（2）当外加正向电压uI大于UON时，正向电流i随u的增加按指数规律上升且i曲线很陡。
（3）当外加反向电压（u<0）时，反向电流很小,几乎为0，用IR表示；
（4）当u£U（BR）时,二极管发生电击穿,|u|稍有增加,|i|急剧增大,u»UBR。
把PN结外加正向电压导通、外加反向电压截止的性能称作单向导电特性.UON称作导通电压，也叫开启电压,U（BR）称作反向击穿电压，IR称作反向电流。
2．半导体二极管应用举例
半导体二极管是将PN结用外壳封装、加上电极引线构成。
可以用作限幅电路、开关电路等。
（1）用作限幅电路
图2.2（a）是二极管电路。
假设输入电压uI是一周期性矩形脉冲，输入高电平UIH=+5V、低电平UIL=-5V，见图（b）。
可以知道，当输入信号的正半周时，二极管导通，uO=uI=+5V，负半周时，二极管截止，iD»0，uO»0，对应波形见图中（c）所示。
通过二极管电路，使输出电压负半周的幅度受到了限制。
（2）用作开关电路
在图2.2（a）所示的二极管电路中，假设二极管为理想二极管。
可以知道，当输入信号的正半周时，二极管导通，二极管可以看作只有很小（»0）压降的闭合开关，负半周时，二极管截止，iD»0，二极管可以看作断开的开关。
在数字电路中，二极管常被当做开关使用。
（二）双极型三极管
1．双极型三极管及其三种工作状态
NPN硅三极管的共射输出特性如图2.3所示。
把IB=0这条曲线以下部分称为截止区,此时,三极管各极电流iB»iC»0,对应三极管截止的条件是uBE<0.5V；在特性的中间部分,曲线是一族近似水平的直线,这个区域称为放大区,此时,Ic=bIB,对应三极管放大的条件是uBE³0.5V.uBC<0V；把输出特性靠近纵轴的上升部分,对应不同的IB值的各条曲线几乎重叠在一起的区域称为饱和区,此时,UCE£UCES,对应三极管饱和的条件是uBE³0.7V.uBC>0V。
2．三极管的主要参数
（1）共发射极电流放大系数b
共发射极电流放大系数b表示管子做成后，其收集电流和基区复合电流之比，是一个常数。
（2）集电极-发射极饱和电压UCES
集电极-发射极饱和电压UCES指管子饱和时，集电极-发射极间的管压降，小功率管£0.3V。
（3）集电极最大电流ICM
集电极最大电流ICM指集电极允许流过的最大电流。
（4）集电极最大功率损耗PCM
集电极最大功率损耗PCM指集电极允许的最大功率。
（5）集电极-发射极击穿电压UCEO
ICM、PCM、UCEO是极限值，使用管子时，不要超过极限值。
（三）MOS场效应管
1．MOS场效应管的分类
MOS场效应管按其沟道和工作类型可分为四种：
N沟道增强型、P沟道增强型、N沟道耗尽型、P沟道耗尽型。
表2.1列出了四种场效应管的特点。
2．特性曲线
图2.4示出了增强型NMOS管共源电路的转移特性和输出特性曲线。
图（a）的转移特性曲线描述MOS管栅源电压uGS和漏极电流iD之间的关系。
因为uGS是输入回路的电压，而iD是输出回路的电流，故称转移特性。
可以看出：
当uGS很小时：
iD基本上为0，管子截止；当uGS大于UTN（UTN称作开启电压）时：
iD随uGS的增加而增加。
图（b）的输出特性曲线描述漏源电压uDS和漏极电流iD之间的关系。
可以看出，它分作三个区域：
夹断区:
uGS在夹断区，管子处于截止状态，漏源间的等效电阻极高。
漏极电流几乎为0，输出回路近似开路；
可变电阻区：
uGS>UTN且uDS较小（uDS在可变电阻区，iD和uDS之间呈线性关系，uGS值越大，曲线越陡，漏源间的等效电阻就越小；
恒流区：
uGS>UTN且uDS较大（uDS>uGS-UTN）的区域。
在恒流区，iD只取决于uGS，而与uDS无关。
表2.2列出了MOS管工作在截止和导通状态时的条件及特点。
表2.2
NMOS管
PMOS管
特点
截止
uGSuGS>UTP
RDS非常大,相当于开关断开
导通
uGS³UTN
uGS£UTP
rON非常小,相当于开关闭合
二、例题解析（答案供参考）
例2.1在图P2.1（a）（b）（c）所示的电路中，设二极管为理想二极管，输入电压
解：
分析二极管电路，要抓住二极管导通和截止的条件和特点。
设理想二极管的导通电压为0V，导通时，管压降为0V（非理想状态一般为0.7V）；二极管两端的正向电压小于0.5V时，管子截止，iD»0。
抓住这些要点，可以知道在输入图（d）所示波形的情况下，
图（a）电路中，在输入信号的正半周，二极管导通，输出电压等于管压降，约为0V，在输入信号的负半周，二极管截止，iD»0，电阻上的压降»0，输出电压等于输入电压，uO»uI；
图（b）电路中，在输入信号的正半周，二极管导通，管压降约为0V，输出电压约等于输入电压，uO»uI；在输入信号的负半周，二极管截止，iD»0，电阻上的压降»0，输出电压等于0；
图（c）电路中，在输入信号的正半周，二极管因反向偏置而截止，iD»0，电阻上的压降»0，输出电压等于0；在输入信号的负半周，二极管导通，管压降约为0V，输出电压约等于输入电压。
相应波形见答图P2.1。
答图2.5
例2.2在图P2.2中，若已知管子的导通电压UON=0.6V，b=80，管子导通后UBE=0.7V，UCES=0.3V，若输入电压uI幅值为5V、频率为1kHz的脉冲电压源，试分析：
（1）当uI=UIL=0V和uI=UIH=5V时三极管的工作状态（放大、饱和、截止）；
（2）若Rb值不变，求电路工作在临界饱和区时RC的最小值；
若RC值不变，求电路工作在临界饱和区时Rb的最大值。
解：
分析三极管电路。
同样要抓住三极管三种工作状态的条件和特点。
（1）当uI=UIL=0时：
由于uI当uI=UIH=5V时：
三极管导通
iB=（5-0.7）/40=0.1075mA，ic=80´0.1075=8.6mA，
uCE=UCC-icRc=12-8.6´2=-5.2V，故可判断出管子工作在饱和状态
[iCS=（UCC-UCES）/RC]=（12-0.3）/2=5.85mA，IBS=ICS/b=0.073mA，iB>IBS]
（2）固定Rb值不变，求临界饱和时的Rcmin
可得Rcmin=1.4KW。
（3）固定RC值不变，求临界饱和时的Rbmax
可得Rbmax=61KW。
一、内容总结
二、学习要求
三个元件：
二极管、三极管和MOS管
两个重点：
1、元件的外特性
2、作开关元件的应用
本章基础部分自学为主，不苛求元件内部工作原理的掌握，学会运用“黑箱”的方法理解元件的外特性及开关特性。
三、思考题
1、共价键结构，本征半导体，自由电子，空穴，载流子的是什么？
2、N型和P型半导体的区别，它们的多子和少子是什么？
3、PN结是如何形成的？
4、如何由PN结的伏安特性来理解它的单向导电性？
5、三极管的放大原理是什么？
6、怎么在输出特性曲线上理解三极管的三个工作区？
7、MOS管有那几种类型？
8、与三极管输出特性比较，MOS管的三个工作区有何特点？
9、二极管、三极管和MOS管的开关时间怎么理解？
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