4常用半导体分立器件详解
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分立器件是一类在电子电路中起关键作用的器件，它们具有独立的结构和功能，主要包括二极管、晶体管和场效应管等。
这些器件以半导体材料为基础，通过控制电流和电压的流动，实现电路的放大、开关和整流等功能。
本文将对半导体分立器件的原理和应用进行介绍。
首先，我们来了解一下半导体分立器件的基本原理。
在半导体材料中，通过控制材料的掺杂浓度和结构，可以调整其电导率。
二极管是最基本的半导体器件之一，它由正向偏置和反向偏置两种电压工作状态。
在正向偏置状态下，由于P型半导体的空穴和N型半导体的电子迁移，形成电流流动，实现电压降和信号整流。
而在反向偏置状态下，两种半导体间形成的带隙堵塞了电流流动，起到了阻止电流的作用。
晶体管是一种通过控制电流和电压的放大作用，实现信号放大的关键器件。
它由由P型半导体、N型半导体和掺杂荷载剂组成。
晶体管具有三个不同的端口：发射极（E）, 基极（B）和集电极（C）。
当以正向偏置方式工作时，基极电流控制集电极电流的放大。
晶体管在放大电路中起着很重要的作用，如放大音频信号和射频信号等。
场效应管是一种利用电场调控电流和电压，实现信号放大和开关控制的器件。
它主要由栅极、漏极和源极组成。
当栅极施加正向电压时，形成电场，调控漏极和源极之间电流的流动，实现信号放大。
而当栅极施加负向电压时，电场被消除，电流被阻断，实现信号开关。
半导体分立器件具有诸多优势，使得它们在电子电路中得到广泛应用。
首先，它们具有小型化、轻便、低功耗的特点，便于集成电路的制造和使用。
其次，半导体分立器件的可靠性和稳定性较高，具有长期稳定的性能。
此外，半导体分立器件的响应速度较快，功率损耗较小，适用于高频和高速应用场景。
半导体分立器件在许多领域中起到至关重要的作用。
首先，在通信和网络领域中，半导体分立器件被广泛应用于无线通信设备、卫星通信和光纤通信等系统中，实现信号处理和数据传输。
此外，它们还被应用于电源管理、传感器、医疗设备、汽车电子和家用电器等领域中。
功率半导体分立器件
功率半导体分立器件
功率半导体分立器件是一种高性能、高可靠性的半导体器件，广
泛应用于电力电子、工业控制、交通运输、航空航天等领域，有着非
常重要的作用。
首先，功率半导体分立器件有很高的电流、电压承受能力。
其主
要包括二极管、晶闸管、场效应管、绝缘栅双极晶体管等。
二极管和
晶闸管一般用来做整流、转换和开关电路。
而场效应管和绝缘栅双极
晶体管则用于功率开关、调速、逆变等电路。
其次，功率半导体分立器件具有高速开关能力，并且具有低导通
电阻和低失真等特点。
这些性能可以极大地提高器件的效率和稳定性，同时也可以延长器件的使用寿命,降低制造成本。
最后，功率半导体分立器件也需要一定的驱动电路来控制其开关
过程。
常见的驱动电路包括电阻启动电路、强制导通、磁致动和光耦
隔离等。
这些驱动电路不仅能够有效地保护器件不受损坏，还可以提
高电路的安全性能和稳定性。
总的来说，功率半导体分立器件在现代工业控制、电力电子、新
能源等领域具有广泛应用。
其特有的高电流、电压承受能力和高速开
关等性能，为各类电子系统提供了强大的信号控制和发生作用能力，
并在现代化的工业环境中发挥了重要作用。
未来在电力电子、机器人
技术等领域的应用前景仍然很广阔。
半导体分立器件
半导体分立器件半导体分离器件是一种用于电子器件中的关键元件之一。
它广泛应用于手机、电脑、汽车、航空航天等领域，并且在许多电子产品中都起着重要的作用。
半导体分离器件是指由半导体材料构成，并且能够在电路中实现信号的切换、放大和调节等功能的器件。
其内部结构和工作原理各异，常见的半导体分离器件主要包括二极管、三极管、场效应管和集成电路等。
二极管是一种最简单的半导体分离器件，它由p型和n型半导体材料组成。
二极管具有良好的整流特性，能够将交流信号转换为直流信号。
在电子设备中，二极管常用于电源电路、放大电路和调理电路等。
三极管是一个电流放大器，由三个不同类型的半导体材料组成。
它具有放大、开关和运算等多种功能。
三极管可以通过控制其基极电流来调节其集电极电流，从而实现信号的放大和调节。
在电子设备中，三极管被广泛应用于放大器、振荡器和计时器等电路中。
场效应管是一种基于电场控制的半导体分离器件，其内部结构由栅极、源极和漏极组成。
场效应管可以通过控制栅极电压来调节漏极电流，从而实现信号的放大和调节。
场效应管具有响应速度快、功耗低和体积小等优点，在许多高频率和低功耗的电子设备中被广泛使用。
集成电路是一种将许多半导体分离器件集成到一个芯片上的技术。
它能够在一个小尺寸的芯片上实现复杂的电路功能，具有体积小、重量轻、功耗低和可靠性高等优点。
集成电路有各种类型，包括线性集成电路、数字集成电路和混合集成电路等，广泛应用于各种电子设备中。
半导体分离器件的发展为电子技术的进步做出了巨大贡献。
它不仅在通信、计算和控制等领域中发挥着重要作用，而且使得电子产品的体积不断缩小，性能不断提高。
