半导体基础
半导体基础知识
G
S 图 P 沟道结型场效应管结构图
S 符号
二、工作原理
N 沟道结型场效应管用改变 UGS 大小来控制漏极电
流 ID 的。
耗尽层
D 漏极
*在栅极和源极之间
加反向电压，耗尽层会变
栅极
G
N
P+ 型 P+
沟 道
N
S 源极
宽，导电沟道宽度减小， 使沟道本身的电阻值增大， 漏极电流 ID 减小，反之， 漏极 ID 电流将增加。
e
e
图 三极管中的两个 PN 结
c
三极管内部结构要求：
N
b
PP
NN
1. 发射区高掺杂。
2. 基区做得很薄。通常只有 几微米到几十微米，而且掺杂较 少。
3. 集电结面积大。
e
三极管放大的外部条件：外加电源的极性应使发射 结处于正向偏置状态，而集电结处于反向偏置状态。
三极管中载流子运动过程
c
Rc
IB
I / mA
60
40 死区 20 电压
0 0.4 0.8 U / V
正向特性
2. 反向特性 二极管加反向电压，反 向电流很小； 当电压超过零点几伏后， 反向电流不随电压增加而增
I / mA
–50 –25
0U / V
击穿 – 0.02 电压 U(BR) – 0.04
反向饱 和电流
大，即饱和；
反向特性
常用的 5 价杂质元素有磷、锑、砷等。
+4
+4
+4
自由电子
+4
+45
+4
施主原子
+4
+4
半导体器件基础
自由电子 带负电荷 电子流
载流子
空穴 带正电荷 空穴流 ＋总电流
6
N型半导体和P型半导体
多余电子
N型半导体
硅原子
【Negative电子】
+4
+4 +4
在锗或硅晶体内
掺入少量五价元素
杂质，如磷；这样
+4
在晶体中就有了多 磷原子 余的自由电子。
+4
+5 +4 +4 +4
多数载流子——自由电子
少数载流子——空穴
不失真——就是一个微 弱的电信号通过放大器 后，输出电压或电流的 幅度得到了放大，但它 随时间变化的规律不能 变。
放大电路是模拟电路中最主要的电路,三极管是 组成放大电路的核心元件。
具有放大特性的电子设备：收音机、电视机、
手机、扩音器等等。
36
利用三极管组成的放大电路，最常用的接法是：基 极作为信号的输入端，集电极作为输出端，发射极 作为输入回路、输出回路的共同端（共发射极接法）
38
饱和工作状态
调节偏流电阻RP的阻值， 使基极电流充分大时，集电 极电流也随之变得非常大， 三极管的两个PN结则都处于 正向偏置。集电极与发射极 之间的电压很小，小到一定 程度会削弱集电极收集电子 的能力，这时Ｉb再增大， Ｉc也不能相应地增大了， 三极管处于饱和状态，集电 极和发射极之间电阻很小， 相当开关接通。
27
▪ 几种常见三极管的实物外形
大功率三极管
功率三极管
普通塑封三极管
28
▪ 三极管的分类
① 按频率分
高频管 低频管
硅管 ③ 按半导
体材料分 锗管
② 按功率分
半导体基础
2. 复合与非平衡载流子寿命τ
复合是指电子与空穴相遇时，成对消失，以热或 发光方式释放出多余的能量。 非平衡载流子寿命τ：非平衡载流子从产生到复合 之前的平均存在时间。 它表征复合的强弱，τ小表示复合快，τ大表示复 合慢。它决定了光电器件的时间特性，采用光激 发方式的光生载流子寿命与光电转换的效果有直 接关系。τ的大小与材料的微观复合结构、掺杂、 缺陷有关。
本征吸收与非本征吸收：
本征吸收： 半导体吸收光子的能量使价带中的电子激发到导带，在价 带中留下空穴，产生等量的电子与空穴，这种吸收过程叫 本征吸收。 产生本征吸收的条件：入射光子的能量（hν）至少要等于 材料的禁带宽度Eg。即 hν≥Eg 从而有 ν0≥Eg/h λ0≤hc/Eg=1.24μm·eV/Eg h：普朗克常数；c：光速； ν0：材料的频率阈值；λ0：材料的波长阈值。
电子共有化，能级扩展为能带示意图 a) 单个原子 b) N个原子
禁带（Forbidden Band）： 允许被电子占据的能带称为允许带，允许带之间的范 围是不允许电子占据的，此范围称为禁带。 原子壳层中的内层允许带总是被电子先占满，然后再 占据能量更高的外面一层的允许带。被电子占满的允 许带称为满带，每一个能级上都没有电子的能带称为 空带。 价带（Valence Band）：原子中最外层的电子称为 价电子，与价电子能级相对应的能带称为价带。 导带（Conduction Band）：价带以上能量最低的 允许带称为导带。 导带的底能级表示为Ec，价带的顶能级表示为Ev，Ec 与Ev之间的能量间隔称为禁带Eg。
