第1章 半导体分立器件
1基本半导体分立器件
IZ < IZmax ,PZM=UZ IZMAX
UZ
IZ UZ
iZ /mA
O IZminuZ/V IZ IZmax
40
1.3.1 稳压二极管
2、稳压管的主要参数
(4)动态电阻 rz
rZ
U Z I Z
动态电阻是反映稳压二极管
1、伏安特性曲线
正向电流 40
1A、、正U向F较特小性时—，加I正F较向小偏压U3F0 速B增、加U击F，大穿并于电按死压指U区B数R电规压律时上，升IF2。迅0 U反R/向如二VC电图极、压中管当A两二段端极所电管示压电几流乎I变S 不化变很，大1硅时0 ，0
I2F、A/m、反A反向锗向特管电性流—I—硅R是加管少反子向漂偏移压运UR动引
5
半导体材料制作电子器件的原因?
不是因为它的导电能力介于导体和绝缘体之间，
而是在于半导体材料具有热敏性、光敏性和掺 杂性。
6
半导体材料制作电子器件的原因?
1、热敏性：是半导体的导电能力随着温度的升高而迅速增加，
例如纯净锗从20℃升高到30℃时，电阻率下降为原来的 1/2；
2、光敏性：半导体的导电能力随光照的变化有显著改变的特
移过来填补个空位 。硼原子接受一个电子，成为带负电的离 子，称受主杂质；在相邻硅共价键中产生一个带正电的空穴
C、P型半导体中：空穴是多子；电子是少子 I=IP+IN≈IP
D、整块的半导体仍为中性
硅原子
多数载流子 +4
+4
硼原子
P型+半4 导体简+化3模型
+4 少数电载子流是子少子
半导体分立器件
半导体分立器件半导体器件是近50年来发展起来的新型电子器件，具有体积小、重量轻、耗电省、寿命长、工作可靠等一系列优点，应用十分广泛。
1）国产半导体器件型号命名法国产半导体器件型号由五部分组成，如表1-13所示。
半导体特殊器件、场效应器件、复合管、PIN型管、激光管等的型号由第三、四、五部分组成。
表1-13 中国半导体器件型号命名法示例1：“2 A P 10”型为P型锗材料的小信号普通二极管，序号为10。
示例2：“3 A X 31 A”型为PNP型锗材料的低频小功率三极管，序号31，规格号为A。
示例3：“CS 2 B”型为场效应管，序号为2，规格号为B。
2)半导体二极管二极管按材料可分为硅二极管和锗二极管两种；按结构可分为点接触型和面接触型；按用途可分为整流管、稳压管、检波管、开关管和光电管等。
常见二极管外形和电路符号可参见《基础篇》。
（1）常用二极管的类型有：①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。
整流二极管为面接触型，其结电容较大，因此工作频率范围较窄（3kHz以内）。
常用的型号有2CZ型、2DZ型等，还有用于高压和高频整流电路的高压整流堆，如2CGL型、DH26型2CL51型等。
②检波二极管其主要作用是把高频信号中的低频信号检出，为点接触型，其结电容小，一般为锗管。
检波二极管常采用玻璃外壳封装，主要型号有2AP型和1N4148（国外型号）等。
③稳压二极管稳压二极管也叫稳压管，它是用特殊工艺制造的面结型硅半导体二极管，其特点是工作于反向击穿区，实现稳压；其被反向击穿后，当外加电压减小或消失，PN结能自动恢复而不至于损坏。
稳压管主要用于电路的稳压环节和直流电源电路中，常用的有2CW型和2DW型。
④光电二极管光电管又称光敏管。
和稳压管一样，其PN结也工作在反偏状态。
其特点是：无光照射时其反向电流很小，反向电阻很大；当有光照射时，其反向电阻减小，反向电流增大。
光电管常用在光电转换控制器或光的测量传感器中，其PN结面积较大，是专门为接收入射光而设计的。
半导体分立器件试验方法
半导体分立器件试验方法
1. 嘿，你知道吗，半导体分立器件试验方法里的电性能测试就像是给器件做一次全面体检！比如测试二极管的导通压降，那可是能直接反映它健康状况的关键指标呢！就好比我们人去检查身体，血压高低能说明很多问题呀。
2. 哇塞，半导体分立器件试验方法中的高温试验简直太神奇啦！想想看，把器件放到高温环境下，就像让它经历一场火热的考验，这不就类似运动员在高温下训练，能不能扛得住可太重要啦！像一些晶体管在高温下的表现，就能看出它到底是不是真的厉害。
3. 哎呀呀，可靠性试验可是半导体分立器件试验方法中不能忽视的一部分呀！它就像给器件买了一份长期的保障一样。
好比我们买保险，就是为了以防万一嘛！观察器件在各种恶劣条件下的耐受性，真的超级关键呢。
4. 嘿哟，半导体分立器件试验方法里的封装测试可不能小瞧啊！这就像是给器件穿上了一件合适的衣服。
