半导体二极管三极管和场效应管
第4章半导体二极管及其应用电子电路区别于以前所学电路的主要特点是电路中引入各种电子器件。
电子器件的类型很多，目前使用得最广泛的是半导体器件——二极管、稳压管、晶体管、绝缘栅场效应管等。
由于本课程的任务不是研究这些器件内部的物理过程，而是讨论它们的应用，因此，在简单介绍这些器件的外部特性的基础上，讨论它们的应用电路。
4.1 PN结和半导体二极管4.1.1 PN结的单向导电性我们在物理课中已经知道，在纯净的四价半导体晶体材料（主要是硅和锗）中掺入微量三价（例如硼）或五价（例如磷）元素，半导体的导电能力就会大大增强。
这是由于形成了有传导电流能力的载流子。
掺入五价元素的半导体中的多数载流子是自由电子，称为电子半导体或N型半导体。
而掺入三价元素的半导体中的多数载流子是空穴，称为空穴半导体或Ｐ型半导体。
在掺杂半导体中多数载流子（称多子）数目由掺杂浓度确定，而少数载流子（称少子）数目与温度有关，并且温度升高时，少数载流子数目会增加。
在一块半导体基片上通过适当的半导体工艺技术可以形成Ｐ型半导体和Ｎ型半导体的交接面，称为PN结。
PN结具有单向导电性：当PN结加正向电压时，Ｐ端电位高于N端，PN 结变窄,由多子形成的电流可以由Ｐ区向Ｎ区流通，见图4-1 (a),而当PN结加反向电压时，Ｎ端电位高于Ｐ端，PN结变宽,由少子形成的电流极小，视为截止(不导通)，见图4-1 (b)。
4.1.２半导体二极管半导体二极管就是由一个PN结加上相应的电极引线及管壳封装而成的。
由Ｐ区引出的电极称为阳极，Ｎ区引出的电极称为阴极。
因为PN结的单向导电性，二极管导通时电流方向是由阳极通过管子内部流向阴极。
二极管的种类很多，按材料来分，最常用的有硅管和锗管两种；按结构来分，有点接触型，面接触型和硅平面型几种；按用途来分，有普通二极管、整流二极管、稳压二极管等多种。
（a ）符号 （b ）点接触型 （c ）面接触型 （d ）硅平面型 （e ）外形示意图图4-2 常用二极管的符号、结构和外形示意图图4-2是常用二极管的符号、结构及外形的示意图。
二极管的符号如图4-2（a ）所示。
箭头表示正向电流的方向。
一般在二极管的管壳表面标有这个符号或色点、色圈来表示二极管的极性，左边实心箭头的符号是工程上常用的符号，右边的符号为新规定的符号。
从工艺结构来看，点接触型二极管（一般为锗管）如图4-2(b)其特点是结面积小，因此结电容小，允许通过的电流也小，适用高频电路的检波或小电流的整流，也可用作数字电路里的开关元件；面接触型二极管（一般为硅管）如图4-2(c)其特点是结面积大，结电容大，允许通过的电流较大，适用于低频整流；硅平面型二极管如图4-2(d)，结面积大的可用于大功率整流，结面积小的，适用于脉冲数字电路作开关管。
4.1.3 二极管的伏安特性二极管的电流与电压的关系曲线I = f （V ），称为二极管的伏安特性。
其伏安特性曲线如图4-3所示。
二极管的核心是一个PN 结，具有单向导电性，其实际伏安特性与理论伏安特性略有区别。
由图4-3可见二极管的伏安特性曲线是非线性的，可分为三部分：正向特性、反向特性和反向击穿特性。
1． 正向特性当外加正向电压很低时，管子内多数载流子的扩散运动没形成，故正向电流几乎为零。
当正向电压超过一定数值时，才有明显的正向电流，这个电压值称为死区电压，通常硅管的死区电压约为0.5V ，锗管的死区电压约为0.2V ，当正向电压大于死区电压后，正向电流迅速增长，曲线接近上升直线，在伏安特性的这一部分，当电流迅速增加时，二极管的正向压降变化很小，硅管正向压降约为0.6～0.7V ，锗管的正向压降约为0.2～0.3V 。
二极管的伏安特性对温度很敏感，温度升高时，正向特性曲线向左移，如图4-3所示，这说明，对应同样大小的正向电流，正向压降随温升而减小。
研究表明，温度每升高10C ，正向压降减小2mV。
