g第1章_半导体分立器件
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1.当PN结外加正向电压时，有较大的 正向电流,呈现一低电阻特性, PN结导 通； 2.当PN结外加反向电压时，电流很 小，呈现一高电阻特性， PN结截止。
(1-20)
§1.2 半导体二极管及其应用电路
半 导 体 二 极 管 图 片
(1-21)
(1-22)
(1-23)
一、基本结构
PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
等效电路
(1-29)
2.恒压降模型.二极管在正向导通时，
其管压降为恒定值，硅管的管压降约为 0.6-0.7V，锗管的管压降约为0.2-0.3V。
二. PN结的单向导电性
PN 结外加上正向电压 (正向偏置): P 区加正电压、N 区加负电压。
PN 结外加反向电压(反向偏置): P区加负电压、N 区加正电压。
(1-17)
PN 结外加上正向电压 (正向偏置)
(1-18)
PN 结外加上反向电压 (反向偏置)
(1-19)
PN结具有单向导电性定义
P 型半导体 （空穴型半导体）
在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼（或铟yin）, 空穴是多子，电子是少子。
(1-13)
在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）, 形成杂质半导体。 在常温下即可
变为自由电子 掺入五价元素
Si
Si
pS+i
Si
多
掺杂后自由电子数目
余 大量增加，自由电子导电
电 成为这种半导体的主要导
电工学2 电子技术
(1-1)
概述
电子技术：研究电子器件、电子电路和
系统及其应用的技术。
电子技术 模拟电子技术 数字电子技术
(1-2)
模拟信号：在时间上和数值上具有连续变化的特点；
t
数字信号：在时间上和数值上是离散的，突变。等
矩形波
尖顶波
t
t
(1-3)
第一章 半导体分立器 件及其基本电路
§ 1.1 半导体的基本知识与PN结 § 1.2 半导体二极管及其应用电路 § 1.3 放大电路的基本概念及其性 能指标 § 1.4 三极管及其放大电路
子 电方式，称为电子半导体
或N型半导体。
失去一个 电子变为 正离子
磷原子 在N 型半导体中自由电子 是多数载流子，空穴是少数 载流子。
wenku.baidu.com
Si
Si
BS–i
Si
硼原子 接受一个 电子变为 负离子
掺入三价元素 空穴 掺杂后空穴数目大量
增加，空穴导电成为这 种半导体的主要导电方 式，称为空穴半导体或 P型半导体。 在 P 型半导体中空穴是多 数载流子，自由电子是少数 载流子。
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。
(1-26)
3.最高反向工作电压UDRM 指管子不被反向击穿所允许
外加的电压。一般手册上给出
的UDRM约为击穿电压的一半。
(1-27)
现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们 的最外层电子（价电子）都是四个。
Ge
Si
(1-7)
硅和锗的共价键结构
+4表示 除去价电 子后的原
子
+4
+4
+4
+4
共价键,共 用电子对
共价键中的两个电子被紧紧束缚在共 价键中，称为束缚电子，
(1-8)
空穴
+4
+4
+4
+4
自由电子 束缚电子
(1-9)
半导体的导电机理
+4
+4
+4
+4
空穴吸引附近的电子 来填补，这样的结果 相当于空穴的迁移， 而空穴的迁移相当于 正电荷的移动，因此 可以认为空穴是载流 子。
自由电子和空穴称为半导体载流子。
(1-10)
(1-11)
本征半导体的导电机理 1.本征半导体中电流(载流子移动)由两部分组成：
(1)自由电子移动产生的电流。 (2) 空穴移动产生的电流。 2.本征半导体的导电能力取决于自由电子、空穴(载 流子)的浓度。 3. 光敏性、热敏性，载流子的浓度越高。本征半 导体的导电能力越强，这是半导体的一大特点。
(1-12)
2.杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会 使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺 杂半导体的某种载流子浓度大大增加。 N 型半导体 （电子型半导体）
硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷（或锑ti）,自由 电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为多数载流子（多 子），空穴称为少数载流子（少子）。
4.最大反向电流IRM：
管子在常温下承受最高反向工
作电压UDRM时的反向饱和电流，
其值愈小，则管子的单向导电性
愈好。由于温度增加，IRM会急剧
增加，所以在使用二极管时要注 意温度的影响。
(1-28)
四. 二极管的模型 1.理想模型:具有这种理想特性的二
极管也叫做理想二极管。即：二极管 在正向导通时相当于开关闭和，死区 电压=0 ，正向压降=0，二极管反向 截止时相当于开关断开。
(1) 点接触型二极管
(2) 面接触型二极管
二极管的电路符号：
(a)点接触型
P
正(阳)极
+
N
负(阴)极
-
(b)面接触型
(1-24)
二、伏安特性
I
死区电压 硅管 0.5V,锗管0.1V。
反向击穿 电压UBR
导通压降: 硅管0.6~0.7V, 锗管0.2~0.3V。
U
(1-25)
三、主要参数 1. 最大整流电流 IFM
(1-5)
半导体的导电具有不同于其它物质的特点。 结构：半导体晶体。
导电性：导电可控性
外激发控制
• 当受外界热和光的作用时，它的导电能 力明显变化。
掺杂质控制
• 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。
(1-6)
1.本征半导体
本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体。
本征半导体的结构特点:
§1.6 多级放大电路
(1-4)
§1.1 半导体的基本知识与PN结
1.1.1 导体、半导体和绝缘体
导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属 一般都是导体。
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。
§1.12 PN结及其单向导电性
一.PN 结的形成
在同一片半导体基片上，分别制造P 型半导 体和N 型半导体，经过载流子的运移，在它们的 交界面处就形成的空间电荷区就为PN 结。
扩散运动:
物质从浓度高的地方向浓度低的地方运动, 即由于浓度差产生的运动.
