半导体器件 分立器件 第3部分：信号(包括开关)和调整二极管 第

第一章 半导体二极管测试题

第一章半导体二极管 班级：___________姓名：___________分数：___________ 一、填空题（1分/空，共30分） 1.导电性能介于导体和绝缘体之间的物质是________。 2.半导体具有______特性、_______特性和_______特性。 3.PN结正偏时，P区接电源的____极，N区接电源的____极；PN结反偏时，P区接电源的______极，N区接电源的_____极。 4.PN结具有_________________的特性，即加正向电压时，PN结______，加反向电压时，PN结_______. 5.PN结正向偏置时，应该是P区的电位比N区的电位_______。 6.二极管P区的引端叫________极或________极，N区的引出端叫_______极或_______极。 7.按二极管所用的材料不同可分为_______和_______两类。 8.二极管的正向接法是______接电源的正极，______接电源的负极；反向接法则相反。 9.硅二极管导通时的正向管压降约为______V，锗二极管导通时的管压降约为______V。 10.二极管最主要的特性是______，它是指：PN结正偏时呈______状态，正向电阻很小，正向电流很______（小，大）；PN结反偏时呈_____状态，反向电阻很大；反向电流很______（小，大）。 11.二极管是用一个PN结制成的半导体器件，它的最基本的性质是____________。 12.有一锗二极管正反向电阻均接近于零，表明该二极管已______；有一硅二极管正、反向电阻均接近于无穷大，表明二极管已_____________。 二、判断题（2分/题，共22分） 1.N型半导体又称为空穴型半导体。（） 2.PN结正向偏置时电阻小，反向偏置时电阻大。（） 3.二极管是线性元件。（） 4.一般来说，硅二极管的死区电压小于锗二极管的死区电压。（） 5.不论是那种类型的半导体二极管，其正向电压都为0.3V左右。（） 6.二极管具有单向导电性。（） 7.二极管的反向饱和电流越大，二极管的质量越好。（）8.二极管加正向电压时一定导通。（） 9.二极管加反向电压时一定截止。（） 10.有两个电极的元件都叫二极管。（） 11.用数字万用表测试二极管时，显示“000”，说明该二极管内部开路。（） 三、选择题（2分/题，共40分） 1.PN结的最大特点是具有（）。 A．导电性 B. 绝缘性 C. 单向导电性 D. 负阻性 2.半导体受光照，导电性能（）。 A. 增强 B. 减弱 C. 不变 D.不一定 3.当外界温度升高时，半导体的导电能力（）。 A. 不变 B. 增加 C. 显著增加 C. 先减小后增加 4.PN结正向偏置时( )。 A．P区接电源正极，N区接电源负极 B. N区接电源正极，P区接电源负极 C. 电源极性可以任意调换 D. 不接电源 5.PN结的主要特征为（）。 A. 正向导电特性 B. 单向导电性 C. 反向击穿特性 B. 可控的单向导电特性 6.在电路中测得某二极管正负极电位分别为3V与10V，判断二极管应是（） A.正偏 B.反偏 C.零偏 D.损坏 7.硅二极管加正向电压（） A.立即导通 B.超过0.3V导通 C.超过0.7V导通 D.超过死区电压导通 8.用万用表直流电路挡分别测出V1、V2和V3正极与负极对地的电位如图1-1所示，V1.V2和V3的偏置状态为（） A.V1、V2和V3均正偏 B.V1反偏，V2和V3正偏 C.V1、V2反偏，V3正偏 D.V1、V2和V3均反偏 9.某二极管反向击穿电压为150V，则其最高反向工作电压（） A．约等于150V B略大于150V V2 V1 +13V V3 -11V -12V +12V 0V -1V 图1-1

肖特基光电二极管

肖特基势垒光电二极管原理及应用 引言 肖特基势垒光电二极管又称金属-半导体光电二极管，其势垒不再是p-n结，而是金属和半导体接触形成的阻挡层，即肖特基势垒。 1 肖特基势垒二极管结构原理及特性 1.1简述 图1 肖特基势垒二极管 肖特基二极管（如图1）是以其发明人肖特基博士（Schottky）命名的，SBD 是肖特基势垒二极管（Schottky Barrier Diode，缩写成SBD）的简称。SBD不是利用p型半导体与n型半导体接触形成p-n结原理制作的，而是利用金属与半导体接触形成的金属－半导体结原理制作的。因此，SBD也称为金属-半导体（接触）二极管或表面势垒二极管，它是一种热载流子二极管。是近年来问世的低功耗、大电流、超高速半导体器件。其反向恢复时间极短（可以小到几纳秒），正向导通压降仅0.4V左右，而整流电流却可达到几千安培。这些优良特性是快恢复二极管所无法比拟的，中、小功率肖特基整流二极管大多采用封装形式。 1.2结构原理 图2 肖特基势垒二极管结构原理及等效电路

