（自用）硬件学习2-主动元件学习（二极管、三极管、MOS管、继电器）_二极管三极管是主动

主动元件（具有放大、开关、振荡等功能的电子元件）

主动元件通常被用于构建各种放大器、开关电路、振荡器等高级电路和系统。

 1.二极管

二极管是一种最基本的主动元件，它主要用于整流和限制电压。

理想二极管具有单向导电性，正偏相当于短路；反偏相当于断路。

                  

实际二极管的开关性质，导通电压为：

V（锗）=0.1~0.3V；

V（硅）=0.5~0.7V；

 使用时要避免因电压过高，反向击穿二极管。

 发光二极管（LED）

 发光二极管正常工作要求：

①两端电压大于开启电压              ②有足够的正向电流

③亮度和电流大小相关                  ④需要限流电阻

⑤长脚一边是正极

 发光二极管是电流驱动，亮度主要与电流大小有关，一般使用恒流源。

2.三极管

三极管是一种常见的放大器元件，它主要用于电子电路中的放大和开关。

三极管的特点是高放大倍数、高输入阻抗和低输出阻抗，通常用于构建各种功放、放大器等高级电路和系统。

三极管有三个引脚，分别是：

Emitter发射极、Base基极、Collect集电极

助记技巧：箭头永远指向N 

三极管工作状态（以NPN三极管为例）：

数字电路领域，三极管工作在饱和区和截止区。

三极管的开关性质运用：

当b极的电压高于e极电压时，ce导通，当b极电压低于e极电压时，ce断开。

三极管的特点：电流驱动（必须有电流才能使三极管导通）。

三级管的作用：

一、电路开关

NPN型：

①当Vin输入信号为0时，Vb=Ve，无压降，ce不导通，所以Vout被VCC拉至高电平1；

②当Vin输入信号为1时，Vbe>0.7V，ce导通，所以Vout被接地端拉至低电平0；

PNP型：

①当Vin输入信号为0时，Veb>0.7V，ce导通，所以Vout被VCC拉至高电平1；

②当Vin输入信号为1时，Ve=Vb，无压降，ce不导通，所以Vout被接地端拉至低电平0；

控制三极管的通断，实际上就是控制B-E两端的电压： 

使用NPN管时，E极接GND；

使用PNP管时，E极接VCC；

 二、电平转换

 信号单向传输，串口（UART）电路应用

3.3V转换为5V：

①当输入为低电平0时，Vbe>0.7V，CE导通，输出端被输入端拉低为低电平0；

②当输入为3.3V的高电平1时，Vb=Ve，BE无压降，CE不导通，输出端为5V的高电平1。 

同样可以改成5V转3.3V：

 

3.MOS管

MOS，是MOSFET的缩写，MOSFET 金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管。利用控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件。

MOS管与三极管相似也有三个极：

G：gate 栅极；S：source 源极；D：drain 漏极

场效应管分为PMOS管（P沟道型）和NMOS（N沟道型）管。

MOS管作为开关元件，同样是工作在截止或导通两种状态。由栅源电压Vgs决定其工作状态。

MOS管箭头指向G极为N沟道，箭头指向S极为P沟道。（箭头摁向墙中）

寄生二极管方向与箭头方向相同，散聚皆有S极。

MOS管速记：把箭头掰弯才能导通。（箭头指向极电压大于箭头来源极电压）

MOS管的特点：电压驱动

（MOS管安装时电流方向要逆着二极管方向）

电平转换，信号双向传输，I2C电路应用：

N沟道型：

①当左边输入为0时，Vg > Vs，所以DS导通，右边输出被拉低为0；

②当左边输入为3.3V的高电平1时，Vg=Vs，所以DS不导通，右边输出5V的高电平1；

③当右边输入为0时，因寄生二极管导通，所以二极管左边S极产生0.7V的固定压降，之后Vg>Vs，DS导通，左边输出低电平0；

④当右边输入为5V的高电平1时，寄生二极管不导通，所以左边输出为3.3V的高电平1；

4.继电器

继电器是一种电子控制器件，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。

原理：当DF接通产生电流时，电磁铁产生磁吸力，将衔铁吸下来，此时BC导通；当DF断开时，电磁铁无磁吸力，衔铁被弹簧拉上来，此时AB导通。