半导体二极管和晶体管

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晶体管基础知识

第1章半导体器件
I / mA
UZ UZ A O IZmin U/V ＋ Ui B IZmax － R
(b)
＋ Uz －
(a)
(c)
图10 稳压管的伏安特性曲线、（a）伏安特性曲线；（b）图形符号；（c）稳压管电路
稳压管工作在击穿区时的稳定电压
5、汽车用整流二极管：P82—图5-21

汽车交流发电机用硅整流二极管，具有一个引出极，另一个是外壳，参见教材P82 图5-21
汽车用二极管分为正向二极管和反向二极管两种。正向二极管的引出端为正极，外壳为负极，通常在正向二极管上涂有红点；反向二极管的引出端为负极，外壳为正极，通常在反向二极管上涂有黑点。
路里的开关元件，以及作为小电流的整流管。
N型锗片阳极引线阴极引线
铝合金小球
阳极引线 PN结
N型硅
金锑合金底座
金属触丝 (a)
外壳 (b) 阴极引线
a）点接触二极管PN结接触面积小，不能通过很大的正向电
流和承受较高的反向工作电压，工作效率高，常用来作为检波器件。
图7 半导体二极管的结构及符号（a）点接触型结构;（b）面接触型结构;
流很小，PN结截止，这就是PN结的单向导电性。
第1章半导体器件
2. 半导体二极管
把PN结用管壳封装，然后在P区和N区分别向外引出一个电极，即可构成一个二极管。二极管是电子技术中最基本的半导体器件之一。根据其用途分有检波管、开关管、稳压管和整流管等。
硅高频检波管
开关管
稳压管
整流管
发光二极管
电子工程实际中，二极管应用得非常广泛，上图所示即为各类二极管的部分产品实物图。
图8 二极管的伏安

第1章半导体二极管和晶体管

型求出 IO 和 UO 的值。
+ UD -
解:
1、理想模型
UO = V = 6 V
E
IO = E / R = 6 / 6 = 1 (mA)
+
2 V ID
R UR
6KΩ
-
2、恒压降模型
UO = E – UD = 6 0.7 = 5.3 (V) IO = UO / R = 5.3 / 6 = 0.88 (mA)
反向击穿电压 I/mA 反向饱和电流
硅几 A
锗几十~几百 A UBR
硅管的温度稳
IS
O
U/V
定性比锗管好反向饱和电流
36
（二）极间电容
第三节、半导体二极管
C
1、PN结存在等效结电容
PN结中可存放电荷,相当一个电容。
PN
+ ui –
R
– 2、对电路的影响：外加交流电源
+
时，当频率高时，容抗小，对PN
14
第一节、半导体的导电特性
N型半导体
多一个价电子
4
+5
4
掺杂
4
4
4
15
本征激发
第一节、半导体的导电特性
N型半导体
4
+5
4
掺杂
正离子
电子
4
4
4
多子-------电子少子-------空穴
N型半导体示意1图6
第一节、半导体的导电特性
P型半导体
多一个空穴
4
+3
4
掺杂
4
4
4
17
本征激发
第一节、半导体的导电特性

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。

二极管晶体管工作原理

二极管晶体管工作原理二极管晶体管是现代电子技术中最基本的元器件之一，它的工作原理是基于半导体材料的特性而设计的。

在半导体材料中，电子的运动受到材料的控制，因此可以通过控制半导体材料中的电子运动来实现电子器件的功能。

二极管是一种最简单的半导体器件，它由两个不同材料的半导体材料组成，其中一个材料被掺杂了少量的杂质，形成了P型半导体，另一个材料被掺杂了少量的不同杂质，形成了N型半导体。

