半导体的特点
一．选择题（共10小题）
1．（2015?株洲）2014年诺贝尔物理学奖颁给了发明蓝色二极管的三位科学家，他们的这项发明实现了利用二极管呈现白光，且发光效率高．LED灯（即发光二极管）不具有的特点是（）
A.亮度高
B.能耗低
C.寿命长
D.发热多
2．（2015?梧州一模）LED灯带在装饰材料中被广泛应用．小梅同学在研究其内部结构时发现，灯带中的LED灯串联后经电源适配器接入照明电路，如所示．她取下一只LED灯接在电池两端，灯不亮，对调电池正负极后灯亮了，但用手触摸几乎不发热．以下推断不符合上述事实的是（）
A.LED灯具有单向导电性
B.LED灯带主要将电能转化为光能
C.一只LED灯的正常工作的电压是220V
D.灯带中一只LED灯断路后其它灯不能亮
3．（2015?苏州模拟）有一种高效节能的新型LED光源，其核心元件是发光二极管，制作二极管的核心材料是（）
A.金属材料
B.陶瓷材料
C.超导体
D.半导体
4．（2014?茂名模拟）下列关于能源、信息和材料的说法正确的是（）
A.用半导体材料制作导线
B.太阳能和核能都是可再生能源
C.卫星是利用电磁波进行通信
D.塑料和银都是很好的绝缘材料
5．（2014?资阳一模）高亮度LED（发光二极管）灯现在逐渐走近你我们的生活中，已经在手电筒等小电器上出现，它具有工作电压低、小电流、光电转换效率高、无灯丝、工作寿命长等优点，是非常好的节能照明器材，关于LED灯，下列说法错误的是（）
A.LED灯亮度较高，功率大
B.它是用半导体材料制成的
C.它有单向导电性，使用时不能接错
D.它发光时亮度高，但实际功率小
6．（2014?郸城县模拟）关于各种新材料的性能及其应用，以下说法正确的是（）
A.半导体具有良好的导电性能
B.超导体是一种电阻很大的材料
C.超导材料用于输送电能可以降低电能损耗
D.纳米技术是大尺度范围内的科学技术
7．（2014秋?石家庄期末）下列说法不正确的是（）
A.半导体材料的导电能力非常好
B.移动电话利用电磁波传递信息
C.原子核由质子和中子组成
D.核电站利用核裂变释放的核能发电
8．（2014秋?桥西区期末）下面有关新材料和新技术的说法正确的是（）
A.常见的半导体材料有硅、锗等
B.利用超导体可以制成发热效率极高的发热管
C.使用无线网卡、3G手机上网都利用超声波传递信息
D.核燃料的放射性污染会造成严重的生态灾难，所以各国应严禁发展核能
9．（2014秋?金水区期中）下列叙述正确的是（）
A.通常情况下塑料和石墨都是导体
B.通常情况下人体和橡胶都是绝缘体
C.发光二极管是由半导体材料制成的
D.超导材料不适合做高压输电线，因为这种材料电阻过大
10．（2014秋?江汉区月考）LED灯带在装饰材料中被广泛应用．芳芳同学在研究其内部结构时发现，灯带中的LED灯串联后经电流适配器接入照明电路，如图所示．她取下一只LED 灯接在电池两端，灯不亮，对调电池正负极后灯亮了，但用手触摸几乎不发热．以下推断符合上述事实的是（）
w w w .x k b 1.c o m
A.一只LED正常工作的电压是220V
B.灯带中一只LED灯断路后其它灯还亮
C.LED灯的主要元件是由半导体材料制成
D.LED灯工作时主要是将电能转化为内能
二．填空题（共7小题）
11．在我们学过的导体、绝缘体、半导体和超导体这四种材料中，发光二极管是用
材料做的，电工师傅工作时所带的手套是材料做的，最理想的远距离高压输电线应该选用材料，而我们生活中的加热设备的发热体却不能用材料来做．
12．有一种材料，它的导电性介于导体和绝缘体之间，这种材料称为材料，电脑的微处理器就是由成千上万个这种材料制成的元件组成；某些材料在特定温度下，电阻接
近于零，这种材料物理学上称之为材料，此处的特定温度通常（选填“很高”、“接近常温”或“很低”）．
13．LED液晶电视的发光二极管是由（填“导体”或“半导体”）材料制成的．卫星电视的图象信号是由卫星通过波传送的．只听不看就能判断播音员是否熟悉，这是通过声音的来识别的．
14．2014年诺贝尔物理学奖授予了日本科学家赤崎勇?天野浩和美籍日裔科学家中村修二，以表彰他们发明蓝色发光二极管（LED），并因此带来新型的节能光源．当电流从较长的接线脚（即正极）流入时，发光二极管中有电流通过，使其发光；反之，电流不能从负极流向正极，发光二极管不发光．在图中，闭合开关能发光的是电路图，这说明发光二极管具有导电性．
15．（2015?福州模拟）LED灯是一种新型的高效节能光源，其核心元件是发光二极管，它是用材料制成的．为了防止电流表由于正负接线柱接反而损坏，小明将电流表与二极管串联起来（如图所示），这利用了二极管的特性．
