1—1 半导体的基本知识.doc

广东省机械高级技工学校 文化理论课教案首页 7.5.1-10-j-01 科 目 电子技术 授 课 日 期 11中级汽车维修（3）班：2012-2-13 课 时 2 课 题 第一章 半导体二极管 §1—1 半导体的基本知识 §1—2 半导体二极管 班 级 11中级汽车维修（3）、（4）班 教 学 目 的 1.认识半导体； 2.掌握半导体的基本特性； 2.明确PN结的结构； 3.认识PN结的单向导电性。； 4.掌握二极管的结构、符号和分类。 选 用 教 具 挂 图 重 点 半导体的基本特性； PN结的单向导电性 二极管的结构、符号和分类 难 点 对PN结的单向导电性的认识 教 学 回 顾 通过本次课的学习，学生基本掌握了半导体的基本知识，对PN结的单向导电性有了一定认识。 说 明 审阅签名： 年 月 日 【组织教学】 1. 起立，师生互相问好，营造良好的课堂氛围。 2. 坐下，清点人数，指出和纠正存在问题。 【导入新课】 一、课程概述 （一）、课程的性质、特点及任务 1. 本课程是电子技术方面的入门技术基础课，研究的是半导体基础元件及其应用。课程以电工基础理论为基础，分析电子器件的特性、参数、基础电子电路组成和作用 2. 要通过本课程的学习，掌握一些有关电子技术的基本理论、基本知识和基本技能，培养分析、解决有关电子电路问题的能力，为今后进一步学习打下一定的基础。 （二）学习提要 1. 本课程知识以电工基础知识为基础，故要温习电工方面的基础知识，如欧姆定律、电位计算等； 2. 要记悉电子器件（二极管、三极管、晶闸管等）的特性、参数，它们决定电子电路的组成和作用；3. 要掌握一些基本电路的组成和分析方法； 4. 电子元件一般不是线性元件，故常用近似分析法； 5. 要认真看书、听课、记牢电子元件的特性及有关的概念、深入思考、认真练习并提出问题。 二、切入新课 半导体器件具有体积小、重量轻、功耗小、可靠耐用优点，因而在电子技术中得到广泛的应用。本课学习半导体的基本知识、半导体二极管，近代电子技术就是从此发展起来的。 【讲授新课】 一、半导体的基本概念 1. 什么是半导体 导电能力在导体和绝缘体之间的物体称为半导体（），如硅、锗、砷化镓及大多数金属氧化物和硫化物等。用得最多的半导体是硅和锗。 P型半导体（多数载流子为空穴的半导体。空穴呈正电性，P是“正的”的意思） 硅和锗原子最外层的电子数都是4个，在纯净的硅或锗半导体中掺入最外层电子数为三个的元素（如硼、铝、铟），则掺入的元素的一个原子和硅或锗的四个原子形成共价键结构，但缺少一个电子，即形成一个空穴，从而形成空穴型半导体，即P型半导体。 P型半导体主要靠空穴导电。 N型半导体（多数载流子为电子的半导体，电子呈负电性，N是“负的”的意思） 在纯净的硅或锗半导体中掺入最外层电子数为五个的元素（如磷、锑），则掺入的元素的一个原子和硅或锗的四个原子形成共价键结构，多出一个电子很容易成为自由电子，于是半导体中的自由电子数目大大增加，从而形成电子型半导体，即N型半导体。 N型半导体主要靠电子导电。 2. 半导体的导电特性 热敏性 大多数半导体（如钴、锰、镍等的氧化物）的导电性能随温度升高而增高的性质。 光敏性 许多半导体（如铅、镉等到的硫化物与硒化物）的导电性随光照时增强而大大增加的性质。 杂敏性 纯净的半导体掺入适量的某种杂质，导电性能就大大提高的性质。 此外，有些半导体还对气体和机械力等十分敏感，利用这些特性可制成气敏半导体和压敏半导体等。 二、PN结及其单向导电性 1．将P型半导体和N半导体通过一定的方法结合起来而在两者交界处形成的一个特殊薄层，这个特殊薄层称为PN结。图1—1。PN结是制造种种半导体器件的基础。 2．PN结的阻挡层： P型半导体和N型半导体结合时，P区的空穴向空穴甚少的N区扩散，N区的电子向电子甚少的P区扩散，扩散结果是在P区和N区的交界面两侧形成电荷的薄层，P区的薄层带负电，N区的薄层带正电，建立一个自N区指向P区的自建电场（内电场），这个自建电场又阻碍空穴和电子的进一步扩散。P区和N区的交界面两侧形成电荷的薄层叫做阻挡层。图1—2。 3．PN结的单向导电性 当PN结的P区接高电位，N区接低电位时，称PN结正向偏置；当PN结的P区接低电位，N区接高电位时，称PN结反向偏置。PN结正向导通，反偏（小于反向击穿电压）截止。PN结的这种特性称PN结的单向导电性。图1—3。 §1—2 半导体二极管 一、二极管的结构、符号和分类 1. 结构和符号 晶体二极管（简称二极管）由一个PN结加上相应的电极引线和外壳做成，其符号如图1—4。 2. 分类 二极管可按表1—1分类 表1—1 二极管的分类 分类方法 各类 说明 按基片材料分 硅管 硅材料二