半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識

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1、第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識1第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述半導(dǎo)體器件是電子線路的核心器件。只有掌握半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)、性能、工作原理和特點，才能正確分析電子電路工作原理，正確選擇和合理使用半導(dǎo)體器件。本章主要介紹二極管、三極管、場效應(yīng)管、晶閘管的結(jié)構(gòu)、性能、主要參數(shù)以及常用器件的識別與性能測試等。本章重點：PN結(jié)的特性、晶體三極管、場效應(yīng)管的工作原理、主要參數(shù)和外特性。本章難點：PN結(jié)的形成、三極管電流放大作用本章概述第一節(jié)本章概述第五節(jié)2第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識一、半導(dǎo)體的概念半導(dǎo)體：導(dǎo)電

2、性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)。常用的半導(dǎo)體材料有硅（Si）、鍺（Ge）、硒（Se）和砷化鎵（GaAs）等。二、半導(dǎo)體的特性（1）熱敏特性和光敏特性：溫度升高或受到光照，半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電能力增強。（2）摻雜特性?：本征半導(dǎo)體中摻入某種微量元素(雜質(zhì))后，它的導(dǎo)電能力增強，利用該特性可形成雜質(zhì)半導(dǎo)體。第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)3第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識圖1-1共價健結(jié)構(gòu)與空穴產(chǎn)生示意圖第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)三、本

3、征半導(dǎo)體純凈的不含任何雜質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)排列整齊的半導(dǎo)體。共價鍵：相鄰原子共有價電子所形成的束縛。半導(dǎo)體中有自由電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電?？昭óa(chǎn)生：價電子獲得能量掙脫原子核吸引和共價鍵束縛后留下的空位，空穴帶正電。4四、N型和P型半導(dǎo)體(1)N型半導(dǎo)體(N-typesemiconductor)在四價的本征半導(dǎo)體(硅)中摻入微量五價元素磷，就形成了N型半導(dǎo)體。(2)P型半導(dǎo)體(P-typesemiconductor)：在四價的本征半導(dǎo)體(硅)中摻入微量三價元素(硼)就形成P型半導(dǎo)體。a)N型半導(dǎo)體b)P型半

4、導(dǎo)體第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)5五、PN結(jié)1．PN結(jié)的形成第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)PN結(jié)P區(qū)N區(qū)內(nèi)電場電子空穴PN結(jié)的形成在一塊純凈的半導(dǎo)體晶體上，采用特殊摻雜工藝，在兩側(cè)分別摻入三價元素和五價元素。一側(cè)形成P型半導(dǎo)體，另一側(cè)形成N型半導(dǎo)體如圖所示。6第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)2．PN結(jié)的單向?qū)щ娦援?dāng)PN結(jié)的兩端加上正向電壓，即P區(qū)

5、接電源的正極，N區(qū)接電源的負極，稱為PN結(jié)正偏，如圖所示。ER變窄P區(qū)N區(qū)內(nèi)電場外電場IPN結(jié)正偏7第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)PN結(jié)反偏如果給PN外加反向電壓，即P區(qū)接電源的負極，N區(qū)接電源的正極，稱為PN結(jié)反偏，如圖所示。外加電壓在PN結(jié)上所形成的外電場與PN結(jié)內(nèi)電場的方向相同，增強了內(nèi)電場的作用，破壞了原有的動態(tài)平衡，使PN結(jié)變厚，加強了少數(shù)載流子的漂移運動，由于少數(shù)載流子的數(shù)量很少，所以只有很小的反向電流，一般情況下可以忽略不計。這時稱PN結(jié)

6、為反向截止?fàn)顟B(tài)。ER變寬P區(qū)N區(qū)內(nèi)電場外電場I=0PN結(jié)正偏時導(dǎo)通，反偏時截止，因此它具有單向?qū)щ娦?，這也是PN結(jié)的重要特性8第二節(jié)半導(dǎo)體二極管一、二極管的結(jié)構(gòu)、類型、電路符號通過一定的生產(chǎn)工藝把半導(dǎo)體的P區(qū)和N區(qū)部分結(jié)合在一起，則它們的交界處就會形成一個具有單向?qū)щ娦缘谋?，稱為PN結(jié)。以PN結(jié)為管芯，在P區(qū)和N區(qū)均接上電極引線，并以外殼封裝，就制成了半導(dǎo)體二極管，簡稱二極管。1、二極管電路符號：箭頭方向表示二極管導(dǎo)通時的電流方向。a)內(nèi)部結(jié)構(gòu)b)電路符號第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)

7、第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)92、二極管的分類(1)按所用材料不同劃分：硅管和鍺管(2)按制造工藝不同劃分①點接觸型：結(jié)電容很小，允許通過的電流也很?。◣资涟惨韵拢?，適用于高頻檢波、變頻、高頻振蕩等場合。2AP系列和2AK系列；②面接觸型：允許通過的電流較大，結(jié)電容也大，工作頻率較低，用作整流器件。如國產(chǎn)硅二極管2CP和2CZ系列；③硅平面型，2CK系列開關(guān)管。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)10圖二極管結(jié)構(gòu)a)點接觸型b)硅面接觸型c)硅平面型第一章

8、半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)11二、二極管的伏安特性1、二極管的單向?qū)щ娦匀鐖D，(a)中的開關(guān)閉合，燈亮，大電流；圖(b)開關(guān)閉合，燈不亮，電流幾乎為零。半導(dǎo)體二極管單向?qū)щ娦詫嶒瀉)二極管正向偏置b)二極管反向偏置二極管正偏導(dǎo)通，反偏截止的這種特性稱為單向?qū)щ娦缘谝徽掳雽?dǎo)體器件基礎(chǔ)知識第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)122、二極管的伏安特性在二極管的兩端加