https://www.doczj.com/doc/fa10789350.html,
16．在铝、铜、硅、塑料等材料中，用于制作半导体材料的是，发光二极管就是由半导体材料制成的，它具有导电的性质；20世纪初，科学家发现，铝在﹣271.76℃以下时，电阻就变成了零，这种现象称为现象．
17．（2015?厦门）2014年诺贝尔物理学家奖颁发给蓝色发光二极管发明者．二极管是用（选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）材料制成的、正是因为集齐、绿、蓝三原色的LED光，才能产生照亮世界的LED白色光源．
三．解答题（共3小题）
18．阅读短文，回答文图．
电子线路中有一种常见的器材叫二极管，在电路图中的符号为，它在电路中的作用是：当电流从“+”极端流入时，二极管对电流的阻碍作用很小，相当于一个阻值很小的电阻，此时二极管可视为一段导线；当电流从“﹣”极端流入时，二极管相当于一个阻值很大的电阻，使电流几乎不能通过它，此时二极管可视为绝缘体．
（1）在图1电路中，当闭合开关S后，能亮的灯是．
（2）某同学按照图2所示电路图连接了电路，电路中两个电源两端电压均为3V不变，当S 接a端时，电压表的示数为V；当S接b端时，电压表的示数为V．（3）图3是小明设计的判断电源正负极的电路图，电路及元器件完好，闭合开关S后，小灯泡不发光，则A端是电源的极．（选填“正”或“负”）
19．阅读短文，回答问题．
神奇的二极管
二极管是一种重要的半导体电子元件，有着广泛的应用，2014年诺贝尔物理学奖被颁发给在蓝色发光二极管上做出巨大贡献的科学家．二极管可用符表示，其具有单向导电性，
当电流从“+”极流进二极管时，二极管导通，相当于一根导线；而电流从“﹣”极流入时，二极管断路，实际上不会有电流通过．发光二极管只是二极管中的一种，也具有单向导电性．与白炽灯泡相比，发光二极管具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等优点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域．
（1）二极管是由（导体/绝缘体/半导体/超导体）材料制成，请列举出发光二极管在生活中的一个具体应用实例；
（2）如图甲，已知电源电压为3V，则开关闭合后，灯泡L （能/不能）发光，电压表的示数为V；
（3）二极管单向导电性源自于构成材料P型半导体和N型半导体组成的晶片，受此启发，科研人员利用P型半导体元件和N型半导体元件串联，接上直流电源后，半导体材料的两端会产生温度差（珀尔帖效应），制成了电脑的散热器．如图乙，在电流方向是N→P的地方吸热，而在电流方向是P→N的地方放热，则靠近电脑发热体（CPU）的是图乙中（上方/下方）的陶瓷片．
20．阅读短文，回答问题：
（一）半导体
金属导电性能好，非金属导电性能一般来说比较差．有一些元素，例如硅、锗，导电性能介于金属和非金属之间，比金属差，比非金属强，常常称做半导体．除了导电性能外，半导体还有许多其他特性，例如光照、温度、压力等外界因素都对它的性能有很大影响．自动照相
机能够根据光的强弱自动调整曝光量，所用的感光元件就是一个光敏电阻．光敏电阻就是用半导体材料制成的．
（1）、等元素可以制成半导体材料．
（2）用半导体材料能制成光敏电阻、电阻和电阻以及半导体二极管等．
（3）将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成如图电路．光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小．闭合开关，逐渐增大的光照强度，电流表示数
将，电压表示数将．（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）（二）半导体二极管的导电特性
半导体二极管是一种电学元件，它最重要的特性就是单向导电性．如图1所示是二极管的实物图和它的电路图符号．在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出．所以二极管具有的单向导电性．
（4）把二极管、小灯泡、电池、开关分别连接成如图2所示两个电路，则两个电路中的小灯泡发光的是图（选填“甲”、“乙”）．
（5）请设计一个实验，利用二极管判断蓄电池的正负极（其他器材自选）．请在图3方框内画出电路图：（用表示蓄电池）
判断方法：．
半导体的特点
一．选择题（共10小题）
1．（2015?株洲）2014年诺贝尔物理学奖颁给了发明蓝色二极管的三位科学家，他们的这项发明实现了利用二极管呈现白光，且发光效率高．LED灯（即发光二极管）不具有的特点是（）
