章半导体二极管三极管和场效应管

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第七章半导体器件

本章主要内容：
半导体材料、由半导体构成的PN结、二极管结构特性、三极管结构特性及场效应管结构特性。
1
7 .1 半导体（Semiconductor）导电特性
根据导电性质把物质分为导体、绝缘体、半导体三大类。而半导体又分为本征半导体、杂质
（掺杂）半导体两种。
2
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：当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。
43
半导体 PN结
二极管
稳压二极管
7.2.2 PN 结的单向导电性
空间电荷区变窄，有利于扩散运动，电路中有 1. PN结外加正向电压时处于导通状态较大的正向电流。
电子—空穴对，同时存在电子—空穴对
的复合。
电子浓度 = 空穴浓度
ni = pi
7
7 .1 .2 杂质半导体
在本征半导体中掺入少量的其他特定元素（称为杂质）而形成的半导体。
常用的杂质元素
三价的硼、铝、铟、镓五价的砷、磷、锑
通过控制掺入的杂质元素的种类和数量来制
成各种各样的半导体器件。杂质半导体分为：N型半导体和P型半导体。
电压UBR
U(V)
死区电压，硅管约 0.5V,锗管约0.1V (μA)
反向饱和漏电流
23
7.3.2 二极管的特性方程
二极管两端所加电压U与流过的电流 I 的关系为：
I U
I I S (e
IS ：反向饱和电流
U
UT
1)
UT ：温度电压当量，在常温(300 K)下，UT 26 mV
24
7.3.2 二极管的特性方程
应根据不同情况选择不同的等效电路！

常用半导体器件

1.特点：非线性
I
反向击穿电压U(BR)
反向电流在一定电压范围内保持常数。
P– + N 反向特性
外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。
正向特性
P+ – N
导通压降
硅0.6~0.8V 锗0.1~0.3V
U
硅管0.5V, 开启电压
锗管0.1V。
外加电压大于开启电压二极管才能通。
+ + ++ + + + + ++ + + + + ++ + +
P IF
内电场 N
外电场
+–
P接正、N接负
动画
内电场被削弱，多子的扩散加强，形成较大的扩散电流。
PN 结加正向电压时，PN结变窄，正向电流较大，正向电阻较小，PN结处于导通状态。
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PN 结加反向电压（反向偏置） P接负、N接正
掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变(可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。
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一、本征半导体
完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。
价电子
Si
Si
共价健
Si
Si
晶体中原子的排列方式
硅单晶中的共价健结构
共价键中的两个电子，称为价电子。
是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二极管反向击穿电压UBR的一半或三分之二。二极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。

半导体集成电路原理与设计—第三章答辩

（3.2）
即横向扩散因子m=0.55
基区扩散电阻的横截面
• 实际基区扩散电阻的计算公式
(1)考虑了端头、拐角及横向扩散三项修正后，基区扩散电阻的计算公式为：
R

RS

W
L 0.55X
jc

2k1

nk
2

电阻衬底高电位端
(2)当L>>W时，可不考虑K1；当W>>Xjc时，可不考虑横向修正m，此时
R

RS

L W
nkR引2出线
be c
（4）薄层电阻值Rѕ的修正
一般情况下，Rѕ是在硼再分布以后测量的，以检测扩散工艺的质量。基区扩散后还有多道高温处理工序（如氧化、磷扩散等），杂质会进一步往里面推进，同时表面的硅会进一步氧化，所以整个工艺完成后，实际的Rѕa比原来的Rѕ高。
（1）设计规则决定的最小扩散条宽
设计规则：是从工艺中提取的、为保证一定成品率而规定的一组最小尺寸，制定设计规则的时候主要考虑制版、光刻等工艺可实现的最小线宽、最小图形间距、最小可开孔、最小套刻精度等。设计扩散电阻的最小扩散条宽时，必须符合设计规则。
（2）工艺水平和电阻精度要求所决定的最小线宽
制造基区扩散电阻的工艺过程中，会引入随机误差，由3.1式进行估算。
L
R RS W
3.1
根据误差理论：
R RS L W R RS L W
目前工艺条件下，△Rѕ/Rѕ可控制在±（由5于～10）Rs%已之经内确。目定前，工所艺以条控
件下，△Rѕ/Rѕ可控制在±（5～10）%之内。△W、R△s L主要来自制版、光刻
电感器：一般由多匝线圈构成，不宜集成，小电感量特殊情况可集成

