半导体器件的基础知识
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
半导体的基本知识
半导体的基本知识半导体是一种电导率介于导体和绝缘体之间的材料。
半导体的电性质可以通过施加电场或光照来改变，这使得半导体在电子学和光电子学等领域有广泛的应用。
以下是关于半导体的一些基本知识：1. 基本概念：导体、绝缘体和半导体：导体（Conductor）：电导率很高，电子容易通过的材料，如金属。
绝缘体（Insulator）：电导率很低，电子很难通过的材料，如橡胶、玻璃。
半导体（Semiconductor）：电导率介于导体和绝缘体之间的材料，如硅、锗。
2. 晶体结构：半导体通常以晶体结构存在，常见的半导体材料有硅（Si）、锗（Ge）、砷化镓（GaAs）等。
3. 电子能带：价带和导带：半导体中的电子能带分为价带和导带。
电子在价带中，但在施加电场或光照的作用下，电子可以跃迁到导带中，形成电流。
能隙：价带和导带之间的能量差称为能隙。
半导体的能隙通常较小，这使得它在室温下就能够被外部能量激发。
4. 本征半导体和杂质半导体：本征半导体：纯净的半导体材料，如纯硅。
杂质半导体：在半导体中引入少量杂质（掺杂）以改变其导电性质。
掺入五价元素（如磷、砷）形成n型半导体，而掺入三价元素（如硼、铝）形成p型半导体。
5. p-n 结：p-n 结：将p型半导体和n型半导体通过特定工艺连接在一起形成p-n 结。
这是许多半导体器件的基础，如二极管和晶体管。
6. 半导体器件：二极管（Diode）：由p-n 结构构成，具有整流特性。
晶体管（Transistor）：由多个p-n 结构组成，可以放大和控制电流。
集成电路（Integrated Circuit，IC）：在半导体上制造出许多微小的电子器件，形成集成电路，实现多种功能。
7. 半导体的应用：电子学：微电子器件、逻辑电路、存储器件等。
光电子学：光电二极管、激光二极管等。
太阳能电池：利用半导体材料的光伏效应。
这些是半导体的一些基本知识，半导体技术的不断发展推动了现代电子、通信和计算机等领域的快速进步。
半导体器件的基础知识
向电压—V（BR）CBO。 当集电极开路时，发射极与基极之间所能承受的最高反
向电压—V（BR）EBO。
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28
1.2 半导体三极管
③ 集电极最大允许耗散功率 PCM 在三极管因温度升高而引起的参数变化不超过允许值时， 集电极所消耗的最大功率称集电极最大允许耗散功率。
三极管应工作在三极 管最大损耗曲线图中的安 全工作区。三极管最大损 耗曲线如图所示。
热击穿：若反向电流增大并超过允许值，会使 PN 结烧 坏，称为热击穿。
结电容：PN 结存在着电容，该电容为 PN 结的结电容。
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5
1.1 半导体二极管
1.1.3 半导体二极管
1．半导体二极管的结构和符号 利用 PN 结的单向导电性，可以用来制造一种半导体器 件 —— 半导体二极管。 电路符号如图所示。
将两个 NPN 管接入判断 三极管 C 脚和 E 脚的测试电 路，如图所示，万用表显示阻
值小的管子的 值大。
4．判断三极管 ICEO 的大小 以 NPN 型为例，用万用 表测试 C、E 间的阻值，阻值 越大，表示 ICEO 越小。
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33
1.2 半导体三极管
1.2.6 片状三极管
1．片状三极管的封装 小功率三极管：额定功率在 100 mW ~ 200 mW 的小功率 三极管，一般采用 SOT-23形式封装。如图所示。
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1.2 半导体三极管
由图可见： （1）当 V CE ≥ 1 V 时，特性曲线基本重合。 （2）当 VBE 很小时，IB 等于零，三极管处于截止状态。