就像我们出门要挑好看又合适的衣服一样，器件的封装不合适那可不行呀！看看封装是不是牢固，有没有保护好器件。
5. 哇哦，半导体分立器件试验方法中的静电放电测试可太重要啦！这简直就是给器件设下的一道特殊防线。
就好像我们要防止坏人入侵家里一样，要让器件有抵御静电的能力啊！不然很容易出问题呢。
6. 哈哈，半导体分立器件试验方法还有好多好多呢，每个都有着独特的意义和作用呀！就像我们生活中的各种技能和方法一样，都有其存在的价值。
所以说，一定要重视这些试验方法，它们才能让半导体分立器件变得更优秀呀！
我的观点结论：半导体分立器件试验方法丰富多彩且至关重要，每个环节都不容忽视，它们能保证半导体分立器件的性能和质量。
半导体分立器件制造
半导体分立器件制造一、概述半导体分立器件是指由单个晶体管、二极管、三极管等组成的电子元件。
相比于集成电路，它们的结构更简单，功耗更低，可靠性更高，因此在许多领域得到广泛应用。
本文将介绍半导体分立器件制造的过程和技术。
二、晶体管制造1. 单晶硅生长首先要获得高质量的晶体管材料。
通常采用单晶硅生长技术。
这种方法是在高温下将硅熔融，并在恰当的条件下使其逐渐冷却结晶。
这样就可以得到具有均匀结构和良好电学特性的硅单晶。
2. 晶圆制备接下来需要将单晶硅切割成厚度约为1毫米的圆片，即晶圆。
为了保证质量和效率，通常使用钻石刀片进行切割。
3. 硅片清洗为了去除表面污染物和氧化层，在进行后续加工前需要对硅片进行清洗处理。
4. 晶圆蚀刻接下来需要对硅片进行蚀刻处理，以形成晶体管的结构。
通常使用光刻技术和化学蚀刻技术。
在光刻过程中，通过将光线投射到硅片上，形成图案。
然后通过化学蚀刻将不需要的部分去除。
5. 接触制作接下来需要在晶圆上形成金属接触点，以便连接电路。
这一步通常使用金属蒸镀技术和光刻技术。
三、二极管制造1. 晶圆制备与晶体管类似，二极管的制造也需要从单晶硅开始。
首先要将单晶硅生长为大块晶体，并将其切割成厚度约为1毫米的圆片。
2. 硅片清洗清洗处理同样是必要的。
3. 硅片掺杂在进行后续加工前需要对硅片进行掺杂处理。
这个过程是通过向硅片中注入少量的其他元素来实现的。
这些元素会改变硅片的电学特性。
4. 蚀刻和金属沉积接下来需要对硅片进行蚀刻处理和金属沉积，以形成二极管结构。
四、三极管制造1. 晶圆制备与晶体管和二极管一样，三极管的制造也需要从单晶硅开始。
首先要将单晶硅生长为大块晶体，并将其切割成厚度约为1毫米的圆片。
2. 硅片清洗清洗处理同样是必要的。
3. 硅片掺杂在进行后续加工前需要对硅片进行掺杂处理。
这个过程是通过向硅片中注入少量的其他元素来实现的。
这些元素会改变硅片的电学特性。
4. 蚀刻和金属沉积接下来需要对硅片进行蚀刻处理和金属沉积，以形成三极管结构。
iec60747-1半导体器件分立器件和集成电路中文
iec60747-1半导体器件分立器件和集成电路中文IEC 60747-1是一项国际标准，涵盖了半导体器件的分立器件和集成电路的规范。
该标准由国际电工委员会（International Electrotechnical Commission，简称IEC）制定，旨在为半导体器件的设计、制造和测试提供统一的准则。
半导体器件可以分为两类：分立器件和集成电路。
分立器件是由单个晶体管、二极管、三极管等基本电子器件组成，而集成电路则是将多个器件和电路集成在一起形成一个整体。
两者在电子领域有着不同的应用和特点。
在分立器件部分，IEC 60747-1详细阐述了各类分立器件的尺寸、电性能、分级和标准符号等方面的规范。
分立器件的设计和制造需要满足一定的性能指标，通过遵循标准可以确保器件的可靠性和互换性。
标准还规定了器件的使用条件、测试方法和可靠性试验等，以确保器件在各种环境条件下的工作性能和寿命。
在集成电路部分，IEC 60747-1给出了不同类型集成电路的分类和要求。
集成电路的设计和制造需要考虑电路的功能、工作电压、电流、温度等多个因素。
标准规定了集成电路的物理特性、电气特性、可靠性和封装等方面的要求，以确保电路的可靠性和功耗。
此外，还详细说明了集成电路的测试方法和可靠性试验，以确保电路的性能满足设计要求。
IEC 60747-1是国际上公认的半导体器件标准，被广泛采纳和应用于全球各个行业。
它的制定和实施对于半导体器件的设计、制造和测试具有重要的意义。
遵循该标准可以提高器件的可靠性、互换性和稳定性，减少设备故障和损坏的概率，从而提高整个系统的可靠性和运行效率。
总结起来，IEC 60747-1是一项重要的半导体器件标准，对于分立器件和集成电路的设计、制造和测试提供了准确的规范。
