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1、金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率第1章 半导体器件半导体的导电特性及半导体的导电特性及PNPN结的形成结的形成1.1半导体二极管半导体二极管1.2稳压二极管稳压二极管1.3半导体三极管半导体三极管1.4金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率本章要求：本章要求：一、理解一、理解PNPN结的单向导电性，三极管的电流结的单向导电性，三极管的电流 分配和电流放大作用；分配和电流放大作用；二、了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、二、了
2、解二极管、稳压管和三极管的基本构造、 工工 作原理和特性曲线，理解主要参数的作原理和特性曲线，理解主要参数的 意义；意义；三、会分析含有二极管的电路。三、会分析含有二极管的电路。金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率学会用工程观点分析问题，就是根据实际情况，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，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。以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结果。对电路进行分析计算时，只要能满足
3、技术指标，对电路进行分析计算时，只要能满足技术指标，就不要过分追究精确的数值。就不要过分追究精确的数值。器件是非线性的、特性有分散性、器件是非线性的、特性有分散性、RC RC 的值有误的值有误差、工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。差、工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标和对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标和 正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器件正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器件 的目的在于应用。的目的在于应用。金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销
4、如何提高工作效率半导体的特性：半导体的特性：掺杂性：掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变能力明显改变( (可做成各种不同用途的半导可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。光敏性：光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化当受到光照时，导电能力明显变化 ( (可做可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等管、光敏三极管等) )。( (可做成温度敏感元件，如热敏电阻可做成温度敏感元件，如热敏电阻) )。热敏性：热敏性：当环境温度升高时，导电能
5、力显著增强当环境温度升高时，导电能力显著增强1.1 半导体的导电特性金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率1.1.11.1.1 本征半导体本征半导体完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征 半导体。半导体。晶体中原子的排列方式晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构硅单晶中的共价健结构共价健共价键中的两个电子，称为共价键中的两个电子，称为价电子价电子。Si SiSi Si价电子金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一
6、的市场营销如何提高工作效率Si SiSi Si价电子价电子在获得一定能量（温价电子在获得一定能量（温 度升高或受光照）后，即可挣度升高或受光照）后，即可挣 脱原子核的束缚，成为脱原子核的束缚，成为自由电自由电 子子（带负电），同时共价键中（带负电），同时共价键中 留下一个空位，称为留下一个空位，称为空穴空穴（带（带 正电）正电）。本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理这一现象称为本征激发。 空穴温度愈高，晶体中产温度愈高，晶体中产 生的自由电子便愈多。生的自由电子便愈多。自由电子在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来 填补，而在该原子中出现一
7、个空穴，其结果相当于空穴填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当于空穴 的运动（相当于正电荷的移动）。的运动（相当于正电荷的移动）。金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率 本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出 现两部分电流现两部分电流 (1)(1)自由电子作定向运动自由电子作定向运动 电子电流电子电流(2)(2)价电子递补空穴价电子递补空穴 空穴电流空穴电流注意：注意：(1) (1) 本征半导体中载流子数目极少本征半导体中载流子