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1.2 半导体三极管
（3）当 VBE 大于门槛电压（硅管约 0.5 V，锗管约 0.2 V） 时，IB 逐渐增大，三极管开始导通。
半导体基础知识
结电容： C j Cb Cd
清华大学 华成英 hchya@
§2 半导体二极管
一、二极管的组成 二、二极管的伏安特性及电流方程 三、二极管的等效电路 四、二极管的主要参数 五、稳压二极管
导通电压
0.6~0.8V 0.1~0.3V
反向饱 和电流
开启 电压
温度的 电压当量
开启电压
0.5V 0.1V
反向饱和电流
1µA以下 几十µA
从二极管的伏安特性可以反映出： 1. 单向导电性 u i IS (eU T 1) 正向特性为
指数曲线
若正向电压 UT，则i ISe u
u UT
3、本征半导体中的两种载流子
运载电荷的粒子称为载流子。 外加电场时，带负电的自由电 子和带正电的空穴均参与导电， 且运动方向相反。由于载流子数 目很少，故导电性很差。 温度升高，热运动加剧，载 流子浓度增大，导电性增强。 热力学温度0K时不导电。 两种载流子
二、杂质半导体
1. N型半导体
多数载流子 杂质半导体主要靠多数载流 子导电。掺入杂质越多，多子 浓度越高，导电性越强，实现 导电性可控。
一、二极管的组成
将PN结封装，引出两个电极，就构成了二极管。
小功率 二极管
大功率 二极管
稳压 二极管
发光 二极管
二、二极管的伏安特性及电流方程
二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性。
i f (u )
i IS (e
u UT
1)
(常温下 UT 26m ) V
材料
硅Si 锗Ge
半导体器件基础知识
半导体基础知识一、半导体本础知识（一）半导体自然界的物质按其导电能力区别，可分为导体、半导体、绝缘体三类。
半导体是导电能力介于导体和绝缘体之前的物质，其电阻率在10-3~109Ω范围内。
用于制作半导体元件的材料通常用硅或锗材料。
（二）半导体的种类在纯净的半导体中掺入特定的微量杂质元素，能使半导体的导电能力大提高。
掺入杂质后的半导体称为杂质半导体。
根据掺杂元素的性质不同，杂质半导体可分为N型和P型半导体。
（三）PN结及其特性1、PN结：PN结是构成半导体二极管、三极管、场效应管和集成电路的基础。
它是由P型半导体和N型半导体相“接触”后在它们交界处附近形成的特殊带电薄层。
2、PN结的单向导电性：当PN结外加正向电压（又叫正向偏置）时，PN结会表现为一个很小的电阻，正向电流会随外加的电压的升高而急速上升。
称这时的PN结处于导通状态。
当PN结外加反向电压（以叫反向偏置）时，PN结会表现为一个很大的电阻，只有极小的漏电流通过且不会随反向电压的增大而增大，这时的电流称为反向饱和电流。
称这时的PN结处于截止状态。
当反向电压增加到某一数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿。
这时的反向电压称为反向击穿电压，不同结构、工艺和材料制成的管子，其反向击穿电压值差异很大，可由1伏到几百伏，甚至高达数千伏。
3、频率特性由于结电容的存在，当频率高到某一程度时，容抗小到使PN结短路。
导致二极管失去单向导电性，不能工作，PN结面积越大，结电容也越大，越不能在高频情况下工作。
二、半导体二极管（一）半导体二极管及其基本特性1、半导体二极管：半导体二极管（简称为二极管）是由一个PN结加上电极引线并封装在玻璃或塑料管壳中而成的。
其中正极（或称为阳极）从P区引出，负极（或称为阴极）从N区引出。
以下是常见的一些二极管的电路符号：普通二极管稳压二极管发光二极管整流桥堆2、二极管的伏安特性二极管的伏安特征如下图所示：二极管的伏安特性曲线（二）二极管的分类二极管有多种分类方法1、按使用的半导体材料分类二极管按其使用的半导体材料可分为锗二极管、硅二极管、砷化镓二极管、磷化镓二极管等。
