《电工电子技术基础》第6章电子技术中常用半导体器件
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《电工电子技术基础》电子教案_电工电子技术课件_第一章教案概述：本教案主要介绍电工电子技术的基本概念、基本原理和基本分析方法。
通过本章的学习，使学生掌握电路的基本组成、电路定律和分析方法，为后续章节的学习打下基础。
教学目标：1. 了解电工电子技术的基本概念和基本原理。
2. 掌握电路的基本组成和电路定律。
3. 学会基本的电路分析方法。
教学内容：1. 电工电子技术的基本概念1.1 电流、电压、电阻的概念及关系1.2 功率、能量的概念及计算2. 电路的基本组成2.1 电路的定义及组成要素2.2 电路的基本元件2.3 电路的两种基本连接方式3. 电路定律3.1 欧姆定律3.2 基尔霍夫定律3.3 电路功率计算4. 电路分析方法4.1 串并联电路分析方法4.2 叠加定理与戴维南定理4.3 频率响应分析方法教学资源：1. 电工电子技术课件2. 电路仿真软件（如Multisim）3. 实验设备及器材教学过程：1. 导入：通过生活中的实例，引导学生思考电工电子技术在生活中的应用，激发学生的学习兴趣。
2. 教学内容的讲解与演示：2.1 利用课件讲解电工电子技术的基本概念，通过动画演示电流、电压、电阻的关系。
2.2 利用电路仿真软件演示电路的基本组成和电路定律。
2.3 利用实验设备进行电路实验，验证电路定律和分析方法。
3. 课堂互动：3.1 提问学生对电工电子技术的基本概念的理解。
3.2 让学生利用电路仿真软件进行电路设计和分析，巩固所学知识。
4. 课后作业：布置相关的练习题，巩固所学知识。
教学评价：1. 课堂问答：检查学生对电工电子技术基本概念的理解。
2. 课后作业：检查学生对电路定律和分析方法的掌握。
3. 实验报告：评估学生在实验中的操作能力和分析问题的能力。
《电工电子技术基础》电子教案_电工电子技术课件_第二章教案概述：本教案主要介绍半导体器件的基本原理、特性和应用。
通过本章的学习，使学生了解半导体器件的分类、工作原理和主要参数，为后续章节的学习打下基础。
半导体及其常用器件资料
章目录
电工电子技术
1. 半导体中少子的浓度虽然很低 ，但少子对温度 非常敏感，因此温度对半导体器件的性能影响很 大。而多子因浓度基本上等于杂质原子的掺杂浓
是这种半导体的导 电主流。
＋4
＋4
＋4
在室温情况下，本征硅中的磷杂质等于10-6数量级时，电 子载流子的数目将增加几十万倍。掺入五价元素的杂质半导
体由于自由电子多而称为电子型半导体，也叫做N型半导体。
章目录
电工电子技术
＋4
＋－ 4
＋4
掺入硼杂质的硅半
+
B
导体晶格中，空穴 载流子的数量大大
＋4
＋4
＋4
章目录
电工电子技术
＋4
＋4
＋4
自由电子载流子运动可以形
容为没有座位人的移动；空穴
载流子运动则可形容为有座位
＋4
＋4
＋4 的人依次向前挪动座位的运动。
半导体内部的这两种运动总是
共存的，且在一定温度下达到
动态平衡。
＋4
＋4
＋4
半导体的导电机理
半导体的导电机理与金属导体导电机理有本质上的区别： 金属导体中只有自由电子一种载流子参与导电；而半导体中 则是本征激发下的自由电子和复合运动形成的空穴两种载流 子同时参与导电。两种载流子电量相等、符号相反，即自由 电子载流子和空穴载流子的运动方向相反。
学习与归纳 度，所以说多子的数量基本上不受温度的影响。
2. 半导体受温度和光照影响，产生本征激发现象而出现电子、空 穴对；同时，其它价电子又不断地 “转移跳进”本征激发出现 的空穴中，产生价电子与空穴的复合。在一定温度下，电子、空 穴对的激发和复合最终达到动态平衡状态。平衡状态下，半导体 中的载流子浓度一定，即反向电流的数值基本不发生变化。
《电工电子技术》课件 项目六
任务引入
➢ 整流电路将交流电压变换成单方向脉动的直流电； ➢ 滤波电路再将单方向脉动的直流电中所含的大局部交流成
