1. 正向偏置狀態(tài)：當(dāng)二極管陽極（P區(qū)）電位高于陰極（N區(qū)）電位，且電壓超過其門坎電壓（硅管約0.6-0.7V，鍺管約0.2-0.3V）時(shí)，PN結(jié)的內(nèi)建電場(chǎng)被削弱，載流子能夠順利通過，二極管導(dǎo)通。此時(shí)，二極管表現(xiàn)為一個(gè)很小的正向電阻（動(dòng)態(tài)電阻），其兩端電壓相對(duì)穩(wěn)定（近似為門坎電壓），電流隨外加電壓增加而迅速增大。

1. 反向偏置狀態(tài)：當(dāng)二極管陽極電位低于陰極電位時(shí)，PN結(jié)的內(nèi)建電場(chǎng)被增強(qiáng)，多數(shù)載流子無法穿越，僅由少數(shù)載流子形成極其微小的反向飽和電流。此時(shí)，二極管相當(dāng)于一個(gè)極大的電阻，處于截止?fàn)顟B(tài)。

1. 反向擊穿狀態(tài)：當(dāng)反向電壓超過某一臨界值（擊穿電壓）時(shí)，二極管會(huì)發(fā)生齊納擊穿或雪崩擊穿，反向電流急劇增大。對(duì)于普通整流二極管，這是一種非正常工作狀態(tài)，通常應(yīng)避免；但對(duì)于穩(wěn)壓二極管，正是利用這一特性在特定反向擊穿區(qū)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓功能。

二極管的工作狀態(tài)可以近似用一個(gè)“開關(guān)”模型來理解：正向?qū)〞r(shí)似“閉合開關(guān)”，反向截止時(shí)似“斷開開關(guān)”。這種明確的二態(tài)特性，使其廣泛應(yīng)用于整流、鉗位、保護(hù)和邏輯電路等領(lǐng)域。

二、 三極管：電流控制的放大器與開關(guān)

三極管（以最常見的雙極結(jié)型晶體管BJT為例）可以看作是由兩個(gè)背靠背的PN結(jié)（發(fā)射結(jié)和集電結(jié)）構(gòu)成，形成了三個(gè)區(qū)：發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)。其核心特性是電流控制作用，即用小電流（基極電流Ib）控制大電流（集電極電流Ic）。分析三極管的工作狀態(tài)，遠(yuǎn)比二極管復(fù)雜，通常根據(jù)其兩個(gè)PN結(jié)的偏置情況，劃分為三個(gè)至關(guān)重要的區(qū)域：

1. 放大狀態(tài)：這是三極管作為模擬信號(hào)放大器的核心工作狀態(tài)。其偏置條件是：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。

• 工作特性：在此狀態(tài)下，發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的載流子（對(duì)于NPN管是電子），絕大部分被反向偏置的集電結(jié)強(qiáng)電場(chǎng)收集，形成受控的集電極電流Ic。關(guān)鍵關(guān)系是 Ic = β * Ib，其中β為電流放大系數(shù)?；鶚O電流Ib的微小變化，會(huì)引起集電極電流Ic的成比例（β倍）的大變化，實(shí)現(xiàn)了電流放大。集電極-發(fā)射極之間的電壓Vce可以在一個(gè)較大范圍內(nèi)變化，而Ic基本只受Ib控制，這為電壓放大提供了可能。

1. 飽和狀態(tài)：這是三極管作為數(shù)字開關(guān)處于“完全開啟”的狀態(tài)。其偏置條件是：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于正向偏置。

• 工作特性：此時(shí)，集電結(jié)收集載流子的能力達(dá)到極限，即使再增加Ib，Ic也幾乎不再增大（Ic ≈ Vcc / Rc，由外電路電源Vcc和集電極電阻Rc決定）。三極管C、E兩極之間的壓降非常?。ü韫芗s0.2-0.3V，稱為飽和壓降Vce(sat)），相當(dāng)于一個(gè)接近閉合的開關(guān)，電流由外電路決定。

1. 截止?fàn)顟B(tài)：這是三極管作為數(shù)字開關(guān)處于“完全關(guān)閉”的狀態(tài)。其偏置條件是：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于反向偏置（或發(fā)射結(jié)零偏/反偏）。

• 工作特性：此時(shí)，兩個(gè)PN結(jié)均阻擋電流，只有微小的反向漏電流（Iceo）流過。集電極電流Ic ≈ 0，C、E兩極之間承受高電壓，相當(dāng)于一個(gè)斷開的開關(guān)。

還存在一種反向放大狀態(tài)（發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)正偏），但由于三極管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不對(duì)稱性（發(fā)射區(qū)摻雜濃度遠(yuǎn)高于集電區(qū)），這種狀態(tài)放大能力極差，通常不作為正常工作狀態(tài)使用。

三、 聯(lián)系與升華：從二態(tài)到三態(tài)，從開關(guān)到控制

從二極管到三極管，其工作狀態(tài)的分析體現(xiàn)了半導(dǎo)體器件應(yīng)用的深化：

• 物理基礎(chǔ)的延續(xù)：兩者工作的物理基礎(chǔ)都是PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴Ｈ龢O管可以視為用兩個(gè)相互影響的PN結(jié)，構(gòu)建了一個(gè)具有新功能的器件。分析三極管狀態(tài)時(shí)，我們依然從分析每個(gè)PN結(jié)的偏置（正偏還是反偏）入手。
• 功能維度的躍遷：二極管的工作是“自洽”的，其狀態(tài)僅由自身兩端電壓決定，功能是二元的（通/斷）。而三極管的工作是“他控”的，其狀態(tài)由兩個(gè)回路的電壓共同決定（基極-發(fā)射極電壓控制發(fā)射結(jié)，集電極-發(fā)射極電壓影響集電結(jié)），功能是多元且連續(xù)的。正是這種復(fù)雜性，賦予了它放大這一革命性功能，使其成為模擬電路的核心。在數(shù)字電路中，三極管則工作在飽和與截止這兩個(gè)極端狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了比二極管更優(yōu)的開關(guān)特性（更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力和隔離度）。
• 分析方法的進(jìn)階：分析二極管主要看其兩端電壓Vd。而分析三極管電路，必須建立輸入回路（基極回路）和輸出回路（集電極回路）的概念，并理解兩者通過晶體管特性產(chǎn)生的耦合。常用的圖解分析法（負(fù)載線）和模型分析法（如h參數(shù)模型），都是為了求解在這兩個(gè)回路約束下，晶體管會(huì)穩(wěn)定在哪個(gè)工作狀態(tài)。

二極管以其簡潔的二態(tài)特性，奠定了邏輯與電能變換的基礎(chǔ)。而三極管通過巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在二極管的物理原理之上，演化出放大、飽和、截止三種核心狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了從被動(dòng)器件到主動(dòng)控制器的跨越，從而開啟了整個(gè)信息時(shí)代的大門。掌握從PN結(jié)偏置角度分析其工作狀態(tài)的方法，是理解和設(shè)計(jì)一切晶體管電路的關(guān)鍵第一步。