半导体器件基础
半导体二极管，也叫晶体二极管。它由一个PN结构成，具有单向导电性，是整流电路的核心器件。
几种常见二极管的外形
二极管的结构及电路符号 二极管 = PN结 + 管壳 + 引线
二极管的特性——单向导电性
二极管在电路中受外加电压控制共有两种工作状态： 正向导通和反向截止。 正向导通特性： 正向电压达到一定程度（硅二极管为0.6V,锗二极管为0.2V）， 二极管导通，正向电流增加很快，导通时正向电压有一个很小的变化，就会引起正向电流很大的变化，两引脚之间的电阻很小，相当于开关接通。
小结
半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间。半导体具有热敏、光敏、杂敏等特性。常用的半导体材料是硅和锗，并被制作成晶体。 半导体导电时有两种载流子（自由电子和空穴）参与形成电流。在纯净的半导体中掺入不同的微量杂质，可以得到N型半导体（电子型）和P型半导体（空穴型）。 P型半导体和N型半导体相连接在结合处形成PN结，PN结的基本特性是具有单向导电性。
多数载流子——自由电子 少数载流子——空穴
N型半导体主要是电子导电。
N型半导体和P型半导体
P型半导体 【Positive空穴】
1
在锗或硅晶体内掺入少量三价元素杂质，如硼；这样在晶体中有了多余的空穴。
2
空穴
3
硼原子
4
硅原子
5
多数载流子——空穴 少数载流子——自由电子
6
P型半导体主要是空穴导电。
7
PN结及其增大，PN结被电击穿，失去单向导电性。如果没有适当的限流措施，PN结会被热烧毁。
综上所述
PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流，PN结导通（相当开关闭合）； PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流，PN结截止（相当开关断开）。 由此可以得出结论：PN结具有单向导电性（开关特性）。
半导体的基本 知识
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第二节 半导体二极管
• 二、二极管的结构和符号 • 将PN结的两个区，即P区和N区分别加上相应的电极引线引出，并
用管壳将PN结封装起来就构成了半导体二极管，其结构与图形符号 如图6一1所示，常见外形如图6一2所示。从P区引出的电极为阳极 (或正极)，从N区引出的电极为阴极(或负极)，并分别用A,K表示。 • 三、二极管的伏安特性 • 二极管的主要特性是单向导电性，其伏安特性曲线如图6一3所示(以 正极到负极为参考方向)。 • 1.正向特性 • 外加正向电压很小时，二极管呈现较大的电队，几乎没有正向电流通 过。曲线OA段(或OA‘段)称作死区，A点(或A‘点)的电压称为死区电 压，硅管的死区电压一般为0. 5 V，锗管则约为0. 1 V 。
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第一节 半导体的基本知识
• 电阻是随着温度的上升而降低的。这是半导体现象的首次发现。 1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结，在光照 下会产生一个电压，这就是后来人们熟知的光生伏特效应，这是被发 现的半导体的第二个特征。在1874年，德国的布劳恩观察到某些硫 化物的电导与所加电场的方向有关，即它的导电有方向性，在它两端 加一个正向电压，它是导通的;如果把电压极性反过来，它就不导电， 这就是半导体的整流效应，也是半导体所特有的第三种特性。同年， 舒斯特又发现了铜与氧化铜的整流效应。1873年，英国的史密斯发 现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应，这是半导体又一个特 有的性质。
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。
第一章半导体器件基础知识