随着科技的不断发展，半导体分离器件的功能和性能将会进一步提升，为人们带来更多便利和创新。
总而言之，半导体分离器件是电子器件中的重要组成部分，它能够实现信号的切换、放大和调节等功能。
二极管、三极管、场效应管和集成电路是常见的半导体分离器件，它们广泛应用于各种电子设备中。
功率半导体分立器件
功率半导体分立器件功率半导体分立器件是一种能够承受高电压和高电流的半导体器件，它们通常用于高功率电子设备中。
功率半导体分立器件包括晶闸管、场效应管、二极管和三极管等。
这些器件具有高效率、高可靠性和长寿命等优点，因此在现代电子设备中得到了广泛应用。
晶闸管是一种常见的功率半导体分立器件，它具有开关能力和控制能力。
晶闸管的主要作用是将电流从一个电路传递到另一个电路，同时可以通过控制电流的方式来控制电路的开关。
晶闸管的优点是具有高速度、高可靠性和长寿命等特点，因此在高功率电子设备中得到了广泛应用。
场效应管是另一种常见的功率半导体分立器件，它具有高速度、低噪声和低功耗等特点。
场效应管的主要作用是将电流从一个电路传递到另一个电路，同时可以通过控制电压的方式来控制电路的开关。
场效应管的优点是具有高效率、高可靠性和长寿命等特点，因此在现代电子设备中得到了广泛应用。
二极管是一种常见的功率半导体分立器件，它具有单向导电性和快速响应速度等特点。
二极管的主要作用是将电流从一个电路传递到另一个电路，同时可以通过控制电压的方式来控制电路的开关。
二极管的优点是具有高效率、高可靠性和长寿命等特点，因此在现代电子设备中得到了广泛应用。
三极管是一种常见的功率半导体分立器件，它具有高速度、高功率和高可靠性等特点。
三极管的主要作用是将电流从一个电路传递到另一个电路，同时可以通过控制电流的方式来控制电路的开关。
三极管的优点是具有高效率、高可靠性和长寿命等特点，因此在现代电子设备中得到了广泛应用。
功率半导体分立器件是现代电子设备中不可或缺的一部分。
它们具有高效率、高可靠性和长寿命等优点，可以帮助电子设备实现更高的性能和更长的寿命。
随着科技的不断发展，功率半导体分立器件将会得到更广泛的应用和更大的发展空间。
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
半导体分立器件半导体是一种特殊的材料，具有介于导体和绝缘体之间的导电能力。
它的独特性质使其成为现代电子领域中不可或缺的重要元素。
半导体分立器件则是利用半导体材料制造的单个电子器件，其功能广泛，应用范围广泛。
首先，让我们来了解一下半导体分立器件的种类。
常见的半导体分立器件有二极管、三极管、场效应晶体管（MOSFET）、双极型晶体管（BJT）、金属-半导体场效应管（MESFET）等。
这些器件根据其工作原理和电流流动方式的不同，具有各自独特的特性和用途。
首先，二极管是最简单的半导体分立器件之一。
它由一对P型和N 型半导体材料构成，具有单向导电性。
当电压施加在二极管上时，电流可以流动，但只能在一个方向上。
这使得二极管能够用于整流、开关和保护电路等应用中。
接下来是三极管，也称为双极型晶体管。
它由三个掺杂不同的区域组成，即基区、发射区和集电区。
通过外加电压的控制，三极管可以放大电流、实现电流控制和电压放大的功能。
因此，它广泛应用于放大器、开关和逻辑电路等电子设备中。
另一种常见的半导体分立器件是场效应晶体管（FET）。
FET是一种根据绝缘栅和半导体材料之间的电荷耦合来控制电流流动的器件。
它具有低功耗、高输入阻抗和快速开关速度的特点，因此被广泛应用于放大器、开关和模拟电路等领域。
金属-半导体场效应管（MESFET）是另一种重要的半导体分立器件。
它由金属电极、半导体材料和金属门电极构成。
MESFET的特点是具有高频特性、高功率放大和快速开关速度。
因此，它常被应用于射频和微波电路、高速通信和无线网络等领域。
半导体分立器件在现代电子设备中的应用无处不在。
它们可以实现信号放大、电流控制、电压整流和信号切换等功能。
根据具体的应用需求，选择合适的半导体分立器件可以提高电路的性能和稳定性。
总之，半导体分立器件是现代电子领域中不可或缺的重要组成部分。
通过了解各种不同类型的半导体分立器件及其特点和应用，我们可以更好地理解电子器件的工作原理和设计方法。
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工业中非常重要的一类元器件。
它们广泛应用于各种电子设备和系统中，包括通信设备、计算机、家用电器、汽车等。
本文将详细介绍半导体分立器件的概念、分类、特性以及应用领域。
半导体分立器件是指以半导体材料为基础，通过物理或化学的方法制造出来的电子器件。
与集成电路不同，分立器件是单个器件，具有独立的电气性能和功能。
半导体分立器件广泛应用于各种电子电路中，可以实现信号放大、开关控制、信号调整等功能。
半导体分立器件可以根据其功能和结构进行分类。
主要的分类包括二极管、三极管、场效应管、光电器件等。
二极管是最简单的一种分立器件，它具有只允许电流在一个方向上通过的特性。
三极管是一种三端器件，可以实现电流放大和开关控制功能。
