作者：Xie M. X. (UESTC，成都市)

双极型器件的基础性结构就是p-n结。通过多个p-n结的组合即可给出不同型式和不同特性的器件。

（1）一个p-n结的器件（图1）：

p-n结具有单向导电性，一个p-n结加上两个电极就构成一个二极管。

p-n结二极管可用作为整流、检波、微波器件（例如IMPATT二极管、BARITT二极管等）、光电器件（检测光、发光、光电池等）、电容器（耗尽层电容）等。

（2）两个p-n结的器件（图2）：

两个p-n结背靠背连接起来，即构成一个三层结构的器件。可以有两种不同的应用组态：

①二极管（图2(a)）：

这是一种双向交流开关二极管（DIAC），也称为三层DIAC。可看成是去掉了基极的BJT，也可以看成是基极开路的BJT。对于这种二极管，因为不管加在两端的电压方向怎样，其中总是有一个p-n结处于反偏状态、另一个p-n结处于正偏状态，即作为BJT来说，它总是处于放大状态。这时，当端头电压较低时，通过器件的电流很小（相当是Iceo），电流放大系数也很小，则为截止状态；当电压升高到使其中反偏的p-n结发生雪崩击穿时，电流即迅速增大，相应地电流放大系数也随之增大，并同时使得导通电压急剧降低（出现负阻特性），即进入导通状态。因此，这种二极管——三层DIAC具有如图2（a）右边所示的伏安特性。从而这种二极管具有双向开关功能。

②三极管（图2(b)）：

这就是通常的双极型晶体管（BJT）。一般，BJT具有四种工作状态（决定于两个p-n结上的电压极性）：截止状态、放大状态、饱和状态和反向放大状态。其特性曲线如图2（b）所示。

BJT在放大、开关、振荡等许多电子电路中，起着核心的作用。 

（3）三个p-n结的器件（图3）：

三个p-n结也可以构成二极管以及三极管。

①二极管（图3（a））：

由三个p-n结串联构成的二极管是一种晶闸管，称为反向阻断二端晶闸管或者Shockley转折二极管。该二极管可看成由两个BJT组合而成；当这两个BJT的电流放大系数达到较高（即(a1+a2)≈1）时，二极管即导通。该二极管的特性曲线如图3（a）所示。可见，该二极管是一种能够正向开关工作的单向开关器件。

②三极管（图3（b））：

即是在Shockley转折二极管中的一个BJT的基区上增加一个栅极所构成。这也就是所谓可控硅整流器（SCR）。当然，也可以分别在其中的两个BJT的基区上都各加一个栅极，这就构成了四端晶闸管。

SCR也可以看成为由两个BJT组合而成的，但是它有一个栅极；该栅极可以控制器件的正向阻断电压，即能够促使器件提早导通。其特性曲线如图图3（b）所示。为了提高SCR的正向阻断电压，常常采用所谓“阴极短路技术”，即把它的阴极与栅极在芯片上短路起来（目的是降低阴极端BJT的电流放大系数，以上的器件较难以导通）。

然而SCR的栅极只能触发器件导通，但不能关断阳极电流。这就是说，SCR存在所谓"闩锁效应"。 

（4）四个p-n结的器件（图4）：

①二极管（图4（a））：

由四个p-n结组合而成的器件，就是所谓五层DIAC，其基本结构和伏安特性如图4（a）所示。由于这种二极管可以看成是由两个p-n-p-n二极管反相并联而构成的，所以，它在正偏和反偏时都具有双稳态的负阻特性，即具有对称的双向开关特性。在此，对两个p-n-p-n二极管都采用了“阴极短路”技术，以提高双向正向阻断电压。

总之，三层DIAC和五层DIAC的伏安特性类似，都具有双向开关工作的功能。但是三层DIAC在集成电路中不会产生闩锁效应，而五层DIAC在一定条件下却可以产生闩锁效应。

DIAC常常用作为SCR或者TRIAC的触发开关管。

②三极管（图4（b））：

这是在五层DIAC的基础之上，添加一个栅极G而构成的，称为双向交流开关三极管（TRIAC）。实际上，TRIAC的栅极的作用就是控制正向阻断电压的大小、以实现开关作用。TRIAC也具有与五层DIAC类似的双向、双稳态的对称伏安特性，如图4（b）所示。

在TRIAC中也采用了“阴极短路”技术来提高正向阻断电压。TRIAC也可以认为就是由七个晶体管和多个电阻所组成的一种功率集成器件。TRIAC是交流电路中经常用到的一种双向开关三极管。