当这两个半导体材料接触时，形成了PN结，这个结构具有一些特殊的电学性质。

PN结的一个重要特性是它具有单向导电性，也就是说，当PN结的正极连接到P型半导体，负极连接到N型半导体时，电流可以流过PN结，这时二极管处于导通状态。

而当正极连接到N型半导体，负极连接到P型半导体时，电流无法流过PN结，这时二极管处于截止状态。

晶体管是一种更复杂的半导体器件，它由三个不同材料的半导体材料组成，其中一个材料被掺杂了大量的杂质，形成了N型半导体，另一个材料被掺杂了大量的不同杂质，形成了P型半导体，而第三个材料则是未掺杂的半导体材料。

晶体管的结构包括一个发射极、一个基极和一个集电极。

晶体管的工作原理是基于PNP或NPN型晶体管的PN结的单向导电性。

当晶体管的基极接收到一个电信号时，它会控制PN结的导通状态，从而控制电流的流动。

当基极接收到一个正电压时，PN结处于导通状态，电流可以从发射极流向集电极，晶体管处于放大状态。

而当基极接收到一个负电压时，PN结处于截止状态，电流无法从发射极流向集电极，晶体管处于截止状态。

二极管晶体管是现代电子技术中最基本的元器件之一，它的工作原理是基于半导体材料的特性而设计的。

通过控制半导体材料中的电子运动，二极管晶体管可以实现电子器件的功能，如放大、开关、整流等。

二极管和晶体管的关系

二极管和晶体管的关系嘿，大家好，今天咱们来聊聊二极管和晶体管的那些事儿。

说起这俩玩意儿，可能很多小伙伴会想：“这不就是电子元件吗，有啥好说的？”但是，兄弟姐妹们，这两者之间的关系可不是简单的一加一那么简单。

咱们一起来捋一捋，看看它们在电子世界里是怎么扮演角色的。

二极管。

哎，二极管可真是个小能手，它的工作原理简单得让人惊讶。

你想象一下，它就像是个单行道的警察，只允许电流朝一个方向流动，反方向的电流就得乖乖停下。

这样一来，二极管的作用可就明显了，帮着把电流的方向给固定住，避免那些不必要的麻烦。

你要是把它放在电路里，就像是在给电流设了个门槛，谁都别想轻易乱来。

这一招特别适合那些需要稳稳的电流的场合，比如整流电路，听起来是不是有点酷？说完二极管，我们再来聊聊晶体管。

哎哟，晶体管可不一般，它的作用可就丰富多了。

想象一下，晶体管就像是一个调音师，可以把信号放大、切换，甚至控制电流。

你想要让声音变大、变小，晶体管一出手，立马搞定。

咱们平常用的各种电子设备，比如手机、电视，背后都有晶体管在默默工作，真是个不起眼但超有用的小家伙。

就好像一位默默无闻的英雄，平时不太显眼，但关键时刻总能派上用场。

有趣的是，二极管和晶体管之间其实还有点血缘关系，二者都是半导体材料制成的。

二极管就像是晶体管的哥哥，晶体管是从二极管演变而来的。

说白了，二极管是晶体管的前身，是晶体管的启蒙老师。

没有二极管，就没有晶体管的今天，二者之间就像是亲兄弟，缺一不可。

再说说它们在电路里的配合。

你看，二极管和晶体管就像是一对搭档，配合得可默契了。

二极管负责把电流的方向固定住，晶体管则负责放大和调控，这样一来，整个电路就变得活灵活现，运转得像一台精密的机器。

它们之间的协作，让整个电子世界变得更高效，真是“相辅相成，缺一不可”。

再来讲讲二极管的种类，种类繁多得让人眼花缭乱。

你可能听说过整流二极管、齐纳二极管等等，这些都是根据不同的应用场合来分类的。

每种二极管都有自己的“拿手绝活”，就像每个人都有自己擅长的领域。

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。

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
主页面
！
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 －

