《电工电子技术基础》_电子技术中常用半导体器件
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电工学电子技术复习题
11、滤波电路的主要任务是尽量滤掉输出电路中的成分，同时，尽量保留其中的成分。滤波电路主要由电容、电感等储能元件组成。电容滤波适用于
电流，而电感滤波适用于电流。在实际工作中常常将二者结合起来，以便进一步降低成分。
12在三极管多级放大电路中，已知Av1=20、Av2=-10、Av3=1,每一级的负载电阻是第二级的输入电阻，则总的电压增益Av=( );
12、判断图（a）所示电路的反馈类型，并估算图(a)所示负反馈放大器的闭环电压增益Auf=Uo/Ui。
13、定性分析图所示电路，说明T1、T2在电路中的作用。
14:判断如图电路的反馈类型
15、判断如图电路的反馈类型
16、倍压整流电路如图所示，求输出电压ＶL2的值。
17、电路如图所示，设半导体三极管的β=80，试分析当开关K分别接通A、B、C三位置时，三级管各工作在输出特性曲线的哪个区域，并求出相应的集电极电流Ic。
17、在差动放大电路中，若Vs1=18mV，Vs2=10mV，则输入差模电压Vsd =______mV，共模输入电压Vsc=______mV；若差模电压增益Avd= - 10，共模电压增益Avc= - 0.2，则差动放大电路输出电压Vo=______mV。
18、差动放大电路的基本功能是对差模信号的_______作用和对共模信号的_______作用。（注：本题为1998年北京理工大学研究生入学考试“模拟与数字电路”考题）
A.可能使失真消失B.失真更加严重C.可能出现波形两头都削平的失真。
13、为了使一个电压信号能得到有效的放大，而且能向负载提供足够大的电流，应在这个信号源后面接入什么电路？
A.共射电路B.共基电路C.共集电路
14、在如图所示的放大电路中，设Vcc=10V，Rb1=4KΩ,Rb2=6KΩ,Rc=2KΩ,Re=3.3KΩ,Rl=2KΩ。电容C1，C2和Ce都足够大。若更换晶体管使β由50改为100，ｒbb'约为0)，则此放大电路的电压放大倍数____。
电流，而电感滤波适用于电流。在实际工作中常常将二者结合起来，以便进一步降低成分。
12在三极管多级放大电路中，已知Av1=20、Av2=-10、Av3=1,每一级的负载电阻是第二级的输入电阻，则总的电压增益Av=( );
12、判断图（a）所示电路的反馈类型，并估算图(a)所示负反馈放大器的闭环电压增益Auf=Uo/Ui。
13、定性分析图所示电路，说明T1、T2在电路中的作用。
14:判断如图电路的反馈类型
15、判断如图电路的反馈类型
16、倍压整流电路如图所示，求输出电压ＶL2的值。
17、电路如图所示，设半导体三极管的β=80，试分析当开关K分别接通A、B、C三位置时，三级管各工作在输出特性曲线的哪个区域，并求出相应的集电极电流Ic。
17、在差动放大电路中，若Vs1=18mV，Vs2=10mV，则输入差模电压Vsd =______mV，共模输入电压Vsc=______mV；若差模电压增益Avd= - 10，共模电压增益Avc= - 0.2，则差动放大电路输出电压Vo=______mV。
18、差动放大电路的基本功能是对差模信号的_______作用和对共模信号的_______作用。（注：本题为1998年北京理工大学研究生入学考试“模拟与数字电路”考题）
A.可能使失真消失B.失真更加严重C.可能出现波形两头都削平的失真。
13、为了使一个电压信号能得到有效的放大，而且能向负载提供足够大的电流，应在这个信号源后面接入什么电路？
A.共射电路B.共基电路C.共集电路
14、在如图所示的放大电路中，设Vcc=10V，Rb1=4KΩ,Rb2=6KΩ,Rc=2KΩ,Re=3.3KΩ,Rl=2KΩ。电容C1，C2和Ce都足够大。若更换晶体管使β由50改为100，ｒbb'约为0)，则此放大电路的电压放大倍数____。