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16
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。
半导体器件的基本知识
半导体器件的基本知识在现代科技的高速发展中，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，到汽车电子、医疗设备，乃至航空航天等领域，都离不开半导体器件的身影。
那么，究竟什么是半导体器件？它们是如何工作的？又有哪些常见的类型和应用呢？接下来，让我们一起揭开半导体器件的神秘面纱。
首先，我们来了解一下半导体的基本概念。
半导体是一种导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，常见的半导体材料有硅（Si）、锗（Ge）等。
在纯净的半导体中，掺入少量的杂质元素，可以显著改变其导电性能，这就是半导体器件制造的基础。
半导体器件的核心是 PN 结。
PN 结是由 P 型半导体和 N 型半导体紧密接触形成的。
P 型半导体中多数载流子是空穴，而 N 型半导体中多数载流子是电子。
当 P 型半导体和 N 型半导体结合时，由于载流子的扩散和漂移运动，会在交界处形成一个内电场，从而形成 PN 结。
PN 结具有单向导电性，这是许多半导体器件的重要特性。
二极管是最简单的半导体器件之一。
它就是由一个 PN 结加上相应的电极引线和封装构成的。
二极管的主要作用是整流，即将交流电转换为直流电。
例如，在电源适配器中，二极管就用于将市电的交流电转换为适合电子设备使用的直流电。
此外，二极管还具有稳压、检波等功能。
三极管是另一种重要的半导体器件，分为 NPN 型和 PNP 型。
三极管可以实现电流放大作用。
通过控制基极电流，可以控制集电极和发射极之间的电流，从而实现对信号的放大。
三极管在电子电路中广泛应用于放大器、开关等电路。
场效应管也是常见的半导体器件，包括结型场效应管和绝缘栅型场效应管（MOS 管）。
场效应管具有输入电阻高、噪声小、功耗低等优点，在集成电路中得到了广泛应用。
半导体器件的性能参数对于其应用非常重要。
例如，二极管的正向压降、反向击穿电压；三极管的电流放大倍数、集电极最大允许电流等。
在设计和使用半导体器件时，需要根据具体的电路要求，选择合适的器件型号和参数。
半导体器件重要知识点总结
半导体器件重要知识点总结一、半导体基础知识1. 半导体的概念及特性：半导体是指导电性介于导体和绝缘体之间的一类材料。
由于半导体材料的导电性能受温度、光照等外部条件的影响比较大，它可以在不同的条件下表现出不同的导电特性。
半导体材料常见的有硅、锗等。
2. P型半导体和N型半导体：P型半导体是指在半导体材料中掺入了3价元素，如硼、铝等，使其成为带正电荷的空穴主导的半导体材料。
N型半导体是指在半导体材料中掺入了5价元素，如磷、砷等，使其成为自由电子主导的半导体材料。
3. 掺杂：半导体器件在制造过程中一般都要进行掺杂，以改变其导电性能。
掺杂分为N型掺杂和P型掺杂，通过掺杂可以使半导体材料的导电性能得到调控，从而获得所需要的电子特性。
4. pn结：pn结是指将P型半导体和N型半导体直接连接而成的结构，它是构成各类半导体器件的基础之一。
pn结具有整流、发光、光电转换等特性，在各类器件中得到了广泛的应用。
二、半导体器件的基本知识1. 二极管（Diode）：二极管是一种基本的半导体器件，它采用pn结的结构，在正向偏置时可以导通，而在反向偏置时则将电流阻断。
二极管在各类电子电路中具有整流、电压稳定、信号检测等重要作用。
2. 晶体管（Transistor）：晶体管是一种由半导体材料制成的三电极器件，它采用多个pn结的结构，其主要功能是放大信号、开关电路和稳定电路等。
晶体管在各类电子器件中扮演着至关重要的作用，是现代电子技术的重要组成部分。
3. 集成电路（IC）：集成电路是将大量的半导体器件集成在一块半导体芯片上的器件，它可以实现各种功能，如存储、计算、通信等。
