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现代通信网技术丛书 晶体管及其应用 王新贤 张兆虎 徐素颖 贾士伟 张佳莹 李艳英 胡玉萍 Publishing House of Electronics Industry 北京BEIJING 编著 内 容 简 介 本书系统介绍了各种晶体管的工作原理、性能特点、主要参数和典型应用；同时将众多知识点梳理成表格形式，便于理解和记忆，易学易用，也突出了电子技术特色和工具书特点。全书内容分为 7 章，包括 PN 结、二极管、晶体三极管、晶闸管、场效应管、光电器件和特殊二极管。全书立足于知识普及与技术创新，坚持器件与应用并重，知识与技术融合的原则，是极具参考价值的实用书籍。本书适合电子技术领域从业人员、爱好者、初学者阅读，是电子、计算机、自动化、测量类专业大、中专学生的优秀读物，也是电子、自动化和电工工程师应对知识老化的好帮手。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（CIP）数据 晶体管及其应用/王新贤等编著.北京：电子工业出版社，2015.4 ISBN 978-7-121-25702-5.晶 .王 .晶体管 .TN32 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2015）第 050843 号 策划编辑：曲 昕 责任编辑：夏平飞 特约编辑：郭茂威 印 刷：装 订：出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路 173 信箱 邮编 100036 开 本：7871 092 1/16 印张：21.75 字数：564 千字 版 次：2015 年 4 月第 1 版 印 次：2015 年 4 月第 1 次印刷 定 价：49.90 元 凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题，请向购买书店调换。若书店售缺，请与本社发行部联系，联系及邮购电话：（010）88254888。质量投诉请发邮件至 ，盗版侵权举报请发邮件至 。服务热线：（010）88258888。前 言 PN 结是半导体技术的基石，简单而神奇，掌握其形成机理和性能特点就为后续的专业学习奠定了坚实的基础。各种晶体管的性能差异在很大程度上取决于其内部 PN 结的数量及相互位置的配制。各类晶体管的工作原理、性能特点、主要参数、实用电路及检测方法是专业学习和工作必备的知识点。为适应电子技术的迅速发展，直面知识老化，着力构筑课堂通往实用的桥梁，促进新器件的推广和应用，本书在选材方面，既重视广泛应用的传统器件，更看重新推出、适应新需求的新器件及实用技术；在编排方面，采用文字、图和表格解说模式，简洁直观，一目了然，可适应快节奏的需求；在内容组织方面，力求知识与技术融合，理论与实用相接，在深入分析和讲解典型器件的同时，比较详细地介绍了主要新器件及其应用；在编写时，注意突出重点，深入浅出、图表并用，语言通俗、行文流畅。本书具有鲜明的电子技术普及和实用特色，同时又详略得当、广集资源、扩大视野，具有工具书的特点，便于随时查阅。鉴于部分器件在电子、电工领域都有应用，所以书中有意模糊了电子和电工的界限，以适应现实的需要。本书对各种晶体管知识、技术的广度和深度仔细斟酌，兼顾内容的知识性、技术先进性和实用性，以及工具性，利于技术普及、学以致用和知识更新。特别适合电子技术领域从业人员、爱好者、初学者阅读，是电子、自动化、计算机、测量类专业的大、中专学生和研究生的优选读物，也是电子、自动化与电工工程师和教师应对知识老化的好帮手和极具参考价值的实用书籍。多位作者参与了本书的编写工作，第 1 章由王新贤、范明通编写；第 2 章由张兆虎、王立敏编写；第 3 章由王新贤、李艳英编写；第 4 章由王新贤、张佳莹编写；第 5 章由王新贤、贾士伟编写；第 6 章由王新贤、胡玉萍编写；第 7 章由徐素颖、王新贤编写。