0.92 0.55
非本征吸收：
非本征吸收包括杂质吸收、自由载流子吸收、激 子吸收和晶格吸收等。 杂质吸收：杂质能级上的电子（或空穴）吸收光 子能量从杂质能级跃迁到导带（空穴跃迁到价 带），这种吸收称为杂质吸收。杂质吸收的波长 阈值多在红外区或远红外区。 自由载流子吸收：导带内的电子或价带内的空穴 也能吸收光子能量，使它在本能带内由低能级迁 移到高能级，这种吸收称为自由载流子吸收，表 现为红外吸收。
半导体基础
1.稳压管的伏安特性
1.3 稳压二极管
2.稳压管的主要参数 1).稳定电压 Uz 2).稳定电流 Iz 4）.动态电阻rz
5）.温度系数α
3）.额定功耗 PZM
1.3 稳压二极管
例： 如图所示是一个简单的并联稳压电路。 R为限流电阻，求 R 上的电压值VR和电流值。
1k + +
Vz 7V
_
Dz
热敏元件、光敏元件
1.1 半导体基础知识
3．杂质半导体 ⑴ N型半导体
在本征半导体中掺入五价 杂质（如磷），则形成N 型半导体，电子为多数载 流子，空穴为少数载流子， 主要依靠电子导电。
1.1 半导体基础知识
3．杂质半导体
⑵ P型半导体
在本征半导体中掺入 三价杂质，则形成P 型半导体，空穴为多 数载流子，电子为少 数载流子，主要依靠 空穴导电。
解：
1.2 半导体二极管
【例1－2】 电路如图所示，二极管导通电压UD～ 0.7V，分别计算开关断开和关闭时输出电压的数值
解：利用压降模型分析电路 开关断开时，输出电压为 U0=V1-UD=6-0.7=5.3V 开关闭合后，二极管外加反 向电压截止，故 输出电压为 V2＝12V
1.2 半导体二极管
1.1 半导体基础知识
1.1.2 PN结 1．PN结的形成
空穴电子 浓度差
引起 载流子扩散
空间电荷区 （耗尽层）
平衡 形成PN结
内建电场E 空间电荷区：只有少数载流子，导电性很差，看作绝缘区
1.1 半导体基础知识
PN结形成的动画
1.1 半导体基础知识
2．PN结的单向导电特性 ⑴ PN结加正向电压 ⑵ PN结加反向电压
形成空穴电流
半导体基础知识
现代电子学中，用的最多的半导 体是硅和锗，它们的最外层电子 （价电子）都是四个。
Ge
Si
电子器件所用的半导体具有晶体结构，因 此把半导体也称为晶体。
2、半导体的导电特性
1）热敏性 与温度有关。温度升高，导电能力增强。 2）光敏性 与光照强弱有关。光照强，导电能力增强 3）掺杂性 加入适当杂质，导电能力显著增强。
图 二极管的结构示意图 (a)点接触型
(2) 面接触型二极管—
PN结面积大，用 于工频大电流整流电路。
往往用于集成电路制造工 艺中。PN 结面积可大可小，用 于高频整流和开关电路中。
(b)面接触型
(3) 平面型二极管—
(c)平面型 图 二极管的结构示意图
2、分类
1）按材料分：硅管和锗管 2）按结构分：点接触和面接触 3）按用途分：检波、整流…… 4）按频率分：高频和低频
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
空间电荷区
扩散运动 (浓度差产生)
阻挡多子扩散
2）内电场的形成及其作用{ 促进少子漂移 漂移运动
P型半导体
、所以扩散和 移这一对相反－ － － － － － 运动最终达到 衡，相当于两－ － － － － － 区之间没有电－ － － － － － 运动，空间电 区的厚度固定－ － － － － － 变。
在常温下，由于热激发，使一些价电子 获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成 为自由电子，同时共价键上留下一个空位， 称为空穴。
半导体基础知识
一．名词解释：1..什么是半导体？半导体具有那些特性？导电性介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体热敏性：导电能力受温度影响大，当环境温度升高时，其导电能力增强。
可制作热敏元件。
