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一、杂质半导体与PN结

1.为什么采用半导体材料制作电子器件?(半导体的特点)（1）热敏特性（2）光敏特性（3）掺杂特性2.什么是本征半导体?本征半导体中有哪两种载流子,其导电性与什么因素有关?非常纯净的单晶半导体称为本征半导体.(或纯净的具有晶体结构的半导体)第一章半导体基础知识3.N型半导体和P型半导体在本征半导体(硅或锗)中掺入微量的五价元素(如磷)，使之代替晶格中硅原子的位置，就构成了N型半导体。在N型半导体中,自由电子的浓度大于空穴的浓度,自由电子为多子,空穴为少子.N型半导体主要靠自由电子导电,掺入的杂质越多,多子的浓度越高,导电性也就越强.在本征半导体(硅或锗)中掺入微量的三价元素(如硼)，使之代替晶格中硅原子的位置，就构成了P型半导体。在P型半导体中,空穴为多子,自由电子为少子.主要靠空穴导电,与N型半导体一样,掺入的杂质越多,多子的浓度越高,导电性也就越强.4.PN结的形成及其单向导电性(包括PN结中扩散电流、漂移电流的方向；正、反向偏置；耗尽层的宽度与外加电压的关系；内电场的方向）PN结的形成扩散运动：因载流子的浓度差而产生的运动。扩散电流：由P→N内电场：由N→P漂移电流：把载流子在内电场作用下的运动称为漂移运动。漂移电流：由N→P

当扩散运动和漂移运动达到动态平衡时，将形成一个稳定的空间电荷区，称为PN结。

PN结：高阻区；耗尽层；阻挡层。PN结的正向偏置—forwardbias将电源的正极接P区，负极接N区，这种接法称为正向偏置。P区N区内电场外电场IF限流电阻

PN结加反向电压时截止PN结的反向偏置

将电源的正极接N区，负极接P区这种接法称为反向偏置。P

区N

区内电场外电场IR

综上所述，PN结正偏时，正向电流较大，相当于PN结导通；PN结反偏时，反向电流较小，相当于PN结截止。这就是PN结的单向导电性。当PN结上加的反向电压增大到一定数值时反向电流突然增大，这种现象称为PN结的反向击穿，这个电压称为PN结的反向击穿电压。

PN结反偏时，反向电流很小，而且几乎不随外加电压的变化而变化，因此，又叫反向饱和电流。反向电流是造成电路噪声的主要原因之一。二、半导体二极管1.二极管结构、电路符号D旧符号新符号阳极(Anode)阴极(Cathode)

2.二极管方程及伏安特性

二极管方程:

常温下（27℃）T=273+27=300K

则当加反向电压时，如：二极管的反向饱和电流当加正向电压时，如Ou

(V)i(mA)正向特性Uon死区电压i=0Uon=

0.5V

0.1V(硅管)(锗管)UUoni急剧上升0U

Uon

U

=(0.60.8)V硅管0.7V(0.10.3)V锗管0.2V反向特性ISU(BR)反向击穿U(BR)

U0i=IS<0.1A(硅)几十A

(锗)U<

U(BR)反向电流急剧增大(反向击穿)

PN结的势垒电容3、二极管的电容效应势垒电容扩散电容

正偏时反偏时4、二极管模型(等效电路)

二极管呈现出两种电容效应，它的总电容相当两着的并联。（a）理想二极管模型当二极管的正向导通电压和正向电阻与电源电压和外接电阻相比可以忽略时,可以把二极管用一个理想开关来代替。

(b)二极管恒压源模型实际二极管的特性并不是理想的开关特性，当二极管的正向导通电压和外加电源相比不能忽略，而与外接电阻相比二极管的正向电阻可以忽略时，二极管可以用一个理想二极管和一个电压源的串联来等效。（c）小信号模型（微变信号模型或交流小信号模型）

如三极管在伏安特性的小范围内工作（如工作点附近），则可把伏安特性看作一条直线，其斜率的倒数就是所求小信号模型的微变等效电阻。5、二极管的主要参数(1)最大整流电流℃℃。是指二极管长期工作时允许的最大正向平均电流。锗管约80，硅管约150(2)最高反向工作电压是二极管在反向工作状态下安全使用时的最高反向电压。通常的值规定为反向击穿电压的一半。(4)最高工作频率是指二极管正常工作时允许通过的最高交流信号的频率。