集成电路在现代电子技术中已成为了各类电子产品不可或缺的一部分，是现代电子产品的核心之一。
4. MOS场效应管（MOSFET）：MOSFET是一种基于金属-氧化物-半导体的结构的场效应晶体管，它在功率控制、开关电路、放大器等方面有着重要的应用。
MOSFET在各类电源、电动机控制等领域得到了广泛的应用。
(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。
半导体主要知识点总结
半导体主要知识点总结一、半导体的基本概念1.1半导体的定义与特点：半导体是介于导体和绝缘体之间的一类材料，具有介于导体和绝缘体之间的电阻率。
与导体相比，半导体的电阻率较高；与绝缘体相比，半导体的电子传导性能较好。
由于半导体具有这种特殊的电学性质，因此具有重要的电子学应用价值。
1.2半导体的晶体结构：半导体晶体结构通常是由离子键或共价键构成的晶体结构。
半导体的晶体结构对其电学性质有重要的影响，这也是半导体电学性质的重要基础。
1.3半导体的能带结构：半导体的电学性质与其能带结构密切相关。
在半导体的能带结构中，通常存在导带和价带，以及禁带。
导带中的载流子为自由电子，价带中的载流子为空穴，而在禁带中则没有载流子存在。
二、半导体的掺杂和电子输运2.1半导体的掺杂：半导体的电学性质可以通过掺杂来调控。
通常会向半导体中引入杂质原子，以改变半导体的电学性质。
N型半导体是指将少量的五价杂质引入四价半导体中，以增加自由电子的浓度。
P型半导体是指将少量的三价杂质引入四价半导体中，以增加空穴的浓度。
2.2半导体中的载流子输运：在半导体中，载流子可以通过漂移和扩散两种方式进行输运。
漂移是指载流子在电场作用下移动的过程，而扩散是指载流子由高浓度区域向低浓度区域扩散的过程。
这两种过程决定了半导体材料的电学性质。
三、半导体器件与应用3.1二极管：二极管是一种基本的半导体器件，由N型半导体和P型半导体组成。
二极管具有整流和选择通道的功能，是现代电子设备中广泛应用的器件之一。
3.2晶体管：晶体管是一种由多个半导体材料组成的器件。
它通常由多个P型半导体、N型半导体和掺杂层组成。
晶体管是目前电子设备中最重要的器件之一，具有放大、开关和稳定电流等功能。
3.3集成电路：集成电路是将大量的电子器件集成在一块芯片上的器件。
它是现代电子设备中最重要的组成部分之一，可以实现各种复杂的功能，如计算、存储和通信等。
3.4发光二极管：发光二极管是一种将电能转化为光能的半导体器件，具有高效、省电和寿命长的特点。
第1章半导体器件
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)
14
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
半导体器件的基本知识
半导体器件的基本知识半导体器件是现代电子技术中最基础的元件之一，广泛应用于各种电子设备中。
它们起到控制电流流动和信号放大的关键作用。
本文将介绍半导体器件的基本知识，包括其种类、工作原理和应用领域。
一、半导体器件的种类半导体器件主要包括二极管、晶体管和场效应管等。
其中，二极管是一种最简单的半导体器件，它由P型半导体和N型半导体组成。
晶体管是一种三层结构的半导体器件，包括发射极、基极和集电极。
场效应管是一种基于电场控制电流的半导体器件，具有高输入阻抗和低输出阻抗的特点。
二、半导体器件的工作原理半导体器件的工作原理基于PN结的特性。
在二极管中，当正向偏置时，P区的空穴和N区的电子会相互扩散，形成电流。
而在反向偏置时，由于PN结的势垒，电流无法通过。
晶体管的工作原理则是基于通过基极电流来控制集电极电流的放大作用。
场效应管则是通过控制栅极电压来改变源极和漏极之间的电导率。
三、半导体器件的应用领域半导体器件在电子技术领域有着广泛的应用。
例如，二极管广泛应用于整流电路、频率倍增器和光电检测等方面。
晶体管则被用于放大电路、开关电路和振荡电路等。
场效应管则常用于高频放大器、功率放大器和模拟开关等领域。
