半导体器件(二极管三极管场效应管差动放大电路集成运放)解读
二极管、三极管、场效应管、晶闸管、达林顿管、LED精讲
二极管、三极管、场效应管、晶闸管、达林顿管、LED精讲半导体的定义：导电性能介于金属导体和绝缘体之间的物质，一般是固体(如锗、硅和某些化合物)，其中杂质含量和外界条件的改变(如温度变化、受光照射等)都会使其导电性发生变化。
芯片半导体元件：二极管、三极管、场效应管、晶闸管、达林顿管、LED以及含有半导体管的集成块、芯片等。
半导体元器件介绍：二极管隔离① 二极管：二极管，（英语：Diode），电子元件当中，二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过（称为顺向偏压），反向时阻断（称为逆向偏压）。
因此，二极管可以想成电子版的逆止阀。
三极管② 三极管：由三个电极组成的一种电子元件。
有电子管三极管和半导体三极管两种。
电子管三极管由屏极、栅极、阴极组成；半导体三极管由集电极、基极、发射极组成。
③ 场效应管：场效应管属于电压控制元件，这一点类似于电子管的三极管，但它的构造与工作原理和电子管是截然不同的，与双极型晶体管相比，场效应晶体管具有如下特点：（1）场效应管是电压控制器件，它通过UGS来控制ID；（2）场效应管的输入端电流极小，因此它的输入电阻很大。
（3）它是利用多数载流子导电，因此它的温度稳定性较好；（4）它组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成放大电路的电压放大系数；（5）场效应管的抗辐射能力强；（6）由于不存在杂乱运动的少子扩散引起的散粒噪声，所以噪声低。
大和小的晶闸管、二极管④ 晶闸管：晶闸管导通条件为：加正向电压且门极有触发电流；其派生器件有：快速晶闸管，双向晶闸管，逆导晶闸管，光控晶闸管等。
它是一种大功率开关型半导体器件，在电路中用文字符号为“V”、“VT”表示（旧标准中用字母“SCR”表示）。
达林顿三极管⑤ 达林顿管达林顿管原理达林顿管又称复合管。
它将二只三极管适当的连接在一起，以组成一只等效的新的三极管。
这等效于三极管的放大倍数是二者之积。
达林顿管的应用：1、用于大功率开关电路、电机调速、逆变电路。
半导体器件 分立器件 、微波二极管和晶体管
半导体器件是一种能够控制和放大电流的电子器件，是现代电子技术的核心组成部分。
其中，分立器件、微波二极管和晶体管是半导体器件的重要代表。
本文将分别介绍这三种器件的特点、原理和应用。
一、分立器件1.概述分立器件是指独立存在、不与其他器件直接耦合的半导体器件，包括二极管、三极管、场效应晶体管等。
它们具有较高的工作频率和功率，广泛应用于通信、计算机、电源等领域。
2.二极管二极管是一种常见的分立器件，具有正向导通、反向截止的特性。
它主要用于整流、限流、稳压等电路中，是电子设备中不可或缺的元件。
3.三极管三极管是一种具有放大功能的分立器件，常用于放大、开关、调节信号等电路中。
它具有<状态|三种工作状态>：放大、饱和和截止，是电子技术中的重要组成部分。
二、微波二极管1.概述微波二极管是一种特殊的二极管，能够在较高频率下工作。
它具有快速开关速度、低损耗、稳定性好的特点，在微波通信、雷达、太赫兹技术等领域有广泛应用。
2.特点微波二极管具有低噪声、高增益、快速响应等特点，适用于高频信号的检测、调制和整形。
它是微波领域中不可或缺的器件之一。
3.原理微波二极管的工作原理主要涉及微波的电荷输运、电磁场的作用等，是电磁波和电子运动相互作用的产物。
三、晶体管1.概述晶体管是一种半导体器件，具有放大、开关、调节信号等功能。
它取代了真空管，是现代电子技术中的重要组成部分。
2.种类晶体管按结构可分为双极型和场效应型两大类，其中双极型晶体管常用于低频放大、中频放大等电路中，而场效应型晶体管主要用于高频放大、功率放大等领域。
3.应用晶体管广泛应用于电视、收音机、计算机、通信设备等各类电子产品中，在现代科技的发展中发挥着不可替代的作用。
结语半导体器件分立器件、微波二极管和晶体管是现代电子技术中的重要组成部分，它们在不同领域具有重要的应用价值。
随着科技的不断进步，半导体器件将会迎来更广阔的发展空间，为人类生活和工作带来更多的便利和创新。
常用电子元器件介绍
1T=103G=106 M=109 K=1012 R 1.1.6. 电阻器的特性： 电阻为线性原件，即电阻两端电压与流过电阻的电流成正比，通过这段导体的电流强度与这段 导体的电阻成反比。即欧姆定律：I=U/R。 1.1.7. 电阻的作用为分流、限流、分压、偏置、滤波（与电容器组合使用）和阻抗匹配等。 1.1.8. 主要参数:标称阻值 额定功率 允许误差等级 阻值变化规律(电位器)
1.1.10.1. 直标法 将电阻器的标称值用数位元元元和文字元号直接标在电阻体上,其允许偏差则用百分数表示,未 标偏差值的即为±20%. 1.1.10.2. 数码标记法 一般用三位元元数位元元元来表示容量的大小，单位元元元为欧姆()。前两位为有效数字， 后一位表示倍率。即乘以10i，i为第三位元数位，若第三位元数位9，则乘10-1。 如223J代表22103欧姆()＝22000欧姆 ()＝22千欧姆(K)，允许误差为5%；又如 479K代表4710-1欧姆()，允许误差为5%的电阻。这种表示方法最为常见。
为者常成，行者常至
11
1.2.8. 标称容值的表示方法
1.2.8.1. 直标法
由于电容体积要比电阻大，所以一般都使用直接标称法。如果数字是0.001，那它代表的是0.001uF＝1nF，如果 是10n，那么就是10nF，同样100p就是100pF。