光敏性：导电能力受光照影响大，当光照增强时候，导电能力增强。
可制作光敏元件。
掺杂性：导电能力受杂质影响极大，称为掺杂性。
2.典型的半导体是SI和Ge , 它们都是四价元素。
Si是一种化学元素，在地壳中含量仅次于氧，其核外电子排布是？。
3.半导体材料中有两种载流子，电子和空穴。
电子带负电，空穴带正电，在纯净半导体中掺入不同杂质可得到P型和N型半导体，常见P型半导体的掺杂元素为硼，N型半导体的掺杂元素为磷。
P型半导体主要空穴导电，N型半导体主要靠电子导电。
4. 导体：导电性能良好，其外层电子在外电场作用下很容易产生定向移动，形成电流，常见的导体有铁，铝，铜等低价金属元素。
5.绝缘体：一般情况下不导电，其原子的最外层电子受原子核束缚很强，只有当外电场达到一定程度才可导电。
惰性气体，橡胶等。
6.半导体：一般情况下不导电，但在外界因素刺激下可以导电，例如强电场或强光照射。
其原子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体和绝缘体之间。
Si,Ge等四价元素。
7. 本征半导体：无杂质的具有稳定结构的半导体。
8晶体：由完全相同的原子，分子或原子团在空间有规律的周期性排列构成的有一定几何形状的固体材料，构成晶体的完全相同的原子，分子，原子团称为基元。
9.晶体结构：简单立方，体心立方，面心立方，六角密积，NACL结构，CSCL结构，金刚石结构。
10.七大晶系：三斜，单斜，正交，四角，六角，三角，立方。
11.酸腐蚀和碱腐蚀的化学反应方程式：SI+4HNO3+HF=SIF4+4NO2+4H2OSI+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H212.自然界的物质，可分为晶体和非晶体两大类。
常见的晶体有硅，锗，铜，铅等。
常见的非晶体有玻璃，塑料，松香等。
晶体和非晶体可以从三个方面来区分：1.晶体有规则的外形 2.晶体具有一定的熔点 3.晶体各向异性。
半导体基础知识
半导体基础知识1．什么是导体、绝缘体、半导体？容易导电的物质叫导体，如：⾦属、⽯墨、⼈体、⼤地以及各种酸、碱、盐的⽔溶液等都是导体。
不容易导电的物质叫做绝缘体，如：橡胶、塑料、玻璃、云母、陶瓷、纯⽔、油、空⽓等都是绝缘体。
所谓半导体是指导电能⼒介于导体和绝缘体之间的物质。
如：硅、锗、砷化镓、磷化铟、氮化镓、碳化硅等。
半导体⼤体上可以分为两类，即本征半导体和杂质半导体。
本征半导体是指纯净的半导体，这⾥的纯净包括两个意思，⼀是指半导体材料中只含有⼀种元素的原⼦；⼆是指原⼦与原⼦之间的排列是有⼀定规律的。
本征半导体的特点是导电能⼒极弱，且随温度变化导电能⼒有显著变化。
杂质半导体是指⼈为地在本征半导体中掺⼊微量其他元素（称杂质）所形成的半导体。
杂质半导体有两类：N型半导体和P型半导体。
2．半导体材料的特征有哪些？（1）导电能⼒介于导体和绝缘体之间。
（2）当其纯度较⾼时，电导率的温度系数为正值，随温度升⾼电导率增⼤；⾦属导体则相反，电导率的温度系数为负值。
（3）有两种载流⼦参加导电，具有两种导电类型：⼀种是电⼦，另⼀种是空⽳。
同⼀种半导体材料，既可形成以电⼦为主的导电，也可以形成以空⽳为主的导电。
（4）晶体的各向异性。
3．简述N型半导体。
常温下半导体的导电性能主要由杂质来决定。
当半导体中掺有施主杂质时，主要靠施主提供电⼦导电，这种依靠电⼦导电的半导体叫做N型半导体。
例如：硅中掺有Ⅴ族元素杂质磷（P）、砷（As）、锑（Sb）、铋（Bi）时，称为N型半导体。
4．简述P型半导体。
当半导体中掺有受主杂质时，主要靠受主提供空⽳导电，这种依靠空⽳导电的半导体叫做P型半导体。
例如：硅中掺有Ⅲ族元素杂质硼（B）、铝（Al）、镓（Ga）、铟（In）时，称为P型半导体。
5．什么是半绝缘半导体材料？定义电阻率⼤于107Ω*cm的半导体材料称为半绝缘半导体材料。
如：掺Cr的砷化镓，⾮掺杂的砷化镓为半绝缘砷化镓材料。
掺Fe的磷化铟，⾮掺杂的磷化铟经退⽕为半绝缘磷化铟材料。
半导体基础知识