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。

半导体二极管和晶体管的技术

电子技术基础
刘翔
1
1. 本课程的性质
是一门基础课
2. 特点
非纯理论性课程实践性很强以工程实践的观点来处理电路中的一些问题
3. 研究内容
以器件为基础、以信号为主线，研究各种电子电路的工作原理、特点及性能指标等。
4. 教学目标
能够对一般性的、常用的电子电路进行分析，同时对较简单的单元电路进行设计。
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。
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4. 微变电阻 rD
3
iD
Q
rD 是二极管特性曲线上工作点Q 附近电压的变化与电流的变化之比： ID
iD
u D rD iD
显然，rD是对Q附近的微小变化区域内的电阻。
引线
U 面接触型 P N
首页 13 上一页下一页
三、主要参数
3
1. 最大整流电流 IOM
二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。 2. 反向击穿电压UBR 二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电压UWRM一般是UBR的一半。 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。其值大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。温度越高反向电流越大。硅管的较小，锗管的要比硅管大几十到几百倍。
uD
UD
uD
首页
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二极管：死区电压=0 .5V，正向压降0.7V(硅二极管) 理想二极管：死区电压=0 ，正向压降=0
译码器十二进十进制制计数计数器箱器件数个位数

二极管的类型

二极管的类型二极管（diode）是半导体元件之一，主要用于把电流从一侧转到另一侧，从而控制电路中的电流流向，它是电子电路中难以或无法完成的最重要功能之一。

本文将介绍常用的几种二极管。

一、晶体管（transistor）晶体管是一种三极管，它有两个极：正极（anode）和负极（Cathode）。

晶体管中还有一个受控极，它可以用来控制电流的流向。

晶体管是一种非常受欢迎的控制电路，因为它可以增加电路的可靠性和速度。

二、光耦合器（optocoupler）光耦合器是一种二极管，它的工作原理是利用光信号来控制电路的开关。

它主要用于微处理器、存储器以及控制器之间的信号传输，是电子电路中重要的元件之一。

光耦合器分为单开型和双开型，具有高速传输、传输距离长、耐热性好、低功耗等特点。

三、光电二极管（photodiode）光电二极管是一种光传感器，可以用来检测各种光信号，比如紫外线或可见光。

光电二极管通常由两个极（正极和负极）组成，其中正极作为光传感器，负极则作为参考电位用于校准电压。

光电二极管的主要优点是信号传输范围宽、敏感度高，它通常用于检测光照度、紫外线等信号。

四、光敏二极管（photo-transistor）光敏二极管是一种光电子器件，它具备晶体管的特性，可以利用光输入和电信号输出，在电路中发挥一定的作用。

光敏二极管的主要特点是反应速度快，只要引入少量的光信号，就可以用它来极大程度地减少电路的反应时间。

五、双向晶体管（dual-gate transistor）双向晶体管也被称为双极管，它有三个极：正极、负极和受控极，与普通晶体管相比，双向晶体管可以同时控制电路中的两流电，因此可以提高电路中电流的稳定性和灵敏度。

双向晶体管有几种不同的型号，如单边门、双边门和双向双边门。

电工与电子技术 -第9章

常数。
反向击穿
电压U(BR)
反向特性
P– + N
正向特性
P+ –N
导通压降
硅0.6~0.8V 锗0.2~0.3V
U
死区电压
硅管0.5V 锗管0.1V
外加电压大于反向击
外加电压大于死区电
穿电压时，二极管被击压，二极管才能导通。
穿，失去单向导电《性电。工学简明教程》
9.2.3 主要参数
1. 最大整流电流 IOM
i IZmax
U ZW RL
25mA
1.2ui iR UZW 25R 10 ①
《电工学简明教程》
uimin = 0.8ui → 流过稳压管的电流为 IZmin
i

I Zmin
U ZW RL

10mA
i ui
iL
R
DZ
iZRL uo
0.8ui iR UZW 10R 10 ②
• 往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变 -- 掺杂特性。
《电工学简明教程》
9.1.1 本征半导体
1、本征半导体的结构现代电子学中，用的最多的半导体是硅(Si)和锗(Ge)
，它们的最外层电子（价电子）都是四个。
Ge
Si
通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。《电工学简明教程》
绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。
半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。
《电工学简明教程》
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：