1.2.8.2. 数码标记法
不标单位的直接标记法：用1~4位元元元元数位元元元表示，容量单位元元元为pF，如350为350pF，3为3pF， 0.5为0.5pF
稳压管的最主要的用途是稳定电压。在要求精度不高、电流变 化范围不大的情况下，可选与需要的稳压值最为接近的稳压管 直接同负载并联。在稳压、稳流电源系统中一般作基准电源， 也有在集成运放中作为直流电平平移。其存在的缺点是杂讯系 数较高，稳定性较差。
半导体元器件 分类
半导体元器件分类半导体元器件是现代电子技术中不可或缺的重要组成部分，广泛应用于各种电子设备中。
根据其功能和特点的不同，半导体元器件可以分为多个类别。
一、二极管类二极管是最简单的半导体元器件之一，它具有单向导电性。
常见的二极管有正向导通二极管和反向截止二极管两种类型。
正向导通二极管可以将电流从正极导向负极，常用于整流电路、电源等应用中。
反向截止二极管则是只允许电流从负极导向正极，常用于保护电路、反向电压保护等场景。
二、晶体管类晶体管是一种用来放大和控制电流的半导体元器件。
常见的晶体管有三极管和场效应晶体管（FET）。
三极管可以放大电流和电压信号，广泛应用于放大电路、开关电路等。
场效应晶体管则是通过控制栅极电压来调节源极与漏极之间的电流，常用于电压放大、电源管理等场景。
三、集成电路类集成电路是将大量的半导体元器件和电路集成在一片芯片上的器件。
根据集成度的不同，集成电路可以分为小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）等。
集成电路具有体积小、功耗低和性能稳定等优势，已经成为现代电子技术的核心。
四、功率器件类功率器件是用于控制大电流和高电压的半导体元器件。
常见的功率器件有功率二极管、功率晶体管和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等。
功率二极管适用于高频率和高电压的应用，功率晶体管适用于高频率和大功率的应用，而IGBT则结合了MOSFET和二极管的优点，适用于高电压和大电流的应用。
五、传感器类传感器是一种能够将物理量、化学量和生物量等转化为电信号的半导体元器件。
常见的传感器有温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光敏传感器等。
传感器广泛应用于工业自动化、环境监测、医疗设备等领域，为各种智能设备提供了数据采集和监测功能。
六、存储器类存储器是用来存储和读取数据的半导体元器件。
常见的存储器有随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）等。
RAM可实现数据的随机读写，常用于计算机内存等应用中。
电路课件第4章半导体二极管、三极管和场效应管
Part
04
场效应管
场效应管的结构与工作原理
结构
场效应管主要由源极、栅极和漏极三个电极组成，其中源极和漏极通常由N型或P型半导 体材料制成，而栅极则由绝缘材料制成。
工作原理
场效应管通过在栅极上施加电压来控制源极和漏极之间的电流，从而实现放大或开关功 能。
场效应管的类型与特性
类型
场效应管有多种类型，如NMOS、PMOS、CMOS等，每种类型具有不同的特性 和应用场景。
三极管的类型与特性
类型
根据材料和结构，三极管可分为 NPN、PNP和硅平面管等类型。
温度特性
三极管的工作受温度影响较大， 温度升高会导致三极管的性能下 降。
特性
不同类型三极管具有不同的特性， 如电流放大倍数、频率响应、功 耗等。
参数
三极管的主要参数包括电流放大 倍数、频率响应、功耗等，这些 参数决定了三极管的应用范围。
特性
场效应管具有输入阻抗高、噪声低、动态范围大等特性，使其在模拟电路和数字 电路中都有广泛的应用。
场效应管的应用
01
02
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放大器
场效应管可作为放大器使 用，用于放大微弱信号。
开关电路
由于场效应管具有开关特 性，因此可用于开关电路 中实现高速切换。
集成电路
在现代集成电路中，场效 应管已成为主要的元件之 一，用于实现各种逻辑功 能和信号处理。
二极管的类型与特性
类型
硅二极管、锗二极管、肖特基二极管、PIN二极管等。
特性
正向导通压降、反向击穿电压、温度系数等。
二极管的应用
整流
将交流电转换为直流电，如家用 电器中的电源整流器。
稳压
通过串联或并联方式稳定电路中 的电压，如稳压二极管。
半导体器件的基本概念和应用有哪些
半导体器件的基本概念和应用有哪些一、半导体器件的基本概念1.半导体的定义：半导体是一种导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，常见的有硅、锗、砷化镓等。
2.半导体的导电原理：半导体中的载流子（电子和空穴）在外界条件（如温度、光照、杂质）的影响下，其浓度和移动性会发生变化，从而改变半导体的导电性能。
3.半导体器件的分类：根据半导体器件的工作原理和用途，可分为二极管、三极管、晶闸管、场效应晶体管等。
二、半导体器件的应用1.二极管：用于整流、调制、稳压、开关等电路，如电源整流器、数字逻辑电路、光敏器件等。
2.三极管：作为放大器和开关使用，如音频放大器、数字电路中的逻辑门等。
3.晶闸管：用于可控整流、交流调速、电路控制等，如电力电子设备、灯光调节等。
4.场效应晶体管：主要作为放大器和开关使用，如场效应晶体管放大器、数字逻辑电路等。
