半导体的测量程龙飞
2023春半导体物理习题课
2023春半导体物理习题课第二章载流子中的平衡统计分布⚫当E −E F 为1.5k 0T ，4k 0T ，10k 0T 时，分别用费米分布函数和玻尔兹曼分布函数计算电子占据各该能级的概率。
根据量子统计理论，服从泡利不相容原理的电子遵循费米统计律。
对于能量为E 的一个量子态被电子占据的概率f(E)为f E =11+e E−E F k 0T当E −E F ≫k 0T 时，eE−E F k 0T≫1，此时费米分布(简并系统) 可以近似为玻尔兹曼分布(非简并系统)f B E =e −E−E F k 0T当E −E F =1.5k 0T ，f E =0.1824，f B E =0.2231；当E −E F =4k 0T ，f E =0.01799，f B E =0.01832；当E −E F =10k 0T ，f E =4.540×10−5，f B E =4.540×10−5；在半导体中，E F 一般位于禁带中且与允带距离较远，因此一般可以认为E −E F ≫k 0T 。
3-3 电子的统计分布①在室温下，锗的有效状态密度N c=1.05×1019cm−3，N v=3.9×1018cm−3，试求锗的载流子有效质量m n∗，m p∗。
计算77K时的N c和N v。
已知300K时，E g=0.67eV。
77K时E g=0.76eV。
求这两个温度时锗的本征载流子浓度。
以导带有效状态密度N c举例，它是把导带中所有量子态都集中在导带底E c时的状态密度，此时导带中的电子浓度是N c中有电子占据的量子态数，有效状态密度表达式为N c=2(2πm n∗k0T)Τ32ℎ3，N v=2(2πm p∗k0T)Τ32ℎ3由此可算出m n∗=12πk0TN cℎ32Τ23=5.0968×10−31kg=0.5596m0m p∗=12πk0TN vℎ32Τ23=2.6336×10−31kg=0.2892m0①在室温下，锗的有效状态密度N c=1.05×1019cm−3，N v=3.9×1018cm−3，试求锗的载流子有效质量m n∗，m p∗。
半导体物理学 教学大纲
半导体物理学一、课程说明课程编号：140313Z10课程名称（中/英文）：半导体物理学/Semiconductor physics课程类别：专业选修课学时/学分：48/3先修课程：量子力学；固体物理学适用专业：应用物理、物理科学、电子信息科学与技术教材、教学参考书：➢刘恩科，朱秉升，罗晋生编著《半导体物理学》(第七版)，电子工业出版（2011）➢《半导体物理》，钱佑华，徐至中，高等教育出版社2003➢《半导体器件物理》(第3版)，耿莉，张瑞智译|(美)S. M. SZE, KWOK K. NG 著，西安交通大学出版社 2010➢《Semiconductor Physics and Devices:Basic Principles》4rd Ed. (美)Donald A. Neamen 电子工业出版社2013➢《半导体物理学学习辅导与典型题解》--高等学校理工科电子科学与技术类课程学习辅导丛书，田敬民电子工业出版社2006➢半导体物理讲义与视频资料，蒋玉龙二、课程设置的目的意义本课程是高等学校应用物理、物理学和电子信息科学与技术专业本科生的专业选修课。
本课程的目的和意义是：通过本课程的学习使学生获得半导体物理方面的基本理论、基本知识和方法。
通过本课程的学习要为应用物理、物理学与电子信息科学与技术专业本科生学习其它专业课(材料、器件、集成电路等)以及毕业后从事半导体相关的技术开发与科学研究奠定必要的理论基础。
三、课程的基本要求本课程所使用的教材共13章，分为四大部分。
第1-5章，晶体半导体的基本知识和性质的阐述；第6-9章，为半导体的接触现象；第10-12章，为半导体的各种特殊效应；第13章为非晶态半导体。
全部课堂教学为48课时，对上述内容做了必要精简。
第10-13章全部不在课堂讲授，留给学生自学或参考，其它各章节的内容也作了部分删减。
通过本课程的学习，使学生掌握半导体物理的基本性质，即半导体中电子的状态及主要半导体的能带结构，半导体中的杂质能级和缺陷能级，半导体中载流子的统计分布，半导体的导电性和非平衡载流子的运动规律，p-n结，金属半导体接触理论等。
半导体物理第三章3
§3.4 一般情况下的载流子统计分布一般情况指同一半导体中同时含有施主和受主杂质的情况。