电工电子技术常用半导体器件
7.2 半导体二极管
14
7.2.1 半导体二极管的结构
半导体二极管实际上是由一个PN结加上电极引线与外壳制成的，在PN结的P 区和N区分别用引线引出，P区的引线称为阳极（或正极），N区的引线称为阴极 （或负极），将PN结用外壳封装起来，便构成了晶体二极管，其结构和图形符号 如图7.7所示。二极管文字符号用字母VD表示，图形符号中箭头所指的方向是正 向导通的方向。
7.2 半导体二极管
22
图7.10 稳压二极管符号和伏安特性曲线
7.2 半导体二极管
23
（2）稳压二极管的主要参数 1）稳压电压UZ。UZ是稳压二极管反向击穿后的稳定工作电压值，如稳 压二极管2CW1的稳定电压是7～8.5V。由于制造工艺不易控制，同一型号的 稳压二极管，稳定电压值也会有一定范围的差异。但对每一只管子来说， 对应于一定的工作电流却有一个确定的稳定电压值。 2）稳定电流IZ。IZ是工作电压等于稳定电压时的工作电流，是稳压二 极管工作时的电流值。如上图7.11中A、B间是IZ正常的工作范围ΔIZ，ΔIZ 不大，稳压作用有限。应用时不要超过最大耗散功率，IZ偏大，稳定性可以 高一些，但功率消耗也大一些。 3）最大耗散功率PM。PM定义为管子不致产生热击穿的最大功率损耗， 即PM=UZ·IZM。根据PM和UZ可以推算出最大稳定电流IZM=PM/UZ。
7.2 半导体二极管
17
图7.9 二极管的伏安特性曲线
7.2 半导体二极管
18
1.正向偏置时的特性
当二极管的正极加高电位、负极加低电位时，称为二极管正向偏置， 此时二极管就产生正向电流，但当正向电压较小时，外电场不足以克服结 内电场对载流子扩散运动造成的阻力，这时正向电流很小，二极管呈现较 大的电阻，通常称这个区域为死区。
电工电子技术课件：半导体器件及其应用
5.1.3二极管的应用—整流滤波电路
1.单相整流电路 （2）单相桥式整流电路 单相桥式整流电路如图5-8 a）所示，四只整流二极管D1- D4 接成电桥的形式，所以此电路被称为桥式整流电路。图5-8 b） 是其简化画法。
T
a D4
iD1,3
io
D1
u1
u2
RL
uo
v2
D3
D2
b
iD2,4
RL
vo
图5-8 单相桥式整流电路图
电工电子技术
半导体器件及应用
5.1 二极管及其应用
5.1.3二极管的应用—整流滤波电路
（2）选择滤波电容C
取
RLC
5
T 2
，而
T 1 1 0.02S，
f 50
所以
C 1 5 T 1 5 0.02 417μ F
RL
2 120
2
可以选用C = 500μF，耐压值为50V的电解电容器。
电工电子技术
电工电子技术
半导体器件及应用
5.1 二极管及其应用
5.1.1二极管类型及电路符号 1.二极管类型 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等几种； 按用途来分，有普通二极管、整流二极管、稳压二极管等多
种。
电工电子技术
半导体器件及应用
5.1 二极管及其应用
半导体器件及应用
5.1 二极管及其应用
5.1.3二极管的应用—整流滤波电路
2.滤波电路 （2）电感滤波电路 在桥式整流电路和负载电阻间串入一个电感器L，如图5-12所
示。利用电感的储能作用可以减小输出电压的纹波，从而得到 比较平滑的直流。
~
电工电子技术基础第十章
第二节 晶体三极管
不同的晶体管， 值不同，即电流的放大能力不同，一般为 20 ～ 200。 ② 直流电流放大系数 I C IB 通常 晶体管的放大作用的意义： 基极电流的微小变化引起集电极电流的较大变化，当基极 电路中输入一个小的信号电流 ib ，就可以在集电极电路中得到 一个与输入信号规律相同的放大的电流信号ic。 可见，晶体管是一个电流控制元件。
操作：调节(或改变 E1 )以改变基极电流 IB 的大小,记录 每一次测得的数据。
