电子技术第一章_半导体器件
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掺杂性：在纯净的半导体中掺入某些杂质，可使其导 电能力发生明显地改变。据此特性可做成各 种半导体器件，如二极管、三极管等。
6
2020/9/26
电工电子技术2
本征半导体
硅和锗是常用的半导体材料，它们的最外层电 子（价电子）都是四个。
Si +14
28 4
Ge +32
2 818 4
7
2020/9/26
电工电子技术2
N
PN正偏变窄后，有利于多子扩散，多子形成 的正向电流（扩散电流）IF大。
14
2020/9/26
反向偏置： P接电源负极，N接电源正极
P
PN结
N
电工电子技术2
内建电场 外电场
反向偏值，PN结变宽
15
2020/9/26
PN结反向截止
P
PN结
电工电子技术2
N
IR
PN反偏变宽后，不利于多子扩散，但却有利 于少子的漂移，由少子形成的反向电流（漂移电 流）IR小。反向电流受温度影响较大。
在本征半导体中掺入微量的杂质元素形成杂质半导体
N型半导体
本征半导体＋5价杂质（磷）
Si PSi
正离子
掺杂后自由电子数目大
量增加，这种半导体称为
Si
多 电子半导体或N型半导体
Si
余 电 子
在N 型半导体中： 多子：(自由)电子
少子：空穴
磷原子
正离子
10
2020/9/26
电工电子技术2
P型半导体
Si
Si
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
Si
Si
共价健
晶体中原子的排列方式
硅单晶中的共价健结构
共价键中的电子，称为价电子。
价电子被紧紧束缚在共价键中，不能自由移动；在常温
பைடு நூலகம்
下本征半导体中的自由电子很少，其导电能力很弱。
8
2020/9/26
电工电子技术2
本征半导体的导电机理
本征激发：本征半导体
电子技术
电工电子技术2
模拟电子技术 （2/3学时）
第一章 半导体器件 第二章 基本放大电路
第三章 集成运算放大器 第四章 波形产生电路 第五章 直流稳压电源
数字电子技术 (1/3学时）
第六章 集成逻辑门和组合逻辑电路 第七章 集成触发器和时序逻辑电路 第八章 数字电路中常用的时序电路
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2020/9/26
半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质称 为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化 物、氧化物等。常用的半导体材料是硅和 锗
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2020/9/26
电工电子技术2
半导体的导电特性：
热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强。据 此特性可做成温度敏感元件，如热敏电阻。
光敏性：当受到光照时，其导电能力会发生明显地变 化 。据此特性可制做各种光敏元件，如光敏 电阻、光敏二极管、光敏三极管等。
电工电子技术2
第一章 半导体器件
1.1 半导体二极管 1.2 半导体三极管 1.3 绝缘栅场效应管
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2020/9/26
电工电子技术2
1.1 半导体二极管
根据导电性能的好坏可以把物质分为导体、绝 缘体和半导体三类：
导体：导电性能很好的物质称为导体，金属一般都 是导体。
绝缘体：导电性能很差，几乎不导电的物质称为绝 缘体，如橡胶、陶瓷、塑料和木材等。
（3）掌握数字集成电路的电路符号和功能表， 对其内部电路不需要了解。
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2020/9/26
关于考试
电工电子技术2
总成绩： 期末考试成绩占(80~90%)
平时成绩(作业,出勤)占(20~10%)
试卷分数分布：
模拟部分占60%，数字部分占40%
题型：
单项选择题占20~30%，分析计算题占80~70%
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2020/9/26
N
电工电子技术2
扩散
内建电场
产生内 建电场
抑制扩散 减小内 有利漂移 建电场
动态平衡
有利扩散 抑制漂移
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2020/9/26
2. PN结的单向导电性
正向偏置： P接电源正极，N接电源负极
P
PN结
N
电工电子技术2
内建电场 外电场
正向偏值，PN结变窄
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2020/9/26
PN结正向导通
P
IF
PN结
电工电子技术2
+S1i
Si
+S1i
Si
在受到光或热激发后会
产生自由电子 和空穴
Si +S1i
Si
Si
载流子的复合：
在一定温度下，本征激
Si
Si
Si
+S1i
发与复合处于动态平衡
状态，温度越高，空穴与电子数目越多
空穴也是一种载流子，带正电。
本征半导体内有两种载流子：自由电子、空穴
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2020/9/26
电工电子技术2
N型半导体和 P 型半导体
电工电子技术2
学习电子技术应注意的几个问题：
（1） 管为路用：对于元器件，学习的重点应放 在特性曲线、参数、技术指标和正确使用方法上， 对其内部机理只需了解，不必深究。学习器件的目 的在于为应用电路服务。