5.集成电路：由多个半导体器件组成的微型电子器件，用于实现复杂的电子电路功能，如微处理器、存储器、传感器等。
6.光电器件：利用半导体材料的光电效应，实现光信号与电信号的转换，如太阳能电池、光敏电阻等。
7.半导体存储器：用于存储信息，如随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）等。
8.半导体传感器：将各种物理量（如温度、压力、光照等）转换为电信号，用于检测和控制，如温度传感器、光敏传感器等。
9.半导体通信器件：用于实现无线通信功能，如晶体振荡器、射频放大器等。
10.半导体器件在计算机、通信、家电、工业控制等领域的应用：计算机中的微处理器、内存、显卡等；通信设备中的射频放大器、滤波器等；家电中的集成电路、传感器等；工业控制中的电路控制器、传感器等。
以上就是关于半导体器件的基本概念和应用的详细介绍，希望对您有所帮助。
习题及方法：1.习题：请简述半导体的导电原理。
方法：半导体中的载流子（电子和空穴）在外界条件（如温度、光照、杂质）的影响下，其浓度和移动性会发生变化，从而改变半导体的导电性能。
什么是半导体器件有哪些常见的半导体器件
什么是半导体器件有哪些常见的半导体器件半导体器件是指由半导体材料制成的用于电子、光电子、光学和微波等领域的电子元器件。
它具有半导体材料固有的特性，可以在不同的电压和电流条件下改变其电子特性，从而实现电子器件的各种功能。
常见的半导体器件有以下几种：1. 二极管（Diode）：二极管是最简单的半导体器件之一。
它由一个P型半导体和一个N型半导体组成。
二极管具有单向导电性，可以将电流限制在一个方向。
常见的二极管应用包括整流器、稳压器和光电二极管等。
2. 晶体管（Transistor）：晶体管是一种电子放大器和开关器件，由三层或两层不同类型的半导体材料构成。
晶体管可分为双极型（BJT）和场效应型（FET）两种。
它广泛应用于放大器、开关电路和逻辑电路等领域。
3. MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）：MOSFET是一种常用的场效应晶体管。
它具有低功耗、高开关速度和可控性强等特点，被广泛应用于数字电路、功率放大器和片上系统等领域。
4. 整流器（Rectifier）：整流器是一种将交流电转换为直流电的器件。
它主要由二极管组成，可以实现电能的转换和电源的稳定。
整流器广泛应用于电源供电、电动机驱动和电子设备等领域。
5. 发光二极管（LED）：发光二极管是一种能够将电能转换为光能的器件。
它具有高亮度、低功耗和长寿命等特点，被广泛应用于照明、显示和通信等领域。
6. 激光二极管（LD）：激光二极管是一种能够产生相干光的器件。
它具有高亮度、窄光谱和调制速度快等特点，广泛应用于激光打印、激光切割和光纤通信等领域。
7. 三极管（Triode）：三极管是晶体管的前身，它由三层不同类型的半导体材料构成。
三极管可以放大电流和电压，被广泛应用于放大器、调制器和振荡器等领域。
8. 可控硅（SCR）：可控硅是一种具有开关特性的器件。
它可以控制电流的导通和截止，广泛应用于交流电控制、功率调节和电能转换等领域。
9. 电压稳压器（Voltage Regulator）：电压稳压器是一种用于稳定输出电压的器件。
半导体器件的应用二极管三极管与集成电路
半导体器件的应用二极管三极管与集成电路半导体器件的应用：二极管、三极管与集成电路半导体器件是现代电子技术中不可或缺的关键元件，广泛应用于各种电子设备和系统中。
本文将探讨两种重要的半导体器件：二极管、三极管以及集成电路的原理和应用。
一、二极管1. 二极管的原理二极管是由正、负两种半导体材料构成的器件，具有单向导电性。
其原理基于PN结的特性，即由P型半导体和N型半导体材料按照一定方式组装。
2. 二极管的特性二极管具有正向导通和反向截止的特性。
在正向电压作用下，流过二极管的电流迅速增加，导通能力强；而在反向电压作用下，电流极小甚至截至，反向阻断能力强。
3. 二极管的应用(1) 整流器：二极管可以将交流电信号转换为直流电信号，广泛应用于电源和电子设备中。
(2) 信号识别：二极管可以用于信号的检测和识别，例如收音机中的检波器。
(3) 光电转换：光电二极管可以将光信号转换为电信号，应用于光通信、传感器等领域。
二、三极管1. 三极管的原理三极管是由两个PN结构组成的三端半导体器件。
由发射极、基极和集电极组成，其原理基于PNP或NPN型晶体管的特性。
2. 三极管的特性三极管具有放大、开关等特性。
在电路中，可以通过输入电流的微小变化控制输出电流的大幅度变化。
3. 三极管的应用(1) 放大器：三极管作为放大器可以放大小信号，应用于音频放大、射频放大等各个领域。
(2) 开关：三极管可以通过控制输入电流的开关状态来控制输出的通断。
在计算机、通信设备等电子系统中广泛应用。
(3) 频率调制与解调：在调制解调电路中，三极管可以实现将信息信号转换成载波信号和还原信息信号。
三、集成电路1. 集成电路的原理集成电路是将多个电子器件集成在一个芯片上的器件。
其原理是在半导体基片上形成多个晶体管、电阻、电容等元件，并通过金属互连实现电路功能。
2. 集成电路的特性集成电路具有体积小、功耗低、可靠性高等特点。
不仅可以实现各种逻辑功能，还可以通过模拟电路实现信号处理和调制等功能。
电路中的半导体器件基础知识总结
电路中的半导体器件基础知识总结电路中的半导体器件是电子技术的重要组成部分，广泛应用于各种电子设备和系统中。
了解和掌握半导体器件的基础知识对于工程师和电子爱好者来说至关重要。