次数
电流
IB/mA IC/mA
1
0 0.01
2
0.01 0.56
3
0.02 1.14
4
0.03 1.74
5
0.04 2.33
IE/mA
0.01
0.57
1.16
1.77
2.37
（1）直流电流分配关系：
IE IC IB
晶体三极管
一、晶体管的结构 二、晶体管的放大作用
三、晶体管的三种工作状态
四、晶体管的主要参数 五、晶体管的管型和管脚判断
第二节 晶体三极管
一、晶体管的结构
1．结构和符号
、发射区 三个区：集电区、基区 （1）结构： 两个PN 结：集电结、发射结 发射极：e 三个区对应引出三个极： 基极：b 集电极：c
第二节 晶体三极管
（2）放大状态 UBE 大于死区电压，IB > 0，集电极电流 IC 受 IB 控制，即
I C I B 或 ΔI C Δ I B
晶体管处于放大状态的条件是：发射结正偏，集电结反偏， 即VC > VB > VE （NPN管，PNP管正好相反） 。
第二节 晶体三极管
电子技术基础-半导体知识详解
空穴的出现是半导体区别于导体的一个重要特点。
第二章 半导体二极管及应用电路
空穴
+4
+4
自由电子
+4
+4
束缚电子
第二章 半导体二极管及应用电路
（2）本征半导体的导电原理
本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和
空穴。 在其它力的作用下，空
穴吸引附近的电子来填补，
+4
+4 +4
这样的结果相当于空穴的迁 移，而空穴的迁移相当于正 电荷的移动，因此可认为空 穴是载流子。可以用空穴移 动产生的电流来代表束缚电 子移动产生的电流。
第二章 半导体二极管及应用电路
2.本征半导体的导电原理
（1）载流子、自由电子和空穴
在绝对零度（T=0K）和没有外界激发时,价电子完
全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电
粒子（即载流子），它的导电能力为 0，相当于绝缘体。 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。
第二章 半导体二极管及应用电路
2 半导体二极管 及应用电路
本章意义： 半导体器件是现代电子技术的重要组成部分 本章内容 2.1 半导体的基本知识 2.2 PN结的形成及特性 2.3 半导体二极管
2.4 二极管基本电路及其分析方法
2.5 特殊二极管
教学内容：
本章首先简单介绍半导体的基本知识，着重讨论半 导体器件的核心环节--PN结，并重点讨论半导体二极管 的物理结构、工作原理、特性曲线和主要参数以及二极 管基本电路及其分析方法与应用；在此基础上对齐纳二 极管、变容二极管和光电子器件的特性于应用也给予了 简要的介绍。
电工电子技术基础 第2版 答案 第五章半导体器件
第五章半导体铸件一、填空I,半导体是指常海下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料物质。
2、半导体具有热敏性、光敏性、掺杂性的特性,坦重耍的是热敏性特性。
3、纯净硅或者镭原子最外层均有四个电子，常因热运动或光照等原因挣脱原子核的束缚成为自由电子,在原来的位置上留下一个空位，称为空穴.4、自由电子带建________ 电，空穴带正电。
5、半导体导电的一个她本特性是指，在外电场的作用下，自由电子和空穴均可定向移动形成电流。
6、在单晶硅（或者错〉中掺入微限的五价元素,如磷，形成掺杂半导体,大大提高/导电能力，这种半导体中自由电子数远大于空穴数,所以靠自由电子导电。
将这种半导体称为电子型半导体或N*半导体半导体。
7、在单晶硅（或者锌）中掺入微量的三价元诺，如硼，形成掺杂半导体，这种半导体中空穴数远大于自由电子数,所以靠空穴导电。
将这种半导体称为空穴里半导体或P型半导体半导体。