它的实施能够确保半导体器件的性能稳定、可靠性高，从而提高整个系统的可靠性和工作效率。
2.4.6半导体分立器件1
放大能力的检测
穿透电流的检测 反向击穿电压的检测
目测判别三极管极性
ECB
C
E
C
E
C
B
B
EBC
BE
用指针式万用表判断三极管极性
红表笔是(表内电源)负极 黑表笔是(表内电源)正极
在 R100或 R1k 挡测量 测量时手不要接触引脚
输出特性
三极管的参数
1. 常用国产高频小功率晶体管的主要参数
部分进口高频小功率晶体管的主要参数
2. 部分国产高频中、大功率晶体管的主要参数 部分进口高频中、大功率晶体管的主要参数
3. 部分国产低频小功率晶体管的主要参数 部分进口中、低频小功率晶体管的主要参数
5. 常用国产低频大功率晶体管的主要参数 部分进口中、低频大功率晶体管的主要参数
E 发射极
基区：较薄， 掺杂浓度低
发射区：掺 杂浓度较高
半导体器件的命名方式
第一部分 第二部分
数字 电极数
字母 材料和极性
2— 二极管
A — 锗材料 N 型 B — 锗材料 P 型 C — 硅材料 N 型
D — 硅材料 P 型
第三部分 第四部分 第五部分
字母(汉拼)
数字 字母(汉拼)
器件类型
序号
规格号
P — 普通管
W — 稳压管 K — 开关管 Z — 整流管 U — 光电管
3— 三极管
例：
A — 锗材料 PNP B — 锗材料 NPN C — 硅材料 PNP D — 硅材料 NPN
X — 低频小功率管 G — 高频小功率管 D — 低频大功率管 A — 高频大功率管
半导体分立器件
半导体分立器件半导体分立器件是现代电子技术中不可或缺的组成部分。
作为半导体器件的一类，它们通过对电子的控制和调节，实现了现代电子设备的功能。
本文将从半导体分立器件的定义、原理、种类和应用等方面进行探讨。
首先，我们来了解一下半导体分立器件的定义。
半导体分立器件是指在半导体材料上加工制造的，具有单一电子功能的器件。
和集成电路不同，分立器件是独立制造的，可以单独使用，也可以组成各种电路。
分立器件的制造工艺相对简单，成本也较低，因此在各种电子设备中得到广泛应用。
半导体分立器件的工作原理基于半导体材料中载流子的运动规律。
半导体材料中的电子和空穴是载流子，它们在外加电场的作用下发生运动。
利用半导体材料的P型和N型区域之间的结合面特性，可以使得载流子只能单向流动，从而实现器件的电流控制。
半导体分立器件根据其不同的工作特性和应用需求，可以分为多种不同的类型。
其中，最常见的有二极管、晶体管、场效应管和双极型晶体管等。
首先，二极管是一种最简单的半导体分立器件。
其结构由P型和N型半导体材料组成。
当二极管处于正向偏置时，电流可以流过二极管；而当二极管处于反向偏置时，电流则被阻挡。
二极管具有整流功能，在电子设备中广泛应用于电源、放大电路和信号检测电路等。
其次，晶体管是一种具有放大功能的半导体分立器件。
它由三个或更多的半导体材料组成。
晶体管的工作原理是基于控制电流，从而实现信号放大。
晶体管广泛应用于各种放大电路、开关电路和振荡电路等电子设备中。
另外，场效应管是一种基于电场控制电流的半导体分立器件。
场效应管分为MOSFET （金属-氧化物-半导体场效应晶体管）和JFET（结型场效应晶体管）两种类型。
场效应管具有低输入电流和高输入阻抗的特点，广泛应用于信号放大电路、振荡电路和开关电路中。
最后，双极型晶体管是一种具有放大和开关功能的半导体分立器件。
它由P型和N型材料制成，具有两个PN结。
双极型晶体管常用作信号放大器、开关器和振荡器等电子设备中的关键元件。
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。
硅MOS耗尽型：N沟道、P沟道；
硅MOS 特点：
场效应管是电压控制器件,在数字电路中起开关作 用； 栅极的输入电阻非常高，一般可达几百MΩ甚至 几千MΩ；
场效应管还具有噪声低、动态范围大等优点。
•晶闸管
普通晶闸管：
双向晶闸管：
特殊晶闸管：正反向阻断管、逆导管等。
分
示登记号 生产的性能相同的器件可以使用同一登记号
第五 部分
用字母表 此器件是原型号产品的改进型 示改进型 标志
日本半导体分立元件命名举例：
2 S C 58 JEIA登记号
NPN高频晶体管 JEIA注册产品 三极管
⑶ 欧洲半导体分立器件的型号命名 共四部分
第用 符 A B C D R
一字 号
部 分
以驱动能力强 4．MOSFET截止频率比三极管截止频
率高。