本文将对半导体器件的基础知识进行总结，包括半导体材料、二极管、场效应管和晶体三极管等方面。
一、半导体材料半导体器件的基础是半导体材料。
半导体材料具有介于导体和绝缘体之间的导电性能，其电阻随着温度的变化而变化。
常用的半导体材料有硅和锗。
硅是最重要的半导体材料之一，应用广泛。
半导体材料的导电特性由材料中的杂质控制，将适当的杂质加入纯净的半导体中可以改变其导电性能，这就是掺杂。
二、二极管二极管是一种最简单的半导体器件，它由正负两极组成。
二极管的主要作用是对电流进行整流，也可以用于稳压、开关等电路。
二极管的工作原理是利用PN结的特性。
PN结是由P型半导体和N型半导体连接而成，在PN结的接触面上形成空间电荷区，通过控制电势差，可以控制空间电荷区的导电状态。
在正向偏置时，电流可以从P端流向N端，形成导通状态；在反向偏置时，电流不能从N端流向P端，形成截止状态。
三、场效应管场效应管是一种三电极器件，由栅极、漏极和源极组成。
场效应管的工作原理是利用栅极电场的调控作用来控制漏极和源极之间的电流。
常用的场效应管有MOSFET（金属氧化物半场效应晶体管）和JFET（结型场效应晶体管）等。
MOSFET主要由金属栅极、绝缘层和半导体构成，栅极电压的变化可以控制漏极和源极之间的电流；JFET 主要由PN结构成，通过栅极电压的变化来控制漏极和源极之间的空间电荷区的导电状态。
四、晶体三极管晶体三极管是一种三电极器件，由发射极、基极和集电极组成。
晶体三极管的主要作用是放大和控制电流。
晶体三极管的工作原理是利用少数载流子在不同电极之间的输运和扩散来实现，发射极和基极之间的电流变化可以通过集电极和基极之间的电流放大。
晶体三极管有NPN型和PNP型两种，其中NPN型的晶体三极管发射极和基极连接为N型半导体，集电极为P型半导体；PNP型的晶体三极管发射极和基极连接为P型半导体，集电极为N型半导体。
半导体器件的基础知识
第一章半导体器件的基础知识半导体器件:二极管：二极管是由PN结构成的，具有单向导电性，正向导通；反向截至。
PN结的电流是P向N流。
硅二极管的死区电压为0.5V左右，锗二极管的死区电压为0.1V~0.2V。
硅二极管的导通电压约0.6V~0.7V，锗二极管的导通电压约0.2V~0.3V。
二极管的电压与电流变化不成线性关系，所以二极管属于非线性器件。
三极管：三极管是由两个紧靠在一起的PN 结组成的，按材料的不同分为PNP型和NPN型。
三极管有三个引脚，分别为发射极（E）、基极(B)、集电极（C）。
一般常用的三极管有80系列的，8050（NPN），8550(PNP)。
90系列的，9012、9015为PNP外，其余都为NPN。
电流放大电路：三极管的电流分配关系式：I E=I B+I C，也就是发射极电流=基极电流+集电极电流。
集电极电流的变化是基极电流变化量的59倍。
三极管的电流放大实际上是基极较小电流的变化，控制集电极电流较大的变化。
三极管的放大电路分为1共集电极放大、2共基极放大、3共发射极放大。
因为三极管也是PN结构成的，所以也是非线性器件，硅管导通电压也为0.7V,锗管为0.2V。
三极管的三种状态：1放大（发射结正偏，集电结反偏）。
NPN:I C>I B>I E PNP:I E>I B>I C2饱和（发射结和集电结都正偏）。
3截至（发射结和集电结都反偏）。
正偏：电流P向N流。
反偏：电流N向P流。
三极管是电流控制器件，就是输入电流控制输出电流的半导体器件。
三极管的输出特性曲线如图：三极管的检测：用数字万用表测量时，先把万用表的档位调到导通挡上，然后用表笔分别测量每两个引脚。
只要想着电流是P向N流的。
场效晶体管：是利用输入电压来控制输出电流的器件，称为电压控制型器件，它可分为结型和绝缘栅型两大类。
场效晶体管有三个电极，分别是漏极（D）、源极（S）和栅极（G）。
它们的D极和S极可交换使用。
二极管和三极管以及场效应晶体管作用
二极管和三极管以及场效应晶体管作用
二极管、三极管和场效应晶体管（FET）都是半导体器件，它们在电子学中发挥着重要的作用。
以下是它们的主要作用：
1.二极管（Diode）：
•作用：二极管是一种两端具有不同导电性的半导体器件。
其主要作用是实现电流在一个方向上的导通，而在反方向上的阻
断。
这种性质使得二极管常被用作整流器，将交流电信号转换为
直流电信号。
2.三极管（Transistor）：
•作用：三极管是一种三层结构的半导体器件，分为发射极、基极和集电极。
通过在基极的电流控制，可以调节从发射极
到集电极的电流。
这使得三极管可以被用作放大器、开关和信号
调节器。
在数字电子电路中，三极管构成了逻辑门和存储器等组
件。
3.场效应晶体管（Field-Effect Transistor，FET）：
•作用：场效应晶体管是一种通过电场控制电流的半导体器件。
FET有两种主要类型：金属氧化物半导体场效应晶体管
（MOSFET）和绝缘栅场效应晶体管（IGFET）。
FET在放大、开
关和调节电流方面类似于三极管，但是FET的控制电流是通过电
场而不是电流实现的，这使得FET在某些应用中更有效。
总体而言，这些半导体器件在电子电路中扮演着不同的角色，能够完成信号的放大、开关、整流等功能，是现代电子技术中不可或缺的组成部分。
电路课件第4章 半导体二极管、三极管和场效应管
在 室 温 下 就可以激发 成自由电子
+4
+4
+4
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退出本章
4.1 PN结