8、PN结具有单向导电性,即加正向电压时PN结导通,加反向电压时PN结截止。
9、PN结加正向电压是指在P区接电源正极,N区接电源负极,此时电流能通过PN结，称PN结处「导通状态"相反，PN结加反向电压是指在P区接电源负极,N区接电源正极,此时电流不能通过PN结，称PN结处于截止状态。
10、二极管的正极乂称为」1.极，由PN结的P区引出，负极乂称为阴极,由PN结的N区引出.Ik按照芯片材料不同，二极管可分为由二极管和楮二极管两种。
12、按照用途不同，二极管可分为普通二极管、整流二极管、开关二极管、拴压二极管、发光二极管。
13、二极管的伏安特性曲线是指二极管的电压电流关系曲线。
该曲线由」m特性和反向特性两部分组成。
14、二极管的正向压降是指正向电流通过二极管时二极管两端产生的电位差，也称为正向饱和电压.15、从二极管的伏安特性曲线分析，二极管加正向电压时二极管导通,导通时，硅管的正向压降约为0.7伏,错管的正向压降约为3伏。
16,二极管两端加反向电压时，管子处F截止状态.当反向电压增加到一定数值时，反向电流突然增大，二极管失去单向导电性特性,这种现象称为⅛________ o17、硅稳压二极管简称为稳压管，符号是_________________ 它与普通二极管不同的地方在于只要反向电潦在一定范围内反向击穿并不会造成会压二极管的损坏，以实现稳JK目的,所以电路中稳压管的两端应加反向电*。
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电工与电子技术基础考试内容和要求电工与电子技术基础包括电工基础、电子技术基础及实验实训三个部。
电工基础部分：电路的基本知识和基本定律、直流电路、电容器、磁场与电磁感应、单相正弦交流电路、三相正弦交流电路；电子技术基础部分：常用半导体器件、放大和振荡电路、集成运算放大器、直流稳压电源、晶闸管电路、门电路及组合逻辑电路、触发器及时序电路；电工、电子实验与实训部分：常用电工电子仪器使用、电路的连接、测试及故障检测等。
内容比例：电工基础部分约为45%，电子技术基础部分约为40%，实验与实训约为15%，对知识的要求从低到高分为了解、理解（掌握）及综合应用三个层次。
了解：能知道有关的名词、概念、定律、原理的意义，并能正确认识和表达。
理解（掌握）：在了解的基础上，能全面把握基本概念或基本原理，并能正确应用这些知识解决相关问题。
综合应用：能通过多个知识点分析解决较复杂的问题。
电工基础部分（一）电路基础知识1．了解电路的组成、作用及其工作状态；；2．理解电流及电压参考方向的意义，电工与电功率等含义、数学式、符号、单位及计算；3．掌握欧姆定律、电功和电功率的计算。
（二）直流电路1.掌握电阻串联、并联及混联电路的等效电阻的计算2.掌握直流电桥的平衡条件及负载获得最大功率的条件及计算；3.掌握基尔霍夫定律、叠加原理和戴维南定理及应用；4.掌握电压源、电流源及其等效变换。
（三）电容器1.掌握电容器的组成、作用、分类规律和选用；2.理解电容量的符号、单位、数学式的含义，掌握电容器的连接方法及其计算；3.了解电容器的充放电及RC电路的暂态过程（四）磁场及电磁感应1．了解磁场、磁通、磁感应强度、磁导率、磁场强度和感应电动势等磁学量的含义、特点、符号、数学式、单位及计算，会根据物质的相对磁导率将物质分类；2．了解磁场对载流导体的作用；3．了解铁磁物质的磁化、磁化曲线、磁滞回线及铁磁材料的分类及用途；4．理解电磁感应现象，掌握法拉第电磁感应定律、楞次定律及其应用，理解右手定则并会运用；5．理解自感现象、自感电动势、自感系数等概念；6．理解互感现象、互感系数、互感电动势、及互感线圈的同名端等感念；7．了解磁路的组成和磁路欧姆定律的应用。
电工电子技术第六章
+4
图 6-1 本征激发
