晶体管知识培训
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
晶体管知识培训
编制： 编制：朱延东 审核：黄锦江 审核
目录
半导体的概念及PN结特性 半导体的概念及 结特性
半导体二极管的特性和参数
半导体三极管
一、
一 半导体的概念及PN结特性 半导体的概念及 结特性
1.1.1.半导体的定义 半导体的定义
在自然界中的物质，按导电能力的不同，可以分为：导体、 在自然界中的物质，按导电能力的不同，可以分为：导体、绝缘体 和半导体。半导体是介于导体和绝缘体之间的物质， 和半导体。半导体是介于导体和绝缘体之间的物质，常用的半导体材料 有锗（ ） 纯净的半导体叫做本证半导体， 有锗（Ge）硅（Si）砷（As）等。纯净的半导体叫做本证半导体，在 ） ） 本证半导体中掺入其他元素元素的称为杂质半导体。 本证半导体中掺入其他元素元素的称为杂质半导体。 在本征半导体中有两种导电粒子，一种带带负电荷的自由电子， 在本征半导体中有两种导电粒子，一种带带负电荷的自由电子，另 一种相当于带正电荷的粒子空穴。 一种相当于带正电荷的粒子空穴。自由点子和空穴在外电场的作用下都 会坐定向移动而形成电流，我们把他们统称为载流子。 会坐定向移动而形成电流，我们把他们统称为载流子。在本征半导体中 每产生一个自由电子必然会有个空穴 出现。这种物理现象称为本征激发。由于常温下本征激发产生的自由电 出现。这种物理现象称为本征激发。 子数目很少，本征半导体导电能力比较差。但温度升高或关照增强时， 子数目很少，本征半导体导电能力比较差。但温度升高或关照增强时， 本证半导体内的内电子运动加剧，载流子数目增多，导电性能提高， 本证半导体内的内电子运动加剧，载流子数目增多，导电性能提高，这 就是半导体的热敏特性和光敏特性。在本证半导体掺入微量元素后， 就是半导体的热敏特性和光敏特性。在本证半导体掺入微量元素后，导 电性能将大大的提高，这就是半导体的掺杂特性。 电性能将大大的提高，这就是半导体的掺杂特性。在本征半导体中掺入 不同的微量元素，会得到导电性质不同的半导体材料。根据半导体的掺 不同的微量元素，会得到导电性质不同的半导体材料。 杂特性，可制成两大类型的杂质半导体， 型半导体P型半导体 杂特性，可制成两大类型的杂质半导体，即N型半导体 型半导体。 型半导体 型半导体。
Leabharlann Baidu
1.1.3PN结极其导电性 结极其导电性
PN结的形成 在一块完整的本征半导体硅或锗上，进行掺杂工艺，使一边形成P 型半导体，另一边形成N型半导体。这样在P型半导体和N型半导体 的交界处，就形成了一个特殊区域——PN结。PN结是构成各种半 导体元器的基础。因为P型半导体内的空穴载流子浓度高，N型半 导体内的自由电子浓度高。说以在交界面上的载流子将由浓度高处 向浓度低处扩散，见图1，在交界处的P型半导体一侧留下负电离子， N型半导体一侧留下正电离子，形成PN结的方向由N区的电场，即 PN结的内电场，见图2。由于PN结内的自由电子和空穴中和，几 乎没有可以自由移动的载流子，所以PN结也称为“耗尽层”。
二、 半导体二极管的特性和参数
二极管的结构和符号 二极管是有PN结两个接触电极、引线和管壳构成，三角箭头方向 表示正向电流的方向，即二极管的正向电流时从P极流入，N极流 出。二极管关键部分是PN结，因此，二极管主要特点是具有单向 导电性。
三、 半导体三极管
三极管的电流放大作用
Thank you!