在这种情况下，电中性条件为-++=+A D p n n p 00(3-80)因为n D +＝N D -n D ，p A －＝N A -p A ，电中性条件可表示成D A A D n N n p N p ++=++00式中，n D 和p A 分别是中性施主和中性受主的浓度，上式即)exp(kTE E N N VF V D --+)exp(211kTE E N AF A -++)exp(211)exp(kT E E N kT E E N N F D DF C C A -++--+= 对确定的半导体，式中的变数仅是E F 及T ，但E F 是T 的隐函数。
因此，若能利用这一关系确定出E F 与T 的函数关系，则对于半导体同时含施主和受主杂质的—般情况下，导带中的电子和价带中的空穴以及杂质能级上电子的统计分布问题就可完全确定。
然而，要想利用上式得到E F 的解析表达式是困难的。
不过，对计算机的使用已十分普及的今天并不是什么大问题。
如果实际应用时式中某些项还可忽略，求解费米能级E F 的问题还能进一步简化。
事实上，前面讨论的本征半导体和含一种杂质的半导体就是它的简化特例。
请同学阅读参考书中对含少量受主杂质的n 型半导体求解费米能级的讨论。
特别注意求解过程中的近似处理方法。
§3.5 简并半导体一、重掺杂半导体的载流子密度1、适用于玻耳兹曼统计的掺杂浓度已知n 型半导体处于施主杂质完全电离的温区时，其费米能级为D C F C N N kTE E ln=- （N A ＝0） ；AD CF C N N N kT E E -=-ln （N A ≠0） 注意此公式成立的先决条件是(E C -E F )>>kT ，因此它只适用于N D 或(N D -N A ) <<N C 的掺杂条件。
不过从这公式可以看到，随着有效杂质浓度的提高，费米能级将逐渐向导带底靠拢，从而使先决条件趋于无效。
基于自制超稳定F-P腔压窄632.8 nm外腔半导体激光线宽的实验研究
Vol. 41 ,No. 2,pp339-344February , 2021第41卷，第2期2021 年2 月光谱学与光谱分析SpectroscopyandSpectralAnalysis 基于自制超稳定F-P 腔压窄632.8 nm 外腔半导体激光线宽的实验研究郭松杰1 3,周月婷1 3,吴永前2,周晓彬1 3,田建飞1 3,赵 刚1 3,马维光1 3),董 磊1 3,张 雷1 3,尹王保1 3,肖连团1 3,贾锁堂1 '31.量子光学与光量子器件国家重点实验室，山西大学激光光谱研究所，山西太原0300062. 中国科学院光电技术研究所,四川成都6102093.山西大学极端光学协同创新中心，山西太原030006摘 要 窄线宽激光由于其具有单色性好、稳定度高、相干长度长等优点，广泛应用于光电检测领域，包括相干通信、精密测量、光学频率标准、吸收光谱计量以及光与物质相互作用研究等#目前频率稳定的氦氖激光器线宽可以达到MHz 量级，分布反馈式(DFB)光纤激光器线宽可达kHz 量级，DFB 半导体激光器线宽可以达到MHz 量级，然而光栅反馈半导体激光器可以实现百kHz 量级线宽的输出#为了进一步压窄各类激光 器线宽，需要通过反馈控制技术来锁定激光到某一频率参考#该研究将自行设计的超稳腔作为频率参考，实现了 632.8 nm 外腔半导体激光器(ECDL)线宽的有效压窄#本窄线宽激光产生系统的研制包括超稳腔设计、 光路设计、ECDL 频率控制以及系统集成#超稳腔采用两镜法布里-珀罗腔(F-P 腔)结构，腔体是膨胀系数约 为10 6 K "的微晶玻璃，腔镜为一对反射率达99.988 5%(土0.003 5%)的平面镜和凹面镜#为进一步减小 外界环境对F-P 腔腔长的影响，需要对腔体进行温度控制，本系统采用四片总功率为96 W 的半导体制冷片以及水冷散热设计。
同时为了降低声音和空气流动对腔模频率的影响，将F-P 腔置于真空度为10 5 torr 的真空室中；另外为了有效隔振，腔体与真空室用硅橡胶材料隔离#该系统采用的ECDL 为德国Toptica 公司 的DL pro 系列激光器，其具有压电陶瓷(PZT)和电流调制两个频率控制端，响应带宽分别为1kHz 和100MH z#激光器的频率控制采用了 Pound-Drever-Hall (PDH)锁频技术，18 MHz 的调制频率加载到激光器的电流调制端，通过对F-P 腔的反射信号进行解调获得误差信号，通过两路反馈控制，实现了近1 MHz 的锁定带宽#通过对系统的不断优化，最后将自由运转状态下约300 kHz 