2. 反向特性二极管加上反向电压时，形成很小的反向电流，且在一定温度下它的数量基本维持不变，因此，当反向电压在一定范围内增大时，反向电流的大小基本恒定，而与反向电压大小无关，故称为反向饱和电流，一般小功率锗管的反向电流可达几十μA，而小功率硅管的反向电流要小得多，一般在0.1μA以下，当温度升高时，少数载流子数目增加，使反向电流增大，特性曲线下移，研究表明，温度每升高100C ，反向电流近似增大一倍。
3．反向击穿特性当二极管的外加反向电压大于一定数值（反向击穿电压）时，反向电流突然急剧增加称为二极管反向击穿。
反向击穿电压一般在几十伏以上。
4.1.4 二极管的主要参数二极管的特性除用伏安特性曲线表示外，参数同样能反映出二极管的电性能,器件的参数是正确选择和使用器件的依据。
各种器件的参数由厂家产品手册给出，由于制造工艺方面的原因，既使同一型号的管子，参数也存在一定的分散性，因此手册常给出某个参数的范围，半导体二极管的主要参数有以下几个：１．最大整流电流I DMI DM指的是二极管长期工作时，允许通过的最大的正向平均电流。
在使用时，若电流超过这个数值，将使ＰＮ结过热而把管子烧坏。
２．反向工作峰值电压V RMV RM是指管子不被击穿所允许的最大反向电压。
一般这个参数是二极管反向击穿电压的一半，若反向电压超过这个数值，管子将会有击穿的危险。
３．反向峰值电流I RMI RM是指二极管加反向电压V RM时的反向电流值，I RM越小二极管的单向导电性愈好。
I RM 受温度影响很大，使用时要加以注意。
硅管的反向电流较小，一般在几微安以下，锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。
４．最高工作频率ƒM二极管在外加高频交流电压时，由于ＰＮ结的电容效应，单向导电作用退化。
ƒM指的是二极管单向导电作用开始明显退化的交流信号的频率。
4.1.5 二极管的等效电路及其应用由于二极管的伏安特性是非线性的，为了分析计算方Array便，在特定的条件下，我们可以将其线性化处理，视为理想元件。
1．理想二极管等效电路在电路中，若二极管导通时的正向压降远小于和它串联元件的电压，二极管截止时反向电流远小于与之并联元件的电流，那么可以忽略管子的正向压降和反向电流把二极管理想化为一个开关，当外加正向电压时，二极管导通，正向压降为０，相当于开关闭合，当外加反向电压时，二极管截止，反向电流为０，相当于开关断开，理想二极管的等效电路如图4-4。
利用理想二极管表示实际二极管进行电路的分析和计算可以得出比较满意的结果，但稍有一些误差。
2．二极管应用电路举例二极管的应用范围很广，主要都是利用它的单向导电性。
下面介绍几种应用电路。
(1) 限幅电路：限幅器的功能就是限制输出电压的幅度。
例4-1 图4-5（a ）就是利用二极管作为正向限幅器的电路图。
已知v i = V m sin ωt ，且V m >V S ，试分析工作原理，并作出输出电压v o 的波形。
解：a) 二极管导通的条件是v i ＞V S ，由于D 为理想二极管，D 一旦导通，管压降为零，此时v o ＝ V Sb ） 当v i ≤V S 时，二极管截止，该支路断开，R 中无电流，其压降为０。
所以v o ＝v ic) 根据以上分析，可作出v o 的波形，如图4-5（b ）所示，由图可见，输出电压的正向幅度被限制在V S 值。
注意：作图时，v o 和v i 的波形在时间轴上要对应，这样才能正确反映v o 的变化过程。
(2) 二极管门电路门电路是一种逻辑电路，在输入信号（条件）和输出信号（结果）之间存在着一定的因果关系即逻辑关系。
在逻辑电路中，通常用符号0和1来表示两种对立的逻辑状态。
用1表示高电平，用0表示低电平，称为正逻辑，反之为负逻辑。
基本的逻辑关系有三种：与逻辑、或逻辑、非逻辑。
与此相对应的门电路就有与门、或门、非门。
由这三种基本门电路可以组成其他多种复合门电路。
