《电路与模拟电子技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第6章 半导体器件

下篇模拟电子技术 第6章半导体器件 常用的半导体器件有二极管、三极管和场效应管 本章重点介绍常用半导体器件的结构,伏安特性和主 要参数 半导体器件是构成电子电路的最基本单元。掌握半 导体器件的特征是分析电子电路的基础

第6章 半导体器件 常用的半导体器件有二极管、三极管和场效应管， 本章重点介绍常用半导体器件的结构，伏安特性和主 要参数。 半导体器件是构成电子电路的最基本单元。掌握半 导体器件的特征是分析电子电路的基础。 下篇 模拟电子技术

61半导体 导电能力介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。 611半导体的三个特性 1热敏特性和光敏特性 +。···4 价电 在加热或光照加强时,半导 9· 空穴 体的阻值显著下降,导电能力 图6.1半导体内部结构示意图 增强类似于导体 半导体具有热敏特性和光敏特性是由半导体的内部结构 所决定的。如图61所示

导电能力介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。 6.1.1 半导体的三个特性 1.热敏特性和光敏特性 在加热或光照加强时，半导 体的阻值显著下降，导电能力 增强类似于导体。 半导体具有热敏特性和光敏特性是由半导体的内部结构 所决定的。如图6.1所示。 6.1 半导体

2掺杂特性 如果在半导体里掺入少量外层电子只有三个 的硼元素,和外层电子数是四个的硅或锗原子组 成共价键时,就自然形成一个空穴,这就使半导 体中的空穴载流子增多,叫空穴型半导体,简称 P型半导体。 如果在半导体中掺入少量外层电子为五个的 磷元素,在和半导体原子组成共价键时,就多出 个电子。这种电子为多数载流子的半导体叫电 子型半导体,简称N型半导体

2.掺杂特性 如果在半导体里掺入少量外层电子只有三个 的硼元素，和外层电子数是四个的硅或锗原子组 成共价键时，就自然形成一个空穴，这就使半导 体中的空穴载流子增多，叫空穴型半导体，简称 P型半导体。 如果在半导体中掺入少量外层电子为五个的 磷元素，在和半导体原子组成共价键时，就多出 一个电子。这种电子为多数载流子的半导体叫电 子型半导体，简称N型半导体

612PN结 PN结的形成 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 F区P眍 别掺入三价元素和五价元素。 /°。ee;· 十;e:… ooo⊙@;: 侧形成P型半导体,另一侧形成 内电场 N型半导体,如图6.2所示。 图6.2PN结的形成 在结合面的两侧分别留下了 不能移动的正负离子,呈现出 个空间电荷区。这个空间电荷区 就称为PN结

1.PN结的形成 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。 6.1.2 PN结

2PN结的单向导电性 变窄 ⊙⊙GG 内电场 内电场 外电场 外电场 R (a)PN结正偏 (b)PN结反偏 图6.3PN结的单向导电性 PN结正偏(P+N一)导通,反偏(PN+) 载止,具有单向导电性

PN结正偏（P＋N－）导通，反偏（P－N＋） 载止，具有单向导电性。 2.PN结的单向导电性

62半导体二极管 621结构和分类 二极管内部就是一个PN结,PN结具有单向导 电性,所以二极管也具有单向导电性 按PN结的接触面大小, 外壳 二极管可分为点接触型严"鼻 电流的流向 和面接触型。按制造所 用的半导体材料,二极 图6.4二极管的结构和符号 管可分为硅管和锗管。按不同的用途,二极管 可分为普通管,整流管和开关管等

6.2.1 结构和分类 二极管内部就是一个PN结，PN结具有单向导 电性，所以二极管也具有单向导电性。 按PN结的接触面大小， 二极管可分为点接触型 和面接触型。按制造所 用的半导体材料，二极 管可分为硅管和锗管。按不同的用途，二极管 可分为普通管，整流管和开关管等。 6.2 半导体二极管

二3 31 (a)灯亮 0b)灯不亮 图6.5二极管单导演示电路

622伏安特性和主要参数 1伏安特性 般硅管导通压降约为0.7伏锗管导 锗管硅官 正向 通压降约为0.3伏。除稳压二极管外, 几十伏 反向击穿都将使二极管损坏。 U(V) 反向 2主要参数 )最大整流电流 图6.6二极管的伏安特性 超过二极管的PN结将过热而烧断。 (2)最高反向工作电压URM 二极管一旦过压击穿损坏,失去了单向导电性。 (3)最大反向电流M 这个电流愈小二极管的单向导电性愈好。温升时,kRM

1.伏安特性 一般硅管导通压降约为0.7伏,锗管导 通压降约为0.3伏。除稳压二极管外， 反向击穿都将使二极管损坏。 2.主要参数 （1）最大整流电流I F 超过I F二极管的PN结将过热而烧断。 （2）最高反向工作电压URM 二极管一旦过压击穿损坏，失去了单向导电性。 （3）最大反向电流IRM 这个电流愈小二极管的单向导电性愈好。温升时，IRM 增大。 6.2.2 伏安特性和主要参数

623二极管的应用 利用二极管的单向导电性,可实现整流、限幅、钳位 检波、保护、开关等 1整流电路 整流电路是利用二极 220 管的单向导电作用,将交 电路 0b)半波整流 流电变成直流电的电路。 图6.7半波整流演示电路

利用二极管的单向导电性，可实现整流、限幅、钳位、 检波、保护、开关等。 1.整流电路 整流电路是利用二极 管的单向导电作用，将交 流电变成直流电的电路。 6.2.3 二极管的应用

2.限幅电路 限幅电路是限制输出信号幅度的电路 V 0b)波形 图6.8单向限幅电路

限幅电路是限制输出信号幅度的电路。 2.限幅电路