A.亮度高
B.能耗低
C.寿命长
D.发热多
考点：半导体的特点．
专题：粒子与宇宙、材料世界．
分析：发光二极管是由半导体材料制成的，可将电能转化为光能，而且二极管具有单向导电性；
LED节能灯发出“健康光线”的原因是光线中不含紫外线和红外线，直流驱动，无频闪；w w w .x k b 1.c o m
LED灯发热小，90%的电能转化为可见光．
解答：解：蓝色发光二极管（LED）发热小，90%的电能转化为可见光，无辐射，是一种高效、环保的光源，其特点是亮度高、能耗低、寿命长，不具有的特点是发热多．
故选D．
点评：LED灯与普通白炽灯泡在发光原理的不同，知道发光二极管的效率高，是由于电能直接转化为光能的原因，并且LED灯已广泛地应用于现代生活，注意理论与实际的联系．
2．（2015?梧州一模）LED灯带在装饰材料中被广泛应用．小梅同学在研究其内部结构时发现，灯带中的LED灯串联后经电源适配器接入照明电路，如所示．她取下一只LED灯接在电池两端，灯不亮，对调电池正负极后灯亮了，但用手触摸几乎不发热．以下推断不符合上述事实的是（）
A.LED灯具有单向导电性
B.LED灯带主要将电能转化为光能
C.一只LED灯的正常工作的电压是220V
D.灯带中一只LED灯断路后其它灯不能亮
考点：半导体的特点．
专题：粒子与宇宙、材料世界．
分析：（1）LED灯的材料是半导体，半导体具有单向导电性；
（2）LED灯工作时不发热，说明电能没有转化成内能；
（3）照明电路的电压是220V，灯带中的LED灯是串联后接入电路的，所以一只LED灯的工作电压小于220V；
（4）串联电路，电流只有一条路径，各元件相互影响．
解答：解：
A、取下一只LED灯接在电池两端，灯不亮，对调电池正负极后灯亮了，说明LED灯具有单向导电性，该选项说法正确．
B、由于用手试摸，点亮的灯几乎不发热，说明电能几乎没有转化成内能，绝大部分都转化成了光能，该选项说法正确；
C、LED灯是串联后通过电源适配器接入照明电路的，所以一只LED灯的工作电压小于220V，该选项说法不正确；
D、由于灯带中的LED灯是串联的，所以灯带中一只LED灯断路后其它灯也不能工作，该选项说法正确．
故选C．
点评：本题以LED灯为题，考查了物理知识的运用，体现了物理来源于生活又应用于生活，是中考的常见题型．
3．（2015?苏州模拟）有一种高效节能的新型LED光源，其核心元件是发光二极管，制作二极管的核心材料是（）
A.金属材料
B.陶瓷材料
C.超导体
D.半导体
考点：新*课*标*第*一*网]半导体的特点．
专题：粒子与宇宙、材料世界．
分析：导电能力介于导体和绝缘体之间的材料叫半导体，半导体是制作二极管、三极管的材料，常用在电子元件上．
解答：解：LED灯中的发光二极管由半导体材料制成．
故选：D．
点评：应用了半导体材料：有二极管、在极管、集成电路的电子线路板等，属于识记性内容．
4．（2014?茂名模拟）下列关于能源、信息和材料的说法正确的是（）
A.用半导体材料制作导线
B.太阳能和核能都是可再生能源
C.卫星是利用电磁波进行通信
D.塑料和银都是很好的绝缘材料
考点：半导体的特点；卫星中继通信；绝缘体；能源的分类．
专题：其他综合题．
分析：（1）半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间；
（2）能源源不断地从自然界获得或可以重复利用的能源是可再生能源，不能源源不断地从自然界获得或不可以重复利用的能源是不可再生能源；
（3）卫星通讯是利用微波来实现的．
（4）金属是性能很好的导体．
解答：解：A、半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，电阻率大，不适合做导线，故A错误；
B、核能是不可再生能源，故B错误；
C、卫星通讯是利用微波来实现的，故C正确；
D、塑料是绝缘体，属于绝缘材料，银是很好的导体，故D错误；
故选C．
点评：本题考查了能源的分类、导体与绝缘体、卫星通信等问题，涉及的知识较多，但难度不大，是一道基础题．
5．（2014?资阳一模）高亮度LED（发光二极管）灯现在逐渐走近你我们的生活中，已经在手电筒等小电器上出现，它具有工作电压低、小电流、光电转换效率高、无灯丝、工作寿命长等优点，是非常好的节能照明器材，关于LED灯，下列说法错误的是（）
A.LED灯亮度较高，功率大
B.它是用半导体材料制成的
C.它有单向导电性，使用时不能接错
D.它发光时亮度高，但实际功率小
考点：半导体的特点．
专题：粒子与宇宙、材料世界．