半导体基础知识 Prepared on 24 November 2020一．名词解释：1..什么是半导体半导体具有那些特性导电性介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体热敏性：导电能力受温度影响大，当环境温度升高时，其导电能力增强。
可制作热敏元件。
光敏性：导电能力受光照影响大，当光照增强时候，导电能力增强。
可制作光敏元件。
掺杂性：导电能力受杂质影响极大，称为掺杂性。
2.典型的半导体是SI和Ge , 它们都是四价元素。
Si是一种化学元素，在地壳中含量仅次于氧，其核外电子排布是。
3.半导体材料中有两种载流子，电子和空穴。
电子带负电，空穴带正电，在纯净半导体中掺入不同杂质可得到P型和N型半导体，常见P型半导体的掺杂元素为硼，N型半导体的掺杂元素为磷。
P型半导体主要空穴导电， N型半导体主要靠电子导电。
4. 导体：导电性能良好，其外层电子在外电场作用下很容易产生定向移动，形成电流，常见的导体有铁，铝，铜等低价金属元素。
5.绝缘体：一般情况下不导电，其原子的最外层电子受原子核束缚很强，只有当外电场达到一定程度才可导电。
惰性气体，橡胶等。
6.半导体：一般情况下不导电，但在外界因素刺激下可以导电，例如强电场或强光照射。
其原子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体和绝缘体之间。
Si,Ge等四价元素。
7. 本征半导体：无杂质的具有稳定结构的半导体。
8晶体：由完全相同的原子，分子或原子团在空间有规律的周期性排列构成的有一定几何形状的固体材料，构成晶体的完全相同的原子，分子，原子团称为基元。
9.晶体结构：简单立方，体心立方，面心立方，六角密积， NACL结构，CSCL结构，金刚石结构。
10.七大晶系：三斜，单斜，正交，四角，六角，三角，立方。
11.酸腐蚀和碱腐蚀的化学反应方程式：SI+4HNO3+HF=SIF4+4NO2+4H2OSI+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H212.自然界的物质，可分为晶体和非晶体两大类。
半导体技术基础
半导体技术基础1、半导体的基本知识本征半导体和杂质半导体的结构2 、PN结的形成及特性PN结的形成过程PN结的单向导电性PN结的电容效应1 半导体的基本知识•本征半导体、杂质半导体•施主杂质、受主杂质•N型半导体、P型半导体•自由电子、空穴•多数载流子、少数载流子半导体材料根据物体导电能力(电阻率)的不同，来划分导体、绝缘体和半导体。
典型的半导体：硅Si、锗Ge、砷化镓GaAs半导体的共价键结构硅和锗的原子结构简化模型及晶体结构本征半导体及其特征本征半导体——化学成分纯净的半导体。
它在物理结构上呈单晶体形态。
空穴——共价键中的空位。
电子空穴对——由热激发而产生的自由电子和空穴对。
空穴的移动——空穴的运动是靠相邻共价键中的价电子依次充填空穴来实现的。
由于随机热振动致使共价键被打破而产生空穴－电子对缚而很容易形成自由电子。
电子是多数载流子，它主要由空穴是少数载流子, 由热激发形成。
提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正因三价杂质原子在与硅原时，缺少一个价电子而在共价键中留下一个空穴。
在P型半导体中空穴是多数载流子，它主要由掺杂形电子是少数载流子，由热激发形成。
2 PN结的形成及特性3.2.1 载流子的漂移与扩散3.2.2 PN结的形成3.2.3 PN结的单向导电性—阻性效应3.2.4 PN结的反向击穿3.2.5 PN结的电容效应—高频特性正离子区PN结的形成¾在一块本征半导体两侧通过扩散不同的杂质,分别形成N型半导体和P型半导体。
¾于是，在N型半导体和P型半导体的结合面上形成如下物理过程:因浓度差↓空间电荷区形成内电场↓内电场促使少子漂移↓内电场阻止多子扩散多子的扩散运动→由杂质离子形成空间电荷区↓最后，多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡，从而形成空间电荷区。