如果这个器件的输出参数大小和输入的电流参 数大小有关，就叫该器件是"电流控制器件"，简称" 流控器件"；"电流控制器件"输入的是电流信号，是 低阻抗输入，需要较大的驱动功率。例如：双极型晶 体管(BJT)是电流控制器件、TTL电路是电流控制器 件
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般 都是导体。 有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶 瓷、塑料和石英。
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。
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。比如：
★当受外界热和光的作用时,它的导电能力明显变化。
2. 测量接入负载后的输出电压。 ro ro
Us' ~
Uo
Us' ~
RL
Uo'
U S UO
Uo 3. 计算。 ro ( 1) RL Uo
RL U UO S ro RL
3.放大倍数（增益）——表示放大器的放大能力
根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大电路可分为四种 类型，所以有四种放大倍数的定义，常用的有电压放大倍数和电流放大倍数。
当半导体两端加上外电压时,半导体中将出现两部分 电流:一是自由电子作定向运动所形成的电子电流,一是应 被原子核束缚的价电子(注意,不是自由电子）递补空穴所 形成的空穴电流。
在半导体中，同时存在着电子导电和空穴导电，这是半导体导 电方式的最大特点，也是半导体和金属在导电原理上的本质差别。
自由电子和空穴都称为载流子。
P
R
空 间 电 荷 区
N
－ － － － 在一定的温度下，由本 － － － 征激发产生的少子浓度是 － －
+ + +
+ + +
+ + +
+ + + IR
一定的，故IR基本上与外 － － － 加反压的大小无关，所以
内电场 E
称为反向饱和电流。但IR
与温度有关。
E W 外电场EW
R
动画演示
PN结加正向电压时，具有较大的正向 扩散电流，呈现低电阻， PN结导通； PN结加反向电压时，具有很小的反向 漂移电流，呈现高电阻， PN结截止。 由此可以得出结论：
多余电子
N型半导体 + + +
+
+ + +
+ + +
+4
磷原子
+5
+4
+ +
+4
+4
+4
多数载流子——自由电子
少数载流子—— 空穴
2. P型半导体
在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。
硅原子 空穴 P型半导体 －
+4
+4
+4
－
－ －
－
－ －
－
+4
硼原子
+3
+4
－
－
－
－
+4
+4
+4
多数载流子—— 空穴 少数载流子——自由电子
2
ro
US' ~
US ~
Au
2
输出电阻是表明放大电路带负载能力的，Ro越 小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。
如何确定电路的输出电阻ro ？ 方法一：计算。 步骤：
1. 所有的电源置零 (将独立源置零，保留受控源)。
2. 加压求流法。
I
U
U ro I
方法二：测量。
步骤： 1. 测量开路电压。
+4
+4 +4
+4 +4
+4
空穴 复合
+4
+4
+4
自由电子
当温度升高或受到 光的照射时，束缚 电子能量增高，有 的电子可以挣脱原 子核的束缚，而参 与导电，成为自由 电子。 自由电子产生的 同时，在其原来的共 价键中就出现了一个 空位，称为空穴。 空穴运动相当于 正电荷的运动。
这一现象称为本征激发，也称热激发。
正极引线
S iO 2
底座 负极引线
(3) 平面型二极管
N型硅
P 型硅
负极引线
半导体二极管的型号
国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：
2AP9
用数字代表同类器件的不同规格。 代表器件的类型，P为普通管，Z为整流管，K为开关管。 代表器件的材料，A为N型Ge，B为P型Ge， C为N 型Si， D为P型Si。 2代表二极管，3代表三极管。
1、本征半导体
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。
Si
Ge
通过一定的提纯工艺过程，可以将半导体制成晶体。
制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%， 完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为 常称为“九个9”。