2）多子与少子
长 沙 理 工 大 学 计 算 机 通 信 工 程 学 院 制 作
电子空穴对
自由电子
多数载流子——自由电子， 主要由掺杂产生。
N型半导体 + + + + + + + + + + +
第 1-10 页 前一页 下一页 退出本章
4.1 PN结
长 沙 理 工 大 学 计 算 机 通 信 工 程 学 院 制 作
在本征半导体中掺入某些微量杂质元素后的半导体。 1、N型半导体 1） 构成
在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷，砷等，称为N 型半导体。
+4 +4 +4
+4
+4
+4
掺入五价 原子占据Si 原子位置
空穴
+4
硼原子
+3
+4
－ －
+4
+4
+4
－
多数载流子—— 空穴 少数载流子——自由电子
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4.1 PN结
杂质半导体的示意图
多子—空穴
长 沙 理 工 大 学 计 算 机 通 信 工 程 学 院 制 作
多子—电子
P型半导体 － － － 少子—电子
N型半导体
－ － －
i IS (e
u 为PN结两端的电压降 IS 为反向饱和电流
半导体器件：二极管、三极管与场效应管
三极管的应用
音频放大 数字逻辑门电路 模拟电路 射频放大
特殊三极管
复合管：将两个或多个晶体 管并联，具有高速性能
达林顿管：将两个晶体管串 联，具有高放大倍数
隧道三极管：利用隧道效应， 具有高速开关特性
高频三极管：工作频率高， 适用于高频电路
Part Five
场效应管
场效应管的原理与结构
原理：通过改变电场来控制半导体材料的导电性，从而实现对电流的控制。
局限性。
Part Six
半导体器件的发展 趋势与展望
半导体器件的发展历程与现状
晶体管的发明和普及
集成电路的诞生和发展
半导体器件的起源和早期发 展
现代半导体器件的种类和应 用领域
半导体器件的发展趋势
集成化：多个器件集成在一 个芯片上，实现更高的功能 和性能。
微型化：随着工艺技术的进 步，半导体器件的尺寸不断 缩小，性能不断提高。
智能化：与人工智能技术结 合，实现自适应、自学习等
功能，拓展应用领域。
高效化：追求更高的频率、 更低的功耗和更小的热设计
功耗。
未来展望
新型半导体材料的应用 先进制程技术不断提升 人工智能与半导体器件的融合 物联网与半导体器件的紧密结合
THANKS
汇报人：XXX
电源稳压：利用半导体器件实现电源的稳压，保证电子设备的稳定运行
光电转换：利用光电二极管等半导体器件实现光信号与电信号的转换，应用于光通信 等领域
Part Three
二极管
二极管的原理与结构
原理：利用半导体材料的特殊性质，实现正向导通、反向截止的特性 结构：由PN结、电极和封装结构组成，分为硅管和锗管等类型 工作状态：正向导通、反向截止，具有单向导电性 应用领域：广泛用于电子设备、通信、电力等领域
常用半导体器件重点知识
常用半导体器件重点知识在现代电子技术的领域中，半导体器件扮演着至关重要的角色。
从我们日常使用的智能手机、电脑，到工业生产中的各种自动化设备，都离不开半导体器件的应用。
接下来，让我们一同深入了解一些常用半导体器件的重点知识。
首先，我们来谈谈二极管。
二极管是一种最简单的半导体器件，它具有单向导电性。
这意味着电流只能从二极管的正极流向负极，而不能反向流动。
二极管在电路中有着广泛的应用，比如整流电路，它能将交流电转换为直流电。
在电源电路中，二极管常用于防止电流反向流动，起到保护电路的作用。
三极管是另一种常见的半导体器件，它分为 NPN 型和 PNP 型。
三极管的主要作用是放大信号和作为电子开关。
当三极管工作在放大区时，小的基极电流变化可以引起较大的集电极电流变化，从而实现信号的放大。
而在开关状态下，三极管可以快速地导通和截止，控制电路的通断。
场效应管也是常用的半导体器件之一，它分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管。
与三极管相比，场效应管具有输入电阻高、噪声低、功耗小等优点。
在集成电路中，场效应管得到了广泛的应用。
接下来要说的是集成电路。
集成电路是将多个半导体器件和电路元件集成在一块芯片上的电子器件。
它极大地提高了电路的性能和可靠性，减小了电路的体积和重量。
集成电路的发展使得电子设备变得越来越小巧、功能越来越强大。
在了解这些半导体器件的基本原理后，我们还需要知道它们的特性参数。
对于二极管，重要的参数有正向压降、反向击穿电压、最大整流电流等。
三极管的特性参数包括电流放大倍数、集电极发射极击穿电压、集电极最大允许电流等。
而场效应管的特性参数有开启电压、跨导、漏极饱和电流等。
在实际应用中，选择合适的半导体器件非常重要。
需要根据电路的工作条件、性能要求、成本等因素进行综合考虑。
例如，在高频率的电路中，通常会选择性能较好的场效应管；而在一些对成本要求较为严格的电路中，可能会选择价格相对较低的三极管。
此外，半导体器件的封装形式也会影响其性能和使用。
半导体二极管和三极管分析
半导体二极管和三极管分析一、半导体二极管（Diode）半导体二极管是一种由p型半导体和n型半导体组成的器件。
它具有一个p-n结，其中p型半导体称为阳极（Anode），n型半导体称为阴极（Cathode）。
半导体二极管可以分为正向偏置和反向偏置两种工作状态。
1.1结构和工作原理半导体二极管的结构非常简单，它主要由p型半导体和n型半导体组成。
在正向偏置状态下，将p型半导体连接到正电压，n型半导体连接到负电压。