场效应管是一种控制输出电流的器件，其输入电阻很高，可以应用在信号放大和开关控制电路中。
光电器件可以将光信号转换为电信号，广泛应用于光通信和光电传感器等领域。
半导体分立器件具有多种特性，这些特性决定了它们在电子电路中的应用。
首先，半导体分立器件具有高速开关特性，可以快速响应输入信号并控制输出信号。
其次，它们具有高电压和高电流承载能力，可以满足不同应用场景下的需求。
第三，半导体分立器件具有低功耗和高效传输特性，可以提高电子设备的性能和效率。
此外，它们还具有稳定性好、体积小、可靠性高等优点。
半导体分立器件在各个领域都有广泛的应用。
在通信设备领域，分立器件可以实现信号放大、开关控制、滤波器等功能，用于信号的传输和处理。
在计算机领域，分立器件用于逻辑电路和存储电路中，实现数据的处理和存储。
在家用电器领域，分立器件可以应用于电源控制、电机驱动、温度控制等方面。
在汽车电子领域，分立器件可以应用于发动机控制、车载电源、车载通信等系统。
总之，半导体分立器件是现代电子工业不可或缺的一部分。
它们在各个领域中扮演着重要的角色，实现了电子设备和系统的功能和性能。
随着科技的不断进步和创新，半导体分立器件将会继续发展和应用，为人类创造更多的福利和便利。
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电工电子学 chapter 4
晶体结构
共价键
+4 +4 +4
4.1 PN
4个价电子
+4
+4
+4
+14 2 8 4
+32 2 818 4
+4
+4 +4 +4
Si
Ge
惯性核
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共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形 18.10.11 成晶体。 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(Bonded Electron)，束缚电子很难 脱离共价键成为自由电子(Free～)，因此本征半导 体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力 很弱。
18.10.11
第四章 常用半导体分立器件 Diode, Transistor
电工电子学 chapter 4
1
半导体的基本知识与PN结 半导体二极管及其应用电路 双极型三极管 绝缘栅型场效应管
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学习要求：
18.10.11
对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标和 正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器件 的目的在于应用。 学会用工程观点分析问题，即根据实际情况，对 器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近似， 以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结果。 对电路进行分析计算时，只要能满足技术指标， 就不要过分追究精确的数值。 器件是非线性的、特性有分散性、RC 的值有误 差、工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。
电工电子学 chapter 4
半 导 体 的 基 本 知 识 与 结
9
注意：(1)在常温下，本征半导体中载流子浓度: Si：ni= pi=1.5×1010/cm3，Ge： ni= pi=2.5×1013/cm3, 与原子密度（约为1022/cm3量级）相比，是微不足道 的（1/3.3×1012 ），故本征半导体的导电性很弱，不 能直接用于制造半导体器件。 (2) 温度愈高， 载流子的数目愈多,半导体的导电性 能也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。
电工电子学 chapter 4
+4
+4
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+4
+4
+4
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+4
+4
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本征浓度 复合—自由电子和空穴在热运动中相遇而释放能 18.10.11 量，电子空穴成对消失。 自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复合。 在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡， 半导体中载流子便维持一定的数目。
电工电子学 chapter 4