二极管三极管 mos管

二极管三极管 mos管二极管、三极管和MOS管是现代电子技术中常用的三种元件。

它们分别具有不同的特性和应用范围，为电子设备的设计和制造提供了重要的支持和便利。

我们来探讨一下二极管。

二极管是一种具有两个电极的电子元件，由P型半导体和N型半导体组成。

二极管具有单向导电特性，即只允许电流在一个方向上通过。

当二极管的正端施加正电压，负端施加负电压时，电流可以顺利通过；而当施加的电压方向相反时，电流则无法通过。

这一特性使得二极管可以用于电路的整流、开关和保护等方面。

接下来，我们来探讨一下三极管。

三极管是一种具有三个电极的半导体器件，分别为发射极、基极和集电极。

三极管可以通过控制基极电流的大小来控制集电极电流的变化。

三极管有两种工作模式，分别为放大模式和开关模式。

在放大模式下，三极管可以将微弱的输入信号放大成较大的输出信号，常用于放大电路中。

而在开关模式下，三极管可以根据基极电流的变化来控制集电极电流的开关，常用于逻辑电路和开关电源等方面。

我们来探讨一下MOS管。

MOS管是金属氧化物半导体场效应管的简称，由金属栅极、绝缘氧化层和半导体基底构成。

MOS管具有高输入阻抗和低功耗的特点，常用于集成电路中。

MOS管有两种类型，分别为N沟道MOS管和P沟道MOS管，根据其导电性质的不同有所区别。

MOS管可以通过控制栅极电压来改变导电性能，实现电流的放大和开关控制。

MOS管广泛应用于数字电路、模拟电路和功率电子等领域。

总结起来，二极管、三极管和MOS管分别具有不同的特性和应用范围。

二极管可以实现单向导电，用于整流、开关和保护等方面；三极管可以放大和开关控制电流，用于放大电路、逻辑电路和开关电源等方面；MOS管具有高输入阻抗和低功耗，用于集成电路、数字电路、模拟电路和功率电子等领域。

这些电子元件的发展和应用，为现代电子技术的发展和进步提供了重要的支持和推动力。

随着科技的不断创新和发展，相信二极管、三极管和MOS管的应用将会更加广泛和深入。

二极管、三极管与场效应管

电子元器件知识：二极管、三极管与场效应管。

一、半导体二极管2、半导体二极管的分类分类：a 按材质分：硅二极管和锗二极管；b按用途分：整流二极管，检波二极管，稳压二极管，发光二极管，光电二极管，变容二极管。

3、半导体二极管在电路中常用“D”加数字表示，如：D5表示编号为5的半导体二极管。

4、半导体二极管的导通电压是:a;硅二极管在两极加上电压,并且电压大于0.6V时才能导通,导通后电压保持在0.6-0.8V之间.B;锗二极管在两极加上电压,并且电压大于0.2V时才能导通,导通后电压保持在0.2-0.3V之间.5、半导体二极管主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。

6、半导体二极管可分为整流、检波、发光、光电、变容等作用。

7、半导体二极管的识别方法：a;目视法判断半导体二极管的极性:一般在实物的电路图中可以通过眼睛直接看出半导体二极管的正负极.在实物中如果看到一端有颜色标示的是负极,另外一端是正极.b;用万用表(指针表)判断半导体二极管的极性:通常选用万用表的欧姆档(R﹡100或R﹡1K),然后分别用万用表的两表笔分别出接到二极管的两个极上出,当二极管导通,测的阻值较小(一般几十欧姆至几千欧姆之间),这时黑表笔接的是二极管的正极,红表笔接的是二极管的负极.当测的阻值很大(一般为几百至几千欧姆),这时黑表笔接的是二极管的负极,红表笔接的是二极管的正极.c;测试注意事项：用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。