(3)反向电流

是D未击穿时的反响电流。越小,单向导电性越好。6、二极管的分析（1）直流电阻R

用万用表的欧姆挡测出的二极管的电阻是它的直流电阻。正向电阻：几十~几百欧姆反向电阻：几十~几百千姆（2）交流电阻（Q点切线斜率的倒数）也可通过二极管方程求得交流电阻也与工作点的位置有关（3）如何判断二极管的好坏及二极管的电极？

用万用表的欧姆档测量二极管两极间的电阻就可大致判断二极管的好坏。7、二极管应用电路（主要是限幅电路）限幅电路主要是利用非线性器件来实现。二极管可用来组成简单的限幅电路。限幅电路中的二极管一般都工作在大电流范围，所以可采用二极管的恒压源模型来分析电路的工作原理。（1）串联限幅电路（2）并联限幅电路（3）双向限幅电路三、半导体三极管

1、结构和符号晶体管的结构和符号2、三极管正常放大的外部条件

不论是NPN型三极管，还是PNP型三极管，外部电路需保证其发射结正向偏置，集电结反向偏置。这就是三极管正常放大的外部条件。3、三极管的内部结构特点（1）发射区高掺杂。（2）基区很薄且低掺杂。（3）集电结面积比发射结大，且掺杂浓度小于发射区。4、三极管的三种连接方式（1）共发射极电路（共射组态）（2）共基极电路（共基组态）（3）共集电极电路（共集组态）三极管的三种连接方式输入端输出端（a）共射组态输入端输出端（b）共基组态输入端输出端（c）共集组态

5、三极管内部载流子的运动规律（NPN管为例）

（1）发射区向基区注入载流子的过程

（2）载流子在基区的扩散和复合过程

（3）集电结收集载流子的过程6、三极管的电流分配关系忽略7、三极管的伏安特性三极管外部各极电压和电流的关系曲线称为三极管的伏安特性曲线。（以共射电路为例）（1）输入特性（a）的一条曲线与二极管的正向特性相似。（b）由0开始逐渐增大时曲线右移，且几乎重和。（c）和二极管一样，三极管也有一个门限电压。硅管：

锗管：输入端输出端P42（2）输出特性晶体管的输出特性曲线输入端输出端（1）截止区：把的区域称为截止区。进入截止区的条件：集电结和发射结均处于反偏状态。（2）饱和区：时的状态称为临界状态。饱和电压临界饱和线：OA

的区域称为饱和区，进入饱和区的条件是集电结和发射结均处于正偏状态。（3）放大区：平行等距的区域进入放大区的条件是发射结正偏集电结反偏。八、三极管的主要参数1、电流放大系数：（1）共射直流电流放大系数：（2）共射交流电流放大系数：（3）共基直流电流放大系数：（4）共基交流电流放大系数：

通常在很小时，与相差很小，与相差很小。因此，实际使用中经常混用而不加区别。2、极间电流（1）集电极——基极间反向饱和电流。

与T有关，是决定管子稳定性的重要参数，越小的管子，工作时稳定性越好。（2）穿透电流3、极限参数（1）：集——基间的击穿电压（2）：集——射间的击穿电压（3）：射——基间的击穿电压（4）集电极最大允许电流（5）集电极最大允许耗散功率(临界功耗线）常温下为大功率管；为小功率管；为中功率管九、三极管的应用分析1、如何通过测量正常工作时三极管三个电极的电位来确定管型、材料和电极？2、如何通过测量正常工作时流过三极管三个电极的电流来确定管型、材料和电极？3、如何检验三极管？检验三极管时应具备的一些基本知识（1）根据三极管正常放大的工作条件，工作在放大区的三极管，三个电极的电位有如下关系：(2)不同材料的三极管，正常工作在放大区时，发射结的压降不同。硅管：锗管：[例]①②③2V2.7V6V①②③2.2V6.3V6V[解]故为SI管③为c故为NPN型管最低故为e，为b。①②A、各级间电阻B、各级对地电位C、各级电流D、以上都不对2、放大电路中三只三极管，三个电极分别为下列各组数值，判断它们的管型和管脚，是SI管还是Ge管。（1）（2）（3）1、选择题：用万用表判别放大电路中处于正常工作状态的某个三极