8、数目极少, , 其导电性能很差；其导电性能很差；(2) (2) 温度愈高，温度愈高， 载流子的数目愈多载流子的数目愈多, ,半导体的导电性能也半导体的导电性能也 就愈好。就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。所以，温度对半导体器件性能影响很大。自由电子和自由电子和空穴都称为载流子。空穴都称为载流子。自由电子和自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复空穴成对地产生的同时，又不断复 合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平 衡，半导体中载流子便维持一定的数目。衡，半导体中载流子便维持一定的数目。金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实
9、训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率 1.1.2 N1.1.2 N型半导体和型半导体和 P P 型半导体型半导体掺杂后自由电子数目掺杂后自由电子数目 大量增加，自由电子导电大量增加，自由电子导电 成为这种半导体的主要导成为这种半导体的主要导 电方式，称为电子半导体电方式，称为电子半导体 或或N N型半导体。型半导体。掺入五价元素掺入五价元素Si SiSi Sip+多余 电子磷原子在常温下即可变 为自由电子失去一个电 子变为正离 子在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）, , 形成杂质半导体。形成杂质半导体。在在N
10、N 型半导体中型半导体中自由电子自由电子 是多数载流子，空穴是少数是多数载流子，空穴是少数 载流子。载流子。动画金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率 1.1.2 N1.1.2 N型半导体和型半导体和 P P 型半导体型半导体掺杂后空穴数目掺杂后空穴数目 大量增加，空穴导电成大量增加，空穴导电成 为这种半导体的主要导为这种半导体的主要导 电方式，称为空穴半导电方式，称为空穴半导 体或体或 P P型半导体。型半导体。掺入三价元素掺入三价元素Si SiSi Si在在 P P 型半导体中型半导体中空空 穴是多数载流子，
11、自由穴是多数载流子，自由 电子是少数载流子。电子是少数载流子。B硼原子 接受一个接受一个 电子变为电子变为 负离子负离子空穴无论无论N N型或型或P P型半导体都是中性的，对外不显电性。型半导体都是中性的，对外不显电性。动画金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率1. 1. 在杂质半导体中多子的数量与在杂质半导体中多子的数量与 （a. a. 掺杂浓度、掺杂浓度、b.b.温度）有关。温度）有关。2. 2. 在杂质半导体中少子的数量与在杂质半导体中少子的数量与（a. a. 掺杂浓度、掺杂浓度、b.b.温度）有关。温度）
12、有关。3. 3. 当温度升高时，少子的数量当温度升高时，少子的数量 （a. a. 减少、减少、b. b. 不变、不变、c. c. 增多）。增多）。a ab bc c4. 4. 在外加电压的作用下，在外加电压的作用下，P P 型半导体中的电流型半导体中的电流主要是主要是 ，N N 型半导体中的电流主要是型半导体中的电流主要是 。 （a. a. 电子电流、电子电流、b.b.空穴电流）空穴电流） b ba a金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率 1.1.31.1.3 PN PN结的形成结的形成多子的扩散运动内电场少子
13、的漂移运动浓度差P P 型半导体型半导体N N 型半导体型半导体内电场越强，漂移运内电场越强，漂移运 动越强，而漂移使空间动越强，而漂移使空间 电荷区变薄。电荷区变薄。扩散的结果使 空间电荷区变宽 。空间电荷区也称 PN 结 扩散和漂移扩散和漂移 这一对相反的这一对相反的 运动最终达到运动最终达到 动态平衡，空动态平衡，空 间电荷区的厚间电荷区的厚 度固定不变。度固定不变。+形成空间电荷区动画金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率动画1.1.4 PN1.1.4 PN结的单向导电性结的单向导电性1. PN 1. P
14、N 结加正向电压结加正向电压（正向偏置）（正向偏置） PN 结变窄P接正、N接负 外电场IF内电场被内电场被 削弱，多子削弱，多子 的扩散加强的扩散加强 ，形成较大，形成较大 的扩散电流的扩散电流 。PN PN 结加正向电压时，结加正向电压时，PNPN结变窄，正向电流较结变窄，正向电流较 大，正向电阻较小，大，正向电阻较小，PNPN结处于导通状态。结处于导通状态。内电场PN+金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率PN PN 结变宽结变宽2. PN 2. PN 结加反向电压结加反向电压（反向偏置）（反向偏置）外电场
15、外电场内电场被加 强，少子的漂 移加强，由于 少子数量很少 ，形成很小的 反向电流。IRP P接负、接负、N N接正接正 温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。+PN PN 结加反向电压时，结加反向电压时，PNPN结变宽，反向电流较小，结变宽，反向电流较小， 反向电阻较大，反向电阻较大，PNPN结处于截止状态。结处于截止状态。内电场内电场P P N N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +动画金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率 1.21.2 半导体二极管半导体二极管 1.2.1 1.2.1 基本结构基本结构(a) (a) 点接触型点接触型结面积小、结面积小、 结电容小、正结电容小、正 向电流小。用向电流小。用 于检波和变频于检波和变频 等高频电路。等高频电路。金属触丝阳极引线N型锗片阴