的激光线宽压窄到了 10 kHz 量级，并且系统运行稳定，连续12小时锁定的频率漂移量约为30 MHz #该研究研制的632.8 nm 窄线宽激光源不仅可以应用到吸收光谱计量领域，同时也可以在光学面型精密测量领域发挥重要作用#关键词 窄线宽激光；半导体激光器；超稳腔；频率锁定中图分类号：0433.1文献标识码：ADOI ： 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2021)02-0339-06引言随着科学技术的发展，激光作为一种成熟光源已经被广泛应用于各个领域，与普通光源相比，激光具有方向性好、 单色性好、亮度高等优点#但是自由运转的激光器无法满足一些要求更高的光电检测领域应用，如：相干通信、精密测量、 光学频率标准、 吸收光谱计量以及光与物质相互作用研究等#多普勒展宽测温技术(DBT)是通过测量气体多普勒展宽吸收光谱的半宽来确定玻尔兹曼常数劭，光谱测量的精度直接决定紅的准确度，而光谱精度主要是由激光频率的精度确定的， 为了获得高质量的频率基准， 超窄线宽激光的选择就是其必要条件m #另外作为目前气体检测灵敏度最高的噪声免疫腔增强光外差分子光谱(NICE-OHMS )技术，在多普勒展宽光谱机制下已获得了 2.3X10 13 cm 1・Hz I ，2的探测灵敏度，且达到了散粒噪声极限噪声水平的144倍，为收稿日期：2020-01-17,修订日期：2020-04-21基金项目：国家重点研发计划项目(2017YFA0304203)，山西省1331重点学科建设计划(111计划)项目(D18001)，国家自然科学基金项目(61675122, 61875107, 61875108, 11704236, 61905136, 61905134 和 61775125)，山西省回国留学人员科研资助项目(2017-016)，中国科学院大气光学重点实验室开放课题基金项目(-201802)资助作者简介：郭松杰,1993年生,山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室,激光光谱研究所硕士研究生e-mail ： guosongjiel01@ 163. com通讯作者 e-mail : mwg @340光谱学与光谱分析第41卷了进一步提高测量灵敏度！压窄激光线宽就显得非常必要⑵。
一种基于FPGA的脉冲宽度精确测量方法
脉冲计数法就是在待测脉冲宽度 内对 时钟脉冲进
１ 引言
在工程应用 中， 经常需要对数字信号 的脉 冲 宽度进行测量 ， 笔者在工作 中就需要对 由光信号 转换过来的电信号的脉冲宽度进行测量 。为了更
好地满足工程应用的需 求 ， 就需要提高测量 的精 度 。本文正是为适应这一需求设计 出基于 Ｆ Ｇ ＰＡ 的脉冲宽度精确测量方案。
行计数（ 一般是对时钟脉冲的上升沿计数 ， 下面的 介绍以对上升沿进行计数为例）计数值 Ⅳ与时钟 ，
周期 相乘就可以得到脉冲宽度的数值。这是 比
较简单和常用 的测量脉 冲宽度 的方法 ， 这一方法
的误差来源于待测脉冲的前沿和后沿与相邻时钟 上升沿 的时间差 ｔ， ， ｔ 最大误差为一个时钟周期
的测量精度 ， 时钟频率则需要达到 １Ｇ ｚ这在实 Ｈ ， 际工程中应用起来 比较 困难。本文在脉冲计数法 的基础上 ， 出运用数 字移相技 术并结合 Ｆ Ｇ 提 ＰＡ
作者简介 ： 晓辉（９ ０ ） 男， 仵 １８ 一 ， 工程 师 ， 毕业于上海 交通大学 ， 究方向： 研 信息处理。
２ ４
电
光
系
统
第３ 期
计数值 待 测信号
Ｃ ＬＫ广一 ｉ 厂—］ ］ 广— ］ 广—－ １ １ 厂—］ 广—］
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西安电子科技大学半导体物理课件——第三章 半导体中的载流子
（2）费米能级和多子浓度
当温度很低时，杂质电离很弱，此时有
Ⅷ、低温弱电离区（续）
（3）费米能级与温度的关系
I)
当温度T 0K时，有 可知，当温度升至使
II) 由
这说明，当温度从低温极限开始上升时， 费米能级很快上升；当温度上升到Nc=0.11ND 时，费米能级上升到极大值；当温度继续上升 时，费米能级又开始下降。 费米能级随温度的变化关系如右图所示。
常见的分布函数
1. 麦克斯韦速度分布率 2. 波尔兹曼分布率(古典统计) ——粒子可区分！ 3. 费米-狄拉克统计分布