四、半导体器件的进展和挑战随着科技的进步，半导体器件也在不断发展和演变。
从传统的硅基半导体器件到最近兴起的宽禁带半导体器件，如碳化硅和氮化镓等，半导体技术正不断突破传统的物理极限。
然而，半导体器件也面临着一些挑战，如热量管理、功耗和可靠性等方面的问题。
总结：半导体器件是现代电子技术中不可或缺的重要组成部分。
通过了解半导体器件的基本知识，我们可以更好地理解其工作原理和应用领域。
随着科技的不断发展，半导体器件将继续发挥重要作用，并不断推动着电子技术的进步与创新。
半导体基础知识
3. 反向电流 IR
指二极管加反向峰值工作电压时的反向电 流。反向电流大，说明管子的单向导电性 差，因此反向电流越小越好。反向电流受 温度的影响，温度越高反向电流越大。硅 管的反向电流较小，锗管的反向电流要比 硅管大几十到几百倍。
以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是 主要利用它的单向导电性，主要应用于整流、限幅、 保护等等。下面介绍两个交流参数。
的扩散受抑制。少子漂
移加强，但少子数量有
限，只能形成较小的反
向电流。
+
N
内电场
外电场
R
E
(1-25)
2.1.3 半导体二极管
一、基本结构
PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
点接触型
触丝线
PN结
引线 外壳线
基片
二极管的电路符号： P
面接触型
N
(1-26)
二、伏安特性
I
死区电压 硅管 0.6V,锗管0.2V。
受主原子。
硼原子
P 型半导体中空穴是多子，电子是少子。 (1-16)
三、杂质半导体的示意表示法
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
P 型半导体
N 型半导体
杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。
但由于数量的关系，起导电作用的主要是多子。 近似认为多子与杂质浓度相等。
+4
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第一章半导体器件的基础知识一、填空题1、自然界中的物质按着导电能力分为、、三类。
2、半导体的导电能力会随着、、、和的变化而发生变化。
3、半导体材料主要有和两种。
4、半导体中的载流子是和。
5、主要靠导电的半导体称为N型半导体，主要靠导电的半导体称为P型半导体。
6、经过特殊工艺加工，将P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起，则在两种半导体的交界处就会出现一个特殊的接触面，称为结。
7、PN结的特性是。
8、半导体二极管的符号是。
9、PN结两端外加的反向电压增加到一定值时，反向电流急剧增大，称为PN 结的。
10、二极管的核心部分是一个，具有特性。
11、半导体二极管又称。
它是由，从P区引出的极和从N区引出的极以及将他们封装起来的组成。
12、由于管芯结构不同，二极管又分为、、。
13、二极管的导电性能由加在二极管两端的电压和流过二极管的电流来决定，这两者之间的关系称为二极管的。
用于定量描述这两者关系的曲线称为。
14、当二极管两端所加的正向电压由零开始增大时，开始时，正向电流很小，几乎为零，二极管呈现很大电阻。
通常把这个范围称为，相应的电压称为。
15、硅二极管的死区电压约为；锗二极管的死区电压约为。
16、硅管的导通电压约为，锗管的导通电压约为，17、加在二极管的反向电压不断增大，当达到一定数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为，相应的电压称为。
18、半导体二极管的主要参数有、。
19、半导体三极管的核心是。
20、半导体三极管的两个PN结将半导体基片分成三个区域：、和。
由这三个区引出三个电极为：、和。
分别用字母、和。
其中区相对较薄。
21、半导体三极管中，通常将发射极与基极之间的PN结称为；集电极与基极之间的PN结称为。