例4-2 图 4-6所示为最简单的与门电路及逻辑图符号。
它是由二极管D 1、D 2和电阻R 及电源V CC 组成。
图中A 、B 为两个输入端，F 为输出端。
设V CC =5V ，A 、B 输入端的高电平（逻辑1）为3V ，低电平（逻辑0）为0V ， 并忽略二极管D 1、D 2的正向导通压降。
试分析电路的输入与输出之间的关系。
解：（1）当输入端AB 均为低电平0时，即V A = V B = 0V 时，二极管D 1、D 2均为正向偏置而导通，使输出端F 的电压V F = 0V ，即输出端F 为低电平0。
（2）当输入端A 为低电平0，B 为高电平1，即V A = 0V ，V B = 3V 时，D 1阴极电位低于D2阴极电位，D1导通，使V F =0V，因而D2为反向偏置而截止，输出端F为低电平0。
（3）当输入端A为高电平1，B为低电平0，即V A = 3V，V B =0V时，D1、D2的工作情况与（2）相反，输出端F仍为低电平0。
（4）当输入端A、B均为高电平1时，即V A =V B =3V时，D1、D2均为正向偏置而导通，使输出端F的电压V F =3V，即输出端F为高电平1。
从上述分析可知，只有当所有输入端都是高电平1时，输出端才是高电平1，否则输出端均为低电平0。
这种“只有当决定一事件结果的所有条件都满足时，结果才发生”的逻辑关系称为与（And）逻辑，与门电路满足与逻辑关系。
与逻辑也称为逻辑乘、与运算。
通常用符号“·”表示，设A、B、F分别为逻辑变量，则与运算的表达式可写成以下形式：F＝A·B或F＝AB上式读作F等于A与B。
逻辑与的含义是：只有输入变量A、B都为1 时，输出变量F才为1；只要A、B中有一个为0，F便为0。
换言之，也就是“有0出0，全1出1”。
这一结论也适合于有多个变量参加的与运算。
表4-1列出了图4-6所示电路输入与输出逻辑电平的关系。
但在逻辑电路分析中，通常用逻辑0、1来描述输入与输出之间的关系，所列出的表称为真值表（即逻辑状态表）。
上述与门的真值表如表4-2所示。
另外，图4-7给出了或门电路及逻辑图符号。
它也是由二极管和电阻组成的。
图中A、B 是两个输入端，F是输出端。
设A、B输入端的高电平（逻辑1）为3V，低电平（逻辑0）为0V，并忽略二极管D1、D2的正向导通压降。
通过分析（详细过程读者可以自己分析）可知，只要A 、B当中有一个是高电平（逻辑1）输出就是高电平（逻辑1）。
只有当A、B同时为低电平（逻辑0）时，输出才是低电平（逻辑0）。
这种“在决定一事件结果的所有条件中，只要有一个或一个以上满足时结果就发生”的逻辑关系称或（Or）逻辑。
或门电路满足或逻辑关系。
或逻辑也称为逻辑加、或运算。
通常用符号“＋”来表示，设A、B、F分别为逻辑变量，则或运算的表达式可写成以下形式：F＝A＋B上式读作F等于A或B。
场效应管与三极管基础知识讲解
mos管分四种，N沟道增强型和耗尽型，P沟道增强型和耗尽型。
箭头指向g 的且带虚线的为N增强，没有虚线的为N耗尽。
箭头背向g端的且带虚线的为P增强，不带虚线则为P耗尽。
希望说的你能明白，小妹新手，多多关照！有没说清楚的继续，呵呵···场效应管三极管开关电路基础发布时间：2008-12-08 23:08:32三极管简介:三极管的种类很多，并且不同型号各有不同的用途。
三极管大都是塑料封装或金属封装，常见三极管的外观，有一个箭头的电极是发射极，箭头朝外的是NPN型三极管，而箭头朝内的是PNP型。
实际上箭头所指的方向是电流的方向。
图1双极面结型晶体管有两个类型：npn和pnp。
npn类型包含两个n 型区域和一个分隔它们的p型区域；pnp类型则包含两个p型区域和一个分隔它们的n型区域，图2和图3分别是它们的电路符号。
以下的说明将集中在npn BJT。