8、变容二极管是根据普通二极管内部“PN结”的结电容能随外加反向电压的变化而变化这一原理专门设计出来的一种特殊二极管。

变容二极管在无绳电话机中主要用在手机或座机的高频调制电路上，实现低频信号调制到高频信号上，并发射出去。

在工作状态，变容二极管调制电压一般加到负极上，使变容二极管的内部结电容容量随调制电压的变化而变化。

第7章半导体器件

第7章半导体器件
7.1 7.2 7.3 半导体二极管半导体三极管场效应晶体管
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！
重点：
二极管的单向导电性三极管的电流放大作用及三极管的特性曲线
7.1 半导体二极管
7.1.1本征半导体
导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。导电能力
对温度的反应非常灵敏
受光照非常敏感
在纯净的半导体中掺入微量的杂质（指其他元素），它的导电能力会大大增强
7.2.1三极管的基本结构、符号
PNP
集电极 C 集电极 C
NPN
C
C
集电区P 集电结 B 基极基区N 发ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ结发射区P E 发射极
B
B 基极
集电区N 集电结基区P 发射结发射区N E 发射极
B
E
E
集电区尺寸比发射区大
C
集电极 N
基区很薄，杂质浓度最低
B
基极 E
P
N
发射极
发射区杂质浓度高
内电场反向电流
PN 结单向导电性
PN 结具有单向导电性。 PN 结加正向电压时，电路中有较大电流流过， PN 结导通； PN 结加反向电压时，电路中电流很小， PN 结截止。
7.1.4半导体二极管
1.结构
硅二极管
按材料不同分锗二极管分类点接触型
阳极 VD
阴极
按结构不同分
面接触型
2.二极管的伏安特性
要有良好接地。场效应管通常
漏极与源极互换使用，但有些
产品源极与衬底已连在一起，
这时漏极与源极不能互换。
画出图示电路输出电压波形。
VD + R ui － US + uo －

半导体器件的基础知识

1.1 半导体二极管
3．半导体二极管的主要参数．（1）最大整流电流 IF：）二极管长时间工作时允许通过的最大直流电流。二极管长时间工作时允许通过的最大直流电流。使用时应注意流过二极管的正向最大电流不能大于这个数值，否则可能损坏二极管。数值，否则可能损坏二极管。（2）最高反向工作电压 VRM ）二极管正常使用时允许加的最高反向电压。二极管正常使用时允许加的最高反向电压。使用中如果超过此值，二极管将有被击穿的危险。使用中如果超过此值，二极管将有被击穿的危险。
1.2 半导体三极管
输出特性曲线
1.2 半导体三极管
输出特性曲线族可分三个区：输出特性曲线族可分三个区：（1）截止区）条件：发射结反偏或两端电压为零。条件：发射结反偏或两端电压为零。特点：特点： IB = 0，IC = ICEO 。，（2）放大区）条件：发射结正偏，集电结反偏。条件：发射结正偏，集电结反偏。特点：特点： IC 受 IB 控制，即 ∆IC = β∆IB 。在放大状态，一定时，变化，在放大状态，当 IB 一定时，IC 不随 VCE 变化，即放大状态的三极管具有恒流特性。的三极管具有恒流特性。（3）饱和区）条件：发射结和集电结均为正偏。条件：发射结和集电结均为正偏。特点：特点：VCE = VCES。 VCES 称为饱和管压降，小功率硅管约 0.3 V，锗管约为 0.1 V。称为饱和管压降，，。
1.2 半导体三极管
1.2.1 半导体三极管的基本结构与分类
1．结构及符号． PNP 型及 NPN 型三极管的内部结构及符号如图所示。型三极管的内部结构及符号如图所示。三区：发射区、三区：发射区、基集电区。区、集电区。三极：三极：发射极 E、、基极 B、集电极 C。、两结：发射结、两结：发射结、集电结。电结。实际上发射极箭头方向就是发射结正向电流方向。流方向。