2.掺杂半导体 在本征半导体中，若掺入微量的五价或三价元素，会使其 导电性能发生显著变化。掺入的五价或三价元素称为杂质 杂质。掺 杂质 有杂质的半导体称为掺杂半导体 掺杂半导体或杂质半导体，按掺入杂质元 掺杂半导体 素不同，掺杂半导体可分为N 型半导体和P 型半导体两种。
6.1.2 本征半导体和掺杂半导体
1.本征半导体 纯净而且结构完整的半导体称为本征半导体 本征半导体，它未经人 本征半导体 为的改造，具有这种元素的本来特征。 在绝对零度时，半导体所有的价电子都被束缚在共价键中， 不能参与导电，此时半导体相当于绝缘体。当温度逐渐升高或 受光照时，由于半导体共价键重的价电子并不像绝缘体种束缚 得那样紧，价电子从外界获得一定的能量，少数价电子会挣脱 共价键的束缚，成为自由电子 自由电子，同时在原共价键处出现一个空 自由电子 位，这个空位称为空穴 空穴。显然，自由电子和空穴是成对出现的， 空穴 所以称它们为电子空穴对 电子空穴对。 电子空穴对
4.非晶态半导体 非晶态半导体 原子排列短程有序、长程无序的半导体称为非晶态半 导体，主要有非晶Si、非晶Ge、非晶Te、非晶Se等元素 半导体及GeTe，As2Te3，Se2As3等非晶化合物半导体。 5.有机半导体 有机半导体 有机半导体分为有机分子晶体、有机分子络合物和 高分子聚合物，一般指具有半导体性质的碳－碳双键有 机化合物。
在我们的自然界中，各种物质按导电能力划分为导体、 绝缘体、半导体。半导体 半导体指的是导电能力导体和绝缘体之 半导体 间的物质 半导体材料的最外层轨道上的电子是4个，根据其特性， 可以将半导体材料分成以下五类： 1.元素半导体 元素半导体大约有十几种，它们处于ⅢA－ⅦA族的金 属与非金属的交界处，例如Ge（锗），Si（硅），Se （硒），Te（碲）等。
图 6-1 本征激发
2.掺杂半导体 在本征半导体中，若掺入微量的五价或三价元素，会使其 导电性能发生显著变化。掺入的五价或三价元素称为杂质 杂质。掺 杂质 有杂质的半导体称为掺杂半导体 掺杂半导体或杂质半导体，按掺入杂质元 掺杂半导体 素不同，掺杂半导体可分为N 型半导体和P 型半导体两种。
6.1.2 本征半导体和掺杂半导体
1.本征半导体 纯净而且结构完整的半导体称为本征半导体 本征半导体，它未经人 本征半导体 为的改造，具有这种元素的本来特征。 在绝对零度时，半导体所有的价电子都被束缚在共价键中， 不能参与导电，此时半导体相当于绝缘体。当温度逐渐升高或 受光照时，由于半导体共价键重的价电子并不像绝缘体种束缚 得那样紧，价电子从外界获得一定的能量，少数价电子会挣脱 共价键的束缚，成为自由电子 自由电子，同时在原共价键处出现一个空 自由电子 位，这个空位称为空穴 空穴。显然，自由电子和空穴是成对出现的， 空穴 所以称它们为电子空穴对 电子空穴对。 电子空穴对
4.非晶态半导体 非晶态半导体 原子排列短程有序、长程无序的半导体称为非晶态半 导体，主要有非晶Si、非晶Ge、非晶Te、非晶Se等元素 半导体及GeTe，As2Te3，Se2As3等非晶化合物半导体。 5.有机半导体 有机半导体 有机半导体分为有机分子晶体、有机分子络合物和 高分子聚合物，一般指具有半导体性质的碳－碳双键有 机化合物。
在我们的自然界中，各种物质按导电能力划分为导体、 绝缘体、半导体。半导体 半导体指的是导电能力导体和绝缘体之 半导体 间的物质 半导体材料的最外层轨道上的电子是4个，根据其特性， 可以将半导体材料分成以下五类： 1.元素半导体 元素半导体大约有十几种，它们处于ⅢA－ⅦA族的金 属与非金属的交界处，例如Ge（锗），Si（硅），Se （硒），Te（碲）等。
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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
•第3 页
•第3 页
•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