22、由于半导体基片材料不同，三极管可分为型和型两大类。
23、半导体三极管常采用、和封装。
24、半导体三极管按功率分有和;按工作频率分有和；按管芯所用半导体材料分有和；按结构工艺分有和；按用途分有和。
25、三极管各个电极上电流的分配关系是。
26、在半导体三极管中，基极电流I B的微小变化控制了集电极电流较大的变化，这就是三极管的原理。
27、要使三极管起到电流放大作用，必须保证发射结加电压，集电结加电压。
28、三极管三种基本连接方式是、、。
29、三极管的三种工作状态是、、。
30、三极管工作在截止区的条件为；三极管工作在放大区的条件为三极管工作在饱和区的条件为31、在三极管的管芯内加入一只或两只偏置电阻的片状管称为。
32、在一个封装内包含有两只三极管的新型器件，称为。
33、半导体三极管是利用输入电流控制输出电流的半导体器件，称为。
场效晶体管是利用输入电压产生电场效应来控制输出电流的器件，称为。
34、根据结构和工作原理不同，场效晶体管可分为和两大类。
35、结型场效晶体管的电路符号为、，它有三个电极为、、。
二、判断题1、PN结接触面积大，载流量大，适合于大电流场合使用。
（）2、二极管和三极管是非线性元件。
（）3、电子技术中的线性与非线性指的电压与电流是否成正比例关系。
（）4、理想二极管正向电阻是零，反向电阻无穷大。
（）5、三极管的三个电极可以调换使用。
（）6、硅二极管和锗二极管正向导通分压相等。
（）7、三极管的发射区和集电区是由同一半导体构成的。
（）8、三极管就是两个二极管反接构成。
（）9、二极管的伏安特性曲线和三极管的特性曲线相同。
（）11、硅和锗是制作半导体器件的主要材料。
（）12、二极管具有单向导电性。
（）13、三极管无论工作在何种工作状态，电流I E=I B+I C=(1+)I B()14、由于三极管的核心是两个互相联系的PN结，因此可以用两个背靠背连接的二极管替换。
（）15、晶体二极管击穿后立即烧毁。
（）16、三极管是一种电流控制器件。
（）17、二极管两端加上0.7V的电压就能导通。
（）18、二极管的正向电阻比反向电阻大。
（）19、三极管按结构分为硅型和锗型三极管。
（）20、绝缘栅型场效应管是利用改变栅源电压来改变导电沟道宽窄的。
（）三、选择题1．在三极管的输出特性曲线族中，每条曲线与（）对应。
A、I EB、U BEC、I BD、U CE2．在N型半导体中（）。
A．只有自由电子 B．只有空穴 C．有空穴也有自由电子3．掺入五价杂质元素的半导体是（）。
Ａ．Ｐ型半导体Ｂ．Ｎ型半导体Ｃ．本征半导体4.如果测得一个放大电路中其三极管的直流电压U CE＜１Ｖ，则它处于（）。
Ａ．放大状态Ｂ．饱和状态Ｃ．截止状态5．在某放大电路中，测的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C.PNP 型硅管 D.PNP 型锗管6．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7.NPN型三极管处在放大状态时是( )A.U BE<0, U BC<0B.U BE>0, U BC>0C.U BE>0, U BC<0D.U BE<0, U BC>08、有万用表测得PNP晶体管三个电极的电位分别是V C=6V，V B=0.7V，V E=1V 则晶体管工作在（）状态。
A、放大B、截止C、饱和D、损坏9、三级管开作在放大区，要求（）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，集电结正偏D、发射结反偏，集电结反偏10、一只NPN型三极管三极电位分别有V C=3.3V，V E=3V，V B=3.7V，则该管工作在（）A．饱和区B．截止区C．放大区D．击穿区11、三极管参数为P CM=800mW,I CM=100mA, U BR(CEO)=30V,在下列几种情况中，（）属于正常工作。