肖特基势垒二极管（也叫热载子二极管）在机械构造上与点接触二极管很相似，但它比点接触二极管要耐用，而且功率也更大。图2（a）给出了肖特基势垒二极管的基本构造。图2（b）是其等效电路。这种形式的电路是威廉姆·肖特基（William Schottky）在1938年研究多数载流子的整流现象时提出的。 肖特基二极管是贵金属（金、银、铝、铂等） A为正极，以N型半导体B为负极，利用二者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成的金属-半导体器件。因为N型半导体中存在着大量的电子，贵金属中仅有极少量的自由电子，所以电子便从浓度高的B中向浓度低的A中扩散。显然，金属A中没有空穴，也就不存在空穴自A向B的扩散运动。随着电子不断从B扩散到A，B表面电子浓度逐渐降低，表面电中性被破坏，于是就形成势垒，其电场方向为B→A。但在该电场作用之下，A中的电子也会产生从A→B的漂移运动，从而削弱了由于扩散运动而形成的电场。当建立起一定宽度的空间电荷区后，电场引起的电子漂移运动和由于浓度不同引起的电子扩散运动达到相对的平衡，这时便形成了肖特基势垒。 典型的肖特基整流管的内部电路结构以N型半导体为基片，在上面形成用砷作掺杂剂的N-外延层。阳极（阻挡层）金属材料是钼。二氧化硅（SiO2）是用来消除边缘区域的电场，提高管子的耐压值。N型基片具有很小的通态电阻，其掺杂浓度较N-层要高100%倍。在基片下边形成N+阴极层，其作用是减小阴极的接触电阻。通过调整结构参数，可在基片与阳极金属之间形成合适的肖特基势垒，当加上正偏压E时，金属A和N型基片B分别接电源的正、负极，此时势垒宽度变窄。加负偏压-E时，势垒宽度就变宽。 综上所述，肖特基整流管的结构原理与PN结整流管有很大的区别，通常将PN 结整流管称作结整流管，而把金属-半导管整流管叫肖特基整流管。近年来，采用硅平面工艺制造的铝硅肖特基二极管也已问世，这不仅可以大量节省贵金属，而且还大幅度降低了成本，还改善了参数的一致性。 肖特基整流管仅用一种载流子（电子）输送电荷，在势垒外侧无过剩少数载流子的积累，因此，不存在电荷储存问题，使开关特性获得明显改善。其反向恢复时间已能缩短到10ns以内。但它的反向耐压值较低，一般不超过去时100V。因此适宜在低压、大电流情况下工作。利用肖特基二极管的低压降这一特点，从而能够提高其在低压、大电流整流（或续流）电路的效率。 1.3 肖特基势垒二极管特性及应用 肖特基势垒二极管属于一种低功耗、超高速半导体器件。最显著的特点为反向恢复时间极短（可以小到几纳秒），正向导通压降仅0.4V左右。其多用作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管，也有用在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。在通信电源、变频器等中比较常见。但是，它也有一些缺点：耐压比较低，漏电流稍大些。选用时要全面考虑。 1.3.1 性能比较

半导体二极管及其应用习题解答

第1章半导体二极管及其基本电路 教学内容与要求 本章介绍了半导体基础知识、半导体二极管及其基本应用和几种特殊二极管。教学内容与教学要求如表所示。要求正确理解杂质半导体中载流子的形成、载流子的浓度与温度的关系以及PN结的形成过程。主要掌握半导体二极管在电路中的应用。 表第1章教学内容与要求 内容提要 1.2.1半导体的基础知识 1．本征半导体 高度提纯、结构完整的半导体单晶体叫做本征半导体。常用的半导体材料是硅(Si)和锗(Ge)。本征半导体中有两种载流子：自由电子和空穴。自由电子和空穴是成对出现的，称为电子空穴对，它们的浓度相等。 本征半导体的载流子浓度受温度的影响很大，随着温度的升高，载流子的浓度基本按指数规律增加。但本征半导体中载流子的浓度很低，导电能力仍然很差， 2．杂质半导体 (1)N型半导体本征半导体中，掺入微量的五价元素构成N型半导体，N型半导体中的多子是自由电子，少子是空穴。N型半导体呈电中性。 (2) P型半导体本征半导体中，掺入微量的三价元素构成P型半导体。P型半导体中的多子是空穴，少子是自由电子。P型半导体呈电中性。 在杂质半导体中，多子浓度主要取决于掺入杂质的浓度，掺入杂质越多，多子浓度就越大。而少子由本征激发产生，其浓度主要取决于温度，温度越高，少子浓度越大。 1.2.2 PN结及其特性

1．PN 结的形成 在一块本征半导体上，通过一定的工艺使其一边形成N 型半导体，另一边形成P 型半导体，在P 型区和N 型区的交界处就会形成一个极薄的空间电荷层，称为PN 结。PN 结是构成其它半导体器件的基础。 2．PN 结的单向导电性 PN 结具有单向导电性。外加正向电压时，电阻很小，正向电流是多子的扩散电流，数值很大，PN 结导通；外加反向电压时，电阻很大，反向电流是少子的漂移电流，数值很小，PN 结几乎截止。 3. PN 结的伏安特性 PN 结的伏安特性： )1(T S -=U U e I I 式中，U 的参考方向为P 区正，N 区负，I 的参考方向为从P 区指向N 区；I S 在数值上等于反向饱和电流；U T =KT /q ，为温度电压当量，在常温下，U T ≈26mV 。 (1) 正向特性 0>U 的部分称为正向特性，如满足U ??U T ，则T S U U e I I ≈，PN 结的正向电流I 随正向电压U 按指数规律变化。 (2) 反向特性 0>，则S I I -≈，反向电流与反向电 压的大小基本无关。 (3) 击穿特性 当加到PN 结上的反向电压超过一定数值后，反向电流急剧增加，这种现象称为PN 结反向击穿，击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。 4. PN 结的电容效应 PN 结的结电容C J 由势垒电容C B 和扩散电容C D 组成。C B 和C D 都很小，只有在信号频率较高时才考虑结电容的作用。当PN 结正向偏置时，扩散电容C D 起主要作用，当PN 结反向偏置时，势垒电容C B 起主要作用。 1.2.3 半导体二极管 1. 半导体二极管的结构和类型 半导体二极管是由PN 结加上电极引线和管壳组成。 二极管种类很多，按材料来分，有硅管和锗管两种；按结构形式来分，有点接触型、面接触型和硅平面型几种。 2. 半导体二极管的伏安特性 半导体二极管的伏安特性是指二极管两端的电压u D 和流过二极管的电流i D 之间的关系。它的伏安特性与PN 结的伏安特性基本相同，但又有一定的差别。在近似分析时，可采用PN 结的伏安特性来描述二极管的伏安特性。 3. 温度对二极管伏安特性的影响 温度升高时，二极管的正向特性曲线将左移，温度每升高1o C ，PN 结的正向压降约减小（2~）mV 。 二极管的反向特性曲线随温度的升高将向下移动。当温度每升高10 o C 左右时，反向饱和电流将加倍。 4. 半导体二极管的主要参数 二极管的主要参数有：最大整流电流I F ；最高反向工作电压U R ；反向电流I R ；最高工作频率f M 等。由于制造工艺所限，即使同一型号的管子，参数也存在一定的分散性，因此手册上往往给出的是参数的上限值、下限值或范围。 5. 半导体二极管的模型 常用的二极管模型有以下几种：