•第3 页
•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。
•第3 。
页
• 当半导体的温度升高或受到光照等外界因素的影响时，某些共价键
中的价电子因热激发而获得足够的能量，因而能脱离共价键的束缚成为自 由电子，同时在原来的共价键中留下一个空位，称为“空穴” 。
•本征半导体中产生电子—空穴对的现象称为本征激发
•。 共价键中失去电子出现空穴时，相邻原子的
价电子比较容易离开它所在的共价键填补到这个 空穴中来，使该价电子原来所在的共价键中又出 现一个空穴，这个空穴又可被相邻原子的价电子
• 正负空间电荷在交界面两侧形成一个由N区指向P区的电场，称为内电场，它对 多数载流子的扩散运动起阻挡作用，所以空间电荷区又称为阻挡层。同时，内电场对
少数载流子起推动作用，把少数载流子在内电场作用下有规则的运动称为漂移运动。
•第3 页
• PN结中的扩散和漂移是相互联系，又是相互矛盾的。在一定条 件（例如温度一定）下，多数载流子的扩散运动逐渐减弱，而少数 载流子的漂移运动则逐渐增强，最后两者达到动态平衡，空间电荷
• （3）光照不仅可改变半导体的电导率，还
•第3
可以产生电动势，这就是半导体的光电效应。
页
利用光电效应可制成光敏电阻、光电晶体管、
由此可以看出：半导体不仅仅是电导率与导
体有所不同，而且具备上述特有的性能，正
是利用这些特性，使今天的半导体器件取得
•2.了举本世征半瞩导目体的与发杂展质。半导体
•（1）天然的硅和锗提纯后形成单晶体，称为本征半导
•第3 页
•（2）杂质半导体
• 相对金属导体而言，本征半导体中载流子数目极少，因此导电能力仍然很低。 在如果在其中掺入微量的杂质，将使半导体的导电性能发生显著变化，我们把这些
掺入杂质的半导体称为杂质半导体。杂质半导体可以分为N型和P型两大类。
•N型半导体
• 在纯净的硅（或锗）中掺入微量的磷或砷等五价元 素，杂质原子就替代了共价键中某些硅原子的位置，杂 质原子的四个价电子与周围的硅原子结成共价键，剩下 的一个价电子处在共价键之外，很容易挣脱杂质原子的 束缚被激发成自由电子。同时杂质原子由于失去一个电 子而变成带正电荷的离子，这个正离子固定在晶体结构 中，不能移动，所以它不参与导电。
•空穴
•自 由电 子
填补，再出现空穴，如右图所示。
• 显然在外电场的作用下，半导体中将出现两 部分电流：一是自由电子作定向运动形成的电子 电流，一是仍被原子核束缚的价电子（不是自由
电子）递补空穴形成的空穴电流。
• 在半导体中同时存在自由电子和空穴两种载流子 参与导电，这种导电机理和金属导体的导电机理具有 本质上的区别。
• 空间电荷区的电阻 率为什么很高？ • 何谓PN结的单向 导电性？
•问题探 讨
• 1. 半导体中的少子虽然浓度很低 ，但少子对温度非 常敏感，即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
• 掺入三价元素的杂质半导体，其空穴的 浓度远远大于自由电子的浓度，因此称为空穴 型半导体，也叫做P型半导体。
• 在P型半导体中，由于杂质原子可以接收 一个价电子而成为不能移动的负离子，故称为 受主原子。
•应注意：
• 不论是N型半导体还是P型半导体，虽然 都有一种载流子占多数，但晶体中带电粒子的 正、负电荷数相等，仍然呈电中性而不带电。
• 4. PN结的单向导电性是指：PN结的正向电阻很小，因此正向偏 置时电流极易通过；同时PN结的反向电阻很大，反向偏置时电流 基本为零。
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•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。
流子和少数载流子是怎样
有用杂质加以控制。