分滤掉，得到一个较平滑的直流电； ➢ 稳压电路利用自动调整的原理，来消除由于电网电压波动、
负载改变对其产生的影响，从而使输出电压稳定。
➢ 你知道常用的整流电路有哪些吗？滤波电路的工作原理是 什么呢？
一、二极管
〔2〕反向特性
一、二极管
2〕温度特性
二极管的伏安特性对温度非常敏 感。如下图，温度升高，正向特性曲 线向左移动，反向特性曲线向下移动。 在室温附近，温度每升高1℃，正向 压降会减小2～2.5 mV；温度每升高 10℃，反向电流会增大约1倍。
一、二极管
3．二极管的主要参数
二极管的参数是表征二极管的性能及其适用范围的重要指标，是
与单相半波整流电路相比，单相桥式整流电路电源和变压 器利用率高，输出电压高，电压脉动小。
因此，这种整流电路在工程中应用较为广泛。
一、整流电路
【例6-2】
一、整流电路
【例6-2解】
一、整流电路
【例6-2解】
一、整流电路
【例6-2解】
二、滤波电路
利用整流电路虽然可以把交流电转变为单一方向的直流电
一、半导体概述
3. PN结的单向导电性
单向导电性是PN结的根本特性，只有在外加电压时才能显示出来。
当PN结无外加电压时，扩散运动和漂移运动处于动态平衡，流过PN 结的电流为0。当PN结有外加电压时，根据所加电压极性的不同，PN 结的导电性能会截然相反。通常将加在PN结上的电压称为偏置电压。
偏置电压可分为正向偏置电压和反向偏置电压两种。
二极管的认知与应用
工程导读
二极管、三极管等半导体器件具有体积小、能耗低、寿命长、工作可 靠、易集成等特点，是构成电子电路的根本部件。其中二极管的应用非 常广泛，利用二极管和电阻、电容、电感等元器件进行合理的组合，构 成不同功能的电路，可以实现对交流电整流，对调制信号检波、限幅和 钳位，以及对电源电压进行稳压等多种功能。本工程将主要介绍二极管 的特性、整流滤波电路的结构及原理、稳压电路及三端集成稳压器。
半导体基本器件
半导体基本器件引言半导体是一种具有特定电子行为的材料，既不完全是导体，也不是绝缘体。
半导体在现代电子设备中起到至关重要的作用，因为它们可以用来制造各种各样的基本器件。
这些基本器件在电路中起到关键的作用，如放大信号、控制电流等。
本文将学习和讨论一些常见的半导体基本器件，包括二极管、三极管和场效应管。
二极管二极管是一种最简单的半导体器件。
它由两个相反类型的半导体材料（P型和N型）组成，其中P区具有多余的正电荷，N区具有多余的负电荷。
这种差异导致了一个电势能壕，使得电子很难穿过二极管。
当正向电压施加在二极管上时，电子可以通过二极管流动，形成一个电流。
而在反向电压下，电子无法通过二极管，形成一个开路。
二极管被广泛用于整流电路中。
整流电路可以将交流信号转换为直流信号，通过使用二极管的开关特性来选择正向电流流向。
在直流电源中，二极管还可以作为保护器件，防止电流逆向流动。
三极管三极管是一种用来放大电流的半导体器件。
它由三个区域组成：发射极（E）、基极（B）和集电极（C）。
发射极和基极之间是一个PN 结，称为发射结，而基极和集电极之间是另一个PN结，称为集电结。
三极管的放大作用是通过输入信号在基极端产生的小电流来控制集电极端的电流增益。
当输入信号为正向偏置时，基极电流增加，从而导致集电极电流增加。
因此，三极管可以被用作电流放大器。
此外，三极管还可以作为开关使用，当输入信号为正时，三极管工作在饱和区，导通集电极电流；当输入信号为负时，三极管工作在截止区，阻断集电极电流。
场效应管场效应管（FET）是一种用于放大和控制电流的半导体器件。
它由源极（S）、栅极（G）和漏极（D）组成。
在场效应管中，控制电流通过控制栅极电压来实现。
场效应管有两种主要类型：增强型和耗尽型。
增强型FET的栅极电压增加时，漏极电流也增加。
耗尽型FET的栅极电压增加时，漏极电流减小。
场效应管与三极管的一个重要区别是它的输入电阻更高，这使得场效应管在某些应用中更具优势。
《电工电子技术基础》_电子技术中常用半导体器件