在绝对零度（即T＝0）和 无外界激发时，硅和锗晶体中 由于没有传导电流的导电粒 子存在，所以不能导电。
+4
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18.10.11
本征激发－在常温下，由于热激发，使一些价电子
获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电 子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴 (Hole) 。 因热运动产生自由电子空穴对的现象称 本征激发 （Excitation, 又称热激发）。
电工电子学 chapter 4
电子器件所用的半导体具有晶体 结构，因此把半导体也称为晶体。 硅谷、集成电路 Silicon valley Integrated circuit
4
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3. 本征半导体 18.10.11 纯净的、具有晶体结构 的半导体。 将硅或锗材料提纯并形 成单晶体后，便形成共价键 结构。 价电子：最外层原子轨道 上的电子。
10
掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电 能力明显改变(可做成各种不同用途的半导体器件， 如二极管、三极管和晶闸管等）。
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4. 杂质半导体(Impurity~) 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。 即使得自由电子和空穴的数量差别极大，且其 导电性能由杂质的类型和掺杂的数量支配，而不 再取决于温度。 使自由电子浓度大大增加的杂质半导体称为 N型 半导体（电子半导体），使空穴浓度大大增加的 杂质半导体称为P型半导体（p-type~ or Psemiconductor 空穴半导体）。
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电工电子学 chapter 4
2
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4.1 半导体的基本知识与PN结
18.10.11
一、 半导体的基本知识 1. 半导体 器件的特点 体积小、重量轻、寿命长、能耗低。
2. 物质的分类（按其导电能力的大小） 导体 如：金、银、铜、锡,电阻率, ρ<10-4cm 绝缘体 如：橡胶、陶瓷、塑料、木制品等 ρ 1012cm 半导体 如：锗、硅、砷化镓，一些硫化物和氧化物 （导电性能介于导体与绝缘体之间，受温度、光照和 掺杂程度影响极大。） 10-3cm < ρ<109cm 半导体（根据纯度的不同）可以分为 本征半导体, 杂质半导体
+4 +4 +4
半 导 体 的 基 本 知 识 与 结
7
电工电子学 chapter 4
4.1 PN
自由 电子
+4
+4
+4
空穴
+4 +4 +4
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两种载流子: 能够导电的电荷称为载流子 18.10.11 (current or charge carrier)。 本征半导体中有数量相等的两种载流子：自由电 子和空穴。 空穴导电的实质是价电子依次填补空位的运动。
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4.1 PN
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18.10.11
半导体的导电特性： 热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强 (可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。 光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化 (可做 成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极 管、光敏三极管等)。
电工电子学 chapter 4
电工电子学 chapter 4
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半导体器件是构成电子线路的基本元件，所用 18.10.11 的材料是经过特殊加工且性能可控的半导体材料。 在大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电 路（VLSI）中主要使用硅（Si）和砷化镓（GaAs） 材料。 第一代半导体材料 以Si，Ge为代表； 第二代半导体以GaAs, InP为代表；， 第三代半导体：III族氮化物半导体材料（GaN）