生“光电流”，其大小与光照强度成正比。光电二极管的符号如图5-10所示。光电二极管是光电子系统中用于光电转换的电子器件。在信号传输和存储等环节中，越来越多地应用光信号。采用光电子系统的突出优点是，抗干扰能力较强、传送信息量大、传输耗损小且工作可靠。
图5-10 光电二极管的图形符号
4.变容二极管
变容二极管是一种利用PN结电容随外加反向偏压变化而变化的原理制成的半导体二极管。其图形符号如图5-11所示。二极管的PN结都具有结电容，当加反向电压时，阻挡层加厚，结电容减小，反向偏压越高，结电容则越小，变容二极管等同可变电容。结电容一般只有几个皮法，至多一、二百皮法，所以变容二极管都用于高频电路，例如，彩色电视机普遍采用具有记忆功能（预选台）的电子调谐器，其工作原理就是通过控制直流电压来改变变容二极管的结电容量，以选择某一频道的谐振频率。
图5-11 变容二极管的电路图形符号 (a)新图形符号 (b)旧图形符号
变容二极管有玻璃外壳封装（玻封）、塑料封装（塑封）、金属外壳封装（金封）和无引线表面封装等多种封装形式。通常，中小功率的变容二极管采用玻封、塑封或表面封装，而功率较大的变容二极管多采用金封。
常用的国产变容二极管有2CC系列和2CB系列，主要参数见表5-6。
表5-6 2CC系列和2CB系列变容二极管的主要参数
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型 参 号 最高反向工数 电容量/pF 作电压/V 10-35 (4V) 27.19～32.03(2V) 2.7～3.04(25V) 20 35 流/mA ≤0.5 ＜0.1 ≥2 10-11 ≥250 - 反向电电容比 效率 或频段 5MHZ VHF 工作频率2CC101/201/301 2CB133
常用的进口变容二极管有S系列、MV系列、KV系列、1T系列、1SV系列等。
第三节 半导体三极管
在生产和测量中，电信号放大电路的应用十分广泛，经常需要将微弱的电信号(电压、
电流或电功率)进行放大，以便有效进行观察、测量、控制或调节。例如收音机和电视机，
它们天线收到的包含声音和图像信息的微弱电信号，只有通过电信号放大电路变换来推动扬声器和显像管工作，而这样的电路可以用晶体管、运算放大器等电子元件组成。
一、三极管的基本结构和符号
晶体三极管又称三极管，是最重要的一种半导体器件，常用的一些三极管外形如图5-12所示。
图5-12 常用三极管外形
三极管最常见的结构有平面型和合金型两类，如图5-13所示，图(a)为平面型(主要为
硅管)，图(b)为合金型(主要为锗管)。
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图5-13 晶体三极管结构 (a)平面型三极管 (b)合金型三极管
不论是平面型还是合金型，内部都由三层N、P、N型半导体或三层P、N、P型半导体材料构成，因此又把三极管分为NPN型和PNP型两类。其结构示意图和电路符号如图5-14所示，图(a)为NPN型，图(b)为PNP型。
每一类三极管都由基区(B)、发射区(E)、集电区(C)组成，每个区分别引出一个电极，即基极B、发射极E、集电极C。三极管有两个PN结，基区和集电区之间的PN结称为集电结，基区和发射区之间的称为发射结。电路符号中的箭头表示发射极电流的方向。
晶体管结构有一种重要的特点，那就是E区的掺杂浓度高，B区掺杂浓度低且很薄，C区面积较大，因此E区和C区不可调换使用。
图5-14 晶体三极管的结构及电路符号
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(a)NPN型三极管结构与符号 (b)PNP型三极管结构与符号
二、三极管的放大原理
为了解三极管的电流放大作用，我们先做一个实验，实验电路如图5-15所示，基极电源UB、基极电阻RB、基极B和发射极E组成输入回路。集电极电源UC、集电极电阻RC、集电极C和发射极E组成输出回路。发射极是公共电极。这种电路称为共发射极电路。
图5-15 晶体管内部载流子运动与外部电流图
如图5-15所示，在B、E两端接电源UB，在C、E两端接电源UC，并且使UB＜UC，这样就保证了发射结加的是正向电压(正向偏置)，集电结加的是反向电压(反向偏置)，这是三极管实现电流放大作用的外部条件。此时，在电路中就会形成三个电流IB、IC和IE。
此时，三极管内部载流子的运动过程如下：
1.电子从发射区向基区扩散的过程：当发射结处于正向偏置时，发射结阻挡层变薄，发射区的多数载流子（自由电子）不断扩散到基区，由于发射区的掺杂浓度较大，发射区的电子更容易扩散入基区，形成发射极电流IE。
2.电子在基区复合及扩散的过程：由于基区很薄，多数载流子（空穴）浓度很低，所以从发射极扩散过来的电子只有很极少部分可以和基区空穴复合，形成比较小的基极电流IB，而剩下的绝大部分电子都能扩散到集电结边缘。
3.电子被集电区收集的过程：由于集电结反向偏置，从发射区扩散到基区并到达集电区边缘的电子会在其作用下，被拉动至集电区，从而形成较大的集电极电流IC。
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当调整电阻RB时，基极电流IB、集电极电流IC和发射极电流IE都会发生变化。通过以上实验得出如下表5-7所示的测量结果。
表5-7 三极管电流测量结果
IB（mA） IC（mA） IE（mA） IC/IB ΔIC/ΔIB 0 ＜0.001 ＜0.001 0.01 0.50 0.51 50 50 0.02 1.00 1.02 50 60 0.03 1.60 1.63 53 60 0.04 2.20 2.24 55 0.05 2.90 2.95 58 70 由实验测量结果分析可得出下面的结论：
(1) 发射极电流等于基极电流和集电极电流之和。此结果符合基尔霍夫电流定律。
IE=IB+IC (5-2)
(2) IC比IB大得多。从第二列以后的IC/IB数据可看出这点，即:IC要比IB大数十倍。 (3) 很小的IB变化可以引起很大的IC变化。比较第二列以后，后一列与前一列数据的基极电流和集电极电流的相对变化，即：ΔIC/ΔIB，当基极电流较小的变化时，集电极电流的变化却较大。也就是说，基极电流对集电极电流具有控制作用，这就是晶体管的电流放大作用。
三、三极管的特性曲线
晶体管的伏安特性曲线反映了晶体管的性能和各电极的电流和电压之间的关系，实际上是其内部特性的外部表现，是分析放大电路的重要依据。这些特性曲线可用晶体管特性图示仪直观地显示出来，也可以通过如图5-16所示的实验电路进行测绘。
图5-16 三极管伏安特性曲线实验电路
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