半导体的导电机理与金属导体 的导电机理有本质的区别：金属 导体中只有一种载流子—自由电 子参与导电，半导体中有两种载 流子—自由电子和空穴参与导电 ，而且这两种载流子的浓度可以 通过在纯净半导体中加入少量的 有用杂质加以控制。
N型半导体中的多数载 流子是电子，能否认为 这种半导体就是带负电 的？为什么？
第3页
3. PN结的单向导电性
PN结具有单向导电的特性，也是由PN结构成的半 导体器件的主要工作机理。
PN结外加正向电压（也叫正向偏置）时，如左下图所示： 正向偏置时外加电场与内电场方向相反，内电场被削弱，多子 的扩散运动大大超过少子的漂移运动，N区的电子不断扩散到P 区，P区的空穴也不断扩散到N区，形成较大的正向电流，这时 称PN结处于导通状态。
因浓度基本上等于杂质原子的浓度，所以基本上不受温 度影响。
2. 半导体在热（或光照等 ）作用下产生电子、空穴对，这种现象称为 本征激发；电子、空穴对不断激发产生的同时，运动中的电子又会 “跳进 ”另一个空穴，重新被共价键束缚起来，这种现象称为复合，即复合中电 子空穴对被“吃掉”。在一定的温度下，电子、空穴对的产生和复合都在 不停地进行，最终处于一种平衡状态，平衡状态下半导体中载流子浓度一
6.2 半导体二极管
1. 二极管的结构和类型
一个PN结加上相应的电极引线并用管壳封装起来，就构成了 半导体二极管，简称二极管，接在P型半导体一侧的引出线称为阳 极；接在N型半导体一侧的引出线称为阴极。
半导体二极管按其结构不同可分为点接触型和面接触型两类。 点接触型二极管PN结面积很小，因而结电容小，适用于高频几 百兆赫兹下工作，但不能通过很大的电流。主要应用于小电流的整 流和高频时的检波、混频及脉冲数字电路中的开关元件等。
《电工电子技术基础》_电子技术中常用半导体器件
体
•硅和锗 的简化 原子模 型。
•这是硅和锗构成的 共价键结构示意图 • 晶体结构中的 共价键具有很强的 结合力，在热力学 零度和没有外界能
量激发时，价电子
没有能力挣脱共价
•一般情况下，本征半导体中的载流子浓
键束缚，这时晶体 中几乎没有自由电
度很小，其导电能力较弱，且受温度影响 子，因此不能导电
很大，不稳定，因此其用途还是很有限的
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•讨论题
•半导体导电机理 •和导体的导电机
• 半导体的导电机理与金属导体 的导电机理有本质的区别：金属 导体中只有一种载流子—自由电
•理有什么区别？
子参与导电，半导体中有两种载
流子—自由电子和空穴参与导电
，而且这两种载流子的浓度可以
•杂质半导体中的多数载
通过在纯净半导体中加入少量的
• 面接触型二极管PN结面积大，因而能通过较大的电流，但其
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•3. PN结
• P型和N型半导体并不能直接用来制造半导体器件。通常是在N型或 P型半导体的局部再掺入浓度较大的三价或五价杂质，使其变为P型或N 型半导体，在P型和N型半导体的交界面就会形成PN结。
•PN结是构成各种半导体器件的基础。
• 左图所示的是一块晶片，两边分别形成 P型和N型半导体。为便于理解，图中P区仅 画出空穴（多数载流子）和得到一个电子的 三价杂质负离子，N区仅画出自由电子（多 数载流子）和失去一个电子的五价杂质正离 子。根据扩散原理，空穴要从浓度高的P区 向N区扩散，自由电子要从浓度高的N区向P 区扩散，并在交界面发生复合(耗尽），形 成载流子极少的正负空间电荷区如图中间区 域，这就是PN结，又叫耗尽层。
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电路中的半导体器件基础知识总结
电路中的半导体器件基础知识总结电路中的半导体器件是电子技术的重要组成部分，广泛应用于各种电子设备和系统中。
了解和掌握半导体器件的基础知识对于工程师和电子爱好者来说至关重要。
