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1.1 半导体二极管及整流电路 1.2 特殊二极管及稳压电路 1.3 双极型三极管 1.4 场效应晶体管 1.5 晶体管的识别与简易测试 第1章 半导体器件 * 第1章 半导体器件 学习要点 二极管的工作原理、伏安特性、主要参数和整流电路 双极型三极管的放大作用、输入和输出特性曲线及主要参数 场效应管的放大作用、输入和输出特性曲线及主要参数 晶体二极管、三极管的识别与简单測試 * 对于元器件，重点放在特性、技术指标和正确使用方法上面，了解其内部机理。讨论器件的目的在于应用。 学会用工程观点分析问题，就是根据实际情况，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。 器件是非线性的，特性有分散性，R，C的值有误差。工程上允许一定的误差。采用合理估算的方法。对电路进行整体考虑时，只要能满足技术指标，就不要过分追究精确的数值。但分析计算时另当别论。我们在分析计算时一般都以理想条件为前提，已经考虑了各項近似因素。 * 1.1 半导体二极管及整流电路 半导体器件是用半导体材料制成的电子器件。常用的半导体器件有二极管、三极管、场效应晶体管、集成块等。半导体器件是构成各种电子电路最基本的元件。 1.1.1 半导体的导电特征 导体：很容易导电的物体，如金、银、铜、铁等。 绝缘体：不容易导电或者完全不导电的物体，如塑料、橡胶、陶瓷、玻璃等。 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质，如硅(Si)、锗(Ge)、金属氧化物等。硅和锗是4价元素，原子的最外层轨道上有4个价电子。 物质导电性能的差异决定于物质内部原子结构及原子与原子之间的结合方式。 * 半导体的特性： (可制成温度敏感元件，如热敏电阻) 掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，使其导电能力明显改变。 光敏性：当受到光照时，其导电能力明显变化。(可制成各种光敏元件，如光敏电阻、 光敏二极管、光敏三极管、光电池等)。 热敏性：当环境温度升高时，导电能力明显増强。 * 本征半导体 完全纯净的、结构完整的半导体晶体，称为本征半导体。 硅和锗的晶体结构 * 室温下，由于热运动少数价电子挣脱共价键的束缚成为自由电子，同时在共价键中留下一个空位，这个空位称为空穴。失去价电子的原子成为正离子，就好象空穴带正电荷一样。 在电子技术中，将空穴看成带正电荷的载流子。 純净的半导体叫本征半导体。每个原子周围有四个相邻的原子，每个原子的一个外层价电子与另一原子的外层价电子组成电子对，原子之间的这种电子对为两原子共有，称为共价键结构。原子通过共价键紧密结合在一起。两个相邻原子共用一对电子。由于温升、光照等原因，共价键的电子容易挣脱键的束縛成为自由电子。这是半导体的一个重要特征。 1．热激发产生自由电子和空穴 * 硅和锗的共价键结构 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。 * 自由电子 空穴 束缚电子 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（带负电），同时共价键上留下一个空位，称为空穴（带正电）。 本征半导体的导电机理 这一现象称为本征激发。 * （与自由电子的运动不同） 有了空穴，邻近共价键中的价电子很容易过来填补这个空穴，这样空穴便转移到邻近共价键中（这是一种相对运动），新的空穴又会被邻近的价电子填补。带负电荷的价电子依次填补空穴的运动，从效果上看，相当于带正电荷的空穴作相反方向的运动。 本征半导体中有两种载流子：带负电荷的自由电子和带正电荷的空穴，这是半导体与导体在导电原理上的本質区别。 热激发产生的自由电子和空穴是成对出现的，电子和空穴又可能重新结合而成对消失，称为复合。在一定温度下自由电子和空穴维持一定的浓度，达到动态平衡。 2．空穴的运动 * 3.在纯净半导体中掺入某些微量杂质，其导电能力将大大增强 在纯净半导体硅或锗（4价）中掺入磷、砷等5价元素，由于这类元素的原子最外层有5个价电子，故在构成的共价键结构中，由于存在一个多余的价电子而产生大量自由电子，这种半导体主要靠自由电子导电，称为电子半导体或N型半导体，其中自由电子为多数载流子，热激发形成的空穴为少数载流子。 （1） N型半导体 自由电子 多数载流子（简称多子） 空 穴 少数载流子（简称少子） * N 型半导体 掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自由电子浓度远大于空穴浓度。 自由电子称为多数载流子（多子）， 空穴称为少数载流子（少子）。 多余电子 磷原子 掺