分析：根据题干中对LED灯工作特点、原理的介绍，结合选项中的描述来做出判断．
解答：解：
AD、LED灯的发光原理是电能直接转化为光能，几乎不转化为内能，高了电能转化为光能的效率，但实际功率小，有利于节约能源，故A错误、D正确；
B、LED灯的核心元件是由半导体做成的器件，故B正确；
C、LED灯的核心元件是由半导体做成的器件，半导体具有单向导电性，使用时不能接错，故C正确．
故选A．
点评：LED灯已广泛地应用于现代生活，根据它发光的特点，其环保节能的优点得到人们肯定，学生并不陌生．
6．（2014?郸城县模拟）关于各种新材料的性能及其应用，以下说法正确的是（）
A.半导体具有良好的导电性能
B.超导体是一种电阻很大的材料
C.超导材料用于输送电能可以降低电能损耗
D.纳米技术是大尺度范围内的科学技术
考点：半导体的特点；超导体的作用；纳米材料的应用和发展前景．
专题：粒子与宇宙、材料世界．
分析：要解答本题需掌握：①半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间．②超导体是一种没有电阻的材料，超导材料可以用作输电线．③纳米材料和半导体材料的特点．
解答：解：A．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间．选项错误；
B．超导体是一种没有电阻的材料．选项错误；
C．超导材料用于输送电力可以降低电能损耗．选项正确；
D．纳米技术是小尺度范围内的科学技术．选项错误．
故选C．
点评：本题主要考查学生对新型的材料的了解和掌握，是一道基础题．
7．（2014秋?石家庄期末）下列说法不正确的是（）
A.半导体材料的导电能力非常好
B.移动电话利用电磁波传递信息
C.原子核由质子和中子组成
D.核电站利用核裂变释放的核能发电
考点：[来源:学|科|网Z|X|X|K]半导体的特点；原子的核式模型；电磁波的传播；核裂变．
专题：其他综合题．
分析：（1）容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体，导电能力介于导体和绝缘体之间的叫半导体；
（2）广播、电视、移动通信等都是利用电磁波来传递信息的；
（3）原子由原子核和电子构成，原子核由质子和电子构成；
（4）核电站和原子弹都是利用核裂变释放能量，氢弹和太阳内部发生核聚变释放能量．
解答：解：A、半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，导电能力不是非常好，故A错误；
B、移动电话利用电磁波传递信息，故B正确；
C、原子核由质子和中子组成，故C正确；
D、核电站利用核裂变释放的核能发电，故D正确．
本题选择错误选项．
故选：A．
点评：本题考查半导体特性、原子核构成、电磁波应用、核能的利用等知识点，属了解性内容，记住基础知识点即可作答．
8．（2014秋?桥西区期末）下面有关新材料和新技术的说法正确的是（）
A.常见的半导体材料有硅、锗等
B.利用超导体可以制成发热效率极高的发热管
C.使用无线网卡、3G手机上网都利用超声波传递信息
D.核燃料的放射性污染会造成严重的生态灾难，所以各国应严禁发展核能
考点：半导体的特点；超导体的作用；电磁波的传播；核能．
专题：粒子与宇宙、材料世界；能源的利用与发展．
分析：A、硅、锗等属于常见的半导体材料；
B、超导体主要应用在高压输电线上，不能应用在利用电流热效应工作的电器中；
C、无线网卡、3G手机上网都利用电磁波传递信息的；
D、核燃料的放射性污染会造成严重的生态灾难，所以各国应谨慎核工业发展．
解答：解：A、硅、锗等属于常见的半导体材料，故A正确；
B、超导体主要应用在高压输电线上，不能应用在利用电流热效应工作的发热管中，故B错误；
C、使用无线网卡、3G手机上网都利用电磁波传递信息的，故C错误；
D、核燃料的放射性污染会造成严重的生态灾难，所以各国应谨慎核工业发展，而不是禁止，故D错误．
故选A．
点评：本题考查学生对半导体、超导体、核燃料、电磁波的了解，属于对基础性知识的考查．
9．（2014秋?金水区期中）下列叙述正确的是（）
A.通常情况下塑料和石墨都是导体
B.通常情况下人体和橡胶都是绝缘体
C.发光二极管是由半导体材料制成的
D.超导材料不适合做高压输电线，因为这种材料电阻过大
考点：半导体的特点．
专题：粒子与宇宙、材料世界．
分析：（1）容易导电的物体叫做导体，例如：石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液；
（2）不容易导电的物体叫做绝缘体，例如：橡胶、玻璃、塑料等；