f(v) m ⎛ ⎞ = 4π ⎜ ⎟ ⎝ 2 π kT ⎠
2
3 2
v 2e
−
−
mv 2kT
2
f B (u k ) =
π
(kT )
−
3 2
uke
uk kT
f
FD
(u)
=
1 1 + e 1
状态密度
导带底E(k)与k的关系
h2k 2 E (k ) = E c + * 2m n
能量E~(E+dE)间的量子态数
dZ = 2V × 4π k dk
2
可得
(2m ) ( E − Ec ) k= h
* n 2 1 1 2 * m n dE , kdk = h2
状态密度
代入可得
(2m ) dZ = 4π V h
E (k ) = E c k 32 h 2 k 12 + k 22 + + ( ) mt ml 2
3
设导带底的状态有s个，根据同样方法可求得
(2m ) g c ( E ) = 4π V h
一种半导体加工设备的EFEM控制系统[发明专利]
![一种半导体加工设备的EFEM控制系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/fe979fd9541810a6f524ccbff121dd36a32dc49c.png)
(10)申请公布号 (43)申请公布日 2013.07.10C N 103199037 A (21)申请号 201210003803.3(22)申请日 2012.01.06H01L 21/67(2006.01)G05B 19/418(2006.01)(71)申请人沈阳新松机器人自动化股份有限公司地址110168 辽宁省沈阳市浑南新区金辉街16号(72)发明人刘一恒 贾凯 曲道奎 徐方褚明杰 杨奇峰 陈廷辉 刘世昌(74)专利代理机构沈阳科苑专利商标代理有限公司 21002代理人许宗富(54)发明名称一种半导体加工设备的EFEM 控制系统(57)摘要一种半导体加工设备的EFEM 控制系统，包括以太网交换机，通过网络通信接口挂载现场级设备和扩展设备，用于传输现场级设备调度信号；嵌入式控制模块，用于控制现场级设备调度和EFEM 组件的工艺信息处理；通信接口，设于所述嵌入式控制模块，包括与所述以太网交换机通讯连接的以太网接口和用于与EFEM 组件通讯连接的组件接口；所述嵌入式控制模块通过所述以太网交换机进行现场级设备调度，通过所述串行接口进行EFEM 组件的工艺信息处理；利用以太网交换机把各个分设备连通起来，所以可以使控制系统本身结构更加紧凑，所以可以有效减少控制系统在EFEM 中所占的空间，从而使EFEM 结构紧凑。
(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页 附图1页(10)申请公布号CN 103199037 A*CN103199037A*1/1页1.一种半导体加工设备的EFEM 控制系统，其特征在于：包括：以太网交换机，通过网络通信接口挂载现场级设备和扩展设备，用于传输现场级设备调度信号；嵌入式控制模块，用于控制现场级设备调度和EFEM 组件的工艺信息处理；通信接口，设于所述嵌入式控制模块，包括与所述以太网交换机通讯连接的以太网接口和用于与EFEM 组件通讯连接的组件接口；所述嵌入式控制模块通过所述以太网交换机进行现场级设备调度，通过所述组件接口进行EFEM 组件的工艺信息处理。
浅谈大学生如何学好《半导体物理学》
heng,Shen Yongcai Abstract "Semiconductor physics" is a compulsory course for students majoring in microelectronics and electronic science and technology. It is a very important basic course. As to how to learn the semiconductor physics well, the learning method is very important. Students must master the learning methods which are in accord with their own characteristics. This article mainly focus on the method of learning the semiconductor physics for university students