半导体教学实验报告

一、实验目的1. 了解半导体材料的基本特性。

2. 学习半导体器件的基本原理和结构。

3. 掌握半导体器件的测试方法。

4. 培养学生的动手能力和实验技能。

二、实验原理半导体材料是一种导电能力介于导体和绝缘体之间的材料。

本实验主要研究半导体二极管和晶体管的特性。

1. 半导体二极管：二极管是一种具有单向导电特性的半导体器件。

其正向导通时，正向电压达到一定值后，电流迅速增大；反向截止时，反向电压增加，电流几乎为零。

2. 晶体管：晶体管是一种放大器件，具有电流放大作用。

本实验主要研究晶体管的电流放大特性。

三、实验仪器与材料1. 仪器：万用表、信号发生器、示波器、半导体二极管、晶体管（NPN和PNP 型）、电阻、电容等。

2. 材料：实验电路图、实验数据记录表等。

四、实验步骤1. 半导体二极管特性测试（1）搭建实验电路，如图1所示。

（2）使用万用表测量二极管的正向电压和反向电压。

（3）观察并记录二极管的正向导通和反向截止特性。

2. 晶体管放大特性测试（1）搭建实验电路，如图2所示。

（2）使用信号发生器产生一定频率和幅值的正弦波信号。

（3）使用示波器观察输入信号和输出信号的变化。

（4）调节电阻值，观察晶体管的电流放大特性。

五、实验数据与分析1. 半导体二极管特性测试（1）正向电压：Vf = 0.7V（2）反向电压：Vr = 20V（3）二极管导通和截止特性符合理论分析。

2. 晶体管放大特性测试（1）输入信号：频率f = 1kHz，幅值Vp-p = 1V（2）输出信号：频率f = 1kHz，幅值Vp-p = 10V（3）晶体管放大倍数：A = Vp-p_out / Vp-p_in = 10六、实验结论1. 本实验成功验证了半导体二极管和晶体管的基本特性和工作原理。

2. 通过实验，加深了对半导体器件的理解，提高了动手能力和实验技能。

七、实验反思1. 在实验过程中，需要注意实验仪器的使用方法和注意事项。

2. 在搭建实验电路时，要严格按照电路图进行，确保电路连接正确。

半导体分立器件

（三）.
半导体分立器件
1 .常用半导体分立器件及其分类 •半导体二极管 (DIODE) •双极型晶体管 (TRANSISTOR) •场效应晶体管 (FET, Field Effect Transistor ) •晶闸管
场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。
第一部分
用字母表示材料
符号
A
B
C
D
R
意锗硅义材材料料，，禁禁带带 0.6 1.0 ~1 ~1 .0e .3e V V
砷化镓材料，禁带 >1 .3e V
锑化铟材料，禁带 <1. 3e V
复合材料
第二部分
用字母表示类型及主要特性
1
2
3
… n-1
具有 n个有效电极的器件
含光电二极二义管或三极极
管或包括上述器件
三极管具有
或具有三个电极的其
管
的组合管
他器件
四个有效电极的器件
第二部分
注册标志
符号
S
含已经在日本电子工业协会（JEIA）义注册登记的半导体器件
第三用字母符 A 部分表示器号
B
U 208
器件登记号大功率开关管硅材料
美国半导体分立器件的型号命名第一部分
用符号表示器件的类别