（3）导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化．
解答：解：A、通常情况下塑料是绝缘体，该选项说法不正确；
B、通常情况下人体是导体，该选项说法不正确；
C、发光二极管是由半导体材料制成的，该选项说法正确；
D、超导材料适合做高压输电线，因为这种材料电阻为零，该选项说法不正确．
故选C．
点评：本题考查了学生对导体、绝缘体、半导体以及超导体的了解，属于基础知识的考查，比较简单．
10．（2014秋?江汉区月考）LED灯带在装饰材料中被广泛应用．芳芳同学在研究其内部结构时发现，灯带中的LED灯串联后经电流适配器接入照明电路，如图所示．她取下一只LED
灯接在电池两端，灯不亮，对调电池正负极后灯亮了，但用手触摸几乎不发热．以下推断符合上述事实的是（）
A.一只LED正常工作的电压是220V
B.灯带中一只LED灯断路后其它灯还亮
C.LED灯的主要元件是由半导体材料制成
D.LED灯工作时主要是将电能转化为内能
考点：半导体的特点；电路的基本连接方式．
专题：电流和电路；粒子与宇宙、材料世界．
分析：LED的含义是发光二极管，每只LED灯的额定电压都很小，需要多只串联用在家庭电路中，它的主要材料是半导体，工作时电能转化成光能的效率高．
解答：解：A、灯带中的LED灯串联后接入照明电路，串联分压，一只灯的电压很小，该选项说法不正确，不符合题意；
B、灯带中的LED灯是串联的，串联电路一个用电器损坏，其它用电器的工作情况受到影响，该选项说法不正确，不符合题意；
C、开始灯不亮，对调电池正负极后灯亮了，说明LED灯是具有单向导电性的二极管，LED 应用了半导体材料，该选项说法正确，符合题意；
D、用手试摸，点亮的灯几乎不发热，说明LED灯主要是将电能转化为内能的说法是错误的，该选项说法不正确，不符合题意．
故选C．
点评：本题考查发光二极管的基本知识，要知道LED是发光二极管，它由半导体材料构成，具有单向导电性．
二．填空题（共7小题）
11．在我们学过的导体、绝缘体、半导体和超导体这四种材料中，发光二极管是用半导体材料做的，电工师傅工作时所带的手套是绝缘体材料做的，最理想的远距离高压输电线应该选用超导体材料，而我们生活中的加热设备的发热体却不能用超导体材料来做．
考点：半导体的特点；超导体的作用；绝缘体．
专题：粒子与宇宙、材料世界．
分析：根据导电性的不同，材料可分为导体，半导体，绝缘体三大类，容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体，导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体，超导体的电阻为0．
解答：解：（1）发光二极管是用半导体材料做的，二极管的特点就是单向导电性，利用的主要材料就是半导体．
（2）绝缘体不容易导电，因此电工师傅工作时所带的手套是绝缘体材料做的，避免触电．（3）超导体的电阻为零，有电流通过时不会发热，导线上没有电能的损失，因此最理想的远距离高压输电线应该选用超导体材料．
（4）生活中的加热设备的发热体是利用电流的热效应来工作的，把电能转化成内能，因此不能用超导体材料来做，因为超导体的材料为零不能发热．
故答案为：半导体；绝缘体；超导体；超导体．
点评：本题考查了学生对导体、绝缘体、半导体和超导体的掌握，对于常见的导体和半导体可以联系它们在日常生活和工业生产中的应用来记忆，不要死记硬背．
12．有一种材料，它的导电性介于导体和绝缘体之间，这种材料称为半导体材料，电脑的微处理器就是由成千上万个这种材料制成的元件组成；某些材料在特定温度下，电阻接近于零，这种材料物理学上称之为超导材料，此处的特定温度通常很低（选填“很高”、“接近常温”或“很低”）．
考点：半导体的特点；超导体的特点．
专题：应用题．
分析：半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间．
当导体的温度降至某一低温时，它的电阻突然变为零，这种特性称超导性．导体电阻转变为零时的温度称为超导临界温度．
解答：解：根据导电性的不同，材料可分为导体、半导体、绝缘体三大类，容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体，导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体．
当导体的温度降至某一低温时，它的电阻接近于零，这种材料称之为超导材料．
故答案为：半导体，超导，很低．
点评：本题考查了半导体材料和超导材料的定义，属于基础性知识，注意区分．