由于编著者的学识和能力有限，书中难免有不尽人意之处，甚至失误，敬请读者不吝指教！编著者 2014 年 11 月 目 录 第第 1 章章 PN 结结 1 1.1 制造 PN 结的材料半导体 1 1.1.1 半导体基本知识 1 1.1.2 半导体的性能特点及参数 5 1.2 PN 结的生成 6 1.2.1 PN 结的形成过程 6 1.2.2 PN 结的特性 7 1.3 半导体器件及命名 9 1.3.1 器件类型 9 1.3.2 半导体器件型号的命名 10 第第 2 章章 二极管二极管 15 2.1 基本知识 15 2.1.1 符号与结构 15 2.1.2 工作原理及类型 18 2.2 二极管的特性与参数 20 2.2.1 伏安特性 20 2.2.2 技术参数 21 2.3 二极管的用途与检测 23 2.3.1 二极管的用途 23 2.3.2 二极管的检测 23 2.4 整流二极管 24 2.4.1 基本知识 24 2.4.2 整流模块 25 2.4.3 整流二极管的选用和检测 29 2.5 检波二极管 29 2.5.1 基本知识 30 2.5.2 特性与参数 31 2.5.3 检波二极管应用电路 32 2.6 开关二极管 34 2.6.1 基本知识 34 2.6.2 原理与参数 34 2.6.3 常用开关二极管 35 2.6.4 开关二极管实用电路 38 第第 3 章章 晶体三极管晶体三极管 40 3.1 结构和原理 40 晶体管及其应用 VI 3.1.1 基本知识 40 3.1.2 三极管的电流放大原理 42 3.1.3 主要特性 44 3.1.4 特性参数 46 3.2 低频放大器 53 3.2.1 静态工作点 53 3.2.2 单管小信号放大器 54 3.2.3 两级耦合放大器 55 3.3 差分放大器 57 3.3.1 零点漂移及补偿 57 3.3.2 差分放大器的构成及原理 58 3.4 反馈放大电路 60 3.4.1 反馈放大电路的构成 60 3.4.2 负反馈放大电路分析 61 3.4.3 射极跟随器 63 3.4.4 常见负反馈放大电路 64 3.5 功率放大器 65 3.5.1 大功率三极管 65 3.5.2 大功率三极管主要参数 66 3.5.3 达林顿管 68 3.5.4 功放电路 72 3.6 开关三极管及应用 78 3.6.1 开关三极管 78 3.6.2 三极管开关电路 83 3.6.3 脉冲的基本知识 84 3.6.4 逻辑电路 86 3.6.5 三极管振荡电路 88 3.7 三极管的辨识与检测 90 3.7.1 三极管的辨识 90 3.7.2 三极管的检测 91 3.8 新型晶体管 93 3.8.1 数字晶体管 93 3.8.2 异质结双极型晶体管 98 第第 4 章章 晶闸管晶闸管 101 4.1 基本知识 101 4.1.1 符号与分类 101 4.1.2 结构与工作原理 102 4.1.3 特性与参数 104 4.1.4 串并联及保护 106 目 录 VII 4.1.5 晶闸管模块 108 4.1.6 晶闸管保护 112 4.2 触发电路 114 4.2.1 晶闸管控制极特性 114 4.2.2 单结晶体管 115 4.2.3 可编程单结晶体管（PUT）118 4.2.4 实用电路 120 4.2.5 检测与判断 123 4.3 可控整流与逆变电路 123 4.3.1 单相整流 124 4.3.2 三相整流器 128 4.3.3 逆变器 132 4.4 双向晶闸管 136 4.4.1 基本结构和工作原理 136 4.4.2 特性与参数 138 4.4.3 交流调压 139 4.5 开关晶闸管与晶闸管开关电路 140 4.5.1 开关晶闸管 140 4.5.2 硅开关 143 4.5.3 晶闸管开关电路 145 4.6 其他晶闸管 147 4.6.1 门极可关断晶闸管 147 4.6.2 逆导晶闸管 149 4.6.3 快速晶闸管 151 4.6.4 温控晶闸管 153 4.6.5 光控晶闸管 156 4.6.6 光耦晶闸管 159 第第 5 章章 场效应管场效应管 