电工学简明教程秦曾煌二极管和晶体管.完整资料PPT

正极引线
铝合金小球 PN 结
N型锗
金锑合金
底座
正极引线 SiO2保护层
N型硅
P型硅
负极引线
负极引线
a 点接触型
b 面接触型
c 平面型
正极
负极
表示符号
伏安特性
二极管和 PN 结一样，具有单向导电性，由伏安特性曲线可见，当外加正向电压很低时，电流很小，几乎为零。正向电压超过一定数值后，电流很快增大，将这一定数值的正向电压称为死区电压。通常，硅管的死区电压约为 0.5 V。导通时的正向压降，硅管约为 0.6 ~ 0.7 V。 I / mA
60
正向特性
40
20
–50 –25
反向
0 0.4 0.8 U / V
特性
– 0.02
击穿电压
U(BR)
– 0.04 死区电压
在二极管上加反向电压时，反向电流很小。但当反向电压增大至某一数值时，反向电流将突然增大。这种现象称为击穿，二极管失去单向导电性。产生击穿时的电压称为反向击穿电压 U(BR)。
多外走数电载场流驱子使的空扩间空散电间运荷电动区荷难两区于侧变进的宽行空穴和自由电子移 P区
N区
IR
内电场方向
R
少数载流子越过 PN 结形成2 二极管
基本结构
将 PN 结加上相应的电极引线和管壳，就成为半导体二极管。按结构分，有点接触型和面接触型两类。
引线外壳触丝 N 型锗
[解] 因为 VA 高于 VB ，所以 DA 优先导通。如果二极管的正
VA
向压降是 0.3 V，则 VY = +2.7 V。当 DA 导通后，DB 因反偏而截止。
VB

模电第4章习题解答哈工大

第 4 章半导体二极管和晶体管习题解答
【4-1】填空： 1．本征半导体是，其载流子是和。两种载流子的浓度。 2．在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于，而少数载流子的浓度则与有很大关系。 3．漂移电流是在作用下形成的。 4．二极管的最主要特征是，与此有关的两个主要参数是和。 5 ．稳压管是利用了二极管的特征，而制造的特殊二极管。它工作在。描述稳压管的主要参数有四个，它们分别是、、、和。 6．某稳压管具有正的电压温度系数，那么当温度升高时，稳压管的稳压值将。 7．双极型晶体管可以分成和两种类型，它们工作时有和两种载流子参与导电。 8．场效应管从结构上分成和两种类型，它的导电过程仅仅取决于载流子的流动；因而它又称作器件。 9．场效应管属于控制型器件，而双极型晶体管是控制型器件。 10．当温度升高时，双极性晶体管的β将，反向饱和电流 ICEO 将，正向结压降 UBE 将。 11．用万用表判断电路中某个晶体管的工作状态时，测出最为方便。 12．晶体管工作有三个区域，在放大区时，应保证和；在饱和区，应保证和；在截止区，应保证和。 13 ．当温度升高时，晶体管的共射输入特性曲线将，输出特性曲线将，而且输出特性曲线之间的间隔将。解： 1. 化学成分纯净的半导体，自由电子，空穴，相等。 2. 杂质浓度，温度。 3. 少数载流子，(内)电场。 4. 单向导电性，正向导通压降 UF 和反向饱和电流 IS。 5. 反向击穿特性曲线陡直，反向击穿区，稳定电压（UZ），稳定电流（IZmin ），最大管耗（P Zmax），动态电阻（rZ）。 6. 增大。 7. NPN，PNP，自由电子，空穴。 8. 结型，绝缘栅型，多子，单极型。 9. 电压，电流。 10. 变大，变大，变小。 11. 各管脚对地电压。 12. 发射结正偏，集电结反偏；发射结正偏，集电结正偏；发射结反偏，集电结反偏。 13. 左移，上移，增大。