第一章半导体基础知识

第一章半导体基础知识〖本章主要内容〗本章重点讲述半导体器件的结构原理、外特性、主要参数及其物理意义，工作状态或工作区的分析。

首先介绍构成PN结的半导体材料、PN结的形成及其特点。

其后介绍二极管、稳压管的伏安特性、电路模型和主要参数以及应用举例。

然后介绍两种三极管（BJT和FET）的结构原理、伏安特性、主要参数以及工作区的判断分析方法。

〖本章学时分配〗本章分为4讲，每讲2学时。

第一讲常用半导体器件一、主要内容1、半导体及其导电性能根据物体的导电能力的不同，电工材料可分为三类：导体、半导体和绝缘体。

半导体可以定义为导电性能介于导体和绝缘体之间的电工材料，半导体的电阻率为10-3～10-9Ω∙cm。

典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。

半导体的导电能力在不同的条件下有很大的差别：当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化；往纯净的半导体中掺入某些特定的杂质元素时，会使它的导电能力具有可控性；这些特殊的性质决定了半导体可以制成各种器件。

2、本征半导体的结构及其导电性能本征半导体是纯净的、没有结构缺陷的半导体单晶。

制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为“九个9”，它在物理结构上为共价键、呈单晶体形态。

在热力学温度零度和没有外界激发时,本征半导体不导电。

3、半导体的本征激发与复合现象当导体处于热力学温度0K时，导体中没有自由电子。

当温度升高或受到光的照射时，价电子能量增高，有的价电子可以挣脱原子核的束缚而参与导电，成为自由电子。

这一现象称为本征激发（也称热激发）。

因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为电子空穴对。

游离的部分自由电子也可能回到空穴中去，称为复合。

在一定温度下本征激发和复合会达到动态平衡，此时，载流子浓度一定，且自由电子数和空穴数相等。

4、半导体的导电机理自由电子的定向运动形成了电子电流，空穴的定向运动也可形成空穴电流，因此，在半导体中有自由电子和空穴两种承载电流的粒子（即载流子），这是半导体的特殊性质。

电路与模拟电子技术_第6章半导体器件

在放大区，硅管的发射结
压降UBE一般取0.7V，锗管的发射结压降UBE一般取0.3V。
（2）输出特性
①放大区条件：发射结正偏，集电结反偏。特点：IC＝ I B ②截止区
，IC仅由IB决定。
条件：两个PN结均反偏。
特点是IB＝0、IC＝ICEO≈0，无放大作用。 ③饱和区条件：两个PN结均正偏。特点：UCE≤1V，有IB和IC ，但IC≠ IB。 IC已不受IB控制
2.主要参数（1）电流放大系数直流放大系数

和β
IC IB
交流放大系数β＝△IC／△IB≈ （2）穿透电流ICEO （3）集电极最大允许电流ICM

（4）集电极最大允许耗散功率PCM
(5)反向击穿电压U(BR)CEO
PC＝UCEIC
6.4 场效应管三极管称电流控制元件；场效应管称电压控制元件。
场效应管具有输入电阻高（最高可达 1015Ω ）、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、耗电省等优点。
6.4.1 绝缘栅场效应管的结构和符号
6.4.2 场效应管的伏安特性和主要参数
使场效应管刚开始形成导电沟道的临界电压 UGS （ th ），称为开启电压。
当UGS的负值达到某一数值UGS（off）时，导电沟道消失，这一临界电压UGS（off）称为夹断电压。场效应管的主要参数：增强型MOS管的开启电压UGS（th），耗尽型MOS管的夹断电压UGS（off）低频跨导
6.3 三极管三极管在模拟电子电路中其主要作用是构成放大电路。
6.3.1 三极管的结构和分类结构：三个区、二个结、三个电极。
分类：三极管如按结构可分为NPN型和 PNP型；按所用的半导体材料可分为硅管和锗管；按功率可分为大、中、小功率管；按频率特性可分为低频管和高频管等。