本征半导体。
在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，
电工学2
电 子 技 术
第一章 半导体器件及基本电路
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 1.6 多级放大电路
1.1 半导体的基本知识与PN结
一、半导体
在物理学中。根据材料的导电能力，可以将他们划分导 体、绝缘体和半导体。
1 . PN结的形成
PN结合处 因多子浓度差 多子的扩散 空间电荷区 形成内电场 阻止多子扩散，促使少子漂移。 内电场E P型半导体 空间电荷区 N型半导体
－ － －
－ － －
－ － －
－ － －
+ + +
耗尽层
+ + +
+ + +
+ + +
少子漂移电流
多子扩散电流
补充耗尽层失去的多子，耗尽层窄，E 少子漂移 又失去多子，耗尽层宽，E 多子扩散
★一 . 半导体二极管的V—A特性曲线
实验曲线
i
锗
(1) 正向特性 i u
V
mA
击穿电压UBR
0 反向饱和电流
u
死区 电压
E
导通压降 硅：0.7 V 锗：0.3V
(2) 反向特性 i u
V
uA
硅：0.5 V 锗： 0.1 V
E
二. 二极管的主要参数
(1) 最大整流电流IF—— (2) 反向击穿电压UBR———
△U
I z ma x
(3)最小稳定工作 电流IZmin—— (4)最大稳定工作电流IZmax——
保证稳压管击穿所对应的电流，若IZ＜IZmin则不能稳压。
超过Izmax稳压管会因功耗过大而烧坏。
四、其它类型二极管
1、发光二极管 有正向电流流过时，发出一定波长 范围的光，目前的发光管可以发出从 红外到可见波段的光，它的电特性与 一般二极管类似。 2、光电二极管 反向电流随光照强度的增加而上升。
+uCC uR
稳压过程：
RL UO IZ UR UO
IZ
RL
UO
稳压二极管的主要 参数 (1) 稳定电压UZ —— (2) 动态电阻rZ ——
Z
i
在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电压。 U
I z min
△I
u
rZ = U / I rZ愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。
→多子扩散形成正向电流I
F
P型半导体 空间电荷区 N型半导体 － － － － － － － － － － + + + + + + + + + +
正向电流 + －
－
+
内电场 E
E W 外电场EW
R
(2) 加反向电压——电源正极接N区，负极接P区
外电场的方向与内电场方向相同。
外电场加强内电场 →耗尽层变宽 →漂移运动＞扩散运动 →少子漂移形成反向电流I
如光敏电阻,热敏电阻。
★纯净的半导体中掺入某些杂质,会使其导电能力 明显改变。
可增加几十万至几百万倍。例如在纯硅中掺入百万分之一 的硼后，硅的电阻率就从大约 2x103•m减小到 4x10-3•m左右 利用这种特性就做成了各种不同用途的半导体器件。 如二极管、三极管 、场效应管及晶闸管。
二、本征半导体
Ii Io
+ +
Ri
Ui Ii
.
.
RS
US
+
Ui
.+
+
.
+
Ri 放大电路
UO
.
RL
-
+
信号源
Ri
负载
一般来说， Ri越大越好。 （1）Ri越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。
（2）当信号源有内阻时， Ri越大， ui就越接近uS。
2、输出电阻ro ——放大电路对其负载而言，相当于信号 源，我们可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南 等效电路的内阻就是输出电阻。
本征半导体中的自由电子和空穴总是成对出现的，同时又不断 地复合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，于是
半导体中的载流子（自由电子和空穴）维持一定数目。温度越高，
载流子数目越多，导电性能也就越好。所以，温度对半导体器
件性能的影响很大。
三、杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使
内电场E
动画演示
P型半导体 耗尽层 － － － － － － － － － － － － + + +
N型半导体 + + + + + + + + +