（2） 非线性问题的线性化：半导体器件是非线 性元件，由其构成的放大电路是非线性电路，常将 非线性器件在局部线性化后进行近似分析计算。在 学习中应重点掌握各种近似分析方法，重点在于掌 握概念而不必过分重视计算结果的精度。
iF
ui
RL
iF Im
BSi
Si
负离子 硼原子
本征半导体＋3价杂质（硼）
掺杂后空穴数目大量增 加，这种半导体称为空穴 半导体或P型半导体
在P 型半导体中： 多子：空穴 少子：(自由)电子 负离子
无论N型或P型半导体都是电 中性的，对外不显电性。
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1.1.1 PN结及其单向导电性
1. PN结的形成
P
PN结
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电工电子技术2
1.1.2 半导体二极管的结构
金属触丝 N型锗片
阳极引线
阴极引线
( a) 点接触型 外壳
铝合金小球 N型硅
阳极引线
PN结 金锑合金
底座
阳极引线 二氧化硅保护层
N型硅 阴极引线
(c ) 平面型
P 型硅
阳极 D 阴极
阴极引线
( b) 面接触型
( d) 符号
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硅管0.6~0.8V
锗管0.2~0.3V
UT UD U
死区电压
硅管0.5V 锗管0.1V
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。
外加电压大于死区电 压二极管才能导通。
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电工电子技术2
1.1.4 半导体二极管主要参数
1. 最大整流电流IF
二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正 向正弦半波平均电流。
电工电子技术2
普通二极管
发光二极管
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光电二极管
电工电子技术2
快恢复二极管
贴片二极管
大功率二极管
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整流桥
电工电子技术2
1.1.3 半导体二极管的伏安特性
反向击穿 电压U(BR)
I P + – N 正向特性
I U
导通压降
反向电流
U(BR)
P +N 反向特性
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本征半导体
硅和锗是常用的半导体材料，它们的最外层电 子（价电子）都是四个。
Si +14
28 4
Ge +32
2 818 4
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N
PN正偏变窄后，有利于多子扩散，多子形成 的正向电流（扩散电流）IF大。
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反向偏置： P接电源负极，N接电源正极
P
PN结
N
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内建电场 外电场
反向偏值，PN结变宽
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PN结反向截止
P
PN结
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N
IR
PN反偏变宽后，不利于多子扩散，但却有利 于少子的漂移，由少子形成的反向电流（漂移电 流）IR小。反向电流受温度影响较大。
在本征半导体中掺入微量的杂质元素形成杂质半导体
N型半导体
本征半导体＋5价杂质（磷）
Si PSi
正离子
掺杂后自由电子数目大
量增加，这种半导体称为
Si
多 电子半导体或N型半导体
Si
余 电 子
在N 型半导体中： 多子：(自由)电子
少子：空穴
磷原子
正离子
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P型半导体
Si
Si
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
Si
Si
共价健
晶体中原子的排列方式
硅单晶中的共价健结构
共价键中的电子，称为价电子。
价电子被紧紧束缚在共价键中，不能自由移动；在常温
பைடு நூலகம்
下本征半导体中的自由电子很少，其导电能力很弱。
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电工电子技术2
本征半导体的导电机理
本征激发：本征半导体
电子技术
电工电子技术2
模拟电子技术 （2/3学时）
第一章 半导体器件 第二章 基本放大电路
第三章 集成运算放大器 第四章 波形产生电路 第五章 直流稳压电源
数字电子技术 (1/3学时）
第六章 集成逻辑门和组合逻辑电路 第七章 集成触发器和时序逻辑电路 第八章 数字电路中常用的时序电路
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2020/9/26
半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质称 为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化 物、氧化物等。常用的半导体材料是硅和 锗