(完整word版)半导体器件基础教案

第一章半导体器件基础【学习目标】1.了解PN结的单向导电性。

2.熟悉二极管的伏安特性3.了解开关二极管、整流二极管、稳压二极管的基本用途。

4.掌握三极管输出特性曲线中的截止区、放大区和饱和区等概念.5.熟悉三极管共发射极电流放大系数β的含义。

6.熟悉对三极管开关电路工作状态的分析方法.7.熟悉三极管的主要参数。

8.熟悉MOS场效应管的分类及符号.9.熟悉增强型NMOS管的特性曲线.10.了解MOS场效应管的主要参数。

【内容提要】本章介绍三种常用的半导体器件,即半导体二极管、三极管及MOS场效应管。

重点介绍这些器件的外部特性曲线、主要参数及电路实例。

一、教学内容(一）半导体二极管1．PN 结的伏安特性PN 结的伏安特性描述了PN 结两端电压u 和流过PN 结电流i 之间的关系。

图是PN 结的伏—安特性曲线。

可以看出：（1）当外加正向电压较小(u I <U ON )时，外电场不足以克服PN 结内电场对多子扩散所造成的阻力，电流i 几乎为0，PN 结处于截止状态；（2）当外加正向电压u I 大于U ON 时,正向电流i 随u 的增加按指数规律上升且i 曲线很陡。

（3）当外加反向电压(u<0）时，反向电流很小, 几乎为0，用I R 表示；（4）当u £ U （BR ）时，二极管发生电击穿,｜u| 稍有增加,|i ｜急剧增大, u » U BR 。

把PN 结外加正向电压导通、外加反向电压截止的性能称作单向导电特性。

U ON 称作导通电压，也叫开启电压, U （BR) 称作反向击穿电压，I R 称作反向电流。

2．半导体二极管应用举例半导体二极管是将PN 结用外壳封装、加上电极引线构成。

可以用作限幅电路、开关电路等。

（1）用作限幅电路图2.2(a)是二极管电路。

假设输入电压u I 是一周期性矩形脉冲,输入高电平U IH =+5V 、低电平U IL =-5V ，见图(b ）。

第一章半导体器件基础知识

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本章概述
第一节第二节第三节第四节第五节
第一章半导体器件基础知识
2. 最高反向工作电压 UR
工作时允许加在二极管两端的反向电压值。通常将击穿电
压 UBR 的一半定义为 UR 。
第
二
3. 反向电流 IR
节
通常希望 IR 值愈小愈好。
半导
4. 最高工作频率 fM
体二
如果给PN外加反向电压，即P区接电源的负极，N区接电源的
正极，称为PN结反偏，如图所示。
外加电压在PN结上所形成的外电场与PN结内电场的方向相同，第
增强了内电场的作用，破坏了原有的动态平衡，使PN结变厚，加强了少数载流子的漂移运动，由于少数载流子的数量很少，所以只有很小的反向电流，一般情况下可以忽略不计。这时称PN结为
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本章概述
第一节第二节第三节第四节第五节
第一章半导体器件基础知识
2．光电二极管光电二极管又称光敏二极管，是一种将光信号转换为电信号的特殊二极管（受光器件）。光电二极管的符号如图所示。
受光面
受光面
第
二
节
半
光电二极管工作在反向偏置下，无光照时，流过光电二极管的电导
管
第五节
击穿并不意味管子损坏，若控制击穿电流，电
压降低后，还可恢复正常。
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第一章半导体器件基础知识
三、温度对二级管特性的影响
本章概述
1．温度升高1℃，硅和锗二极管导通时的正向压降UF将
减小2.5mv左右。
第一节
2．温度每升高10℃，反向电流增加约一倍。