图2: npn BJT 的电路符号图3: pnp BJT 的电路符号BJT工作于三种不同模式：截止模式、线性放大模式及饱和模式，见图4。
图4 四种工作模式BJT在电子学中是非常重要的元件。
它们被广泛应用在其他展品中，特别是模拟电路里的放大器和数码电路里的电子开关。
开关电路原则a. BJT三极管Transistors只要发射极e 对电源短路就是电子开关用法N管发射极E 对电源负极短路. 低边开关;b-e 正向电流饱和导通P管发射极E 对电源正极短路. 高边开关 ;b-e 反向电流饱和导通b. FET场效应管MOSFET只要源极S 对电源短路就是电子开关用法N管源极S 对电源负极短路. 低边开关;栅-源正向电压导通P管源极S 对电源正极短路. 高边开关;栅-源反向电压导通总结:低边开关用 NPN 管高边开关用 PNP 管三极管b-e 必须有大于C-E 饱和导通的电流场效应管理论上栅-源有大于漏-源导通条件的电压就就OK假如原来用NPN 三极管作ECU 氧传感器加热电源控制低边开关则直接用N-Channel 场效应管代换;或看情况修改下拉或上拉电阻基极--栅极集电极--漏极发射极--源极NPN和PNP 开关三极管（1）我把NPN三极管看成一个三个脚继电器.基极-----就是一个小电流的.继电器的信号吧集电极-----可以说是正极吧发射极------可以说负极吧有一个小电流流入了基极的话那么集电极和发射极就会通.（2）PNP三极管看成一个三个脚继电器.基极-----就是一个小电流的继电器信号集电极-----可以说是正极吧发射极------可以说负极吧有一个小电流流出了基极的话，那么集电极和发射极就会通.三极管VS场效应管三极管BJT--------TRANSISTORS ----------- 电流驱动场效应管----- FET ------------------------- 电压驱动MOS场效应管MOSFET ................ 电压驱动2N70022n7002 IC产品型号的一种描述：晶体管极性:N沟道漏极电流, Id 最大值:280mA电压, Vds 最大:60V开态电阻, Rds(on):5ohm电压@ Rds测量:10V电压, Vgs 最高:2.1V功耗:0.2W工作温度范围:-55to 150封装类型:SOT-23针脚数:3SVHC(温度关注物质):Cobalt dichloride (18-Jun-2010) SMD标号:702功率, Pd:0.2W外宽:3.05mm外部深度:2.5mm外部长度/高度:1.12mm封装类型:SOT-23带子宽度:8mm晶体管数:1晶体管类型:MOSFET温度@ 电流测量:25°C满功率温度:25°C电压Vgs @ Rds on 测量:10V电压, Vds 典型值:60V电流, Id 连续:0.115A电流, Idm 脉冲:0.8A表面安装器件:表面安装通态电阻, Rds on @ Vgs = 10V:5ohm通态电阻, Rds on @ Vgs = 4.5V:5.3ohm阈值电压, Vgs th 典型值:2.1V阈值电压, Vgs th 最高:2.5VSVHC(高度关注物质)(附加):Bis (2-ethyl(hexyl)phthalate) (DEHP) (18-Jun-2010)MOS管的基本知识（转载）2011-05-07 06:39:32| 分类：电路硬件设计| 标签：|字号大中小订阅现在的高清、液晶、等离子电视机中开关电源部分除了采用了PFC技术外，在元器件上的开关管均采用性能优异的MOS 管取代过去的大功率晶体三极管，使整机的效率、可靠性、故障率均大幅的下降。
二极管和三极管原理
价电子 空穴
5、杂质半导体
本征半导体虽然有自由电子和空 穴两种载流子，但因为数目极少导 电能力依然很低。假如在其中掺入 微量旳杂质(某种元素)，这将使掺 杂后旳半导体(杂质半导体)旳导电 性能大大增强。
E 发射极
发射极 E
C IC B
IB E
IE