A．U CE=15V，I C=150 mA B．U CE=20V，I C=80 mAC．U CE=35V，I C=100 mA D．U CE=10V，I C=50mA12、下列三极管各个极的电位，处于放大状态的三极管是（）A V C=0.3V，V E=0V，V B=0.7VB V C=-4V，V E=-7.4V，V B=-6.7VC V C =6V ， V E =0V ， V B =-3VD V C =2V ， VE =2V ， V B =2.7V13、如果三极管工作在截止区，两个PN 结状态（ ）A ．均为正偏B ．均为反偏C ．发射结正偏，集电结反偏D ．发射结反偏，集电结正偏14、有万用表测得PNP 晶体管三个电极的电位分别是V C =6V ，V B =0.7V ，V E =1V 则晶体管工作在（ ）状态。
A 、 放大 B 、截止 C 、饱和 D 、损坏15、工作在放大区的某三极管，如果当I B 从12μA 增大到22μA 时，I C 从1mA 变为2mA ，那么它的β约为( ) 。
A. 83B. 91C. 100 D 、5016、工作于放大状态的PNP 管，各电极必须满足（ ）A ．ＵC > UB > U E B 。
ＵC < U B < U EC 。
U B >ＵC > U ED 。
ＵC > UE > U B17、二极管具有（ ）A 、信号放大作用B 、单向导电性C 、双向导电性D 、负阻特性18、二极管两端加正向电压时（ ）A 、立即导通B 、超过击穿电压就导通C 、超过0.2V 就导通D 、超过死区电压就导通19、如果用万用表测得二极管的正、反向电阻都很大，则二极管（ ）A 、特性良好B 、已被击穿C 、内部开路D 、功能正常20、下列元器件中，（ ）可将电信号转变成光信号。
A 、二极管B 、三极管C 、发光二极管D 、光电二极管21、开关三极管一般的工作状态是（ ）。
A ．截止B ．放大C ．饱和D ．截止或饱和22、三极管的两个PN 结均正偏或均反偏时，所对应的状态分别是（ ）。
A ．截止或放大B ．截止或饱和C ．饱和或截止D ．放大或截止23、如图示，试判断工作在饱和状态的管子（ ）。
A D AB 极管工作在（ ） A 、饱和状态 B 、放大状态C 、导致状态D 、截止状态(a) (b) (c) 0V (d)27、某三极管工作在放大状态，则该三极管是（ ）A 、PNP 型硅管B 、NPN 型硅管C 、PNP 型锗管D 、NPN5V 5.7V 1V28、由理想二极管组成的电路中，它们的输出电压为（ ）A 、U R =0B 、U R =8vC 、U R =4VD 、U R =1v29、如下图所示，二极管为硅管，工作于正常导通状态的是（ ）30、某同学用万用表测量一电子线路中得晶体管，测得VE=-3V ，VCE=6V ,VBC=--5.4V ,则该管是（ ）A 、PNP 型处于放大工作状态B 、PNP 型处于截止工作状态C 、NPN 型处于放大工作状态D 、NPN 型处于截止工作状态四、简答题1、场效晶体管与三极管相比有哪些特点？2、为什么二极管可以当做一个开关使用？画图说明。
3、选用二极管时主要考虑哪些参数？这些参数有什么意义？4、简述三极管的内部基本结构和各区的特点？5、三极管三种工作状态的条件是什么？处于放大状态PNP 和NPN 两种三极5V管的电位关系是什么样的？6、给你一个二极管和一块万用表，怎样判断二极管两个电极？7、三极管有哪三种工作状态？各有什么特点？五、计算题1、已知某三极管的交流放大系数ß=100，当ΙB=20微安时，ΙC=2毫安，若把ΙB 调到40微安，则ΙC 应为多少？2、已知电力如下图示：为理想二极管，试分析：①二极管导通还是截止？②UA0=？（4分）3、 判断图示三极管的工作状态。
450和100向，并在圆圈中画出管子。
5、判断如图所示二极管是否导通，并求出AB U 值6、如图所示电路中，分别判断指示灯是亮还是暗？ 2V7、用万用表测的放大电路中某个三极管两个电极的电流值如图. （1）求另一个电极的电流大小，在图上标出实际方向（2）判断是PNP还是NPN管?（3）图上标出管子的E.B.C.极（4）估算管子的ß值.。