13．LED液晶电视的发光二极管是由半导体（填“导体”或“半导体”）材料制成的．卫星电视的图象信号是由卫星通过电磁波传送的．只听不看就能判断播音员是否熟悉，这是通过声音的音色来识别的．
考点：半导体的特点；音色；卫星中继通信．
分析：根据导体、绝缘体、半导体和超导体的用途来判断制成二极管的材料．
广播、电视和移动通信都是利用电磁波来传递信息的．
不同发声体的材料结构不同，发出声音的品质、特色也不同．
解答：解：电视机的元件中发光二极管是半导体材料制成的．电视信号就是利用地球同步卫星做电磁波通信的中继站来传递信息的；所以卫星是用电磁波传递信息的；不同的播音员发出声音的特色不同，是通过声音的音色来识别．
故答案为：半导体、电磁、音色．
点评：此题主要考查电磁波在传递信息中的应用，半导体材料的特点及应用的了解和声音的特性，是一道基础题．
14．2014年诺贝尔物理学奖授予了日本科学家赤崎勇?天野浩和美籍日裔科学家中村修二，以表彰他们发明蓝色发光二极管（LED），并因此带来新型的节能光源．当电流从较长的接线脚（即正极）流入时，发光二极管中有电流通过，使其发光；反之，电流不能从负极流向正极，发光二极管不发光．在图中，闭合开关能发光的是乙电路图，这说明发光二极管具有单向导电性．
考点：半导体的特点．
专题：粒子与宇宙、材料世界．
分析：发光二极管只允许电流从二极管的正极流入，负极流出．如果反向，二极管将不亮．
解答：解：在乙电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出．如图当电流从较长的接线脚流入时，发光二极管中有电流通过，使其发光；如果电流从较短接线脚流入，二极管将不发光，处于断路状态．说明二极管的单向导电性．
故答案为：乙；单向．
点评：此题考查了半导体和发光二极管的知识，是一道基础题．
15．（2015?福州模拟）LED灯是一种新型的高效节能光源，其核心元件是发光二极管，它是用半导体材料制成的．为了防止电流表由于正负接线柱接反而损坏，小明将电流表与二极管串联起来（如图所示），这利用了二极管的单向导电特性．
考点：半导体的特点．
专题：粒子与宇宙、材料世界．
分析：二极管是由半导体做成的器件，它具有单向导电性．
解答：解：制作二极管的材料是半导体材料，常用的有：硅、锗等材料．将电流表与二极管串联起来，这利用了二极管的单向导电特性．
故答案为：半导体；单向导电．
点评：本题考查半导体的特点，属于基础题．
16．在铝、铜、硅、塑料等材料中，用于制作半导体材料的是硅，发光二极管就是由半导体材料制成的，它具有单向导电的性质；20世纪初，科学家发现，铝在﹣271.76℃以下时，电阻就变成了零，这种现象称为超导现象．
考点：半导体的特点；超导体的特点．
专题：应用题．
分析：（1）容易导电的物体是导体，不容易导电的物体是绝缘体，导体和绝缘体没有绝对的界限，导体性能介于二者之间的是半导体．二极管的特点就是单向导电性，利用的主要材料就是半导体．
（2）当降到一定温度时，导体的电阻能够变为零；
解答：解：（1）在铝、铜、硅、塑料等材料中，铝、铜属于导体；塑料属于绝缘体；硅是半导体．由半导体材料制成的二极管具有单向导电性．
（2）铝在﹣271.76℃以下时，它的阻值会变为零，发生超导现象；
故答案为：硅；单向；超导．
点评：此题考查了半导体材料和半导体元件的特性，超导现象的理解和掌握，是一道基础题．
17．（2015?厦门）2014年诺贝尔物理学家奖颁发给蓝色发光二极管发明者．二极管是用半导体（选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）材料制成的、正是因为集齐红、绿、蓝三原色的LED光，才能产生照亮世界的LED白色光源．
考点：半导体的特点；色光的三原色和颜料的三原色．
专题：光的折射、光的色散；粒子与宇宙、材料世界．
分析：（1）利用半导体材料可以制成二极管、三极管等元件；
（2）光的三原色是红、绿、蓝．
解答：解：二极管是利用半导体材料制成的；红、绿、蓝是色光的三原色，利用这三种颜色的光可以混合成其他各种色光．
故答案为：半导体；红．
点评：利用半导体材料制成二极管或三极管，色光三原色，这些属于了解性内容，记住即可．
三．解答题（共3小题）
18．阅读短文，回答文图．
电子线路中有一种常见的器材叫二极管，在电路图中的符号为，它在电路中的作用是：当电流从“+”极端流入时，二极管对电流的阻碍作用很小，相当于一个阻值很小的电阻，此时二极管可视为一段导线；当电流从“﹣”极端流入时，二极管相当于一个阻值很大的电阻，使电流几乎不能通过它，此时二极管可视为绝缘体．
（1）在图1电路中，当闭合开关S后，能亮的灯是L2．