P区 区
耗尽层
N区 区
内电场
1.1.4PN结的单项导电性 结的单项导电性
区接电源正极， 区接电源负极 区接电源负极， 结外加了正向电压， 将P区接电源正极，N区接电源负极，则PN结外加了正向电压，简 区接电源正极 结外加了正向电压 称正向偏置，如下图所示。这时内、外电场方向相反， 称正向偏置，如下图所示。这时内、外电场方向相反，外电场消弱 了内电场对多数载流子扩散的阻碍作用，是扩散继续进行， 了内电场对多数载流子扩散的阻碍作用，是扩散继续进行，由于多 数载流子扩散的定向运动， 结内部与外电路形成正向电流I， 数载流子扩散的定向运动，在PN结内部与外电路形成正向电流 ， 结内部与外电路形成正向电流 并随着外加电压的升高而迅速增大，这种现象称为PN结正向导通 并随着外加电压的升高而迅速增大，这种现象称为 结正向导通
1.1.2：P型半导体和 型半导体 ： 型半导体和 型半导体和N型半导体
（1）P型半导体 如果在本征半导体硅或锗的晶体掺入微量三价元素硼 或镓、等，半导体内部的空穴的数量将增加成千上万倍。 导电能力大大提高，这类杂质半导体称为P型半导体，也 可以叫空穴半导体。在P型半导体中，空穴成为半导体的 多数载流子，自由电子为少数载流子。对这个半导体来说， 它既没有失去电子也没有得到电子，所以呈电中性。 （2）N型半导体 如果在本征半导体硅或锗的晶体掺入微量三价元素磷 或砷等、半导体内部自由电子的数量将增加成千上万倍。 导电能力大大提高，这类杂质半导体称为N型半导体，也 可以叫自由电子半导体。在N型半导体中，自由电子成为 半导体的多数载流子，空穴为少数载流子。对这个半导体 来说，它既没有失去电子也没有得到电子，所以呈电中性。
1.1.4PN结的单项导电性 结的单项导电性
导通将P区接电源负极， 区接电源正极 区接电源正极， 结外加了反向电压， 导通将 区接电源负极，N区接电源正极，则PN结外加了反向电压， 区接电源负极 结外加了反向电压 简称反向偏置，如下图2所示 所示。 结反向偏置时， 简称反向偏置，如下图 所示。当PN结反向偏置时，这时内、外电 结反向偏置时 这时内、 场方向相同，外电场加强了内电场对多数载流子扩散的阻碍作用， 场方向相同，外电场加强了内电场对多数载流子扩散的阻碍作用， 结果在PN结内形成微小的反向电流 这种现象称为PN结的反向截 结内形成微小的反向电流， 结果在 结内形成微小的反向电流，这种现象称为 结的反向截 结两端施加的反向电压增加到一定值时候， 止。当PN结两端施加的反向电压增加到一定值时候，反向电流会 结两端施加的反向电压增加到一定值时候 急剧增大，此时PN结反向击穿 结反向击穿。 急剧增大，此时 结反向击穿。
编制： 编制：朱延东 审核：黄锦江 审核
目录
半导体的概念及PN结特性 半导体的概念及 结特性
半导体二极管的特性和参数
半导体三极管
一、
一 半导体的概念及PN结特性 半导体的概念及 结特性
1.1.1.半导体的定义 半导体的定义
在自然界中的物质，按导电能力的不同，可以分为：导体、 在自然界中的物质，按导电能力的不同，可以分为：导体、绝缘体 和半导体。半导体是介于导体和绝缘体之间的物质， 和半导体。半导体是介于导体和绝缘体之间的物质，常用的半导体材料 有锗（ ） 纯净的半导体叫做本证半导体， 有锗（Ge）硅（Si）砷（As）等。纯净的半导体叫做本证半导体，在 ） ） 本证半导体中掺入其他元素元素的称为杂质半导体。 本证半导体中掺入其他元素元素的称为杂质半导体。 在本征半导体中有两种导电粒子，一种带带负电荷的自由电子， 在本征半导体中有两种导电粒子，一种带带负电荷的自由电子，另 一种相当于带正电荷的粒子空穴。 一种相当于带正电荷的粒子空穴。自由点子和空穴在外电场的作用下都 会坐定向移动而形成电流，我们把他们统称为载流子。 会坐定向移动而形成电流，我们把他们统称为载流子。在本征半导体中 每产生一个自由电子必然会有个空穴 出现。这种物理现象称为本征激发。由于常温下本征激发产生的自由电 出现。这种物理现象称为本征激发。 子数目很少，本征半导体导电能力比较差。但温度升高或关照增强时， 子数目很少，本征半导体导电能力比较差。但温度升高或关照增强时， 本证半导体内的内电子运动加剧，载流子数目增多，导电性能提高， 本证半导体内的内电子运动加剧，载流子数目增多，导电性能提高，这 就是半导体的热敏特性和光敏特性。在本证半导体掺入微量元素后， 就是半导体的热敏特性和光敏特性。在本证半导体掺入微量元素后，导 电性能将大大的提高，这就是半导体的掺杂特性。 电性能将大大的提高，这就是半导体的掺杂特性。在本征半导体中掺入 不同的微量元素，会得到导电性质不同的半导体材料。根据半导体的掺 不同的微量元素，会得到导电性质不同的半导体材料。 杂特性，可制成两大类型的杂质半导体， 型半导体P型半导体 杂特性，可制成两大类型的杂质半导体，即N型半导体 型半导体。 型半导体 型半导体。