漂移运动:
在电场力作用下,少数载流子的运动.
(1-16)
(1-20)
§1.2 半导体二极管及其应用电路
半 导 体 二 极 管 图 片
(1-21)
(1-22)
(1-23)
一、基本结构
PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
等效电路
(1-29)
2.恒压降模型.二极管在正向导通时，
其管压降为恒定值，硅管的管压降约为 0.6-0.7V，锗管的管压降约为0.2-0.3V。
二. PN结的单向导电性
PN 结外加上正向电压 (正向偏置): P 区加正电压、N 区加负电压。
PN 结外加反向电压(反向偏置): P区加负电压、N 区加正电压。
(1-17)
PN 结外加上正向电压 (正向偏置)
(1-18)
PN 结外加上反向电压 (反向偏置)
(1-19)
PN结具有单向导电性定义
P 型半导体 （空穴型半导体）
在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼（或铟yin）, 空穴是多子，电子是少子。
(1-13)
在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）, 形成杂质半导体。 在常温下即可
变为自由电子 掺入五价元素
Si
Si
pS+i
Si
多
掺杂后自由电子数目
余 大量增加，自由电子导电
电 成为这种半导体的主要导
电工学2 电子技术
(1-1)
概述
电子技术：研究电子器件、电子电路和
系统及其应用的技术。
电子技术 模拟电子技术 数字电子技术
(1-2)
模拟信号：在时间上和数值上具有连续变化的特点；
t
数字信号：在时间上和数值上是离散的，突变。等
矩形波
尖顶波
t
t
(1-3)
第一章 半导体分立器 件及其基本电路
§ 1.1 半导体的基本知识与PN结 § 1.2 半导体二极管及其应用电路 § 1.3 放大电路的基本概念及其性 能指标 § 1.4 三极管及其放大电路
子 电方式，称为电子半导体
或N型半导体。
失去一个 电子变为 正离子
磷原子 在N 型半导体中自由电子 是多数载流子，空穴是少数 载流子。
wenku.baidu.com
Si
Si
BS–i
Si
硼原子 接受一个 电子变为 负离子
掺入三价元素 空穴 掺杂后空穴数目大量
增加，空穴导电成为这 种半导体的主要导电方 式，称为空穴半导体或 P型半导体。 在 P 型半导体中空穴是多 数载流子，自由电子是少数 载流子。
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。
(1-26)
3.最高反向工作电压UDRM 指管子不被反向击穿所允许
外加的电压。一般手册上给出
的UDRM约为击穿电压的一半。
(1-27)
现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们 的最外层电子（价电子）都是四个。
Ge
Si
(1-7)
硅和锗的共价键结构
+4表示 除去价电 子后的原
子
+4
+4
+4
+4
共价键,共 用电子对
共价键中的两个电子被紧紧束缚在共 价键中，称为束缚电子，
(1-8)
空穴
+4
+4
+4
+4
自由电子 束缚电子
(1-9)
半导体的导电机理
+4
+4
+4
+4
空穴吸引附近的电子 来填补，这样的结果 相当于空穴的迁移， 而空穴的迁移相当于 正电荷的移动，因此 可以认为空穴是载流 子。
自由电子和空穴称为半导体载流子。
(1-10)
(1-11)
本征半导体的导电机理 1.本征半导体中电流(载流子移动)由两部分组成：
(1)自由电子移动产生的电流。 (2) 空穴移动产生的电流。 2.本征半导体的导电能力取决于自由电子、空穴(载 流子)的浓度。 3. 光敏性、热敏性，载流子的浓度越高。本征半 导体的导电能力越强，这是半导体的一大特点。
(1-12)
2.杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会 使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺 杂半导体的某种载流子浓度大大增加。 N 型半导体 （电子型半导体）
硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷（或锑ti）,自由 电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为多数载流子（多 子），空穴称为少数载流子（少子）。
4.最大反向电流IRM：
管子在常温下承受最高反向工
作电压UDRM时的反向饱和电流，
其值愈小，则管子的单向导电性
愈好。由于温度增加，IRM会急剧
增加，所以在使用二极管时要注 意温度的影响。
(1-28)
四. 二极管的模型 1.理想模型:具有这种理想特性的二
极管也叫做理想二极管。即：二极管 在正向导通时相当于开关闭和，死区 电压=0 ，正向压降=0，二极管反向 截止时相当于开关断开。
(1) 点接触型二极管
(2) 面接触型二极管
二极管的电路符号：
(a)点接触型
P
正(阳)极
+
N
负(阴)极
-
(b)面接触型
(1-24)
二、伏安特性
I
死区电压 硅管 0.5V,锗管0.1V。
反向击穿 电压UBR
导通压降: 硅管0.6~0.7V, 锗管0.2~0.3V。
U
(1-25)
三、主要参数 1. 最大整流电流 IFM
(1-5)
半导体的导电具有不同于其它物质的特点。 结构：半导体晶体。
导电性：导电可控性
外激发控制
• 当受外界热和光的作用时，它的导电能 力明显变化。
掺杂质控制
• 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。
(1-6)
1.本征半导体
本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体。
本征半导体的结构特点:
§1.6 多级放大电路
(1-4)
§1.1 半导体的基本知识与PN结
1.1.1 导体、半导体和绝缘体
导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属 一般都是导体。
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。
§1.12 PN结及其单向导电性
一.PN 结的形成
在同一片半导体基片上，分别制造P 型半导 体和N 型半导体，经过载流子的运移，在它们的 交界面处就形成的空间电荷区就为PN 结。
扩散运动:
物质从浓度高的地方向浓度低的地方运动, 即由于浓度差产生的运动.
漂移运动:
在电场力作用下,少数载流子的运动.
(1-16)