本文将对半导体器件的基础知识进行总结，包括半导体材料、二极管、场效应管和晶体三极管等方面。
一、半导体材料半导体器件的基础是半导体材料。
半导体材料具有介于导体和绝缘体之间的导电性能，其电阻随着温度的变化而变化。
常用的半导体材料有硅和锗。
硅是最重要的半导体材料之一，应用广泛。
半导体材料的导电特性由材料中的杂质控制，将适当的杂质加入纯净的半导体中可以改变其导电性能，这就是掺杂。
二、二极管二极管是一种最简单的半导体器件，它由正负两极组成。
二极管的主要作用是对电流进行整流，也可以用于稳压、开关等电路。
二极管的工作原理是利用PN结的特性。
PN结是由P型半导体和N型半导体连接而成，在PN结的接触面上形成空间电荷区，通过控制电势差，可以控制空间电荷区的导电状态。
在正向偏置时，电流可以从P端流向N端，形成导通状态；在反向偏置时，电流不能从N端流向P端，形成截止状态。
三、场效应管场效应管是一种三电极器件，由栅极、漏极和源极组成。
场效应管的工作原理是利用栅极电场的调控作用来控制漏极和源极之间的电流。
常用的场效应管有MOSFET（金属氧化物半场效应晶体管）和JFET（结型场效应晶体管）等。
MOSFET主要由金属栅极、绝缘层和半导体构成，栅极电压的变化可以控制漏极和源极之间的电流；JFET 主要由PN结构成，通过栅极电压的变化来控制漏极和源极之间的空间电荷区的导电状态。
四、晶体三极管晶体三极管是一种三电极器件，由发射极、基极和集电极组成。
晶体三极管的主要作用是放大和控制电流。
晶体三极管的工作原理是利用少数载流子在不同电极之间的输运和扩散来实现，发射极和基极之间的电流变化可以通过集电极和基极之间的电流放大。
晶体三极管有NPN型和PNP型两种，其中NPN型的晶体三极管发射极和基极连接为N型半导体，集电极为P型半导体；PNP型的晶体三极管发射极和基极连接为P型半导体，集电极为N型半导体。
第6章半导体器件复习练习题
第6章半导体器件复习练习题一、填空题1．本征半导体中价电子挣脱共价键的束缚成为自由电子，留下一个空位称为空穴，它们分别带负电和正电，称为载流子。
2．在本征半导体中掺微量的五价元素，就称为N型半导体，其多数载流子是自由电子，少数载流子是空穴，它主要依靠多数载流子导电。
3．在本征半导体中掺微量的三价元素，就称为P型半导体，其多数载流子是空穴，少数载流子是自由电子，它主要依靠多数载流子导电。
4．PN结加正向电压时，有较大的电流通过，其电阻较小，加反向电压时处于截止状态，这就是PN结的单向导电性。
5．在半导体二极管中，与P区相连的电极称为正极或阳极，与N区相连的电极称为负极或阴极。
6．晶体管工作在截止区的条件是：发射结反向偏置，集电结反向偏置。
7．晶体管工作在放大区的条件是：发射结正向偏置，集电结反向偏置。
8．晶体管工作在饱和区的条件是：发射结正向偏置，集电结正向偏置。
9．三极管I B、I C、I E之间的关系式是（I E＝I B＋I C），•I C/I B的比值叫直流电流放大系数，△I C/△I B的比值叫交流电流放大系数。
10．在电子技术中三极管的主要作用是：具有电流放大作用和开关作用。
11．若给三极管发射结施加反向电压，可使三极管处于可靠的截止状态。
12．已知某PNP型三极管处于放大状态，测得其三个电极的电位分别为-9V 、-6V和-6.2V，则三个电极分别为集电极、发射极和基极。
13．已知某NPN型三极管处于放大状态，测得其三个电极的电位分别为9V 、6V和6.2V，则三个电极分别为集电极、发射极和基极。
14．N型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。
15．P型半导体中空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。
16．给半导体PN结加正向电压时，电源的正极应接半导体的 P 区，电源的负极通过电阻接半导体的 N 区。
17．给半导体PN结加反向电压时，电源的正极应接半导体的 N 区，电源的负极通过电阻接半导体的 P 区。