as the breakthrough point, considering the textbook and university students thinking characteristics, four aspects of methods for learning semiconductor physics are summed up: laying a foundation of semiconductor physics, familiarizing the process of semiconductor physics, training the thought of semiconductor physics, and forming the habit of semiconductor physics. Key words semiconductor physics;learning methods;process of physics;thought of physics;habit of physics
三阶非线性光学材料
74SiO2 ,10B2O3,9.5Na2O,5.5K2O
no 1.28 1.34#
(3) (10-14esu)
0.078
γ (10-20m2W-1)
0.75
0.11
1.0
1.47
0.31
2.4
1.45
0.36
2.7
40PbO,40SiO2
1.06 1.94 34
8.0
K-1261(NBS)
79TeO2,20Na2O3
1.06 1.99 51
12
As2 S3 （硫化砷）
1.06 2.48
174
玻璃非线性光学材料：
对不同玻璃系统进行的旨在提高玻璃非线性光学折射率的研究， 是近十多年来无机非金属材料领域中的热门课题。在研究玻璃的非线 性折射率时，引入了一个与玻璃组分有关的新概念——离子超折射度 (hyperpolarizability)α3，并且提出了与三次极化张量(3)的关系：
导 致 不 同 频 率 光 波 之 间 的 能 量 耦 合 ， 从 而 是 入 射 光 波 的 频 率 、 振 幅 、 偏 振 及 传 播 方 向 发 生 改 变 。
材 料 由 较 弱 光 波 电 场 Ej引 起 的 电 极 化 强 度 P i满 足 线 性 关 系 ：
E P i 0 ij j 式 中 ij为 极 化 率 ， 0为 真 空 电 容 率 。
一般只产生在有对称晶格的各向异性介质中
材料的三阶非线性
1、2和3的三束光非 线 性光 学 材料 内（ i jkl) 耦合作用：
当出现第四种频率4的极化波，
进而辐射出4 123的光波现象称为四波混频；
半导体的测量程龙飞
表笔的连接
1k
数字式万用表
二极管的测量
注意 :万用表的黑笔其实是接表内电池的 “ +”极，而红笔是接表内电池的“－”极 , 二极管在使用时必须先判别其性能的优劣， 这一点很多同学会搞错的。 然后判别“ +”、“－”极引脚，在接入电路 时二极管引脚的极性是不能接反的。 2、测量方法 注意 :用指针式万用表测量方法完全相同。 (3) 质量判别: 测得阻值大的越大，阻值小 的越小，表示管子质量好 ;若两值相差不大( 注意：测量时不要用手指捏着管脚和 都很小或都很大 ) ,则表示管子有问题，不能 使用 ; 笔，这样人体的电阻就相当于与二极管 并联，会影响测量的准确度。
三极管的识别
要认识三极管首先要了解晶体三极管的命名方法，各国对晶体管的命名方法的规定不同， 我国晶体管的型号一般由五个部分组成，见表1。国外部分公司及产品代号见表2。
晶体三极管的型号
第一部分 用数字表示器 件电极的数目 符号 意义 第二部分 用汉语拼音字母表 示器件的材料和极性 符号 A B 3 三极管 C D E 意义 PNN型锗材料 NPN型锗材料 PNP型硅材料 NPN型硅材料 化合物材料 第三部分 用汉语拼音字母 表示器件的类型 符号 X G D A 意义 低频小功 率 高频小功 率 低频大功 率 高频大功 率 第四部分 用数字 表示序号 第五部分
汉语拼音 字母标示 规格号
四、二极管的测量
1、测量原理
二极管是一种工作在正向导通(即正向电阻小)反 向截止(反向电阻大 ) 的元器件 ，这两个电阻数值 相差越大，表明二极管的质量越好。测量二极管 即应用此原理。 所谓正向连接 ，即电源的“+”极通过限流电阻 与二极管的 “+”极连接，电源的“－”极与二极 管的“－”连接；反向连接刚好和正向连接相反.