PN结加正向电压时的单向导电性——导电PN结正偏（加正向电压）：当外加电压使PN结中P区的电位高于N区的电位PN结正偏时的特征低电阻具有大的正向扩散电流PN 结V -I 特性的数学模型其中PN 结的伏安特性)1e(/S D D −=TV I i v I S ——反向饱和电流V T ——温度的电压当量且在常温下（T =300K）V26m qkT V T ==结的反向增加到一定数值时（载流子快速增加或破坏了共价键的结构），反向可逆电击穿设计不利会导致热击穿。
《半导体基础》课件
在温度升高或电场加强时，电 子和空穴的输运能力增强。
掺杂可以改变半导体的导电性 能，增加载流子的数量。
半导体中的热传导
01 热传导是热量在半导体中传递的过程。
02 热传导主要通过晶格振动和自由载流子传 递。
03
半导体的热传导系数受到温度、掺杂浓度 和材料类型的影响。
04
在高温或高掺杂浓度下，热传导系数会增 加。
模拟电路和数字电路中均有广泛应用。
场效应晶体管
总结词
场效应晶体管是一种电压控制型器件，利用电场效应来控制导电沟道的通断。
详细描述
场效应晶体管可分为N沟道和P沟道两种类型，通过调整栅极电压来控制源极和漏极之 间的电流。场效应晶体管具有低噪声、高输入阻抗和低功耗等优点，广泛应用于放大器
和逻辑电路中。
集成电路基础
掺杂半导体
N型半导体
通过掺入施主杂质，增加自由电子数量，提高导电能力。
P型半导体
通过掺入受主杂质，增加自由空穴数量，提高导电能力。
宽禁带半导体
碳化硅（SiC）
具有宽禁带、高临界击穿场强等特点， 适用于制造高温、高频、大功率的电子 器件。
VS
氮化镓（GaN）
具有宽禁带、高电子迁移率等特点，适用 于制造蓝光、紫外线的光电器件。
详细描述
二极管由一个PN结和两个电极组成，其单 向导电性是由于PN结的正向导通和反向截 止特性。根据结构不同，二极管可分为点接 触型、肖特基型和隧道二极管等。
双极晶体管
总结词
双极晶体管是一种电流控制型器件，具有放 大信号的功能。
详细描述
双极晶体管由三个电极和两个PN结组成， 通过调整基极电流来控制集电极和发射极之 间的电流，实现信号的放大。双极晶体管在
(完整word版)半导体基础知识
1.1 半导体基础知识概念归纳本征半导体定义：纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。
电流形成过程：自由电子在外电场的作用下产生定向移动形成电流。
绝缘体原子结构:最外层电子受原子核束缚力很强，很难成为自由电子。
绝缘体导电性:极差。
如惰性气体和橡胶.半导体原子结构：半导体材料为四价元素，它们的最外层电子既不像导体那么容易挣脱原子核的束缚，也不像绝缘体那样被原子核束缚得那么紧.半导体导电性能：介于半导体与绝缘体之间.半导体的特点：★在形成晶体结构的半导体中，人为地掺入特定的杂质元素，导电性能具有可控性。
★在光照和热辐射条件下，其导电性有明显的变化.晶格：晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵,称为晶格。
共价键结构:相邻的两个原子的一对最外层电子（即价电子)不但各自围绕自身所属的原子核运动，而且出现在相邻原子所属的轨道上，成为共用电子，构成共价键。
自由电子的形成：在常温下，少数的价电子由于热运动获得足够的能量，挣脱共价键的束缚变成为自由电子.空穴：价电子挣脱共价键的束缚变成为自由电子而留下一个空位置称空穴。
电子电流：在外加电场的作用下，自由电子产生定向移动,形成电子电流。
空穴电流:价电子按一定的方向依次填补空穴(即空穴也产生定向移动），形成空穴电流。
本征半导体的电流：电子电流+空穴电流.自由电子和空穴所带电荷极性不同，它们运动方向相反。
载流子：运载电荷的粒子称为载流子。
导体电的特点：导体导电只有一种载流子，即自由电子导电。
本征半导体电的特点:本征半导体有两种载流子，即自由电子和空穴均参与导电。
本征激发：半导体在热激发下产生自由电子和空穴的现象称为本征激发.复合：自由电子在运动的过程中如果与空穴相遇就会填补空穴，使两者同时消失，这种现象称为复合。
动态平衡：在一定的温度下,本征激发所产生的自由电子与空穴对,与复合的自由电子与空穴对数目相等,达到动态平衡。
载流子的浓度与温度的关系：温度一定，本征半导体中载流子的浓度是一定的，并且自由电子与空穴的浓度相等。
半导体基础
5