晶体管和二极管

晶体管和二极管
晶体管和二极管是电子学中最基本的两种电子元件。

晶体管是一种半导体器件，用于放大和控制电流；而二极管则是一种半导体器件，只能让电流单向通过。

晶体管的种类很多，但最常见的是三极管。

三极管由三个区域组成，其中中间的区域称为“基区”，两边的区域分别称为“发射区”和“集电区”。

当电流通过基区时，它可以控制发射区和集电区之间的电流大小。

这使得三极管可以用于放大和控制电流。

例如，在放大器电路中，将输入信号连接到三极管的基极，而将输出信号从集电极读取，可以将输入信号放大为更大的输出信号。

二极管由两个区域组成，其中一个区域具有较高的电子浓度，称为“n型半导体”，而另一个区域具有较低的电子浓度，称为“p型半导体”。

当二极管被连接到电源电路时，电流可以从n型半导体流向p型半导体，但不能反过来。

这使得二极管可以用于整流电路中，将交流信号转换为直流信号。

例如，将二极管连接到交流电源和负载之间，可以将电流限制在单个方向上，从而使得负载只能接收到单个方向上的电流。

晶体管和二极管是现代电子学中最重要的元器件之一，被广泛应用于电子设备，包括计算机，手机，电视和无线电等。

- 1 -。

电子学基础半导体二极管和晶体管

电子学基础半导体二极管和晶体管电子学基础：半导体二极管和晶体管一、引言电子学基础是现代电子技术的基石，而在电子学中，半导体二极管和晶体管是最为基本和重要的元器件之一。

二极管和晶体管作为半导体元件，被广泛应用于各种电子设备和电路中。

本文将重点讨论半导体二极管和晶体管的工作原理、结构特点以及应用领域。

二、半导体二极管半导体二极管是一种由P型半导体和N型半导体组成的二极管器件。

它的一个重要特性就是具有单向导电性，即只能让电流沿着一个方向流动。

当施加正向电压时，即P端为正极、N端为负极时，二极管处于导通状态；而当施加反向电压时，即P端为负极、N端为正极时，二极管处于截止状态。

这种单向导电性使得二极管可以作为整流器件，将交流电转换为直流电。

三、晶体管晶体管是一种具有放大和开关功能的半导体器件。

它由三个区域组成，分别是发射区（Emitter）、基区（Base）和集电区（Collector）。

在晶体管中，当在基区施加一个正向电压时，就会形成一个狭窄的导电通道，从而允许电流从发射区流向集电区。

这种特性使晶体管能够起到放大电流信号的功能。

晶体管有两种基本类型，分别是NPN型和PNP型。

NPN型晶体管中，发射区为N型半导体、基区为P型半导体、集电区为N型半导体；而PNP型晶体管中，发射区为P型半导体、基区为N型半导体、集电区为P型半导体。

晶体管的工作可以分为放大状态和截止状态，具体状态的切换取决于基区的电压。

四、半导体二极管和晶体管的应用领域半导体二极管和晶体管在电子领域应用广泛。

以半导体二极管为例，它常用于电源和变换器中，用来转换电源电压，实现稳定的电源供应。

此外，半导体二极管还可以作为调制器件使用，例如光电二极管、激光二极管等。

晶体管则有更广泛的应用。

在通信领域中，晶体管被广泛用于放大电信号，实现无线电、电视、手机等通信设备的正常工作。

在计算机领域中，晶体管则是构成集成电路的基本元素，实现计算和存储功能。

此外，晶体管还被应用于功率放大器、振荡器、时钟电路等各种电路中。

L05_半导体基础

6
加正向电压时，若 u U T，则i I S e U T ；加反向电压时，若 u U T，则i I S。
近似分析中最常用
2、伏安特性受温度影响
T（℃）↑→在电流不变情况下管压降u↓ →反向饱和电流IS↑，U(BR) ↓ T（℃）↑→正向特性左移，反向特性下移
wang_hong@
2013年秋季学期
3.2.3 二极管或门
二极管构成的门电路的缺点
设 VCC = 5V 加到A,B的 VIH=3V VIL=0V 二极管导通时 VDF=0.7V
• 电平有偏移 • 带负载能力差
A 0V 0V 3V 3V
B 0V 3V 0V 3V
Y 0V 2.3V 2.3V 2.3V 规定 2.3V以上为1 0V以下为0
2013年秋季学期
2013年秋季学期
The Digital Abstraction
3.1 概述
• 门电路：实现基本运算、复合运算的单元电路，如与门、与非门、或门……
1. Making bits concrete 2. What makes a good bit 3. Getting bits under contract
A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
Y 0 1 1 1
• 只用于IC内部电路
wang_hong@
wang_hong@
2013年秋季学期
2013年秋季学期
MOS管的结构 metal-oxide-semiconductor field-effect transistors 金属层氧化物层半导体层
gate inversion happens here drain
n
source