半导体二极管及其应用

第1章半导体二极管及其应用 本章要点 ●半导体基础知识 ●PN结单向导电性 ●半导体二极管结构、符号、伏安特性及应用 ●特殊二极管 本章难点 ●半导体二极管伏安特性 ●半导体二极管应用 半导体器件是近代电子学的重要组成部分。只有掌握了半导体器件的结构、性能、工作原理和特点，才能正确地选择和合理使用半导体器件。半导体器件具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性强等优点，在各个领域中得到了广泛的应用。半导体二极管和三极管是最常用的半导体器件，而PN结又是组成二极管和三极管及各种电子器件的基础。本章首先介绍有关半导体的基础知识，然后将重点介绍二极管的结构、工作原理、特性曲线、主要参数以及应用电路等，为后面各章的学习打下基础。 1.1 PN结 1.1.1 半导体基础知识 1. 半导体特性 自然界中的各种物质，按其导电能力划分为：导体、绝缘体、半导体。导电能力介于导体与绝缘体之间的，称之为半导体。导体如金、银、铜、铝等；绝缘体如橡胶、塑料、云母、陶瓷等；典型的半导体材料则有硅、锗、硒及某些金属氧化物、硫化物等，其中，用来制造半导体器件最多的材料是硅和锗。 半导体之所以用来制造半导体器件，并不在于其导电能力介于导体与绝缘体之间，而在于其独特的导电性能，主要表现在以下几个方面。 (1) 热敏性：导体的导电能力对温度反应灵敏，受温度影响大。当环境温度升高时，其导电能力增强，称为热敏性。利用热敏性可制成热敏元件。 (2) 光敏性：导体的导电能力随光照的不同而不同。当光照增强时，导电能力增强，称为光敏性。利用光敏性可制成光敏元件。 (3) 掺杂性：导体更为独特的导电性能体现在其导电能力受杂质影响极大，称为掺杂性。这里所说的“杂质”，是指某些特定的纯净的其他元素。在纯净半导体中，只要掺入极微量的杂质，导电能力就急剧增加。一个典型的数据是：如在纯净硅中，掺入百万分之

3 半导体二极管的识别检测与选用(二)

[复习提问] 1、半导体二极管的结构、符号及分类？ 2、半导体二极管的重要特性是什么？ [导入新课]二极管是电路中的关键器件，种类繁多，应用十分广泛，识别常用半导体二极管，掌握检测质量及选用方法是学习电子技术必须掌握的一项基本技 能，下面我们来学习相关知识。 [讲授新课] 1.1半导体二极管的识别、检测与应用（二） 九、二极管的型号命名 1、国产二极管 国产二极管的型号命名分为五个部分，各部分的含义见下表。 第一部分用数字“2”表示主称为二极管。 第二部分用字母表示二极管的材料与极性。 第三部分用字母表示二极管的类别。 第四部分用数字表示序号。

例如： 2、日本半导体器件的型号命名(JIS-C-7012工业标准)由五部分组成,各部分含义见下表。 第一部分用数字表示器件的类型或有效电极数。 第二部分用字母S表示该器件已在日本电子工业协会（JEIA）注册登记。 第三部分用字母表示器件的类别。 第四部分用数字表示登记序号。 第五部分用字母表示产品的改进序号。 日本半导体器件型号命名及含义

例如： 2SA733（PNP型高频晶体管）2SC4706（NPN型高频晶体管）2——三极管2——三极管 S——JEIA注册产品S——JEIA注册产品A——PNP型高频管C——NPN型高频管733——JEIA登记序号4706——JEIA登记序号 3、美国半导体器件型号命名由四部分组成。各部分的含义见下表。 第一部分用数字表示器件的类别。 第二部分用字母“N”表示该器件已在EIA注册登记。 第三部分用数字表示该器件的注册登记号。 第四部分用字母表示器件的规格号。 美国半导体器件型号命名及含义 例如： lN 4007 2N 2907 A l——二极管2——晶体管 N——ElA注册标志N——ElA注册标志 4007——ElA登记号2907——ElA登记号 A——规格号 1、整流二极管 整流二极管主要用于整流电路，即把交流电变换 成脉动的直流电。整流二极管都是面结型，因此结 电容较大，使其工作频率较低。一般为3kHZ以下。 从封装上看，有塑料封装和金属封装两大类。常用 的整流二极管有2CZ型、2DZ型、IN400 X型及用于 高压、高频电路的 2DGL型等。