NPN型三极管
C IC B
IB E
IE
PNP型三极管
制成晶体管旳材料可觉得硅或锗
集电区：面 积大，掺杂 浓度中
B
基极
C 集电极
N P N
E
发射极
基区：很薄， 面积小，掺杂 浓度低
发射区：掺 杂浓度高
进入P区旳电子 少部分与基区旳 空穴复合，形成 电流IBE ，多数扩 散到集电结，形 成电流ICE 。
由以上分析可见：PN结具有单向导电性。即在PN 结上加正向电压时，PN结电阻很低正向电流较大(PN结 处于导通状态)，加反向电压时，PN结电阻很高，反向 电流很小(PN结处于截止状态)。
PN结旳反向击穿（详细请看备注）： ① 齐纳击穿 ② 雪崩击穿
三、双极型晶体管
双极型晶体管又称三极管。电路表达符号：BJT（Bipolar Junction Transistor）。因为有两种极性旳载流子（即多数载 流子和反极性旳少数载流子）参加导电，所以称为双极型晶体 管。根据功率旳不同具有不同旳外形构造。
• N型半导体
• P型半导体
N型半导体
第3讲 半导体三极管和场效应管
模 拟 电 子 技 术
3. U(BR)CEO — 基极开路时 C、E 极间反向击穿电压。 间反向击穿电压。 、 ) U(BR)CBO — 发射极开路时 C、B 极间反向击穿电压。 间反向击穿电压。 、 ) U(BR)EBO — 集电极极开路时 E、B 极间反向击穿电压。 间反向击穿电压。 、 ) U(BR)CBO > U(BR)CEO > U(BR)EBO ) ) )
2 4 6
1. 截止区： 截止区： IB ≤ 0 IC = ICEO ≈ 0 条件： 条件：两个结反偏
ICEO
O
IB = 0
8 /V
模 拟 电 子 技 术
4 3 2 1
iC / mA 50 µA 放大区 40 µA 30 µA 20 µA 10 µA 截止区
2 4 6
2. 放大区： 放大区：
N 沟道 JFET
P 沟道 JFET
模 拟 电 子 技 术
二、 MOS 场效应管 一、增强型 N 沟道 MOSFET (Mental Oxide Semi— FET) )
G D B S D
N+
1. 结构与符号
S
N+
G
耗 尽 层
(掺杂浓度低) 掺杂浓度低)
P 型衬底
用金属铝引出 用扩散的方法 在绝缘层上喷金属 在硅片表面生一层 SiO2 和漏极 铝引出栅极 G D 薄制作两个 N 区 源极 S 绝缘层 S — 源极 Source G — 栅极 Gate D — 漏极 Drain
xyz (a)
xyz
图2.3.1
(b)
模 拟 电 子 技 术 提示： 提示： （1）晶体管工作于放大状态的条件：NPN管：VC> ）晶体管工作于放大状态的条件： 管 VB>VE，PNP管：VE>VB>VC；（ ）导通电压：硅管 BE|= ；（2）导通电压：硅管|V 管 0.6~0.7V，硅管 BE|= 0.2~0.3V， ，硅管|V ，
二极管、三极管和MOS管
一、二极管三极管MOS器件基本原理P-N结及其电流电压特性晶体二极管为一个由 p 型半导体和 n 型半导体形成的 p-n 结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。
当不存在外加电压时，由于 p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。
当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流：。
当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流 I0 。
当外加的反向电压高到一定程度时， p-n 结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。
双极结型三极管相当于两个背靠背的二极管 PN 结。