一种场磨式三维大气电场传感器
一种场磨式三维大气电场传感器
娄华生;行鸿彦;王水璋;施成龙;李浩琪
【期刊名称】《电子测量技术》
【年(卷),期】2024(47)2
【摘要】针对市面上电场传感器只能探测一维电场垂直分量且电场测量结果存在一定的误差,为了更加精确地测量大气电场强度,提高雷暴云预警的准确率,提出一种场磨式三维大气电场传感器,传感器主要结构由屏蔽罩、感应电极、光电开关、叶片和电机组成,电路设计主要包括I-V转换电路、差分放大电路、峰值检测电路和滤波电路等,进行传感器实地电场测量实验并整理实验数据;实验结果表明,该传感器能够对环境电场进行水平和垂直分量测量,有效反映了环境电场特征,验证了场磨式三维大气电场传感器结构设计和电路设计的有效性。
【总页数】6页(P32-37)
【作者】娄华生;行鸿彦;王水璋;施成龙;李浩琪
【作者单位】南京信息工程大学电子与信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.一种基于 MEMS 芯片的新型地面大气电场传感器
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3.场磨式大气电场仪及其标校系统
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5.一种MEMS三维电场传感器抗电荷干扰方法研究
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一种用于毫米波器件本征在片S参数校准的新方法
一种用于毫米波器件本征在片S参数校准的新方法
王一帮;吴爱华;霍晔;梁法国;栾鹏;刘晨;杜静
【期刊名称】《计量学报》
【年(卷),期】2022(43)3
【摘要】提出一种用于毫米波器件本征在片S参数校准的新方法。
对于毫米波频段电路而言,准确已知的仿真模型是必需的,因此,精确地去嵌入测试技术就显得尤为重要。
在传统开路短路去嵌入算法的基础上,建立了新型去嵌入模型和求解算法。
通过增加开路短路标准的传输线长度近似得到理想开路和短路,降低测试误差;同时在模型中增加了毫米波频段逐渐变大的微波探针之间的串扰误差项。
考虑到串扰求取的复杂性,该算法中不需要知道串扰准确量值就能将其有效消除。
研制了相应的校准件和被测件。
110 GHz无源器件测试表明,该算法准确度与NIST二次串扰修正算法相当,相比于传统测试结果的S_(21)最大改善了1.3 dB。
有源器件测试结果也表明,该算法在晶体管的最大稳定增益测试方面具有更高的准确度。
【总页数】6页(P293-298)
【作者】王一帮;吴爱华;霍晔;梁法国;栾鹏;刘晨;杜静
【作者单位】中国电子科技集团公司第十三研究所;解放军陆军步兵学院石家庄校区
【正文语种】中文
【中图分类】TB973
【相关文献】
1.一种用于消声室校准计算反平方律声压级的新方法
2.一种同时订定高分子凝胶渗透色谱校准参数和 K、α常数的新方法
3.一种用于在片器件直接测量的新型SOLT 校准方法
4.一种用于短距离器件的带自校准的Σ-Δ分数分频频率综合器(英文)
5.无源器件在片散射参数校准比较方法研究
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3.、最大整流电流 IF
是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值，其 值与PN结面积及外部散热条件等有关
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几种常用二极管的特点
整流二极管
定义：一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件。
整流二极管
整流二极管结构主要是平面接触型，其特点是允许通过的电流比较大， 反向击穿电压比较高，但 PN 结电容比较大，一般广泛应用于处理频率 不高的电路中。例如整流电路、嵌位电路、保护电路等。整流二极管在 使用中主要考虑的问题是最大整流电流和最高反向工作电压应大于实际 工作中的值。
晶体三极管的放大倍数β在集电极电流过大时也会下降。β下降到 额定值的2/3倍或1/2时的集电极电流为集电极最大允许电流。三极 管工作时的集电极电流最好不要超过集电极最大允许电流。
5、集电极最大允许耗散功率
晶体三极管工作时，集电极电流通过集电结要耗散功率，耗散功 率越大，集电结的温升就越高，根据晶体管允许的最高温度，定出 集电极最大允许耗散功率。小功率管的集电极最大允许耗散功率在 几十至几百毫瓦之间，大功率管却在1瓦以上。