第二节 晶体二极管

第二节 晶体二极管 一、二极管的结构和分类 1．二极管的结构 PN 结加上引出线和管壳就构成了晶体二极管（简称二极管），由P 型半导体引出的是正极(又称阳极)，由N 型半导体引出的是负极（又称阴极）。使用二极管时，要注意极性不能接错，为此，常常在管壳上标明色点，表示该端为正极，或标以二极管的符号，二极管的符号如图1-2-1所示，其箭头表示正向导通电流的方向。 2．分类 按二极管的结构不同，二极管可分点接触型和面接触型两种,点接触型二极管的PN 结面积和极间电容均很小，不能承受高的反向电压和大电流，因而适用于制做高频检波和脉冲数字电路里的开关元件，以及作为小电流的整流管。面接触型二极管或称面结型二极管的PN 结面积大，可承受较大的电流，其极间电容大，因而适用于整流，而不宜用于高频电路中。 k 阴极 阳极a 二、二极管的伏安特性 二极管的导电性能可用伏安特性曲线表示．它是指通过二极管的电流与加于管子两端电压之间的关系，硅二极管和锗二极管的伏安特性曲线如图1-2-2所示．它可用晶体管特性图示仪或实验测试出来，下面以硅二极管为例分述如下。 1．正向特性 曲线从坐标原点开始，当外加正向电压很小时，外电场不足以克服内 电场的阻挡作用，多子扩散运动受阻，二极管呈高阻，正向电流几乎为零，这段区域通常称为死区．锗管的死区电压纶0.1V ，硅管的死区电压约0.5V 。 当外加电压为正且超过死区电压后，内电场被大大削弱，二极管导通，电阻大大减小，正向电流随电压增高而迅速增大，在正常使用电流范围内，二极管两端电压几乎维持恒定。在室温下，小功率锗管约为0.2--0.3V ，硅管约为0.6-0.8V 。 2．反向特性 二极管外加反向电压时，内电场被加强，少子漂移运动形成了反问饱和电流Is 。由于少子数量有限，反向饱和电流很小，而且与反向电压大小基本无关，在室温下，硅管的反向饱和电流在1微安以下，而锗管的反向饱和电流约几~几十微安，反向饱和电流越大，二极管的反向特性越差，反向饱和电流会随温度升高而迅速增加。

半导体发光二极管灯具介绍

半导体发光二极管灯具介绍 一、定义 半导体发光二极管灯具即LED（Light Emitting Diode）灯具，是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。 半导体发光二极管灯具 二、前景 当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，节约能源是我们未来面临的重要的问题，在照明领域，LED发光产品的应用正吸引着世人的目光，LED作为一种新型的绿色光源产品，必然是未来发展的趋势，二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。

LED灯具 LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。近年来，世界上一些经济发达国家围绕LED的研制展开了激烈的技术竞赛。美国从2000年起投资5亿美元实施“国家半导体照明计划”，欧盟也在2000年7月宣布启动类似的“彩虹计划”。我国科技部在“863”计划的支持下，2003年6月份首次提出发展半导体照明计划。 三、优点 高节能：节能能源无污染即为环保。直流驱动，超低功耗（单管 0.03-0.06瓦）电光功率转换接近100%，相同照明效果比传统光源节能80%以上。 LED灯泡 寿命长：LED光源有人称它为长寿灯，意为永不熄灭的灯。固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。 多变幻：LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，即可产生256×256×256=16777216种颜色，形成不同光色的组合变化多端，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。 利环保：环保效益更佳，光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，而且废弃物可回收，没有污染不含汞元素，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。

半导体电子元器件基本知识

半导体电子元器件基本知识 四、光隔离器件 光耦合器又称光电耦合器，是由发光源和受光器两部分组成。发光源常用砷化镓红外发光二极管，发光源引出的管脚为输入端。常用的受光器有光敏三极管、光敏晶闸管和光敏集成电路等。受光器引出的管脚为输出端。光耦合器利用电---光----电两次转换的原理，通过光进行输入与输出之间的耦合。 光耦合器输入与输出之间具有很高的绝缘电阻，可以达到10的10次方欧姆，输入与输出间能承受2000V以上的耐压，信号单向传输而无反馈影响。具有抗干扰能力强、响应速度快、工作可靠等优点，因而用途广泛。如在：高压开关、信号隔离转换、电平匹配等电路中。 光隔离常用如图： 五、电容 有电解电容、瓷片电容、涤纶电容、纸介电容等。 利用电容的两端的电压不能突变的特性可以达到滤波和平滑电压的目的以及电路之间信号的耦合。电解电容是有极性的（有+、-之分）使用时注意极性和耐压。 电路原理图一般用C1、C2、C？等表示。 半导体二极管、三极管、场效应管是电路中最常用的半导体器件，PN结是构成各种半导体器件的重要基础。 导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。具有热敏、光敏、掺杂特性；根据掺入的杂质不同，可分为：N型半导体、P型半导体。 PN结是采用特定的制造工艺，使一块半导体的两边分别形成P型半导体和N型半导体，它们交界面就形成PN结。PN结具有单向导电性，即在P端加正电压，N端接负时PN结电阻很低，PN结处于导通状态，加反向电压时，PN结呈高阻状态，为截止,漏电流很小。 一、二极管 将PN结加上相应的电极引线和管壳就成为半导体二极管。 P结引出的电极称为阳极（正极），N结引出的电极称为阴极（负极），原理图中一般常用D1、D2、D？等表示。 二极管正向导通特性（死区电压）：硅管的死区电压大于0。5V，诸管大于0。1V。用数字式万用表的二极管档可直接测量出正极和负极。利用二极管的单向导电性可以组成整流电路。将交流电压变为单向脉动电压。 使用注意事项： 1、在整流电路中流过二极管的平均电流不能超过其最大整流电流； 2、在震荡电路或有电感的回路中注意其最高反向击穿电压的使用问题； 3、整流二极管不应直接串联（大电流时）或并联使用，串联使用时，每个二极管应并联一个均压电阻，其大小按100V（峰值）70K左右计算，并联使用时，每个二极管应串联10