正向偏置的 EB 结有空穴从发射极注入基区，其中大部分空穴能够到达集电结的边界，并在反向偏置的 CB 结势垒电场的作用下到达集电区，形成集电极电流 IC 。
在共发射极晶体管电路中 , 发射结在基极电路中正向偏置 , 其电压降很小。
绝大部分的集电极和发射极之间的外加偏压都加在反向偏置的集电结上。
首页[1][2][3]下一页尾页由于 VBE 很小，所以基极电流约为 IB= 5V/50 k Ω = 0.1mA 。
如果晶体管的共发射极电流放大系数β = IC / IB =100, 集电极电流 IC= β*IB=10mA。
在500Ω的集电极负载电阻上有电压降VRC=10mA*500Ω=5V，而晶体管集电极和发射极之间的压降为VCE=5V，如果在基极偏置电路中叠加一个交变的小电流ib，在集电极电路中将出现一个相应的交变电流ic，有c/ib=β，现了双极晶实体管的电流放大作用。
金属氧化物半导体场效应三极管的基本工作原理是靠半导体表面的电场效应，在半导体中感生出导电沟道来进行工作的。
当栅 G 电压 VG 增大时， p 型半导体表面的多数载流子棗空穴逐渐减少、耗尽，而电子逐渐积累到反型。
(二极管、三极管)
P型半导体
硅原子 空穴
Si B
Si
Si
硼原子
P型硅表示
空穴被认为带一个单位的正电荷，并且 可以移动
杂质半导体的示意表示法
－ － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － －
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
P型半导体
N型半导体
§2 PN结及半导体二极管
2.1 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，经过载流子的扩散， 在它们的交界面处就形成了PN结。
内电场越强，就使漂移运动 越强，而漂移使空间电荷区 变薄。 P型半导体 少数载流 子（少子） 在内电场 作用下， 有规则的 运动称为 漂移运动； 形成漂移 电流。
EC
RB EB
IEP E
IEN
IE
发射结正偏， 发射区电子 不断向基区 扩散，形成 发射极电流 IEN。
PN 结反向偏置
PN 结 处于截 止状态
反向电流极小，称 反向截止。
PN 结反向偏置的意思是： P 区加负、N 区加正电压。
空间电荷区 变厚 － － + + + +
内电场被加强，多子的扩 散受抑制。少子漂移加强， 但少子数量有限，只能形 成较小的反向电流。
(2)伏安特性 I
I
U
+
反向击穿电 压U(BR)
导通压降: 硅 管0.6~0.7V,锗 管0.2~0.3V。
半导体的导电特性
半导体
本征半导体 杂质半导体
P型半导体(空穴型） N型半导体（电子型）
常用半导体材料硅和锗的原子结构
价电子：最外层的电子受原子核的束缚最 小，最为活跃，故称之为价电子。 最外层有几个价电子就叫几价元素， 半导体材料硅和锗都是四价元素。
Si+14 2 8 4
Ge+32 2 8 18 4
2. 半导体的内部结构及导电方式：
一是势垒电容CB 二是扩散电容CD
(1) 势垒电容CB
势垒电容是由空间电荷区的离子薄层形成的。 当外加电压使PN结上压降发生变化时，离子薄层 的厚度也相应地随之改变，这相当PN结中存储的 电荷量也随之变化，犹如电容的充放电。
图 01.09 势垒电容示意图
(2) 扩散电容CD
扩散电容是由多子扩散后，在PN结的另一侧 面积累而形成的。因PN结正偏时，由N区扩散 到P区的电子，与外电源提供的空穴相复合，形 成正向电流。刚扩散 过来的电子就堆积在P 区内紧靠PN结的附近， 形成一定的多子浓度 梯度。
vi
RL vo
vo
t
例3：设二极管的导通电压忽略，已知
vi=10sinwt(V)，E=5V，画vo的波形。
vi 10v
5v
R
t
D
vo
vi
E
vo
5v
t