PN结加正向电压时导通【可参考教材P15图2-5】 多子空穴 变薄
+ + + 多子电子 + +
PN结加正向电压时导通【可参考教材P15图2-5】 变薄
－ － － － － + + + + +
－ － － － －
＋
I：扩散电流 + + + + + － － － － － P区 N区
－ － － － － + + + + +
三.PN结的电流方程及V-I特性
三.PN结的电流方程及V-I特性
i = IS (e
＋ IR －
UBR
u
UT
−1 )
－ ＋
v 当加正向电压时： u为正值，表达式 等效成 ：
u
i = IS (e
＋ IR －
UBR
u
UT
−1 )
－ ＋
v PN结的反向击穿： 反向击穿 电击穿 可逆
i/mA
i/mA
i=IS e
2.2 PN结及其特性
一. PN结的形成
耗尽层
PN结
势垒区
阻挡层
-
+
V0 （电位势垒）
【见教材P15图2-4(a)】
返回
【见教材P15图2-4(b)】
4
耗尽层
PN结
由上可知，PN结中进行着两种载流子的运动： 势垒区 阻挡层 v 多数载流子的扩散运动
P区空穴→N区 N区电子→P区 N区空穴→P区 P区电子→N区
IF
UT
指数 关系 反向击穿电压
i=-IS u/V
(μ A)
半导体的基础
半导体的基础，自然界中存在的各种各样不同性质的物质，按其导电的强弱分为导体、绝缘体和半导体。
导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质称为半导体。
在制备半导体时，目前最常用的的材料是硅和锗半导体。
然而，除了在导电能力方面与导体和绝缘体有所不同外，半导体还具有区别于其他物质的一些特点，列如，当它受到外界光和热的刺激时，或在纯净的半导体中加入微量的杂质后，其导电能力将会显著增强。
工程中利用半导体的这些特性，可以制备各种性能各异的半导体器件。
半导体的基础，自然界中存在的各种各样不同性质的物质，按其导电能力的强弱分为导体、绝缘体和半导体。
导电能力介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。
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4．当二极管反向击穿，二极管中流过的电流急剧上升，而两端电压基本保持不变。 （）
课程 课题
模拟电子技 术
章节
1.4 半导体三极管
教师
审批 课时 授课班级 4 学时
授课日期 1、了解三极管的结构； 教学目的 与要求
2、掌握 NPN 和 PNP 型的共性和区别； 3、会书写三极管的电气符号； 4、掌握放大原理； 5、了解特性曲线和参数
解：A 放大，B 饱和，C 截止,D 损坏，BE 间开路 E 损坏，BE 间击穿或外部短路，F 饱和，G 放大，H 截止
课程 课题
模拟电子技术
章节
1．5 节 场效应管
教师
审批 课时 授课班级 2
授课日期
教学目的 与要求
1、了解场效应管的作用； 2、了解场效应管的结构和特点； 3、了解场效应管的分类和各类型的工作原理。
uD 等于 uBR 保持不变。
3．二极管主要参数 a.最大整流电流 IF 反映：安全程度 b.最大反向工作电压 URM c.反正电流 IRM 反映：热稳定性 4．特殊类二极管 a.稳压管 （1）电路符号 或 （2）作用：稳压 （3）工作状态：反向击穿 ①反向击穿曲线陡峭 （4）稳压管伏安特性 ②反向击穿是可逆的（PN 结可恢复） 小结：具有稳压特点。 (5)主要参数 稳定电压 UZ 说明：稳压管反向击穿时，稳压管两端的电压。 稳定电流 IZ 反映：热稳定性。 动态电阻 RZ （6）稳压管的应用实例 R R 为限流电阻，作用：限流、调压。 UO＝UZ，因 UZ 稳定，所以 UO 亦稳定。
重点 难点 授课类型 教 作 具 业
场效应管的结构和特点
场效应管的工作原理 讲述与图片展示
38 页 1.13-1.14；1.18 教学进程和时间分配表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 回顾
教 学 内 容
时间分配 5 10 15 15 10 10 10 15 提问 讲述 讲述 讲述 讲述 讲述 训练 讲述