第1章半导体器件

击穿并不意味着管子一定要损坏，如果我们采取适当的措施限制通过管子的电流，就能保证管子不因过热而烧坏。如稳压管稳压电路中一般都要加限流电阻 R，使稳压管电流工作在Izmax和Izmin的范围内。
在反向击穿状态下，让通过管子的电流在一定范围内变化，这时管子两端电压变化很小，稳压二极管就是利用这一点达到“稳压”效果的。
2 何谓杂质半导体？N型半导体中的多子是什么？少子是什么？
3 P型半导体中的空穴多于自由电子，是否意味着带正电？N 型半导体是否带负电？
10
1.1 半导体基础知识
g. PN结及其形成过程
杂质半导体的导电能力虽然比本征半导体极大增强，但它们并不能称为半导体器件。
空间电荷区
P区
在一块晶片的两端分别注入三价元素硼和五价元素磷
内电场外电场
V
IS
13
1.1 半导体基础知识
i. PN结的电流方程
一般地：
qu
i I s (e kT 1)
可以简化为，
u
i

I
I
s
(eUT
1)
当T=300K时，
u
i I s (e 0.026 1)
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1.1 半导体基础知识
j. PN结的伏安特性曲线
当u>> UT时，
u
i IseUT
反向截止区内反向饱和电流很小，可近似视为零值。
外加反向电压超过反向击穿电压UBR时，反向电流突然增大，二极管失去单向导电性，进入反向击穿区。
23
1.2 半导体二极管
正向导通区的讨论
I (mA) 60
当外加正向电压大于死区电压时，二极管由不导通变为导通，电压再继续增

常用的半导体器件有二极管三极管场效应晶体管等

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【影响工作频率的原因】主要取决于PN结结电容的大小 (1)低频时，因结电容很小，对 PN 结影响很小；高频时，因容抗增大，使结电容分流，导致单向导电性变差。 (2) 结面积小时结电容小，工作频率高。【二极管的理想模型】正向电阻为零，正向导通时为短路特性，正向压降忽略不计；反向电阻为无穷大，反向截止时为开路特性，反向漏电流忽略不计。
激发而产生的，其数量的多少决定于温度。
无论是P型半导体还是N型半导体都是中性的，对外不显电性。
9 2018/11/17
1.1.3 PN结及其单向导电性
1．PN结的形成：将一块半导体的一侧掺杂成P型半导体，另一侧掺杂成N型半导体，在两种半导体的交界面处将形成一个特殊的薄层→ PN结。
PN 结的形成与单相导电性
0.2 V
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（2）反向特性外加反向电压时， PN结处于截止状态，反向电流很小。反向电压大于击穿电压时，反向电流急剧增加。（3）反向击穿类型：电击穿— PN 结未损坏，断电即恢复。热击穿— PN 结烧毁。
二极管伏安特性曲线
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1.2.2 半导体二极管的主要参数 (超过时单向导电性变差) （1）IOM－最大整流电流(最大正向平均电流) （2）UB－反向击穿电压指管子反向击穿时的电压值。（3）UDRM－最大反向工作电压（约为UB 的一半）。（4）IRM－最大反向电流(越小单向导电性越好) （5）fM－最高工作频率（超过时单向导电性变差）
5 2018/11/17
【结论】纯净半导体也称为本征半导体 1．本征半导体中电子空穴成对出现，且数量少； 2．半导体中有电子和空穴两种载流子参与导电； 3．本征半导体导电能力弱，并与温度有关。