例4：电路如下图，已知v=10sin(t)(V)，
E=5V，试画出vo的波形
vi
解：
t
vD
t
例5：VA=3V, VB=0V，求VF (二极管的导 通电压忽略)
根据理论推导，二极管的伏安特性曲线可用下式表示
V
I IS (e VT 1)
式中IS 为反向饱和电流，V 为二极管两端的电压降 ，VT =kT/q 称为温度的电压当量，k为玻耳兹曼常数 ，q 为电子电荷量，T 为热力学温度。对于室温（相 当T=300 K），则有VT=26 mV。
第六章 半导体技术
第一节、半导体特性和PN结 第一节、半导体特性和PN结
四）半导体中的载流子 4、共价键中的价电子由于不能自由移动，不能参与 导电，价电子不是载流子。 5、价电子游离出来后，在共价键中 空穴 自由电子 留下一个空格，称该其为空穴。 空穴带一个单位正电荷（即空穴带正 +Si Si 电）。 Si Si 6、在电场的作用下，邻近共价键中 的价电子游离出来填补这个空穴， 价电子 从而在邻近形成新的空穴，这相当于 空穴在移动，空穴也是一种载流子。
第一节、半导体特性和PN结 第一节、半导体特性和PN结
四）PN结的形成及导电特性 四）PN结的形成及导电特性 1、有了P型半导体和N型半导体，为什么还需要PN 、有了P型半导体和N型半导体，为什么还需要PN 结？ 2、在分析PN结的过程中需要了解的几个基本概念： 、在分析PN结的过程中需要了解的几个基本概念： 扩散、空间电荷区、内电场、漂移、扩散与漂移 达到的动态平衡。
Si Si Si
四）半导体中的载流子 1、载流子：半导体中的一种导电粒子， 它能参与导电。
Si
第一节、半导体特性和PN结 第一节、半导体特性和PN结
四）半导体中的载流子 2、在0K（-273℃）时，本征半导体内没有可自由移 、在0K（ 273℃ 动的导电粒子，它是不能导电的。 3、如果本征半导体受到能量的激发（加热或光照 射），某些共价键中的价电子因获得能量，从而 脱离原子核的吸引，从共价键中游离出来成为自 由电子（这类自由电子能自由移动，能参与导电， 称为载流子），这时本征半导体就具备了导电的 能力（因为它内部有了载流子）。这时给本征半 导体加上电场，在电场的作用下，载流子作定向 运动就形成了电流，我们说半导体导电了。
第一节、半导体特性和PN结 第一节、半导体特性和PN结
二极管、三极管与场效应管
电子元器件知识：二极管、三极管与场效应管。
一、半导体二极管2、半导体二极管的分类分类：a 按材质分：硅二极管和锗二极管；b按用途分：整流二极管，检波二极管，稳压二极管，发光二极管，光电二极管，变容二极管。
3、半导体二极管在电路中常用“D”加数字表示，如：D5表示编号为5的半导体二极管。
4、半导体二极管的导通电压是:a;硅二极管在两极加上电压,并且电压大于0.6V时才能导通,导通后电压保持在0.6-0.8V之间.B;锗二极管在两极加上电压,并且电压大于0.2V时才能导通,导通后电压保持在0.2-0.3V之间.5、半导体二极管主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。
6、半导体二极管可分为整流、检波、发光、光电、变容等作用。
7、半导体二极管的识别方法：a;目视法判断半导体二极管的极性:一般在实物的电路图中可以通过眼睛直接看出半导体二极管的正负极.在实物中如果看到一端有颜色标示的是负极,另外一端是正极.b;用万用表(指针表)判断半导体二极管的极性:通常选用万用表的欧姆档(R﹡100或R﹡1K),然后分别用万用表的两表笔分别出接到二极管的两个极上出,当二极管导通,测的阻值较小(一般几十欧姆至几千欧姆之间),这时黑表笔接的是二极管的正极,红表笔接的是二极管的负极.当测的阻值很大(一般为几百至几千欧姆),这时黑表笔接的是二极管的负极,红表笔接的是二极管的正极.c;测试注意事项：用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。
