源极和漏极是P块（带大量空穴），N为寸底。栅极在源极和漏极之间，但栅极和他们之间有一层绝缘层隔离。

当栅极G与源极之间电压为正向电压，异性相吸，电子向SD之间流动，使得之间形成大量PN结，则在SD之间不会形成与P块一样的沟道，SD不会导通。类似开关断开，开路。

当G和S之间为负电压，Ug

N沟道型MOS管

源极和漏极是N块（带大量电子），P为寸底。

当栅极G和源极S之间电压为正向电压时，电子往SD之间区域吸引，形成和SD的N区一样的沟道，SD导通。类似开关闭合，短路。

当栅极和源极S之间的电压为负向电压时，电子远离SD之间的区域，留下大量空穴，使得SD之间形成大区域PN结，导致SD之间无法导通。类似开关断开，开路。

IGBT

G栅极，E发射极，C集电极

IGBT结合了BJT和MOS的特性，由MOS管和BJT组成基本结构。

首先由MOS管导通后（开关特性。控制频率），BJT才会闭合（引起电流变化）。

主要靠开关特性，用来实现直流电压转换为交流电压。