常见半导体器件

常见半导体器件一、二极管（Diode）二极管是一种常见的半导体器件，具有只允许电流在一个方向通过的特性。

它由P型半导体和N型半导体组成，通过P-N结的形成来实现电流的单向导通。

二极管在电子电路中有着广泛的应用，如整流器、稳压器、放大器等。

二、三极管（Transistor）三极管是一种具有放大作用的半导体器件，由P型半导体和N型半导体构成。

它有三个电极，分别是发射极、基极和集电极。

通过控制基极电流，可以调节集电极电流的大小，实现信号的放大功能。

三极管被广泛应用于放大器、开关、振荡器等电子设备中。

三、场效应晶体管（Field Effect Transistor，FET）场效应晶体管是一种常见的半导体器件，与三极管类似，也具有放大作用。

它由栅极、源极和漏极组成。

场效应晶体管通过栅极电压的变化来控制源漏极之间的电流。

与三极管相比，场效应晶体管具有输入阻抗高、功耗低、噪声小等特点，被广泛应用于放大器、开关、模拟电路等领域。

四、集成电路（Integrated Circuit，IC）集成电路是将大量的电子器件集成在一个芯片上的器件。

它由高度集成的晶体管、二极管、电阻、电容等元件组成，通过不同的连接方式实现各种电路功能。

集成电路具有体积小、功耗低、性能稳定等优点，被广泛应用于计算机、通信、消费电子等领域。

五、光电二极管（Photodiode）光电二极管是一种具有光电转换功能的半导体器件。

它具有二极管的结构，在光照条件下产生电流。

光电二极管常用于光电传感、光通信、光电测量等领域。

通过控制光照强度，可以实现对光信号的检测和转换。

六、发光二极管（Light Emitting Diode，LED）发光二极管是一种能够发出可见光的半导体器件。

它具有二极管的结构，在正向偏置电压下，通过复合效应产生光。

发光二极管具有发光效率高、寿命长、功耗低等特点，被广泛应用于照明、显示、指示等领域。

七、太阳能电池（Solar Cell）太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的半导体器件。

电路与电子学第四章

二极管例题
5K
1V
D1
Ua
D1截止， D2导通， Ua= -5V
求电路中的UO:
D3导通，UO=6V D2导通，UO= -6V, D3截止。 D1截止，UO= 6V
D2
D1 UO
D1截止， D2导通， D3截止， UO= - 6V
复习
+ ui (a) u01 t D R + u01 +
如图已知输入电压 ui=30sinωt ,
二极管的应用 t
输入电压小于5V:
+ ui D 5V
输入电压大于5V: + D 5V +
t
小于5V后
ui
-
u02
-
演示二极管2
●二极管整流电路整流
半波整流电路
利用二极管的单向导电性，将双向变化的交流电转换为单向脉动的直流电。 ui ①半波整流电路 D t + + ui RL u0 -
-
u0
t 脉动直流电
ui<0：上负下正，D2D4导通D1D3截止。
0
π
2π
3π
全波整流电路输出电压平均值：
单向桥式整流电路
U0

1

o
( U m sin t )d ( t )
2 2

U 0.9U
i i t π 2π 3π
U U 负载中通过电流的平均值：I 0 0 0.9 RL RL
截止时二极管所承受的最大反向电压为峰值Um。承担全波整流电路中二极管的参数为：最大整流电流： I I 0.45 U F D + ui -
零偏，不通，ID=0 反偏，不通，ID=0

