1、电子技术教案 14 半导体元件 14-114 半导体元件本章主要讨论半导体的导电特性，半导体二级管、稳压管、三极管以及光电元件。14.1 半导体的导电特性半导体：导电能力介乎于导体和绝缘体之 间的物质。如硅、锗 、大多数金属氧化物。半导体特性：热敏特性、光敏特性、掺杂特性。一、本征半导体完全纯净的半导体。通过特殊工艺，可形成晶体结构。以四价元素硅为例。本征激发产生自由电子-空穴对。加上电压后，由自由电子和空穴的定向运动形成电流。故自由电子和空穴统称为载流子。二、杂质半导体参入少量杂质的半导体。1、P 型半导体以四价元素硅参入三价元素硼为例。电子技术教案 14 半导体元件 14-2参杂后产生负离
2、子-空穴对。P 形半导体中，空穴为多数载流子，自由电子为少数载流子。加上电压后，主要由空穴的定向运动形成电流。由于负离子带负电，空穴带正电，故不加电压时，P 形半导体是不带电的。2、N 型半 导体以四价元素硅参入五价元素磷为例。参杂后产生正离子-自由电子对。N 形半导体中，自由电子为多数载流子，空穴为少数载流子。加上电压后，主要由自由电子的定向运动形成电流。由于正离子带正电，自由电子负带电，故不加电压时，N 形半导体也不带电 。电子技术教案 14 半导体元件 14-314.2 半导体二极管一、PN 结P、N 型半导体的交界面或交界点。加正向电压 加反向电压加正向电压时，多数载流子定向运动，故正
3、向电流很大。加反向电压时，少数载流子定向运动，故反向电流很小。即 PN 结具有 单向导电性。二、半导体二极管1、结构PN 结 加上外壳和电极引线，就构成半导体二极管。有两种基本结构：点接触型，用于高频小电流；面接触型，用于低频大电流。2、图形符号和文字符号3、单向导电性电子技术教案 14 半导体元件 14-44、伏安特性死区电压：硅管约为 0.5V，锗管约为 0.1V。正向导通电压：硅管 0.60.7V，锗管 0.20.3V。反向击穿电压：随二极管型号不同而异。5、主要参数最大整流电流 IOM：长期使用时，允许通过的正向电流平均值。反向工作峰值电压 URWM：常取反向 击穿电压的一半或三分之二
4、。反向峰值电流 IRM：加反向工作峰值电压时的反向电流。越小越好。例 1 电路和输入电压波形如图。忽略二极管的正向压降，试分 别画出 uo、uR 和 uD 的波形。电子技术教案 14 半导体元件 14-5解 uo、uR 和 uD 的波形如图。电子技术教案 14 半导体元件 14-614.3 稳压二极管是一种特殊的二极管。可利用其反向特性实现稳压。一、图形符号和文字符号二、伏安特性三、主要参数1、稳定电压 UZ正常工作时管子两端的反向电压，即反向击穿电压。2、稳定电流 IZ反向电压为 UZ时的反向电流。3、最大允许耗散功率 PZM不致使管子发生热击穿的最大功耗。4、最大稳定电流 IZM不致使管子
5、发生热击穿的最大反向电流。电子技术教案 14 半导体元件 14-7ZMUPI5、电压温度系数 U反映 UZ 受温度影响的系数。例如，2CW18 稳压管的温度系数为 0.095% ,表示温C/度增加 1 ，UZ 升高 0.095%。C一般：UZ 6V， U0；U Z6V ， U0；U Z=6V， U=0。6、动态电阻 rz反向击穿区，U Z 与I Z 之比。即z越小，稳压性能越好。例 有两个稳压管 DZ1 和 DZ2，稳定电压分别为 5.5V 和8.5V，正向 压降均 为 0.5V。今要分 别获得0.5V、3V、6V、9V 和 14V 几种稳定电压，这两个稳压管（还有限流电阻）应如何联结？试画出
6、各个电路。解电子技术教案 14 半导体元件 14-8电子技术教案 14 半导体元件 14-914.4 半导体三极管（晶体管）一、基本结构和图形符号1、三个区发射区（E 区）、集电区（C 区）、基区（ B 区）掺杂浓度不同：E 区浓，C 区次之， B 区浓度最低几何尺寸不同：E、C 区厚，B 区薄2、两个结发射结（E 结）、集电结（C 结）3、三个电极发射极 E，集电极 C、基极 B二、电流分配和放大原理1、实验观察电子技术教案 14 半导体元件 14-10改变 RB，可得到不同的 IB、IC 和 IE，如下表：IB/mA 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10IC/ mA 0.001 0.70 1.50 2.30 3.10 3.95IE/ mA 0.001 0.72 1.54 2.36 3.18 4.05由上表可得出如下结论：A电流分配 满足基尔霍夫电流定律，即 CBEIIB具有电流放大作用因为 IC 跟随 IB变化，且 ，BICIB=0 时， IC 很小D具有放大作用的条件是：发射结正向偏置，集电极反向偏置2、理论分析晶体管内部自由电子和空穴的运动规律AIE 的形成发射区向基区扩散电子，E C 通过发 射极提供电子，形成 IE。BIB 的形成发射区扩散到基区的电子少部分与基区的空穴复合，使 EB 通过基极向基区提供空穴（拉走电子），形成 IB。CIC 的形成
