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电子技术基础

与技能项目1半导体器件的识别与检测

主编陈振源

《电子技术基础与技能》(陈振源主编)

电子演示文稿

高等教育出版社

HIGHEREDUCATI0NPRESS

中等职业教育课程改革国家规划新教材

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半导体器件是指用半导体材料制成

的电子器件，常用的有二极管、三极

管、场效晶体管等。

半导体器件是组成电子线路中的重要元器件。通过项目1的学习，要求能识别常用半导体器件的类型、型号和规

格，能按规定的程序和方法对器件进行

1.1半导体的基本特性

1.2二极管

1.3特殊二极管

1.4三极管

1.5场效晶体管

项目1半导体器件的识别与检测

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半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。目

前用来制造半导体器件的材料主要是锗和硅，它们都是4价元素，具有晶体结构，如图所示。

在常温下，大多数的价电子均被束缚在原子周围，不易自由移动。所以导电能力也较弱。

半导体晶体结构示意图

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1.0.1半导体的主要特性

1.掺杂性

在纯净的半导体中掺入微量的3价或5价元素，则它的导电性能将大大增强。应用掺杂技术可以制造出晶体二极管、晶体三极管、场效晶体管、晶闸管和集成电路等半导体器件。

2.热敏性

温度对半导体的导电能力影响很大。温度越高，价电子获得的能量越

大，挣脱共价键束缚成为自由电子和空穴对就越多，导电能力就越强。利用半导体的热敏性，可以制成热敏电阻及其它热敏元件，常用于自动控制电路中。

3.光敏性

半导体受到光照时，自由电子和空穴对数量会增多，导电能力随之增

强，这就是半导体的光敏性。利用这种特性能制造各种光敏器件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光控晶闸管和光电池等。

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0.0.2P型半导体和N型半导体

1.P型半导体

P型半导体是在纯净半导体硅或锗中掺入硼、铝等3价元素。这类掺杂

后导体的特点是：空穴数量多，自由电子数量少，参与导电的主要是带正电的空穴，故又称为空穴半导体。

2.N型半导体

N型半导体是在纯净半导体硅或锗中掺入微量磷、砷等5价元素，这类杂质半导体特点是：自由电子数量多，空穴数量少，参与导电的主要是带负电的自由电子，故又称为电子半导体。

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1.2二极管

1.2.1二极管的封装与电气图形符号

用于电视机、收音机、电源装置等电子产品中的各种不同外形的二极管如下图所示。二极管通常用塑料、玻璃或金属材料作为封装外壳，外壳上一般印有标记以便区别正负电极。螺栓端为负极

金属封装二极管玻璃封装二极管二极管电气图形符

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黑环为负极

电流方向

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1.2.2二极管的结构与导电特性

1.结构

在P型与N型半导体的交界面会形成一个具有特殊电性能的薄层，称为PN结。

从P区引出的电极作为正极，从N区引出的电极作为负极。正极负极

PN

2.导电特性

(a)(b)

按图(a)连接电路，此时小灯泡亮，表示二极管加正向电压而导通。

按图(b)连接电路，此时小灯泡不亮，表示二极管加反向电压而截止。通过观察以上实验证实，二极管具有单向导电性。

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管壳PN结

做中学

为了观察二极管的导电特性，将二极管串联到电池和小灯泡组成的电路中。

《电子技术基础与技能》陈振源主编项目1半导体器件的识别与检测

1.2.3二极管特性曲线

二极管的电流ip与加在二极管两端的电压vp的关系曲线，称为二极管伏安特性曲线。利用晶体管特性图示仪能十分方便测量获得二极管的伏安特性曲线。

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二极管伏安特性曲线

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1.正向特性

(1)死区：当二极管外加正向电压较小时，正向电流几乎为零，称为正向特性的死区。

(2)正向导通区：当二极管正向电压大于死区电压V时，电流随电压增加，二极管处于导通状态。

(3)导通电压：硅二极管约为0.7V,锗二极管约为0.3V。

2.反向特性

(1)反向截止区：当二极管承受的反向电压未达到击穿电压V(BR)时，二极管呈现很大电阻，此时仅有很微小的反向电流Ip,该电流称之为反向饱

和电流。

(2)反向击穿区：当二极管承受的反向电压已达到击穿电压V(BR)时，反向电流急剧