产生的？为什么P型半导 体中的空穴多于电子？
•N型半导体中的多数载 流子是电子，能否认为
• 杂质半导体中的多子和少子 性质取决于杂质的外层价电子。
这种半导体就是带负电 的？为什么？
若掺杂的是五价元素，则由于多
• N型半导体中具有多数载流子电子，同时
电子形成N型半导体：多子是电
《电工电子技术基础》_ 电子技术中常用半导体
器件
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202常用半导体器件
•半导体的基本知识
• 物质按导电能力的不同可分为导体、半导体和 绝缘体3类。日常生活中接触到的金、银、铜、铝 等金属都是良好的导体，它们的电导率在105S·cm-1 量级；而像塑料、云母、陶瓷等几乎不导电的物质 称为绝缘体，它们的电导率在10-22~10-14S·cm-1量级 ；导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导 体，它们的电导率在10-9~102S·cm-1量级。自然界中 属于半导体的物质有很多种类，目前用来制造半导 体器件的材料大多是提纯后的单晶型半导体，主要 有硅(Si)、锗(Ge)和砷化镓（GaAs)等。
还有与电子数量相同的正离子及由本征激
子，少子是空穴；如果掺入的是
发的电子—空穴对，因此整块半导体中正
三价元素，就会由于少电子而构
负电荷数量相等，呈电中性而不带电。
成P型半导体。 P型半导体的共
价键结构中空穴多于电子，且这 些空穴很容易让附近的价电子跳 过来填补，因此价电子填补空穴 的空穴运动是主要形式，所以多 子是空穴，少子是电子。
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P端引出极接电源负极，N端引出极电源正极的接法称为反向 偏置； 反向偏置时内、外电场方向相同，因此内电场增强，致使多 子的扩散难以进行，即PN结对反向电压呈高阻特性；反偏时 少子的漂移运动虽然被加强，但由于数量极小，反向电流 IR 一般情况下可忽略不计，此时称PN结处于截止状态。
• PN结的“正偏导通，反偏阻断”称为其单向 导电性质，这正是PN结构成半导体器件的基础。
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•1. 半导体的独特性能
• 半导体之所以得到广泛的应用，是 因为它具有以下特性。
• （1）通过掺入杂质可明显地改变半导体的
电导率。例如，室温30°C时，在纯净锗中
掺入一亿分之一的杂质（称掺杂），其电导
率会增加几百倍。
• （2）温度可明显地改变半导体的电导率。
利用这种热敏效应可制成热敏器件，但另一 方面，热敏效应使半导体的热稳定性下降。 因此，在半导体构成的电路中常采用温度补 偿及稳定参数等措施。
区的宽度基本稳定下来，PN结就处于相对稳定的状态。
•PN结的形成演示
••空空间间电电荷荷区
区
•－ •－ •－ •－ •－ • + • + • + • + • +
•P •N •－ •－ •－ •－ •－ • + • + • + • + • +
区 •－ •－ •－
•－ •－ •－
•－ •－ •－ •－
•+ •+
•+ •+
•+ •+ •+
区 • + • + • +
• 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（如上图所示），也就是PN结，又叫耗尽层。
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•多 子
•扩 散
• 扩散与漂移达到动态平 衡形成一定宽度的PN结
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•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。