稳压二极管
稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用！
. 稳压二极管的参数: （1）稳定电压 （2）电压温度系数（3）动态电阻（4）稳定电流 ， 最大、最小稳定电流（5）最大允许功耗
发光二极管
定义：发光二极管简称为LED。它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成 光能。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。 当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区 的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发 辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子 和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波 长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。
三极管的识别
要认识三极管首先要了解晶体三极管的命名方法，各国对晶体管的命名方法的规定不同， 我国晶体管的型号一般由五个部分组成，见表1。国外部分公司及产品代号见表2。
晶体三极管的型号
第一部分 用数字表示器 件电极的数目 符号 意义 第二部分 用汉语拼音字母表 示器件的材料和极性 符号 A B 3 三极管 C D E 意义 PNN型锗材料 NPN型锗材料 PNP型硅材料 NPN型硅材料 化合物材料 第三部分 用汉语拼音字母 表示器件的类型 符号 X G D A 意义 低频小功 率 高频小功 率 低频大功 率 高频大功 率 第四部分 用数字 表示序号 第五部分
半导体器件在人们生活中的重要作用
信息领域：计算机及网络设备（ CPU、Memory、Chips）通信（移动电话） • 能源领域：电源、机车、电机、马 达、电力输送、节能、环保、自动化 • 军事领域：尖端智能武器、光探测 器、测距 • 消费类：随身听、音频数字信号处 理、光笔、电子表、汽车电子（电动车门 、电喷、照明）、空调、彩电
发 射 结
基 区
集 电 结
集 电 区
NPN型
三极管的外形和管脚分布
三极管的分类 依工作频率分为：低频三极管和高频三极管 依工作功率分为：小功率、中功率和大功率三极管 依封装形式分为：金属封装、玻璃封装、塑料封装 依导电特性分为：PNP型 NPN型
三极管的主要参数 1、共发射极直流放大倍数HFE
数字式万用表的测量
二极管在使用时必须先判别其性能的优劣， 然后判别“+”、“－”极引脚，在接入电路 时二极管引脚的极性是不能接反的。 测量方法 (1)把万用表打至电阻档(档) 并调到1 k 的量程上； 1100.00 1100.00 (2) 把红表笔 和 黑表笔分别与二极管的两 引脚连接，观察其阻值并记下；然后把两 表笔对调再与二极管两引脚连接，再次观 察并记录下阻值.
•
• 半导体材料
元素半导体：硅（Si） 锗（Ge） 化合物半导体：双元素，三元素等 磷化铝(AlP) 砷化铝(AlAs) 磷化镓(GaP) 砷化镓(GaAa) 磷化铟(InP)
二、二极管
晶体二极管内部有一个PN结， 还有相应的正负电极引线 用玻璃、塑料或金属管壳封装制成。
+
P D
N
-
特性：作为一种非线性元件，具有单方向导电能力， 因此常用于整流和检波。
国产二极管的型号命名由五部分组成，
第一部分用数字“2”表示二极管，
第二部分用字母表示材料和极性， 第三部用字母表示类型，
二极管的命名
第四部分用数字表示序号，
第五部分用字母表示规格。
2 * * * *
规格（字母）
序号（用数字表示） 类型（字母表示） 材料和极性（用字母表示） 二极管
二极管的识别
要认识二极管首先要了解二极管的命名方法，各国对晶体二极管的命名规定不同，我国 晶体管的型号一般由五个部分组成，如图：
汉语拼音 字母标示 规格号
四、二极管的测量
1、测量原理
二极管是一种工作在正向导通(即正向电阻小)反 向截止(反向电阻大 ) 的元器件 ，这两个电阻数值 相差越大，表明二极管的质量越好。测量二极管 即应用此原理。 所谓正向连接 ，即电源的“+”极通过限流电阻 与二极管的 “+”极连接，电源的“－”极与二极 管的“－”连接；反向连接刚好和正向连接相反.