第6章半导体二极管及其应用电路习题答案3

选择正确答案填入空内。 （1）在本征半导体中加入 A 元素可形成N 型半导体，加入 C 元素可形成P 型半导体。 A. 五价 B. 四价 C. 三价 （2）PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。 A. 变窄 B. 基本不变 C. 变宽 （3）设二极管的端电压为v D ，则二极管的电流方程是 c 。 A. D v I e S B. T D V v I e S C. )1e (S －T D V v I （4）当温度升高时，二极管的反向饱和电流将 a 。 A. 增大 B. 不变 C. 减小 （5）稳压管的稳压区是其工作在 c 。 A. 正向导通 B.反向截止 C.反向击穿 （6）稳压二极管稳压时，其工作在(c )，发光二极管发光时，其工作在( a )。 A ．正向导通区 B ．反向截止区 C ．反向击穿区 6.2将正确答案填入空内。 （1）图P 6.2（a ）所示电路中二极管为理想器件，则D 1工作在 状态，D 2工作在 状态，V A 为 V 。 解：截止，导通，-2.7 V 。 （2）在图P6.2(b)所示电路中稳压管2CW5的参数为：稳定电压V z = 12 V ，最大稳定电流I Zmax = 20 mA 。图中电压表中流过的电流忽略不计。当开关S 闭合时，电压表V 和电流表A 1、A 2的读数分别为 、 、 ；当开关S 断开时，其读数分别为 、 、 。 解：12 V ，12 mA ，6 mA ，12 V ，12 mA ，0 mA 。 6.3 电路如图P 6.3所示，已知v i ＝56sin ωt (v)，试画出v i 与v O 的波形。设二极管正向导通电压可忽略不计。 6.4 电路如图P6.4所示，已知v i ＝5sin ωt (V)，二极管导通电压V D ＝0.7V 。试画出电路的传输特性及v i 与v O 的波形，并标出幅值。 图P6.4 的解：当v i 为 正半周时，D 1截止，D 2导通，v O =-2.3V 。当v i 为负正半周，且小于-3时，D 1截止，D 2仍导通，v O 大于-3V 后，；v O =v i 。 图 P6.3 图P6.4 _ o + 图P6.2 (a) 图 P6.2 (b) D 1 V i

(完整版)半导体二极管练习题1

半导体二极管 练习题1 一、单选题(每题1分) 1. 用模拟指针式万用表的电阻档测量二极管正向电阻，所测电阻是二极管的＿＿ 电阻，由于不同量程时通过二极管的电流 ，所测得正向电阻阻值 。 A. 直流，相同，相同 B. 交流，相同，相同 C. 直流，不同，不同 D. 交流，不同，不同 2. 杂质半导体中（ ）的浓度对温度敏感。 A. 少子 B. 多子 C. 杂质离子 D. 空穴 3. PN 结形成后，空间电荷区由（ ）构成。 A. 电子和空穴 B. 施主离子和受主离子 C. 施主离子和电子 D. 受主离子和空穴 4. 硅管正偏导通时，其管压降约为（ ）。 A 0.1V B 0.2V C 0.5V D 0.7V 5. 在PN 结外加正向电压时，扩散电流 漂移电流，当PN 结外加反向电压时，扩 散电流 漂移电流。 A. 小于，大于 B. 大于，小于 C. 大于，大于 D. 小于，小于 6. 杂质半导体中多数载流子的浓度主要取决于（ ）。 A. 温度 B. 掺杂工艺 C. 掺杂浓度 D. 晶体缺陷 7. 当温度升高时，二极管正向特性和反向特性曲线分别（ ）。 A. 左移，下移 B. 右移，上移 C. 左移，上移 D. 右移，下移 8. 设二极管的端电压为U ，则二极管的电流方程为（ ） 。 A. U I e S B. T U U I e S C. )1e (S －T U U I D. 1e S －T U U I 9. 下列符号中表示发光二极管的为（ ）。 A B C D 10. 在25oC 时，某二极管的死区电压U th ≈0.5V ，反向饱和电流I S ≈0.1pA ，则在35oC 时，下列哪组数据可能正确：（ ）。 A U th ≈0.525V ，I S ≈0.05pA B U th ≈0.525V ，I S ≈0.2pA C U th ≈0.475V ，I S ≈0.05pA D U th ≈0.475V ，I S ≈0.2pA 11. 稳压二极管工作于正常稳压状态时，其反向电流应满足( )。 A. I D = 0 B. I D < I Z 且I D > I ZM C. I Z > I D > I ZM D. I Z < I D < I ZM 12. 从二极管伏安特性曲线可以看出，二极管两端压降大于（ ）时处于正偏导通 状态。

初中物理《半导体》教案 2

第二节半导体 教学目标： 1．知道身边形形色色的材料中按导电性不同可分为：导体、半导体、绝缘体三大类。 2．初步了解半导体的一些特点。 3．了解半导体材料的发展对社会的影响。 教学重难点： 重点：1、知道材料根据导电性的不同分为三类。 2、知道半导体二极管具有单向导电性，半导体三极管可以放大电信号。 3、知道半导体在生活中应用。 难点：掌握材料根据导电性不同的分类及半导体二极管的单向导电性。 教学准备： 电源、灯泡、导线、若干待测材料（如铜、铁、铝等导体，酸、碱、盐的水溶液，纯水、自来水，玻璃、橡胶、铅笔杆、塑料圆珠笔杆等）、接线板、接线柱（或带导线的金属夹）、开关、电阻、半导体二极管、光电二极管、热敏电阻、发光二极管、三极管及集成电路、酒精灯、电磁继电器。教学设计： 说明教师活动学生活动 复习引入 进行新课进行新课小结 作业 1、材料的物理性质有哪些？ 2、材料分为哪四大类？ 让学生思考回答： 引导学生思考，根据材料的导电性 可将材料分为哪几类？（引入课题） 一、材料的导电性 1、让学生读课本P165内容，口头 填表 导体绝缘体 定义 种类 作用 原因 联系 2、实验探究：物质的导电性 仪器与器材：电源、灯泡、导线、 带导线的金属夹(俗称鳄鱼夹)、待测材 料如硬币、铅笔芯、水湿木材、橡皮擦， 塑料尺等(可以用其他材料代替，另教师 提供部分待测材料)． 实验参考电路，如右图所示 3、导体和绝缘体并没有绝对界限 如右图甲，闭合开关灯不亮．用酒 精灯给玻璃加热到红炽状态，小灯泡发 光(如图乙)．这一现象说明了什么? 玻璃在通常情况下是相当好的绝 缘体．当对其加热到红炽状态时，小灯 1、导热性、导电性、磁性、密度、比热容、 弹性、硬度、延展性、透光性、状态等 2、金属、无机非金属、有机高分子材 料及复合材料 根据导电性可分为：导体、半导体及绝 缘体。 1、读课本P165内容，了解材料按导 电性分为导体、半导体及绝缘体三大类。导 电性介于导体和绝缘体之间，而且电阻随温 度的增加而减小，这种材料叫做半导体。常 见的半导体材料有：硅、砷化镓、锑化铟、 锗等．学会设计判断导体与绝缘体的实验装 置电路图，并用身边材料进行实验 绝缘体在一定条件下可以变成导体！