Leabharlann Baidu
1.1.3PN结极其导电性 结极其导电性
PN结的形成 在一块完整的本征半导体硅或锗上，进行掺杂工艺，使一边形成P 型半导体，另一边形成N型半导体。这样在P型半导体和N型半导体 的交界处，就形成了一个特殊区域——PN结。PN结是构成各种半 导体元器的基础。因为P型半导体内的空穴载流子浓度高，N型半 导体内的自由电子浓度高。说以在交界面上的载流子将由浓度高处 向浓度低处扩散，见图1，在交界处的P型半导体一侧留下负电离子， N型半导体一侧留下正电离子，形成PN结的方向由N区的电场，即 PN结的内电场，见图2。由于PN结内的自由电子和空穴中和，几 乎没有可以自由移动的载流子，所以PN结也称为“耗尽层”。
二、 半导体二极管的特性和参数
二极管的结构和符号 二极管是有PN结两个接触电极、引线和管壳构成，三角箭头方向 表示正向电流的方向，即二极管的正向电流时从P极流入，N极流 出。二极管关键部分是PN结，因此，二极管主要特点是具有单向 导电性。
三、 半导体三极管
三极管的电流放大作用
Thank you!
P区 区
耗尽层
N区 区
内电场
1.1.4PN结的单项导电性 结的单项导电性
区接电源正极， 区接电源负极 区接电源负极， 结外加了正向电压， 将P区接电源正极，N区接电源负极，则PN结外加了正向电压，简 区接电源正极 结外加了正向电压 称正向偏置，如下图所示。这时内、外电场方向相反， 称正向偏置，如下图所示。这时内、外电场方向相反，外电场消弱 了内电场对多数载流子扩散的阻碍作用，是扩散继续进行， 了内电场对多数载流子扩散的阻碍作用，是扩散继续进行，由于多 数载流子扩散的定向运动， 结内部与外电路形成正向电流I， 数载流子扩散的定向运动，在PN结内部与外电路形成正向电流 ， 结内部与外电路形成正向电流 并随着外加电压的升高而迅速增大，这种现象称为PN结正向导通 并随着外加电压的升高而迅速增大，这种现象称为 结正向导通
1.1.2：P型半导体和 型半导体 ： 型半导体和 型半导体和N型半导体
（1）P型半导体 如果在本征半导体硅或锗的晶体掺入微量三价元素硼 或镓、等，半导体内部的空穴的数量将增加成千上万倍。 导电能力大大提高，这类杂质半导体称为P型半导体，也 可以叫空穴半导体。在P型半导体中，空穴成为半导体的 多数载流子，自由电子为少数载流子。对这个半导体来说， 它既没有失去电子也没有得到电子，所以呈电中性。 （2）N型半导体 如果在本征半导体硅或锗的晶体掺入微量三价元素磷 或砷等、半导体内部自由电子的数量将增加成千上万倍。 导电能力大大提高，这类杂质半导体称为N型半导体，也 可以叫自由电子半导体。在N型半导体中，自由电子成为 半导体的多数载流子，空穴为少数载流子。对这个半导体 来说，它既没有失去电子也没有得到电子，所以呈电中性。
1.1.4PN结的单项导电性 结的单项导电性
导通将P区接电源负极， 区接电源正极 区接电源正极， 结外加了反向电压， 导通将 区接电源负极，N区接电源正极，则PN结外加了反向电压， 区接电源负极 结外加了反向电压 简称反向偏置，如下图2所示 所示。 结反向偏置时， 简称反向偏置，如下图 所示。当PN结反向偏置时，这时内、外电 结反向偏置时 这时内、 场方向相同，外电场加强了内电场对多数载流子扩散的阻碍作用， 场方向相同，外电场加强了内电场对多数载流子扩散的阻碍作用， 结果在PN结内形成微小的反向电流 这种现象称为PN结的反向截 结内形成微小的反向电流， 结果在 结内形成微小的反向电流，这种现象称为 结的反向截 结两端施加的反向电压增加到一定值时候， 止。当PN结两端施加的反向电压增加到一定值时候，反向电流会 结两端施加的反向电压增加到一定值时候 急剧增大，此时PN结反向击穿 结反向击穿。 急剧增大，此时 结反向击穿。