特性：单向导电性
①P型：半导体中多数载流子为空穴，少数载流子为电子， 称为P型半导体。 ②N型：半导体中，多数载流子为电子，少数载流子为空穴， 称为N型半导体。
③PN结：N型和P型半导体之间的特殊薄层叫做PN结。
I 自由电子 空穴
U A
两种载流子在电场中的运动
④当PN结两端加上反向电压时,因电子流向负极，空穴流向正极。 使半导体的特殊薄层增厚，电流无法通过（如图6—41b所示）。
二极管导通，阻值较小(几 十欧到几千欧的范围),这就 告诉我们黑表笔接触的是二 极管的正极,红表笔接触的 是二极管的负极。
3.检测发光二极管 一般发光二极管的正向压降为1.5v-2.3v,用两个万 用表串联可进行检查。
用两块万用表，拨到相同电阻档(Rx1档)，串联起来， 当作电压源。
接入二极管，正常的发光二极管便会发光
共发射极直流放大倍数HFE是指在没有交流信号输入时，共发射极 电路输出的集电极直流电流与基极输入的直电流之比。这是衡量晶 体三极管有无放大作用的主要参数，正常三极管的HFE应为几十至 几百倍。常用的三极管的外壳上标有不同颜色点，以表明不同的放 大倍数。
放大倍数：-15-25-40-55-80-120-180-270-400色标点： 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 黑 例如：色点为黄色的三极管的放大倍数是40～55倍之间，色点是灰 色的三极管的放大倍数为180～270倍之间等等。
稳压二极管
发光二极管
光电二极管
普通半导体二极管的主要参数
1．反向饱和漏电流IS
指在二极管两端加入反向电压时，流过二极管的电流，该电 流与半导体材料和温度有关。在常温下，硅管的 IS 为纳安（ 10-9A）级，锗管的IS为微安（10-6A）级。
2．最大反向工作电压URM
指为避免击穿所能加的最大反向电压。目前最高的URM值可 达几千伏。
汉语拼音 字母标示 规格号
例如： 2AP9“2”表示二极管 2CW“2”表示二极管 “A”表示N型，锗材料 “C”表示N型，硅材料 “P”表示普通管 “W”表示稳压管 “9”表示序号 “10”表示序号
三、三极管
晶体三极管 晶体三极管是由两个做在一起的PN结， 和相应导线 封装组成。
PNP型
发 射 区
13
开关二极管
定义：半导体二极管导通时相 当于开关闭合（电路接通）， 截止时相当于开关打开（电路 切断），所以二极管可作开关 用。开关二极管是专门用来做 开关用的二极管，它由导通变 为截止或由截止变为导通所需 的时间比一般二极管短 开关二极管具有开关速度快、 体积小、寿命长、可靠性高等 特点，广泛应用于电子设备的 开关电路、检波电路、高频和 脉冲整流电路及自动控制电路 中。
2、测量方法 表笔的连接
1k
红表笔 黑表笔
数字式万用表
二极管的测量
二极管在使用时必须先判别其性能的优劣， 然后判别“+”、“－”极引脚，在接入电路 时二极管引脚的极性是不能接反的。 2、测量方法 (1)把万用表打至电阻档(档) 并调到1 k 的量程上； 1100.00 0050.00 (2) 把红表笔 和 黑表笔分别与二极管的两 引脚连接，观察其阻值并记下；然后把两 表笔对调再与二极管两引脚连接，再次观 察并记录下阻值.
指针式万用表测量
测量的方法是先把万用表拨到“欧姆”档(通常用 Rx100或Rx1K)进行。 1. 判断二极管好坏：测量正反向电阻，如果反向电 阻远大于正向电阻则没有问题，而二者相等、无 穷大或为0则说明二极管损坏。
2.判断二极管的正负
二极管截止,阻值很大(一般为 几百千欧),这就告诉我们黑表 笔接触的是二极管的负极,红表 笔接触的是二极管的正极。
第一部分 用数字表示器件 电极的数目 符号 意义 第二部分 用汉语拼音字母 表示器件的材料和极性 符号 意义 第三部分 用汉语拼音字母 表示器件的类型 符号 意义 第四部分 第五部分
A
B 2 二极管 C D
N型锗材料
P型锗材料 N型硅材料 P型硅材料
P
W Z K
普通管
稳压管 整流管 开关管
用数字 用数字表 示序号
• 2、共发射极交流放大倍数β 共发射极电路中，集电极电流和基极输入 电流的变化量之比称为共发射极交流放大倍 数β。当三极管工作在放大区小信号运用时， HFE=β，三极管的放大倍数β一般在10～200倍 之间。β太小，表明三极管的放大能力越差， 但β越大的管子的往往工作稳定性太差。
4、集电极最大允许电流