重点
放大原理
难点 授课类型 教 作 具 业
三极管的特性曲线和参数 讲述 多媒体 教材 38 页第 1.7-1.12；1.15 教学进程和时间分配表（可略去，直接填写教学内容）
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
教 学 内 容 复习提问与新课引入 三极管的结构、符号、分类 三极管的电流放大原理 三极管的特性曲线 三极管的参数 三极管基本知识及应用 课堂练习。 习题讲解
时间分配 5 15 20 15 10 7 8 10
授课类型 提问 讲授 讲授 讲授 讲授 讲授 讲授
教学内容： 教学内容： 内容 一、 1. 2. 3. 二、 复习提问 什么是半导体，半导体有何特性？ P 型半导体和 N 型半导体它们具有什么特点？ 什么是 PN 结，它具有什么特性？ 新课引入 两侧引出电极 PN 结 形成二极管 加以封装 二极管具有 PN 结的特性 三、 新课讲述 二极管符号、分类、 1． 二极管符号、分类、伏安特性 a. 二极管的符号 正极（阴极） 负极（阴极） b. 二极管的分类 硅管 特点：热稳定性好 （1）按材料 锗管 特点：正向压降小 点接触 特点：工作高频小电流状态 （2）按接触面： 例：混频管、检波管 面接触 特点：工作于低频大电流状态 例：整流管、箝位管、极性保护 2．二极管伏安特性分析 ．二极管伏安特性分析 重点：二极管的电流随电压变化的关系。 重点 （1） 基本概念 基本概念：伏安特性、阈值电压（门坎电压） 、正向压降、反向击穿、 反向饱和电流 （2） 正向特性 ①正向死区，即“OA”段 分析：正向电压很小，正向电流几乎为零。 说明：硅管死区电压 0.5V；锗管死区电压 0.1V ②正向导通区，即“AB”段 分析：Ud>Uth iD 随 Ud 增大而增大； iD 较大时，UD 保持不变； 说明：硅管正向导通电压 0.7V；锗管正向导通电压 0.3V （3） 反向特性 ①反向截止区，即“OC”段 分析：反向电流很小，不随反向电压变化 反向电流大小与温度有关 ②反向击穿区，即“CD”段 分析：iD 急剧增加，
＋ UI ＿ + +
Uz _
_
RL Uo _
c. 光电二极管 （1） 电路符号 （2） 作用：光 电转换 （3） 工作状态：反向截止 （4） 原理：光照 PN 结 激发空穴电子对 少子浓度增加 当光照强度发生变化时，漂移电流发生变化 形成漂移电流 （5） 应用： ①.光功率控制 例：VCD 中的 APC 电路 ②．光电转换 例：红外线接收 ③．光电控制 例：光电开关 d.发光二极管 LED （1）电路符号 （2）作用：电光转换 （3）工作状态：正向导通 （4）原理：扩散 多子复合 释放能量 光子 （5）应用： ① 电源或信号指示 例：仪表仪器电源指示灯 ② 构成显示器件 例：OLED 显示屏，半导体数码管
四、课堂训练。 课堂训练。 ㈠、是非题 1．二极管中硅管的热稳定性比锗管好。 （ ） ） ） 2．整流二极管属于点接触型二极管，混频管属于面接触型二极管。 （
3．二极管伏安特性曲线反映的是二极管中流过的电流与两端电压之间的关系。 （ 5．发光二极管作用是电能转换成光能，与光电二极管的作用相反。 ㈡、 选择题 1．稳压二极管工作在（ A 正向导通 A 0.1 五、课堂训练答案。 课堂训练答案。 ㈠、是非题 对，错，对，对 ㈡、 选择题 D，D 2．硅管正向导通电压是（ B 0.3 ）状态。 C 反向截止 C 0.5 D 反向击穿 D 0.7 ） 。 B 正向死区
教学内容： 教学内容： 内容 一、电子技术的应用。 工业控制、信号检测、家用电器、汽车电子、天然气加气机控制器等。 二、半导体的导电特性。 导电能力的分类： 导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。 绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。 半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、 ： 硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。 