（2）某同学按照图2所示电路图连接了电路，电路中两个电源两端电压均为3V不变，当S 接a端时，电压表的示数为 3 V；当S接b端时，电压表的示数为0 V．
（3）图3是小明设计的判断电源正负极的电路图，电路及元器件完好，闭合开关S后，小灯泡不发光，则A端是电源的负极．（选填“正”或“负”）
考点：半导体的特点．
专题：粒子与宇宙、材料世界．
分析：要解答此题需掌握半导体二极管的单向导电性、和电路中的电流方向以及电压表在电路中作用，当所测电路断路，电压表与电路串联．
解答：解：（1）由图知，电源正极在右边，而半导体二极管中“小三角”相当于正极、“竖线”相当于负极，当电流从“+”极端流入时，电路能形成通路．当电流从“﹣”极端流入时，电流不能通过．L2所在支路中的二极管和电源正极方向相同，能通过电流，而L1所在支路中的二极管与电源方向相反，电流不能通过．因此L2会亮，L1不亮．
（2）当S接a时，电源正极与二极管正极方向相反，电流不能通过，相当于电路断路，用电压表测量电压时，电压表与电路串联，分担电源电压，示数为3V．当S接b时，电源正极与二极管正极方向相同，二极管可视为一段导线，不分担电压，用电压表测量时，示数为0V．
（3）闭合开关S后，小灯泡不发光，二极管正极方向在左端，因此电源右端是正极，即A 是负极．
故答案：（1）L2；
（2）3；0；
（3）负．
点评：此题通过实际电路来分析二极管的单向导电性，同时要注意电压表在电路断路时的作用．
19．阅读短文，回答问题．
神奇的二极管
二极管是一种重要的半导体电子元件，有着广泛的应用，2014年诺贝尔物理学奖被颁发给在蓝色发光二极管上做出巨大贡献的科学家．二极管可用符表示，其具有单向导电性，
当电流从“+”极流进二极管时，二极管导通，相当于一根导线；而电流从“﹣”极流入时，二极管断路，实际上不会有电流通过．发光二极管只是二极管中的一种，也具有单向导电性．与白炽灯泡相比，发光二极管具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等优点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域．
（1）二极管是由半导体（导体/绝缘体/半导体/超导体）材料制成，请列举出发光二极管在生活中的一个具体应用实例LED灯（音乐贺卡上的灯等）；
（2）如图甲，已知电源电压为3V，则开关闭合后，灯泡L 不能（能/不能）发光，电压表的示数为0 V；
（3）二极管单向导电性源自于构成材料P型半导体和N型半导体组成的晶片，受此启发，科研人员利用P型半导体元件和N型半导体元件串联，接上直流电源后，半导体材料的两端会产生温度差（珀尔帖效应），制成了电脑的散热器．如图乙，在电流方向是N→P的地方吸热，而在电流方向是P→N的地方放热，则靠近电脑发热体（CPU）的是图乙中上方（上方/下方）的陶瓷片．
考点：半导体的特点．
专题：粒子与宇宙、材料世界．
分析：（1）二极管是由半导体做成的器件，它具有单向导电性．
（2）根据二极管的单向导电性进行分析，当接反时二极管中没有电流通过，相当于断路．（3）根据“在电流方向是N→P的地方吸热，而在电流方向是P→N的地方放热”进行分析．解答：解：（1）制作二极管的材料是半导体材料，发光二极管在生活中应用比较广泛，例如LED灯、音乐贺卡上的灯等．
（2）由甲图可见，电流从二极管的“﹣”极流进，从“+”极流出，此时二极管断路，因此开关闭合后灯泡不能发光，电压表的示数为0；
（3）由图可知，靠近上面陶瓷片的电流方向是由N→P，靠近下面陶瓷片的电流方向是由
P→N，由于在电流方向是P→N的地方放热，因此下端应是半导体元件放热的地方，在上方电流方向是N→P的地方吸热，因此电脑发热体在上方．
故答案为：（1）半导体；LED灯（音乐贺卡上的灯等）；（2）不能；0；（3）上方．
点评：本题通过电脑中散热元件的运用，考查了半导体元件的单向导电性，对生活中常用电器要有所了解．
20．阅读短文，回答问题：
（一）半导体
金属导电性能好，非金属导电性能一般来说比较差．有一些元素，例如硅、锗，导电性能介于金属和非金属之间，比金属差，比非金属强，常常称做半导体．除了导电性能外，半导体还有许多其他特性，例如光照、温度、压力等外界因素都对它的性能有很大影响．自动照相机能够根据光的强弱自动调整曝光量，所用的感光元件就是一个光敏电阻．光敏电阻就是用半导体材料制成的．
（1）硅．、锗等元素可以制成半导体材料．