这样，电子会从n型半导体向p型半导体流动，而空穴则从p型半导体向n型半导体流动。
这个过程称为正向导通，电流通过二极管，二极管呈现低电阻状态。
在反向偏置状态下，将n型半导体连接到正电压，p型半导体连接到负电压。
这样，电子会从p型半导体向n型半导体流动，而空穴则从n型半导体向p型半导体流动。
这个过程称为反向封锁，导电能力非常弱，二极管呈现高电阻状态。
1.2应用1.整流器：半导体二极管可以将交流电转换为直流电。
在这种应用中，电流只能在正向偏置状态下通过。
2.限流器：半导体二极管可以让电流仅以一个方向通过，从而保护其他电子元件免受过电流的损害。
3.瞬态电压抑制器（TVS）：半导体二极管具有抵抗电压峰值的能力，可以用于保护电路免受电压脉冲和浪涌的损害。
4.发光二极管（LED）：LED是一种可以发出光的半导体二极管。
通过不同的材料和应用方法，LED可以发出不同颜色和亮度的光。
二、三极管（Transistor）三极管是一种由三个控制区域组成的半导体器件，它是由两个p-n结组成的。
三极管有三个电极，分别是发射极（Emitter）、基极（Base）和集电极（Collector）。
三极管可以分为NPN型和PNP型两种类型。
2.1结构和工作原理NPN型三极管由两个p型半导体夹着一个n型半导体组成，而PNP型三极管则由两个n型半导体夹着一个p型半导体组成。
在NPN型三极管中，n型区域是发射极和集电极，p型区域是基极。
在PNP型三极管中，p型区域是发射极和集电极，n型区域是基极。
电子基础第13章二极管三极管场效应管
画直流通路： 电容看成开路 电感看成短路 电源不计内阻 计算IB以及IC值，根据输出特征曲线确
定Q点
动态分析
画交流微变等效通路： 电容看成短路 直流电源短路 将三极管等效成由基极电流控制的集
电极和发射极受控电流源 计算Au=-βR’L/rbe、ri ≈rbe和ro≈Rc 计算Aus=[ri/ (Rs+ ri) ]Au
二极管的应用
二极管使用在限幅、开关、低电压稳压等电路中，起整流、检波、限 幅、箝位、开关、 元器件保护、温度补偿等作用。
※二极管的整流
大多数电器设备无法直接使用交流电，必须把交流电转换成直流电以 后才能加以利用。把交流电转换成直流电的过程叫做“整流”。
三极管
三极管概述：
半导体三极管有两种类型： 一种是双极型半导体三极管(BJT Bipolar Junction transistor)，常称为晶体 管，在电路中常用“Q”加数字表示 ，有两种 载流子参与导电(多数载流子和少数载流子） ，被称之为双极型器件。晶体管是电流控制元 件，由两个PN结组合而成
为正、N为负）很小时（锗管小于0.1 伏，硅管小于0.5伏），管子不导通 处于“死区”状态，当正向电压起过 一定数值后，管子才导通，电压再稍 微增大，电流急剧暗加（见曲线I段 ）。不同材料的二极管，起始电压不 同，硅管为0.5-0.7伏左右，锗管为 0.1-0.3左右。
2）、反向特性 二极管两端加上反向电压时，反向
另一种是场效应半导体三极管，仅由一种载流子（多数）参与导电， 所以称之为单极型器件。场效应管是电压控制元件，由电场效应来控制其 电流大小， 分为两大类：结型场效应管（JFET Junction type Field Effect Transistor）和金属氧化物半导体场效应管（MOSFET Metal－ Oxide－Semiconductor type Field Effect Transistor ）
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。
什么是半导体器件它们有哪些常见的类型
什么是半导体器件它们有哪些常见的类型半导体器件是指利用半导体材料制造的，具有特定功能的电子元件。
由于半导体材料的特殊性质，半导体器件在现代电子技术中起着至关重要的作用。
本文将介绍半导体器件的定义、常见的类型以及它们的应用。
一、半导体器件的定义半导体器件是一种基于半导体材料制造的电子元件。
半导体材料是指电阻率介于导体和绝缘体之间的材料。
在晶体管发明之前，真空管是主要的电子元件。
然而，真空管体积大、功耗高、寿命短，限制了电子设备的缩小和便携性。
半导体器件的问世极大地改变了这一现状，使得电子技术取得了飞速的发展。
二、常见的半导体器件类型1. 二极管（Diode）二极管是最简单的半导体器件之一。
它由P型半导体和N型半导体连接而成。
二极管具有单向导电性，能够将电流从P型半导体导向N型半导体，并阻止反向电流的通过。
二极管广泛应用于电源转换、无线通信和光电器件等领域。
2. 三极管（Transistor）三极管是一种由三层不同类型半导体构成的器件。
它包括了晶体管的基极、发射极和集电极。
晶体管通过控制输入电流或电压，可以起到放大信号或作为开关进行控制的作用。
三极管广泛应用于放大电路、开关电路以及逻辑电路等方面。
3. MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）MOSFET是一种重要的场效应管，由金属氧化物半导体（MOS）结构构成。
MOSFET具有高输入阻抗和低输出阻抗的特点，功率损耗较小，并且可靠性高。
它被广泛应用于功率放大器、电源管理、调制解调器等领域。
4. 快恢复二极管（Fast Recovery Diode）快恢复二极管是一种性能优越的二极管，具有快速恢复能力。
它的特点是在导通和截止时的恢复时间很短，适用于在高频开关电路和电力变换电路中。
5. 发光二极管（LED）发光二极管是一种电流通过后可以发出光的二极管。