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电工电子技术2
半导体的导电特性：
热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强。据 此特性可做成温度敏感元件，如热敏电阻。
光敏性：当受到光照时，其导电能力会发生明显地变 化 。据此特性可制做各种光敏元件，如光敏 电阻、光敏二极管、光敏三极管等。
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第一章 半导体器件
1.1 半导体二极管 1.2 半导体三极管 1.3 绝缘栅场效应管
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电工电子技术2
1.1 半导体二极管
根据导电性能的好坏可以把物质分为导体、绝 缘体和半导体三类：
导体：导电性能很好的物质称为导体，金属一般都 是导体。
绝缘体：导电性能很差，几乎不导电的物质称为绝 缘体，如橡胶、陶瓷、塑料和木材等。
（3）掌握数字集成电路的电路符号和功能表， 对其内部电路不需要了解。
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2020/9/26
关于考试
电工电子技术2
总成绩： 期末考试成绩占(80~90%)
平时成绩(作业,出勤)占(20~10%)
试卷分数分布：
模拟部分占60%，数字部分占40%
题型：
单项选择题占20~30%，分析计算题占80~70%
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N
电工电子技术2
扩散
内建电场
产生内 建电场
抑制扩散 减小内 有利漂移 建电场
动态平衡
有利扩散 抑制漂移
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2. PN结的单向导电性
正向偏置： P接电源正极，N接电源负极
P
PN结
N
电工电子技术2
内建电场 外电场
正向偏值，PN结变窄
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2020/9/26
PN结正向导通
P
IF
PN结
电工电子技术2
+S1i
Si
+S1i
Si
在受到光或热激发后会
产生自由电子 和空穴
Si +S1i
Si
Si
载流子的复合：
在一定温度下，本征激
Si
Si
Si
+S1i
发与复合处于动态平衡
状态，温度越高，空穴与电子数目越多
空穴也是一种载流子，带正电。
本征半导体内有两种载流子：自由电子、空穴
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电工电子技术2
N型半导体和 P 型半导体
电工电子技术2
学习电子技术应注意的几个问题：
（1） 管为路用：对于元器件，学习的重点应放 在特性曲线、参数、技术指标和正确使用方法上， 对其内部机理只需了解，不必深究。学习器件的目 的在于为应用电路服务。
（2） 非线性问题的线性化：半导体器件是非线 性元件，由其构成的放大电路是非线性电路，常将 非线性器件在局部线性化后进行近似分析计算。在 学习中应重点掌握各种近似分析方法，重点在于掌 握概念而不必过分重视计算结果的精度。
iF
ui
RL
iF Im
BSi
Si
负离子 硼原子
本征半导体＋3价杂质（硼）
掺杂后空穴数目大量增 加，这种半导体称为空穴 半导体或P型半导体
在P 型半导体中： 多子：空穴 少子：(自由)电子 负离子
无论N型或P型半导体都是电 中性的，对外不显电性。
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1.1.1 PN结及其单向导电性
1. PN结的形成
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PN结
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1.1.2 半导体二极管的结构
金属触丝 N型锗片
阳极引线
阴极引线
( a) 点接触型 外壳
铝合金小球 N型硅
阳极引线
PN结 金锑合金
底座
阳极引线 二氧化硅保护层
N型硅 阴极引线
(c ) 平面型
P 型硅
阳极 D 阴极
阴极引线
( b) 面接触型
( d) 符号
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硅管0.6~0.8V
锗管0.2~0.3V
UT UD U
死区电压
硅管0.5V 锗管0.1V
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。
外加电压大于死区电 压二极管才能导通。
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电工电子技术2
1.1.4 半导体二极管主要参数
1. 最大整流电流IF
二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正 向正弦半波平均电流。
电工电子技术2
普通二极管
发光二极管
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光电二极管
电工电子技术2
快恢复二极管
贴片二极管
大功率二极管
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整流桥
电工电子技术2
1.1.3 半导体二极管的伏安特性
反向击穿 电压U(BR)
I P + – N 正向特性
I U
导通压降
反向电流
U(BR)
P +N 反向特性