半导体二极管及其基本电路

第二章半导体二极管及其基本电路 本章内容简介 半导体二极管是由一个PN结构成的半导体器件,在电子电路有广泛的应用。本章在简要地介绍半导体的基本知识后，主要讨论了半导体器件的核心环节——PN 结。在此基础上，还将介绍半导体二极管的结构、工作原理,特性曲线、主要参数以及二极管基本电路及其分析方法与应用。最后对齐纳二极管、变容二极管和光电子器件的特性与应用也给予简要的介绍。（一）主要内容: ?半导体的基本知识 ?PN结的形成及特点，半导体二极管的结构、特性、参数、模型及应用电路 （二）基本要求: ?了解半导体材料的基本结构及PN结的形成 ?掌握PN结的单向导电工作原理 ?了解二极管（包括稳压管）的V-I特性及主要性能指标 （三）教学要点： ?从半导体材料的基本结构及PN结的形成入手，重点介绍PN结的单向导电工作原理、 ?二极管的V-I特性及主要性能指标

2.1 半导体的基本知识 2.1.1 半导体材料 根据物体导电能力(电阻率)的不同，来划分导体、绝缘体和半导体。导电性能介于导体与绝缘体之间材料，我们称之为半导体。在电子器件中，常用的半导体材料有：元素半导体，如硅（Si）、锗（Ge）等；化合物半导体，如砷化镓（GaAs）等；以及掺杂或制成其它化合物半导体材料，如硼（B）、磷（P）、锢（In）和锑（Sb）等。其中硅是最常用的一种半导体材料。 半导体有以下特点： 1．半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间 2．半导体受外界光和热的刺激时，其导电能力将会有显著变化。 3．在纯净半导体中，加入微量的杂质，其导电能力会急剧增强。 2.1.2 半导体的共价键结构 在电子器件中，用得最多的半导体材料是硅和锗，它们的简化原子模型如下所示。硅和锗都是四价元素，在其最外层原子轨道上具有四个电子，称为价电子。由于原子呈中性，故在图中原子核用带圆圈的+4符号表示。半导体与金属和许多绝缘体一样，均具有晶体结构，它们的原子形成有排列，邻近原子之间由共价键联结，其晶体结构示意图如下所示。图中表示的是晶体的二维结构，实际上半导体晶体结构是三维的。 硅和锗的原子结构简化模型及晶体结构

第一章 半导体二极管及其应用典型例题

第一章半导体二极管及其应用 【例1-1】分析图所示电路的工作情况，图中I为电流源，I=2mA。设20℃时二极管的正向电压降U D=660mV，求在50℃时二极管的正向电压降。该电路有何用途？电路中为什么要使用电流源？ 【相关知识】 二极管的伏安特性、温度特性，恒流源。 【解题思路】 推导二极管的正向电压降，说明影响正压降的因素及该电路的用途。 【解题过程】 该电路利用二极管的负温度系数，可以用于温度的测量。其温度系数–2mV/℃。 20℃时二极管的正向电压降 U D=660mV 50℃时二极管的正向电压降 U D=660 –（2′30）=600 mV 因为二极管的正向电压降U D是温度和正向电流的函数，所以应使用电流源以稳定电流，使二极管的正向电压降U D仅仅是温度一个变量的函数。

【例1-2】电路如图(a)所示，已知，二极管导通电压。试画出u I与u O的波形，并标出幅值。 图(a) 【相关知识】 二极管的伏安特性及其工作状态的判定。 【解题思路】 首先根据电路中直流电源与交流信号的幅值关系判断二极管工作状态；当二极管的截止时，u O=u I；当二极管的导通时，。 【解题过程】 由已知条件可知二极管的伏安特性如图所示，即开启电压U on和导通电压均为0.7V。 由于二极管D1的阴极电位为＋3V，而输入动态电压u I作用于D1的阳极，故只有当u I高于＋3.7V时 D1才导通，且一旦D1导通，其阳极电位为3.7V，输出电压u O=＋3.7V。由于D2的阳极电位为－3V，而u I作用于二极管D2的阴极，故只有当u I低于－3.7V时D2才导通，且一旦D2导通，其阴极电位即为 －3.7V，输出电压u O=－3.7V。当u I在－3.7V到＋3.7V之间时，两只管子均截止，故u O=u I。 u I和u O的波形如图(b)所示。