8、变容二极管是根据普通二极管内部“PN结”的结电容能随外加反向电压的变化而变化这一原理专门设计出来的一种特殊二极管。
变容二极管在无绳电话机中主要用在手机或座机的高频调制电路上，实现低频信号调制到高频信号上，并发射出去。
在工作状态，变容二极管调制电压一般加到负极上，使变容二极管的内部结电容容量随调制电压的变化而变化。
各种二极管的性能和应用
PN 结 在一块纯净的半导体晶片上，采用特殊的掺杂工艺，在两侧分别掺入三价元素和 五价元素。一侧形成P型半导体，另一侧形成N型半导体，如图6.2所示。 在结合面的两侧分别留下了不能移动的正负离子，呈现出一个空间电荷区。这个 空间电荷区就称为PN结。
PN结单向导电性－－正偏（P＋N－）导通，反偏（P－N＋）载止。
PN结
2/33
Diode
二极管 1： 二极管的分类。 LG二极管按功能分类： 1.整流二极管（Rectifier Diode） 2.开关二极管（Switching Diode）也叫快速恢复二极管 3.肖特基二极管（Schottky Diode） 3.稳压管（Zener Diode） 4.瞬态电压抑制二极管（TVS Diode） 5.发光二极管（Light-emitting Diode） 6.其他类型：红外二极管（LED的一种，遥控器）， 变容二极管（Varactor Diode，高频调谐，早期收音模块）， 光电二极管（Photo Diode，光信号转电信号，接收头一部分/SMPS PC901/激光头ABCD）， 二极管的结构如右图所示。
30 C′
R
1 A′ 00
C
A 0.2 0.4 5 - 0.6 0.8 5 （μA ）
uv/V
D D′
图1.7 二极管伏安特性曲线
这个电流愈小二极管的单向导电性愈好。温升时，IRM增大。
2/33
Diode
3.二极管级间电容 二极管的两极之间有电容，此电容由两部分组成：势垒电容CB和扩散电容CD。 当外加电压发生变化时，耗尽层的宽度要相应地随之改变，即PN结中存储的电荷量要随之变化，就像电容充放电一样。
Zener Diode （稳压二极管）
TVS Diode （瞬态抑制电压二 极管）
电路课件第4章半导体二极管、三极管和场效应管
Part
04
场效应管
场效应管的结构与工作原理
结构
场效应管主要由源极、栅极和漏极三个电极组成，其中源极和漏极通常由N型或P型半导 体材料制成，而栅极则由绝缘材料制成。
工作原理
场效应管通过在栅极上施加电压来控制源极和漏极之间的电流，从而实现放大或开关功 能。
场效应管的类型与特性
类型
场效应管有多种类型，如NMOS、PMOS、CMOS等，每种类型具有不同的特性 和应用场景。
三极管的类型与特性
类型
根据材料和结构，三极管可分为 NPN、PNP和硅平面管等类型。
温度特性
三极管的工作受温度影响较大， 温度升高会导致三极管的性能下 降。
特性
不同类型三极管具有不同的特性， 如电流放大倍数、频率响应、功 耗等。
参数
三极管的主要参数包括电流放大 倍数、频率响应、功耗等，这些 参数决定了三极管的应用范围。
特性
场效应管具有输入阻抗高、噪声低、动态范围大等特性，使其在模拟电路和数字 电路中都有广泛的应用。
场效应管的应用
01
02
03
放大器
场效应管可作为放大器使 用，用于放大微弱信号。
开关电路
由于场效应管具有开关特 性，因此可用于开关电路 中实现高速切换。
集成电路
在现代集成电路中，场效 应管已成为主要的元件之 一，用于实现各种逻辑功 能和信号处理。
二极管的类型与特性
类型
硅二极管、锗二极管、肖特基二极管、PIN二极管等。
特性
正向导通压降、反向击穿电压、温度系数等。
二极管的应用
整流
将交流电转换为直流电，如家用 电器中的电源整流器。
稳压
通过串联或并联方式稳定电路中 的电压，如稳压二极管。