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[解] (1)静态值
U GS
47 100 47
20 1.5 1.5
V
4.14
V
UDS UDD ( RD RS )ID
20 (5 1.5)103 1.5103 10.25 V
(2) 电压放大倍数
Au
gm RL
2
5 10 5 10
6.67
2021/3/6
(1-30)
下图是由场效应管构成的源极输出器，它和晶体管的射极输出器一样，具有电压放大倍数小于但近于 1，输入电阻高输出电阻低等特点。
饱和漏极电流
2021/3/6
(1-9)
夹断区
5V 4V 3V 恒流区 2V 1V
输出特性曲线
ID
0 U DS
可变电阻区
UGS=0V
予夹断曲线
2021/3/6
(1-10)
N沟道结型场效应管的特性曲线转移特性曲线
ID
IDSS
2021/3/6
VP
UGS 0
(1-11)
N沟道结型场效应管的特性曲线
输出特性曲线 ID
N
P
(1-21)
UGS UDS S GD
当UDS不太大时，导电沟道在两个N区间是均匀的。
N
N 当UDS较大
时，靠近D
P
区的导电沟
道变窄。
2021/3/6
(1-22)
UGS UDS
UDS增加，UGD=VT 时，靠近D端的沟道被夹断，称为予夹断。
S GD ID
N
N
P
夹断后，即
使UDS 继续增加，ID仍
P
UDS
G NN
UGS
S
2021/3/6
(1-3)
UGS达到一定值时（夹断电压VP）,耗尽区碰到一起，DS
间被夹断，这时，即
使UDS 0V，漏极电 D ID
流ID=0A。
P
G NN
UGS S
2021/3/6
UDS=0时 UDS
(1-4)
越靠近漏端，PN 结反压越大
G
UGS<RS ID
UG RS ID
C1
式中 UG 为栅极电位。
+
当有输入信号时，由 ui
交流通路可得输出电压为
U o RL Id gm RL U gs
式中 Id gmU gs
2021/3/6
RL RD // RL
+UDD
RG1 RD D
C2
RG
+ T
G
RG2
S
RS
RL uo
+
CS
分压式偏置放大电路
放大电路的输出电阻为
2021/3/6
ro RD
(1-29)
[例 1] 在分压式偏置共源极放大电路中，已知 UDD = 20 V， RD = 5 k ， RS = 1.5 k , RG1 = 100 k， RG2 = 47 k, RG = 2 M， RL = 10 k，gm = 2 mA/V， ID = 1.5 mA。试求：(1)静态值；(2) 电压放大倍数。
0.05~0.1mm，以防按键死键。
SG D
P
P
N
予埋了导电沟道
2021/3/6
D
G S
P 沟道耗尽型
(1-18)
二、MOS管的工作原理
以N 沟道增强型为例
UGS=0时
UGS UDS
S GD
ID=0
对应截止区
2021/3/6
N
N
P
D-S 间相当于两个反接的 PN结
(1-19)
UGS>0时
UGS=0V
-1V
0
2021/3/6
-3V
-4V
-5V
U DS
(1-12)
结型场效应管的缺点：
1. 栅源极间的电阻虽然可达107以上，但在某些场合仍嫌不够高。
2. 在高温下，PN结的反向电流增大，栅源极间的电阻会显著下降。
3. 栅源极间的PN结加正向电压时，将出现较大的栅极电流。
绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题。
2021/3/6
(1-16)
1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动 PCBA上的开关按键来实现功能的一种设计方式。
