第七节 认识二极管和三极管
容易导电的物质的称为导体，例如金属铝、铜等；不容易导电的物质称为绝缘体，例如玻璃、塑料等；还有一类材料导电能力介于导体与绝缘体之间，称之为半导体，例如硅半导体、锗半导体等。
半导体导电能力很弱，但是掺加一点其他物质，导电能力大幅提高，根据掺加的物质不同，分为P型半导体与N型半导体。通过一定的工艺将N型半导体与P型半导体结合在一起，在结合处就形成一个PN结。
PN结有一个很明显的特性就是单向导电性，PN结正向导通，反向截止。如图1-7-1、图1-7-2所示。
图1-7-1 PN结正向导通
图1-7-2 PN结反向截止
一、二极管
二极管由一个PN结、两条电极引线以及外壳构成。
本书中介绍两种二极管，型号分别是1N4148、1N4007，如图1-7-3、图1-7-4所示，二极管在电路中主要起整流、续流、保护、隔离等作用。
图1-7-3 1N4148
图1-7-4 1N4007
二极管的图形符号，用VD表示，如图1-7-5所示。
图1-7-5 二极管图形符号
父亲：毛毛，咱们先做一个小实验，二极管串联在电路中，观察LED能否点亮。
儿子分别完成以下制作。
二极管一侧有黑圈标记的引脚与LED的正极连接，LED能点亮。见图1-7-6。
图1-7-6 二极管正向串联
二极管反过来接在电路中，LED就不亮了，见图1-7-7。
图1-7-7 二极管反向串联
儿子：爸爸，二极管是不是与LED一样，也有正负极？
父亲：是的，二极管的特性也是单向导电性，二极管在使用中需要区分它的正负极，在正常使用时电流只能从它的正极流入。
儿子：二极管的正负极如何区分呢？
父亲：一般情况下，不需要仪表，从外观即可辨认，1N4148的管身一端有黑圈色环的是负极，1N4007的管身一端有白圈色环的是负极。
二、三极管
三极管在电路中主要起信号放大、开关、振荡、控制等作用。三极管用字母VT表示。三极管的外观见图1-7-8。
图1-7-8 三极管（封装形式TO-92）
三极管由两个PN结构成，从结构上可以分为NPN与PNP两种，常见的三极管9013、9014、8050属于NPN三极管，（NPN三极管的图形符号见图1-7-9），9012、8550属于PNP三极管（PNP三极管的图形符号如图1-7-10）。
图1-7-9 NPN三极管图形符号
图1-7-10 PNP三极管图形符号
三极管一共有三个引脚，分别是基极（B或b）、发射极（E或e）、集电极（C或c）。
不管是NPN还是PNP三极管，电流符合以下公式：Ie=Ib+Ic，即发射极电流等于基极与集电极电流之和。
衡量三极管放大能力是放大倍数β，并且符合公式：βIb=Ic。
三极管有三种状态：
①截止状态：三极管基极的电流很小或者为零，三极管集电极与发射极之间的电阻非常大，相当于开关的关闭状态。
②放大状态：三极管基极的电流逐渐增大，基极电流控制集电极与发射极之间的电阻变化，放大倍数不变。
③饱和状态：基极电流进一步增加，基极电流没有办法控制集电极与发射极之间的电阻，电阻变得很小，相当于开关的闭合状态。
常见三极管引脚识别方法是正对三极管平面，左边是发射极，中间是基极，右边是集电极，如图1-7-11所示（大部分符合以下规律）。
图1-7-11 三极管引脚名称以及排列顺序
1—发射极；2—基极；3—集电极
三极管一般的封装形式是TO-92，如图1-7-8所示，还有其他的封装形式，例如还有SOT封装，贴片元件采用，如图1-7-12所示，也比较常见。
图1-7-12 三极管贴片封装
三、手指控制LED亮起来
1.电路图
三极管基极与电源正极接100kΩ电阻控制LED，电路图见图1-7-13。
图1-7-13 基极加上100kΩ电阻，三极管驱动LED
2.元器件清单
三极管8050、电阻100Ω、LED、电阻100kΩ。
3.面包板电路
如图1-7-14所示，装配图如图1-7-15所示。
图1-7-14 “基极加电阻控制三极管”面包板制作演示
图1-7-15 装配图
儿子：你经常给我讲，不要自行打开家里的用电器，以免被电击，是不是人体也是导体呢？
父亲：人体的确是导体，咱们一起做实验尝试“手指开关”
将电阻R1拔掉，一只手指按住电池正极，另一只手指触碰与三极管基极相连的导线（也就是电路图1-7-13中A与B两处），我们看到LED点亮了，如图1-7-16所示。为什么能点亮呢？是因为电流经过两只手指加到三极管的基极，三极管导通，从而LED点亮。
图1-7-16 “手指开关”面包板制作展示
那么手指间的电阻到底是多大呢？指间电阻不是一个固定的数值，与皮肤的干燥程度等有关，皮肤越干燥电阻越大，如图1-7-17所示，测量指间电阻约为124kΩ。
图1-7-17 测量指间电阻
注意
人体是导体，是可以导电的，当发现高压线掉落，请不要贸然捡起，否则会发生触电伤亡事故。