161 5.1 场效应管的结构与原理 161 5.1.1 场效应管的基本知识 161 5.1.2 场效应管的基本原理 163 5.1.3 结型场效应管的特性曲线 167 5.1.4 NMOS 管的特性曲线 168 5.1.5 场效应管的主要参数 169 5.2 场效应管的基本放大原理 171 5.2.1 共源极放大器 171 5.2.2 共漏极放大器 173 5.2.3 共栅极放大器 173 5.3 其他场效应管 174 晶体管及其应用 VIII 5.3.1 VMOS 和 TMOS 场效应管 174 5.3.2 DMOS（即 MOS）场效应管 175 5.3.3 MESFET 场效应管 177 5.3.4 TFT 场效应管 178 5.4 场效应管的识别与检测 179 5.4.1 场效应管的识别 180 5.4.2 场效应管的检测 181 5.5 场效应管的应用电路 182 5.5.1 场效应管在电源电路中的应用 182 5.5.2 场效应管在逆变电路中的应用 185 5.5.3 场效应管在驱动电路中的应用 186 5.5.4 场效应管的其他几种应用电路 189 5.6 IGBT 的原理及应用 191 5.6.1 IGBT 的基本知识 191 5.6.2 工作原理 193 5.6.3 主要参数和特性 194 5.6.4 驱动原理及应用 196 第第 6 章章 光电器件光电器件 198 6.1 光电二极管 198 6.1.1 基本知识 198 6.1.2 工作原理与工作模式 201 6.1.3 光电二极管特性 202 6.1.4 主要技术参数 203 6.1.5 常用光电二极管 205 6.1.6 光电二极管的应用 206 6.1.7 光电二极管的检测 209 6.2 光电三极管 209 6.2.1 光电三极管基本知识 209 6.2.2 工作原理 210 6.2.3 特性曲线 211 6.2.4 主要参数 213 6.2.5 光电三极管的检测与识别 214 6.2.6 应用电路 214 6.3 发光二极管 215 6.3.1 发光二极管基本知识 215 6.3.2 LED 特性 219 6.3.3 LED 参数 220 6.3.4 术语及应用 222 6.3.5 红外发光二极管 223 目 录 IX 6.3.6 其他发光二极管 227 6.3.7 发光二极管的封装 235 6.3.8 LED 显示器 236 6.3.9 LED 显示屏 239 6.3.10 发光二极管的驱动电路 241 6.3.11 应用与检测 243 6.4 光电耦合器 245 6.4.1 基本知识 246 6.4.2 工作原理及特性 247 6.4.3 主要参数及特点 248 6.4.4 检测与应用 249 6.5 激光二极管 251 6.5.1 基本知识 251 6.5.2 产生机理和工作原理 254 6.5.3 主要特性和参数 255 6.5.4 常见激光二极管类型及特点 258 6.5.5 应用与检测 261 第第 7 章章 特殊二极管特殊二极管 263 7.1 稳压管 263 7.1.1 稳压管基本知识 263 7.1.2 工作原理及特性曲线 265 7.1.3 技术参数 266 7.1.4 特殊的稳压管稳压方式 268 7.1.5 稳压电路 269 7.1.6 其他应用 271 7.1.7 三端稳压管 272 7.1.8 稳压管的辨别与检测 276 7.2 变容二极管 277 7.2.1 变容二极管基本知识 277 7.2.2 工作原理及特性 278 7.2.3 主要参数 279 7.2.4 应用与检测 281 7.3 肖特基二极管 282 7.3.1 肖特基二极管基本知识 282 7.3.2 工作原理与特性 284 7.3.3 特点与参数 284 7.3.4 应用与检测 285 7.4 PIN 二极管 286 7.4.1 基本知识 286 晶体管及其应用 X 7.4.2 特性与参数 288 7.4.3 典型应用 290 7.5 其他二极管 291 7.5.1 隧道二极管 291 7.5.2 快恢复二