1.2 常用元器件及基础电路1.2.1 晶体二极管与整流电路
半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间，常用的有硅和锗等。为了提高半导体的导电性能，在半导体材料中掺入了微量的三价或五价元素，掺入微量的三价元素后的半导体称为P型半导体；掺入微量的五价元素就称为N型半导体，而二极管晶体管等半导体就是由P型半导体材料和N型半导体材料制成。
（1）二极管的结构
用特殊工艺将P型和N型半导体结合在一起，在它们的交界面上就会形成一层很薄的电荷区，称为PN结。
将PN结用外壳封装，并在两端分别用引线引出两个电极，就构成二极管，与P区相连的电极称为二极管的正极，与N区相连的电极称为二极管的负极。二极管的外形有很多种，通过外壳上的色圈、色点和符号可以判断正负极性，标有色圈或色点的一端为负极。
（2）单向导电特性
二极管具有单向导电特性，正向偏置时，如图1-18所示，二极管导通；导通后，硅二极管的管压降为0.6～0.7V，锗二极管的管压降为0.2～0.3V。反向偏置时（即二极管正极接电源负极，二极管负极接电源正极），二极管截止。当反向电压增大到某一值时，二极管突然反向导通，这种现象称为反向击穿。普通二极管被反向击穿后，就造成了损坏，无法使用；而稳压二极管是个特例，它正常工作时，工作在反向击穿状态，不会损坏。
图1-18 二极管的工作特性
a）正向导通 b）特性曲线
（3）整流
将交流电变成单一方向的直流电的过程，称为整流。整流在汽车电路中使用比较广泛，如发电机发出的是交流电，经整流、滤波、稳压变成恒定直流电之后，才能供给各直流负载使用，以及给蓄电池充电。
①单相半波整流电路：如图1-19所示，在u2的正半周内，a端为正，b端为负，二极管正偏导通，忽略二极管的管压降，负载两端的电压等于u2；在u2负半周时，a端为负，b端为正，二极管反偏截止，负载两端电压为零。整流电路每个周期输出的波形只有一半，因此称为半波整流。
图1-19 单相半波整流电路
a）原理图 b）波形图
②单相桥式整流：如图1-20所示，在u2的正半周内，a端为正，b端为负，二极管VD1、VD4正偏导通，VD2、VD3反偏截止，电流从a端流出，经VD1、R、VD4流回b端。在u2的负半周内，a端为负，b端为正，二极管VD2、VD3正偏导通，VD1、VD4反偏截止，电流从b端流出，经VD2、R、VD3流回a端。无论处于正半周还是负半周，流过负载的电流方向相同，负载上产生的电压的波形都和u2正半周一致。桥式整流输出的电压比半波整流大一倍。
图1-20 单相桥式整流电路
a）原理图 b）波形图
1.2.2 稳压管与稳压电路
（1）稳压管及其作用
稳压二极管是一种具有稳压作用的特殊硅二极管，使用时反接于电路中，工作在反向击穿区，稳压管的电流在很大范围内变化时，其两端的电压基本不变，这就是稳压管的稳压作用。
（2）稳压电路
图1-21所示为由限流电阻器和稳压管构成的简单稳压电路，其工作原理为
1）当输入电压波动时，保持输出电压Uo稳定的调整过程为
Ui↑→Uo↑→Iz↑→IR↑→UR↑→Uo↓
2）当发生变化时，保持输出电压Uo稳定的调整过程为
RL↓→Uo↓→Iz↓→Io↑→Uo↑
可见，只要稳压管工作电流Iz在允许的变化范围内，就可自动地通过稳压管电流Iz的调整保持输出电压的稳定。
图1-21 稳压电路
（3）续流二极管电路
为了消耗线圈断电时产生的自感电动势，常在继电器线圈两端反向并联续流二极管，使用时注意二极管的极性连接，必须与电源极性相反，如图1-22所示。
（4）其他二极管
1）发光二极管（LED）：发光二极管的符号如图1-23所示，发光二极管正向偏置时，导通发光，其工作电压在1.5～3V之间，因此使用时，要串联电阻。
2）光敏二极管：光敏二极管的符号如图1-24所示，光敏二极管是将光能转换为电能的器件，作为耦合器件用于光电传输设备中。
图1-22 续流二极管
图1-23 发光二极管
图1-24 光敏二极管
（5）二极管的测试
①使用指针式万用表检测
a.好坏判别。二极管的好坏，通过用万用表的欧姆挡来测试二极管的正、反向电阻进行判断，如图1-25所示。
用R×100或R×1k挡，将两根表笔分别正接或反接在被测二极管的两端，即可测得两个电阻值，其中小的是正向电阻，约为几百欧或几千欧；大的是反向电阻，一般在几十万欧。
如果测得正向电阻在几百欧或几千欧以下（汽车用的整流二极管用R×1挡测量时为10Ω左右），反向电阻在几十万欧以上，说明二极管的单向导电特性良好；如果测得正、反向电阻均为无穷大，说明二极管已断路；如果测得正、反向电阻都很小或为零，说明二极管已短路。后两种情况说明二极管已损坏。
b.极性判别。除了从外壳的标志能判定二极管的极性外，也可以通过万用表测量正、反向电阻时判定，测得正向电阻时，黑表笔所接的一端是二极管的正极，红表笔所接的一端是二极管的负极。因为指针式万用表的欧姆挡，黑表笔与表内电池的正极相连，红表笔与表内电池的负极相连。
图1-25 二极管测试
②使用数字式万用表检测
a.好坏判别。将万用表拨到“二极管测试”挡，将两表笔分别正接或反接在二极管两端，即可得两个值，如果小的测量值为0.3V或0.5V左右（锗管0.3V，硅管0.5V），大的测量值为无穷大，说明二极管良好；如果两次测量值均为无穷大，说明二极管已断路；如果两次测量值都很小或为零，说明二极管已短路。
b.在上述测量中，当测量值为0.5V或0.3V左右时，红表笔所接的一端是二极管正极，黑表笔所接的一端是二极管的负极。因为数字式万用表的“二极管测试”挡，红表笔与表内电池的正极相连，黑表笔与表内电池的负极相连。
1.2.3 晶体管与放大电路
晶体管由三块半导体组成，根据组合的方式不同，分为NPN型和PNP型两种类型，常见的NPN管多为硅管，PNP管多为锗管。图1-26为晶体管的结构示意图和符号。
晶体管有两个PN结，分别为发射结和集电结，三个电极，分别为基极（B）、发射极（E）和集电极（C）。NPN型管发射极E流出的电流为基极B和集电极C流入电流之和；PNP型管发射极E流入的电流为基极B和集电极C流出电流之和。
1.晶体管的放大特性与放大电路
晶体管具有电流的放大特性，要使晶体管工作在放大状态，就必须对晶体管加上正确的直流偏置电压，如图1-27所示，电路中UBB