半导体的物质特点： 半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。例如： 掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使 它的导电能力明显改变。 热敏性和光敏性和压敏性：当受外界热和光或压力的作用时，它的导电能力明显 变化。 三、N 型和 P 型半导体及 PN 结。 本征半导体中电流由两部分组成： a. 自由电子移动产生的电流； b. 空穴移动产生的电流。 杂质半导体： 在本征半导体中掺入某些微量的杂质， 就会使半导体的导电性能发生显著变化。 其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。 N 型半导体：自由电子浓度大大增加的杂质半导体，也称为（电子半导体） 。 P 型半导体：空穴浓度大大增加的杂质半导体，也称为（空穴半导体） 。 PN 结的形成 在同一片半导体基片上， 分别制造 P 型半导体和 N 型半导体， 经过载流子的扩散， 在它们的交界面处就形成了 PN 结。 PN 结的单向导电性 (1)加正向电压（正偏）——电源正极接 P 区，负极接 N 区 (2)加反向电压（反偏）——电源正极接 N 区，负极接 P 区 结论：PN 结加正向电压时，具有较大的正向扩散电流，呈现低电阻， PN 结导通； PN 结加反向电压时，具有很小的反向漂移电流，呈现高电阻， PN 结截止。 由此可以得出结论：PN 结具有单向导电性。 四、课堂训练。 ㈠、是非题 1. 只有单晶硅或锗才能制作半导体器件。 ( ) （ （ （ （ ） （ ） ） ） ） 2. 在硅或锗晶体中掺入五价元素形成 P 型半导体。 3. 在硅或锗晶体中掺入三价元素形成 N 型半导体。 4. PN 结正向偏置时电阻小，反向偏置时电阻大。 5. PN 结正向偏置时导通，反向偏置时截止。 6. PN 结反向偏置时，反向电流随反向电压增大而增大。
武汉市东阳信息技术有限公司
教
案
（2008～2009 学年第一学期） 2008 200 200
课 教 教 审
程 材 师 批
模拟电子技术基础 模拟电子技术基础（第四版） 段付良
2009 年 8 月 30 日
课程 课题
模拟电子技术
章节
1．1 节
教师
审批 课时 授课班级 2
半导体的基本知识
授课日期
教学目的 与要求
课程 课题
模拟电子技术
章节
1.2；1.3
教师
审批 课时 授课班级 2 学时
半导体二极管
授课日期 1. 了解二极管的结构、符号及分类。 教学目的 与要求 2. 理解二极管的伏安特性。 3. 掌握二极管的主要参数。
4. 掌握特殊类二极管的作用、参数与应用。 1．二极管的符号、特性及参数 2．特殊二极管的作用与应用。 二极管伏安特性的理解
时间分配 5 15 20 25 10 10 35 40
授课类型 提问 讲授 讲授 讲授 讲授 讲授 练习 讲述
教学内容： 教学内容： 内容 一、 三极管的基本结构和符号
二、
三极管的电流放大原理 IE=IB+IC；
iC＝βiB，iC 与 iB 成正比关系，
因为三极管的内部结构定型，所以，β也一定。 三、 1、 三极管的特性曲线 三种组态：
教 学 内 容 对电子学课程作简单介绍，教给学生正确的学 习方法。 让学生对半导体的基本知识部分内容进行预 习。 自然界物质的分类。 本征半导体的导电特性。 N 型半导体的特性。 P 型半导体的特性。 PN 结及其单向导电性。 课堂练习。
时间分配 5 15 10 15 10 10 10 15 讲授 讲授 讲授 讲授 讲授
重点
难点 授课类型 教 作 具 业
多媒体 教材 38 ຫໍສະໝຸດ 第 1.3,1.5,1.6 题；1.24-1.31 教学进程和时间分配表（可略去，直接填写教学内容）
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
教 学 内 容 复习提问与新课引入 二极管的结构、符号、分类 二极管伏安特性分析 二极管的主要参数 稳压二极管的基本知识及应用 光电二极管的基本知识及应用 发光二极管的基本知识及应用 课堂练习。