它使用半导体材料发出特定颜色的光，广泛应用于显示屏、照明、显示指示等领域。
6. 整流器（Rectifier）整流器是指将交流电转换为直流电的器件。
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半导体基本知识和半导体器件（二极管、三极管、场效应管、集成运放）一、选择题：1、PN结外加正向电压时，其空间电荷区（）。
A.不变B.变宽C.变窄D.无法确定2、PN结外反正向电压时，其空间电荷区（）。
A.不变B.变宽C.变窄D.无法确定3、当环境温度升高时，二极管的反向饱和电流I s将增大，是因为此时PN结内部的（）A. 多数载流子浓度增大B.少数载流子浓度增大C.多数载流子浓度减小D.少数载流子浓度减小4、PN结反向向偏置时，其内电场被（）。
A.削弱B.增强C.不变D.不确定5、在绝对零度（0K）和没有外界激发时，本征半导体中( ) 载流子。
A.有B.没有C.少数D.多数6、集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以（）。
A．减小温漂B. 增大放大倍数C. 提高输入电阻D. 减小输出电阻7、以下所列器件中，（）器件不是工作在反偏状态的。
A、光电二极管B、发光二极管C、变容二极管D、稳压管8、当晶体管工作在放大区时，（）。
A. 发射结和集电结均反偏B.发射结正偏，集电结反偏C.发射结和集电结均正偏D.发射结反偏，集电结正偏9、稳压二极管稳压时，其工作在( )，A．正向导通区B．反向截止区C．反向击穿区 D.不确定10、抑制温漂（零漂）最常用的方法是采用（）电路。
A.差放B.正弦C.数字D.功率放大11、在某放大电路中，测得三极管三个电极的静态电位分别为0 V，-10 V，-9.3 V，则这只三极管是（）。
A．NPN 型硅管B.NPN 型锗管ArrayC.PNP 型硅管D.PNP 型锗管12、某场效应管的转移特性如右图所示，该管为（）。
A．P沟道增强型MOS管 B.P沟道结型场效应管C.N沟道增强型MOS管D.N沟道耗尽型MOS管13、通用型集成运放的输入级采用差动放大电路，这是因为它的（）。
A．输入电阻高 B.输出电阻低C.共模抑制比大D.电压放大倍数大14、如右图所示复合管，已知V1的β1 = 30，V2的β2 = 50，则复合后的β约为（）。
A ．1500 B.80 C.50 D.3015、发光二极管发光时，工作在( )。
A ．正向导通区B ．反向截止区C ．反向击穿区D ．不确定16、当温度升高时，二极管反向饱和电流将（ ）A. 增大B. 减小C. 不变D. 等于零17、场效应管起放大作用时应工作在漏极特性的（ ） 。
A. 非饱和区B. 饱和区C. 截止区D. 击穿区18、稳压二极管稳压时，其工作在( )。
A ．正向导通区B ．反向截止区C ．反向击穿区 D.饱和区19、集成运放电路采用直接耦合方式是因为 （ ）A. 可获得较高增益B. 可使温漂变小C. 在集成工艺中难于制造大电容D. 可以增大输入电阻20、测得BJT 各电极对地电压为：V B =4.7V ，V C =4.3V ，V E =4V ，则该BJT 工作在（ ）状态。
A.截止B.饱和C.放大D. 无法确定21、FET 是（ ）控制器件。
A . 电流B .电压C .电场 D.磁场22、通常要求运算放大器带负载能力强，在这里，负载的大小是指负载（ ）。
A.电阻大B. 功率大C. 电压高D.功率小23、二极管的电流方程是（ ）。
A ．u S e IB .T V uS e I C.)1( T V u S e I D . T V S e I24、FET 是（ ）控制器件。
A . 电流B .电压C .电场D .磁场25、三极管工作在饱和状态的条件是（ ）。
A.发射结正偏，集电结正偏B.发射结正偏，集电结反偏C.发射结反偏，集电结反偏D.发射结反偏，集电结正偏26、测得工作在放大状态的BJT 三个管脚1、2、3对地电位分别为0V ，-0.2V ，-3V ，则1、2、3脚对应的三个极是（ ）。
A .ebcB .ecbC .cbe D.bec27、稳压二极管是利用PN 结的（ ）。
A.单向导电性 B .反向击穿性C.电容特性D.正向特性28、测得工作在放大状态的BJT 三个管脚1、2、3对地电位分别为0V ，-0.2V ，-3V ，则1、2、3脚对应的三个极是（ ）。
A .ebcB .ecbC .cbe D.bec29、半导体稳压二极管正常稳压时，应当工作于（ ）。
A.反向偏置击穿状态B.反向偏置未击穿状态C.正向偏置导通状态D.正向偏置未导通状态30、 当超过下列哪个参数时，三极管一定被击穿（ ）A ．集电极最大允许功耗ＰＣＭB ．集电极最大允许电流ＩＣＭC ．集－基极反向击穿电压Ｕ（ＢＲ）ＣＢＯ D. Ｕ（ＢＲ）ＣE Ｏ31、若用万用表测二极管的正、反向电阻的方法来判断二极管的好坏，好的管子应为( )。
A.正、反向电阻相等B.正向电阻大，反向电阻小C.反向电阻比正向电阻大很多倍D.正、反向电阻都等于无穷大32、电路如图1所示，设二极管D1，D2，D3的正向压降忽略不计，则输出电压u O =（）。
A .－2V B.0V C.6V D. 12V33、半导体稳压二极管正常稳压时，应当工作于（）。
A.反向偏置击穿状态B.反向偏置未击穿状态C.正向偏置导通状态D.正向偏置未导通状态34、结型场效应管利用栅源极间所加的( )来改变导电沟道的电阻。
A.反偏电压B.反向电流C.正偏电压D.正向电流35、场效应管是属于（）控制型器件。
