### 电子电路实例教程知识点概览
#### 一、半导体基础知识
##### 1.1 PN结
**1.1.1 本征半导体**
- **定义与构成：** 在绝对零度下，纯净的半导体（如硅或锗）称为本征半导体。
- **电子结构：** 本征半导体中的电子在常温下可以从价带跃迁到导带，形成电子-空穴对。
- **共价键结构：** 如图1.1所示，硅和锗原子通过共价键结合成晶格结构，每个原子贡献一个价电子形成共价键。
**1.1.2 杂质半导体**
- **N型半导体：** 当本征半导体中掺入少量五价元素（如磷），会形成N型半导体。
- **P型半导体：** 当本征半导体中掺入少量三价元素（如硼），会形成P型半导体。
- **结构示例：** 图1.2展示了N型半导体的结构，图1.3展示了P型半导体的结构。
**1.1.3 PN结的形成与特性**
- **形成过程：** 当N型半导体与P型半导体接触时，在交界处形成空间电荷区，即PN结。如图1.4所示。
- **单向导电性：**
- **正向偏置：** 当外加电压使P区电位高于N区时，PN结变薄，有利于多数载流子通过，如图1.5(a)所示。
- **反向偏置：** 当外加电压使N区电位高于P区时，PN结变厚，阻止多数载流子通过，如图1.5(b)所示。
#### 二、半导体二极管
**1.2.1 二极管的结构及符号**
- **结构与标识：** 二极管由PN结构成，图1.6展示了其结构、电路符号及实物外形。
- **极性：** 阳极为正极，阴极为负极。
**1.2.2 伏安特性**
- **正向特性：** 在正向偏置下，随着电压增加，电流迅速增大。
- **反向特性：** 在反向偏置下，电流很小且几乎不随电压变化。
- **反向击穿特性：** 当反向电压超过一定值时，电流急剧增大，如图1.7所示。
- **温度效应：** 温度升高会导致正向导通电压下降，反向饱和电流增大。
**1.2.3 主要参数**
- **最大整流电流(IF)：** 二极管允许通过的最大正向电流。
- **最大反向工作电压(URM)：** 二极管能够承受的最大反向电压。
- **反向饱和电流(IR)：** 在反向偏置条件下，二极管通过的最小电流。
- **直流电阻(R)：** 二极管的等效直流电阻。
- **最高工作频率(fM)：** 二极管能够正常工作的最高频率。
**1.2.4 命名及分类**
- **命名规则：** 包括电极数目、材料、极性、类型和序号等信息，如图1.8所示。
- **分类：** 按照材料、用途等进行分类。
**1.2.5 使用与判别**
- **判别方法：** 可以通过万用表测量来判断二极管的好坏、极性等。
- **注意事项：** 在使用过程中需要注意最大电流和电压限制，避免过热损坏。
#### 三、特殊二极管
**1.3.1 稳压二极管**
- **工作特性：** 在反向偏置下，当电压达到一定值后，电流迅速增大而电压变化很小，如图1.9(a)所示。
- **主要参数：** 包括稳定电压(UZ)、稳定电流(Izmin)、最大稳定电流(Izmax)等。
**1.3.2 发光二极管(LED)**
- **普通LED：** 发出可见光。
- **红外LED：** 发射红外线。
- **激光二极管：** 发射激光。
**1.3.3 光电二极管**
- **工作原理：** 当受到光照时，产生光电流。
- **应用领域：** 用于光信号检测等场合。
**1.3.4 变容二极管**
- **压控特性：** 如图1.12(a)所示，变容二极管的电容随反向电压的变化而变化。
- **电路符号：** 如图1.12(b)所示。
#### 四、半导体二极管的应用
**1.4.1 整流**
- **半波整流：** 利用二极管的单向导电性将交流电转换为脉动直流电。
- **全波整流：** 通过两个或多个二极管实现双向整流。
**1.4.2 钳位**
- **钳位电路：** 如图1.13所示，利用二极管将信号电平固定在某一特定值上。
**1.4.3 限幅**
- **限幅电路：** 如图1.14所示，通过二极管限制信号的最大或最小值。
**1.4.4 电路保护**
- **保护电路：** 如图1.15所示，利用二极管防止电路中的瞬态过电压对敏感元件造成损害。
#### 五、晶体三极管基础
**2.1 半导体三极管**
- **结构与符号：** 如图2.1所示，三极管有NPN和PNP两种类型。
- **放大作用：**
- **内部条件：** 必须保证发射结正偏，集电结反偏。
- **外部条件：** 提供合适的基极电流和集电极电压。
**2.1.2 内部载流子的传输过程**
- **发射区至基区的电子发射：** 电子从发射区向基区移动。
- **基区内电子扩散与复合：** 大部分电子能够到达集电区，少部分与空穴复合。
#### 总结
本教程从基础理论出发，详细介绍了半导体的基本概念、PN结的特性、半导体二极管的结构与应用以及特殊二极管的特点，并进一步探讨了晶体三极管的工作原理。通过这些知识点的学习，可以深入理解电子电路的基础构成和工作原理，为后续更复杂电路的设计与分析打下坚实的基础。