第二节《半导体》教案2

第二节《半导体》教案2 教学目标： 1．明白周围形形色色的材料中按导电性不同可分为：导体、半导体、绝缘体三大类。 2．初步了解半导体的一些特点。 3．了解半导体材料的进展对社会的阻碍。 教学重难点： 重点：1、明白材料依照导电性的不同分为三类。 2、明白半导体二极管具有单向导电性，半导体三极管能够放大电信号。 3、明白半导体在生活中应用。 难点：把握材料依照导电性不同的分类及半导体二极管的单向导电性。 教学预备： 电源、灯泡、导线、假设干待测材料〔如铜、铁、铝等导体，酸、碱、盐的水溶液，纯水、自来水，玻璃、橡胶、铅笔杆、塑料圆珠笔杆等〕、接线板、接线柱〔或带导线的金属夹〕、开关、电阻、半导体二极管、光电二极管、热敏电阻、发光二极管、三极管及集成电路、酒精灯、电磁继电器。 讲明教师活动学生活动 复习引入 进行新课进行新课小结 作业 1、材料的物理性质有哪些？ 2、材料分为哪四大类？ 让学生摸索回答： 引导学生摸索，依照材料的导电性 可将材料分为哪几类？〔引入课题〕 一、材料的导电性 1、让学生读课本P165内容，口头 填表 导体绝缘体 定义 种类 作用 缘故 联系 2、实验探究：物质的导电性 仪器与器材：电源、灯泡、导线、 带导线的金属夹(俗称鳄鱼夹)、待测材 料如硬币、铅笔芯、水湿木材、橡皮擦， 塑料尺等(能够用其他材料代替，另教师 提供部分待测材料)． 实验参考电路，如右图所示 3、导体和绝缘体并没有绝对界限 如右图甲，闭合开关灯不亮．用酒 精灯给玻璃加热到红炽状态，小灯泡发 光(如图乙)．这一现象讲明了什么? 1、导热性、导电性、磁性、密度、比热容、 弹性、硬度、延展性、透光性、状态等 2、金属、无机非金属、有机高分子材 料及复合材料 依照导电性可分为：导体、半导体及绝 缘体。 1、读课本P165内容，了解材料按导 电性分为导体、半导体及绝缘体三大类。导 电性介于导体和绝缘体之间，而且电阻随温 度的增加而减小，这种材料叫做半导体。常 见的半导体材料有：硅、砷化镓、锑化铟、 锗等．学会设计判定导体与绝缘体的实验装 置电路图，并用周围材料进行实验

练习1半导体和二极管(精)

练习1 半导体和二极管 1.在绝对零度（0K）时，本征半导体中________ 载流子。 A. 有 B. 没有 C. 少数 D. 多数 2.在热激发条件下，少数价电子获得足够激发能，进入导带，产生_________。 A. 负离子 B. 空穴 C. 正离子 D. 电子-空穴对 3.半导体中的载流子为_________。 A. 电子 B. 空穴 C. 正离子 D. 电子和空穴 4.N型半导体中的多子是________。 A. 电子 B. 空穴 C. 正离子 D. 负离子 5.P型半导体中的多子是_________。 A. 电子 B. 空穴 C. 正离子 D. 负离子 6.在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于_________。 A. 温度 B. 掺杂工艺 C. 杂质浓度 D. 晶体缺陷 7.在杂质半导体中，少数载流子的浓度主要取决于________。 A. 温度 B. 掺杂工艺 C. 杂质浓度 D. 晶体缺陷 8.在下列说法中只有_________说法是正确的。 A. P型半导体可通过在纯净半导体中掺入五价磷元素而获得。 B. 在N型半导体中，掺入高浓度的三价杂质可以改型为P型半导体。 C. P型半导体带正电，N型半导体带负电。 D. PN结内的扩散电流是载流子在电场作用下形成的。 9.在下列说法中只有________说法是正确的。 A. 漂移电流是少数载流子在内电场作用下形成的。 B. 由于PN结交界面两边存在电位差，所以，当把PN结两端短路时就有电流流过。 C. PN结方程可以描述PN结的正向特性和反向特性，也可以描述PN结的反向击穿特性。 10.当PN结外加正向电压时，扩散电流_________漂移电流。 A. 大于 B. 小于 11.当PN结外加反向电压时，扩散电流_________漂移电流。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 12.在如图所示的电路中，当电源V1＝5V时，测得I＝1mA。若把电源电压调整到V1＝10V， 则电路中的电流的值将是_________。 A. I = 2mA B. I < 2mA C. I > 2mA D. I = 0mA 13.在如图所示电路中，已知二极管的反向击穿电压为20V，当V1=5V、温度为20℃时，I=2 μA。若电源电压由5V增大到10V，则电路中的电流I 约为________。 A. 10μA B. 4μA C. 2μA D. 1μA

第1章__半导体二极管及其应用习题解答

第1章半导体二极管及其基本电路 自测题 1.1 判断下列说法是否正确，用“√”和“?”表示判断结果填入空内 1. 半导体中的空穴是带正电的离子。（?） 2. 温度升高后，本征半导体内自由电子和空穴数目都增多，且增量相等。（√） 3. 因为P型半导体的多子是空穴，所以它带正电。（?） 4. 在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。（√） 5. PN结的单向导电性只有在外加电压时才能体现出来。（√） 1.2 选择填空 1. N型半导体中多数载流子是 A ；P型半导体中多数载流子是B。 A．自由电子B．空穴 2. N型半导体C；P型半导体C。 A．带正电B．带负电C．呈电中性 3. 在掺杂半导体中，多子的浓度主要取决于B，而少子的浓度则受 A 的影响很大。 A．温度B．掺杂浓度C．掺杂工艺D．晶体缺陷 4. PN结中扩散电流方向是A；漂移电流方向是B。 A．从P区到N区B．从N区到P区 5. 当PN结未加外部电压时，扩散电流C飘移电流。 A．大于B．小于C．等于 6. 当PN结外加正向电压时，扩散电流A漂移电流，耗尽层E；当PN 结外加反向电压时，扩散电流B漂移电流，耗尽层D。 A．大于B．小于C．等于 D．变宽E．变窄F．不变 7. 二极管的正向电阻B，反向电阻A。 A．大B．小 8. 当温度升高时，二极管的正向电压B，反向电流A。 A．增大B．减小C．基本不变 9. 稳压管的稳压区是其工作在C状态。 A．正向导通B．反向截止C．反向击穿1.3 有A、B、C三个二极管，测得它们的反向电流分别是2μA、0.5μA、5μA；在外加相同的正向电压时，电流分别为10mA、30mA、15mA。比较而言，哪个管子的性能最好？ 【解1.3】：二极管在外加相同的正向电压下电流越大，其正向电阻越小；反向电流越小，其单向导电性越好。所以B管的性能最好。 题习题1 1.1 试求图P1.1所示各电路的输出电压值U O，设二极管的性能理想。