A.电压B.电流C.电感D.电容36、半导体稳压二极管正常稳压时，应当工作于（）。
A.反向偏置击穿状态B.反向偏置未击穿状态C.正向偏置导通状态D.正向偏置未导通状态37、测量某硅BJT 各电极的对地电压值为VU C6=，VU B2=，VU E3.1=，该管子工作在（）A.放大区B.截止区C.饱和区D.无法判断38、如图1所示复合管，已知V1的β1 = 30，V2的β2 = 50，则复合后的β约为（）。
A．1500 B.80 C.50 D.30 图1图139、共模抑制比CMR K 越大，表明电路（ ）。
A.放大倍数越稳定B.交流放大倍数越大C.抑制温漂能力越强D.输入信号的差模成分越大二、填空题：40、根据是否掺入杂质，半导体可分为 半导体和 半导体两大类。
41、N 沟道场效应管中的载流子是 ，P 沟道场效应管中的载流子是 。
42、图1所示处于反向截止状态的PN 结，则a 、b 两区分别是PN 结的 区、 区。
43、PN 结是靠多数载流子的 运动和少数载流子的 运动形成的。
44、 PN 结中内电场阻止 的扩散，推动 的漂移运动。
45、二极管的特性是 ，场效应管是 控制型器件。
46、集成运放是多级 耦合放大器。
47、 BJT 工作在放大区时，其发射结处于 偏置，集电结处于 偏置。
48、集成运放内部是一个具有高放大倍数的 耦合的放大电路，故它的主要缺点是 ，为了克服这一缺点，输入级一般采用 电路提高放大倍数，中间级一般采用 负载，放大管多用 ；为了提高功率，输出级常采用互补对称电路。
49、BJT 是 控制器件，FET 是 控制器件。
50、用万用表的欧姆档对二极管进行正反两次测量，若两次读数都为∞，则此二极管_____；若两次读数都接近零，则此二极管_____________；若读数一次很大，一次读数小，则此二极管______________。
51、设如图3电路中, D 1为硅二极管, D 2为锗二极管,则D 1处于 状态, D 2处于 状态, 输出电压U o 为 伏。
52、 BJT 工作在截止区时，其发射结处于 偏置，集电结处于 偏置。
53、结型场效应管输入回路PN 结处于 状态，因此它的输入电阻比双极型三极管的输入电阻 。
54、晶体三极管的输出特性曲线一般分为三个区，即： 、 、 ； 要使三极管工作在放大区必须给发射结加 ，集电结加 。
55、测得工作在放大电路中的晶体管三个电极电位321,,U U U 分别为，图3V U V U V U 12,3.11,6321===，则此管是 型三极管，材料为 。
56、理想运放有“虚短”即指 和“虚断”即指 两个重要特性，“虚地”是 的特殊情况。
57、二极管最主要的特性是 。
58、.在选用整流二极管时，主要应考虑参数 、 。
59、在室温下，某三极管的I CBO =8µA ，β=70，穿透电流为 mA 。
另一只三极管的电流值：I B = 20μA 时I C = 1.18m A 、I B = 80μA 时I C = 4.78m A ，该管的β = 。
60、整流二极管的整流作用是利用PN 结的 特性，稳压管的稳压作用是利用PN 结的 特性。
三、判断题：61、运放的输入失调电压U IO 是两输入端电位之差。
（ ）62、因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。
（ ）63、本征半导体温度升高后，自由电子数目增多，空穴数基本不变。
（ ）64、P 型半导体中的多数载流子是空穴，因此，P 型半导体带正电。
（ ）65、本征半导体不带电，P 型半导体带正电，N 型半导体带负电。
（ ）66、N 型半导体中的多数载流子是空穴，少数载流子是自由电子。
（ ）67、P 型半导体中的多数载流子是空穴，少数载流子是自由电子。
（ ）68、BJT 的β值越大，放大能力越强，但在选用BJT 时，并不是β值越大越好。
（ ）69、发射结处于反偏的BJT ，它一定工作在截止区。
（ ）70、BJT 是由两个PN 结组合而成的，所以将两个二极管对接，也可以当BJT 使用。
（ ）71、BJT 的输入电阻r be 是对交流而言的一个动态电阻，在小信号情况下为常数。
（ ）72、在三极管放大电路的三种基本组态中，共集电极放大电路带负载的能力最强。
（ ）73、二极管的反向偏置电压升高时，其正向电阻增大。
（ ）74、处于放大状态的晶体管其基极电流同场效应管的栅极电流差不多。
（ ）75、三极管是双极型管，属于电流控制器件；场效应管是单极性管，属于电压控制器件。
（ ）76、在运放电路中，闭环增益Àf 是指广义的放大倍数。
（ ）7、二极管的反向偏置电压升高时，其正向电阻增大。
（ ）80、小功率晶体二极管2CP12的正向电流在20mA 的基础上增加1倍，它的两端压降也增加1倍。
（ ）81、双极型晶体管和场效应管都是电流控制型器件。
（ ）82、处于线性工作状态的实际集成运放，在实现信号运算时，两个输入端对地的直流电阻必须相等，才能防止输入偏置电流带来误差。
（ ）四、分析作图题：83、画出图中各电路的u 0波形。
设u i =10sin ωt(V),且二极管具有理想特性。
84、电路如图（a ）、（b ）所示，稳压管的稳定电压U Z ＝3V ，R 的取值合适，u I 的波形如图（c ）所示。
试分别画出u O1和u O2的波形。
u i u i分析作图题答案：8384、解: 解题要点：（1）U Z=(0—3V时，稳压管反向偏置，但没有击穿，所以U O=0V,U Z>3V 时，稳压管反向击穿，工作在稳压状态，它的阴极比阳极高出3V电压。