半导体器件原理简明教程.pdfVIP

【Word版本下载可任意编辑】

半导体器件原理简明教程

本文主要介绍半导体器件、二极管、三极管以及场效应

管，并阐述有关基本概念及分析方法。内容包括：半导体根

底知识、半导体二极管及二极管的应用、稳压二极管及其稳

压电路，半导体三极管与场效应管的构造分类、特性曲线等。

一、半导体根底知识

自然界的物质，按照导电能力的强弱可分为导体、绝缘

体和半导体三类。半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。

通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。完全纯净的、

构造完整的半导体晶体称为本征半导体。半导体在热激发下

产生自由电子和空穴对的现象称为本征激发。自由电子在运

动中与空穴相遇就会填补空穴，使二者同时消失，这种现象

称为复合。一定温度下，本征激发产生的自由电子和空穴对，

与复合的自由电子和空穴对数目相等，到达动态平衡。

在本征半导体中掺入杂质，可以形成N型半导体和P

型半导体。在N型半导体中，自由电子的浓度远大于空穴的

浓度，因此自由电子称为多数载流子（简称多子），而其中

空穴称为少数载流子（简称少子）。N型半导体主要靠自由

电子导电，掺入的杂质越多，自由电子的浓度就越高，导电

性能也就越强。在P型半导体中，空穴的浓度远大于自由电

子的浓度，因此空穴称为多数载流子（简称多子），而其中

自由电子称为少数载流子（简称少子）。P型半导体主要靠空

穴导电，掺入的杂质越多，空穴的浓度就越高，导电性能也

1/5

【Word版本下载可任意编辑】

就越强。对于杂质半导体来说，无论是N型还是P型半导体，

从总体上看，仍然保持着电中性。

在PN结中开展着两种载流子的运动：多数载流子的扩

散运动和少数载流子的漂移运动。在无外电场和其他激发作

用下，多子的扩散运动和少子的漂移运动到达动态平衡。

当外加电压使PN结中P区的电位高于N区的电位，称

为加正向电压，简称正偏；反之称为加反向电压，简称反偏。

PN加正向电压是导通，加反向电压是截止。因此PN结具

有单向导电性。

二、半导体二极管

在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极管。由P

区引出的电极称为阳极，由N区引出的电极称为阴极。从制

造材料上分，二极管可分为硅二极管和锗二极管，按构造分，

二极管可分为点接触型、面接触型和平面型三大类。硅管的

导通电压一般为0.7V，硅管的导通电压一般为0.3V。在题

目有没有说明管子的类型时，一般假设为硅管。

当加二极管上的正向电压较小时，正向电流小，几乎等

于零。只有当二极管两端电压超过某一数值Uon时，正向

电流才明显增大。将Uon称为死区电压。死区电压与二极

管的材料有关。一般硅二极管的死区电压为0.5V左右，锗

二极管的死区电压为0.1V左右。

当二极管加反向电压，反向电流很小，而且反向电流不

再随着反向电压而增大，即到达了饱和，这个电流称为反向

饱和电流，用符号IS表示。

2/5

【Word版本下载可任意编辑】

二极管具有单向导电性，加正向电压时处导通状态，加

反向电压时处截止状态。利用其单向导性可构成和各种整流

电路，把交流电压变成脉动的直流电压。

温度升高，正向特性左移，反向特性下移；室温附近，

温度每升高1℃；正向压降减少2—2.5mV；室温附近，温

度每升高10℃，反向电流增大一倍。

三、稳压二极管

稳压二极管工作在反向击穿区时具有稳压特性，当工作

电流在稳定电流IZ与最大额定电流IZM之间时，它的端电

压为稳定电压UZ。

由限流电阻和稳压管可构成稳压电路。当电网波动或负

载变化时，利用稳压管的电流调节作用，通过限流电阻R上

电压的补偿，到达稳定输出电压的目的。稳压电路的输出电