半导体雪崩光电二极管(精)

半导体雪崩光电二极管 半导体雪崩光电二极管 semiconductor avalanche photodiode 具有内部光电流增益的半导体光电子器件，又称固态光电倍增管。它应用光生载流子在二极管耗尽层内的碰撞电离效应而获得光电流的雪崩倍增。这种器件具有小型、灵敏、快速等优点，适用于以微弱光信号的探测和接收，在光纤通信、激光测距和其他光电转换数据处理等系统中应用较广。 当一个半导体二极管加上足够高的反向偏压时，在耗尽层内运动的载流子就可能因碰撞电离效应而获得雪崩倍增。人们最初在研究半导体二极管的反向击穿机构时发现了这种现象。当载流子的雪崩增益非常高时，二极管进入雪崩击穿状态；在此以前，只要耗尽层中的电场足以引起碰撞电离，则通过耗尽层的载流子就会具有某个平均的雪崩倍增值。 碰撞电离效应也可以引起光生载流子的雪崩倍增，从而使半导体光电二极管具有内部的光电流增益。1953年，K.G.麦克凯和K.B.麦卡菲报道锗和硅的PN结在接近击穿时的光电流倍增现象。1955年，S.L.密勒指出在突变PN结中，载流子的倍增因子M随反向偏压V的变化可以近似用下列经验公式表示 M＝1/[1-(V/VB)n] 式中VB是体击穿电压,n是一个与材料性质及注入载流子的类型有关的指数。当外加偏压非常接近于体击穿电压时，二极管获得很高的光电流增益。PN结在任何小的局部区域的提前击穿都会使二极管的使用受到限制，因而只有当一个实际的器件在整个PN结面上是高度均匀时，才能获得高的有用的平均光电流增益。因此，从工作状态来说，雪崩光电二极管实际上是工作于接近（但没有达到）雪崩击穿状态的、高度均匀的半导体光电二极管。1965年，K.M.约翰逊及L.K.安德森等分别报道了在微波频率下仍然具有相当高光电流增益的、均匀击穿的半导体雪崩光电二极管。从此，雪崩光电二极管作为一种新型、高速、灵敏的固态光电探测器件渐渐受到重视。 性能良好的雪崩光电二极管的光电流平均增益嚔可以达到几十、几百倍甚至更大。半导体中两种载流子的碰撞离化能力可能不同，因而使具有较高离化能力的载流子注入到耗尽区有利于在相同的电场条件下获得较高的雪崩倍增。但是，光电流的这种雪崩倍增并不是绝对理想的。一方面，由于嚔随注入光强的增加而下降，使雪崩光电二极管的线性范围受到一定的限制，另一方面更重要的是，由于载流子的碰撞电离是一种随机的过程，亦即每一个别的载流子在耗尽层内所获得的雪崩增益可以有很广泛的几率分布,因而倍增后的光电流I比倍增前的光电流I0有更大的随机起伏，即光电流中的噪声有附加的增加。与真空光电倍增管相比，由于半导体中两种载流子都具有离化能力，使得这种起伏更为严重。一般将光电流中的均方噪声电流〈i戬〉表示为 〈i戬〉＝2qI0嚔2F(嚔)B

光电二极管特性参数的测量及原理应用(精)

工作总结实验报告 / / 光电池/光敏电阻/光电二极管特性参数的测量指导人：朱小姐实验类型：工作检验及年终总结实验地点：搏盛科技光电子半导体实验室实验目的：销售技能的考察，产品及相关知识的了解情况，年终总结实验日期：2011 年 12 月 26 日姓名：陈帅职位：销售工程师手机号：159******** Email: chenshuaisz1688@https://www.360docs.net/doc/de6602898.html, 概述光电效应是指入射光子与探测器材料中的束缚电子发生相互作用，使束缚电子变成为自由电子的效应。光电效应分为内光电效应与外光电效应两类。入射光子引起探测器材料表面发射电子的效应称为外光电效应。入射光子激发的载流子（电子或空穴）仍保留在材料内部的效应称为内光电效应。内光电效应器件有光电导探测器（例如光敏电阻）、光生伏特器件（光电池、光电二极管、光电三极管）。实验内容测量三种内光电效应器件（光敏电阻、光电池、光电二极管）的特性参数。注意事项 a 做实验请关灯，以达到良好的测量效果。 b 拆卸数据线时不要用力硬拽，拆不下来请转个角度拆。 c 请在自己的实验桌上做实验，不要到别的实验桌旁干扰同事做实验，更不要动他人的仪器。 d 请勿触摸光学镜片的表面。 e 测量时不要碰导线，否则数据不稳定。更不能用力拉扯导线，导致接头脱落。 f 实验完毕关闭所有电源开关。实验报告报告开头请填入姓名、职位、手机号、实验日期。实验完成后，请将报告打印出来，在有实验数据、图表的页脚签名，然后交到朱小姐办公桌上。 Word 文件请以“实验报告+姓名”命名，发到朱小姐邮箱。请在元旦节前完成。签名: 第 1页 光敏电阻的特性曲线测量一. 目的要求测量 CdS（硫化镉）光敏电阻的伏安特性和光照特性。实验要求达到： 1、使用 Excel 或绘图软件 Origin 绘制出伏安特性特性曲线 2、绘制出光照特性曲线 3、理解光敏电阻的光电特性二. 实验原理某些物质吸收了光子的能量产生本征吸收或杂质吸收，从而改变了物质电导率的现象称为物质的光电导效应。光电导效应只发生在某些半导体材料中，金属没有光电导效应。光敏电阻是基于光电导效应工作的元件。光敏电阻具有体积小，坚固耐用，价格低廉，光谱响应范围宽等优点。广泛应用于微弱辐射信号的探测领域。由于光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，只要把它当作电阻值随光照度而变化的可变电阻器对待即可，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。因此光敏电阻在电子电路、仪器仪表、光电控制、计量分析以及光电制导、激光外差