传统机械按键结构层图：
按
PCB
键
A
开关键
传统机械按键设计要点：
1.合理的选择按键的类型，尽量选择平头类的按键，以防按键下陷。
2.开关按键和塑胶按键设计间隙建议留
呈恒流特性。
2021/3/6
(1-23)
三、增强型N沟道MOS管的特性曲线
转移特性曲线
ID
2021/3/6
0 VT
UGS
(1-24)
输出特性曲线 ID
0
2021/3/6
UGS>0
U DS
(1-25)
四、耗尽型N沟道MOS管的特性曲线
耗尽型的MOS管UGS=0时就有导电沟道，加反向电压才能夹断。
ID
转移特性曲线
2021/3/6
VT 0
UGS
(1-26)
ID
0
2021/3/6
输出特性曲线
UGS>0 UGS=0
UGS<0
U DS
(1-27)
10.7.2 场效应管放大电路
下图是场效应管的分压式偏置共源极放大电路
静态时，电阻 RG 中无电流，栅—源电压为
U GS
RG2 RG1 RG2
U DD
UGS UDS
S GD
UGS足够大时（UGS>VT）感应出足够多电子，
这里出现以电子导电为主的N型导电沟道。
N
感应出电子 P
2021/3/6
N
VT称为阈值电压
(1-20)
2021/3/6
UGS UDS S GD
UGS较小时，导电沟道相当于电
阻将D-S连接起来，UGS越大此电阻越小。
N
+UDD
RG1
2021/3/6
C1 + ui
RG
T C2
RG2
+
RS
uo
源极输出器
返回
(1-31)
第八章结束
2021/3/6
(1-32)
第八章半导体二极管和晶体管
2021/3/6
(1-1)
二、工作原理（以P沟道为例）
PN结反偏，UGS 越大则耗尽区越宽，导电沟道越窄。
G
UGS
2021/3/6
D ID P
NN
S
UDS=0V时 UDS
(1-2)
UGS越大耗尽区越宽，沟道越窄，电阻越大。
D
但区当宽度UG有S较限小，U时D存S，=0在耗V导时尽电沟道。DS间相当于线I性D 电阻。
2021/3/6
(1-13)
1.5.2 绝缘栅场效应管:
一、结构和电路符号
S G D 金属铝
两个N区
N
N
P
G
P型基底 SiO2绝缘层
导电沟道
2021/3/6
N沟道增强型
D S
(1-14)
SG D
N
N
P
予埋了导电沟道
2021/3/6
D G
S
N 沟道耗尽型
(1-15)
SG D
P
P
N
D
G S
P 沟道增强型
UGS
S
2021/3/6
(1-7)
此时，电流ID由未被夹断区域中的载流子形成，基本不随UDS的增加而增加，呈恒流特性。
G
UGS
2021/3/6
UGS<Vp UGD=VP时 D ID
UDS NN
S
(1-8)
三、特性曲线 ID
0
转移特性曲线
一定UDS下的ID-UGS曲线
UGS
VP
夹断电压
IDSS
(1-28)
电压放大倍数为
D Id
Au
U o U i
U o U gs
gm RL
+
G RG
T RD
+
RL U o
式中的负号表示输出电压和输入电压反向。
U i
RG1 RG2
放大电路的输入电阻为
S
ri RG (RG1 // RG2 ) // rgs
RG ( RG1 // RG2 )
分压式偏置放大电路的交流通路
D
ID
P
UDS
NN
UGS
S
2021/3/6
(1-5)
沟道中仍是电阻特性，但是是非线性电阻。
G
UGS<Vp且UDS较大时UGD<VP时耗尽区的形状
D
ID
P
UDS
NN
UGS
S
2021/3/6
(1-6)
漏端的沟道被夹断，称为予夹断。
D UDS增大则被夹断区向下延伸。
G N
UGS<Vp UGD=VP时 ID UDS N