半导体基本器件

半导体根本器件引言半导体是一种具有特定电子行为的材料，既不完全是导体，也不是绝缘体。

半导体在现代电子设备中起到至关重要的作用，因为它们可以用来制造各种各样的根本器件。

这些根本器件在电路中起到关键的作用，如放大信号、控制电流等。

本文将学习和讨论一些常见的半导体根本器件，包括二极管、三极管和场效应管。

二极管二极管是一种最简单的半导体器件。

它由两个相反类型的半导体材料〔P型和N型〕组成，其中P区具有多余的正电荷，N区具有多余的负电荷。

这种差异导致了一个电势能壕，使得电子很难穿过二极管。

当正向电压施加在二极管上时，电子可以通过二极管流动，形成一个电流。

而在反向电压下，电子无法通过二极管，形成一个开路。

二极管被广泛用于整流电路中。

整流电路可以将交流信号转换为直流信号，通过使用二极管的开关特性来选择正向电流流向。

在直流电源中，二极管还可以作为保护器件，防止电流逆向流动。

三极管三极管是一种用来放大电流的半导体器件。

它由三个区域组成：发射极〔E〕、基极〔B〕和集电极〔C〕。

发射极和基极之间是一个PN 结，称为发射结，而基极和集电极之间是另一个PN结，称为集电结。

三极管的放大作用是通过输入信号在基极端产生的小电流来控制集电极端的电流增益。

当输入信号为正向偏置时，基极电流增加，从而导致集电极电流增加。

因此，三极管可以被用作电流放大器。

此外，三极管还可以作为开关使用，当输入信号为正时，三极管工作在饱和区，导通集电极电流；当输入信号为负时，三极管工作在截止区，阻断集电极电流。

场效应管场效应管〔FET〕是一种用于放大和控制电流的半导体器件。

它由源极〔S〕、栅极〔G〕和漏极〔D〕组成。

在场效应管中，控制电流通过控制栅极电压来实现。

场效应管有两种主要类型：增强型和耗尽型。

增强型FET的栅极电压增加时，漏极电流也增加。

耗尽型FET的栅极电压增加时，漏极电流减小。

场效应管与三极管的一个重要区别是它的输入电阻更高，这使得场效应管在某些应用中更具优势。

常用电子器件

常用电子器件电子器件是当今现代工业中不可或缺的一部分。

随着科技的发展和进步，电子器件得到了充分应用和发展。

其中一些被广泛使用的电子器件包括半导体器件、电容器、电感器、二极管和晶体管等。

一、半导体器件半导体器件是现代电子学的基础之一。

半导体器件包括二极管、三极管、场效应晶体管（FET）、可控硅等。

二极管是最简单的半导体器件，它具有整流和波形截取功能。

三极管具有放大作用，它可放大电压和电流。

场效应晶体管是一个高阻器件，它在电子电路中常用来放大和调整电压信号。

可控硅是一种带有控制端的半导体器件，它可以通过施加一个触发脉冲来进行开关操作。

二、电容器电容器由两个电极和一个介质组成，它可以存储电荷并且能够在电路中储存电能，以及对电路的频率响应起着很大的影响。

电容器在各种电子器件中被广泛应用，包括滤波器、信号发生器、功率电子设备和放大器等。

电容器的容量和介质类型对电子电路的性能有很大的影响。

三、电感器电感器是一种两端带有线圈的器件，它可以储存电流并且可以作为变压器、滤波器、放大器和发生器的元件。

电感器的工作原理是通过在线圈内产生磁场来储存电能。

电感器的一般作用是在电路中阻止低频信号，它经常用于成阻抗元件，它能提高电路的频率选通性能，使电路成为带通滤波器或谐振回路等。

四、二极管二极管是一种既能导电又能负担反向电路的器件。

它能够把从电源或信号源来的动态信号转化成稳定的信号输出，广泛应用于整流、电源电路、自动控制、信号检测等领域。

二极管在LED、太阳能电池等领域中也有着广泛的应用。

五、晶体管晶体管是一种电子控制元器件。

它是由半导体材料制成的三极管，在电子电路中具有放大电流和电压的功能。

晶体管种类很多，如小信号晶体管、功率晶体管、场效应晶体管、双极型晶体管等。

晶体管在各种行业中都有着广泛的应用，如电源供电、振荡电路、放大器电路、计算机和通讯等。

电子器件是现代工业的重要组成部分，它们的应用范围很广，可以应用于电源供应、通信、汽车工业、电子家电、航空航天等。