第四課：電晶體與二極體

本課學習目標

深入了解半導體元件的工作原理，從二極體的單向導通到電晶體的放大與開關應用，掌握效果器電路中最重要的主動元件。

• 理解二極體的單向導通特性與應用
• 掌握電晶體的放大原理與偏壓設定
• 認識常用型號與規格參數
• 學會基本的半導體電路應用

一、二極體基礎

1.1 二極體的結構與符號

二極體是最簡單的半導體元件，由P型和N型半導體接合而成， 具有單向導通的特性。

1.2 常用二極體型號

1N4148

小訊號二極體

• 快速切換（4ns）
• 最大電流：200mA
• 用途：訊號整流、保護

1N4007

整流二極體

• 耐壓：1000V
• 最大電流：1A
• 用途：電源整流

LED

發光二極體

• 壓降：1.8-3.3V（依顏色）
• 電流：5-20mA
• 用途：指示燈、顯示

1.3 二極體應用電路

半波整流電路

利用二極體的單向導通特性，將交流電轉換為脈動直流電。

限幅保護電路

在效果器輸入端使用背對背二極體，限制訊號幅度，產生失真效果。

二極體導通特性模擬器

二、電晶體基礎

2.1 雙極性接面電晶體（BJT）

BJT是由三層半導體組成的元件，分為NPN和PNP兩種類型， 具有電流放大的功能。

2.2 電晶體接腳識別

    正面視圖（平面朝向自己）
         ___
        /   \
       |     |
       |_____|
        | | |
        E B C
        
    E = 射極 (Emitter)
    B = 基極 (Base)  
    C = 集極 (Collector)
                    

2.3 常用電晶體型號

2N3904

NPN通用小訊號

• hFE：100-300
• Vceo：40V
• 用途：放大、開關

BC547

NPN低雜訊

• hFE：110-800
• Vceo：45V
• 用途：音頻放大

2N3906

PNP通用型

• hFE：100-300
• Vceo：-40V
• 用途：互補電路

電晶體偏壓計算器

三、在效果器中的應用

3.1 二極體在效果器中的應用

失真效果器（Distortion）

• 硬削波：並聯二極體到地，產生方波失真
• 軟削波：在回授迴路中使用二極體，產生溫暖失真
• 不對稱削波：使用不同二極體組合，產生豐富諧波

3.2 電晶體在效果器中的應用

Fuzz Face 經典電路

使用兩個電晶體級聯，第一級提供增益，第二級產生飽和失真。 經典的鍺電晶體版本使用AC128或OC75。

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