（2）用半导体材料能制成光敏电阻、热敏电阻和压敏电阻以及半导体二极管等．（3）将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成如图电路．光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小．闭合开关，逐渐增大的光照强度，电流表示数将变大，电压表示数将变大．（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）
（二）半导体二极管的导电特性
半导体二极管是一种电学元件，它最重要的特性就是单向导电性．如图1所示是二极管的实物图和它的电路图符号．在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出．所以二极管具有的单向导电性．
（4）把二极管、小灯泡、电池、开关分别连接成如图2所示两个电路，则两个电路中的小灯泡发光的是图甲（选填“甲”、“乙”）．
（5）请设计一个实验，利用二极管判断蓄电池的正负极（其他器材自选）．请在图3方框内画出电路图：（用表示蓄电池）
判断方法：闭合开关后，若小灯泡亮，表明接二极管正极一端是蓄电池的正极；若小灯泡不亮，表明接二极管正极一端是蓄电池的负极．
考点：半导体的特点．
专题：粒子与宇宙、材料世界．
分析：（1）导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体，如：硅、锗等．常见半导体有：锗、硅、砷化镓等，即硅属于半导体材料．
（2）半导体可以根据各自特点做出许多电阻，例如热敏电阻、压敏电阻、光敏电阻等等．二极管是由半导体做成的器件，它具有单向导电性．
（3）由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流；光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，电路总电阻减小，根据欧姆定律可知电路电流的变化和R0两端的电压变化．
（4）根据二极管具有单向导电性进行分析，即电流从正极流入，负极流出；接反后电路则不会形成通路．
（5）闭合开关后，若小灯泡亮，表明接二极管正极一端是蓄电池的正极；若小灯泡不亮，表明接二极管正极一端是蓄电池的负极．
解答：解：（1）常见半导体有：锗、硅、砷化镓等；
（2）半导体可以根据各自特点做出许多电阻，例如热敏电阻、压敏电阻、光敏电阻等等以及二极管；
（3）闭合开关，逐渐增大光敏电阻的光照强度时，R的阻值变小、电路的总电阻变小；根据I=可知，电源的电压不变时，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；
根据U=IR可知，R0两端的电压，即电压表的示数变大．
（4）因为甲图中的电流是从二极管的正极流入，负极流出的，所以甲图中的小灯泡发光，乙图中的小灯泡不发光．
（5）电路图如图所示：
判断方法：闭合开关后，若小灯泡亮，表明接二极管正极一端是蓄电池的正极；若小灯泡不亮，表明接二极管正极一端是蓄电池的负极．．
故答案为：（1）硅；锗；（2）热敏；压敏；（3）变大；变大；（4）甲；
（5）见上图；闭合开关后，若小灯泡亮，表明接二极管正极一端是蓄电池的正极；若小灯泡不亮，表明接二极管正极一端是蓄电池的负极．
点评：认真审题，知道二极管的特性，分析清楚电路结构、根据实验目的与二极管特性设计实验，即可正确解题．
新课标第一网系列资料https://www.doczj.com/doc/fa10789350.html,
研究生《电子技术综合实验》课程报告 题目：半导体器件综合参数测试 学号 姓名 专业 指导教师 院（系、所） 年月日
一、实验目的： （1）了解、熟悉半导体器件测试仪器，半导体器件的特性，并测得器件的特性参数。掌握半导体管特性图示仪的使用方法，掌握测量晶体管输入输出特性的测量方法。 （2）测量不同材料的霍尔元件在常温下的不同条件下（磁场、霍尔电流）下的霍尔电压，并根据实验结果全面分析、讨论。 二、实验内容： （1）测试3AX31B、3DG6D的放大、饱和、击穿等特性曲线，根据图示曲线计算晶体管的放大倍数； （2）测量霍尔元件不等位电势，测霍尔电压，在电磁铁励磁电流下测霍尔电压。 三、实验仪器： XJ4810图示仪、示波器、三极管、霍尔效应实验装置 四、实验原理： 1.三极管的主要参数： （1）直流放大系数h FE：h FE=（I C-I CEO）/I B≈I C/I B。其中I C为集电极电流，I B为基极电流。 基极开路时I C值，此值反映了三极管热稳定性。 （2）穿透电流I CEO ： （3）交流放大系数β：β=ΔI C/ΔI B （4）反向击穿电压BV CEO：基极开路时，C、E之间击穿电压。 2.图示仪的工作原理： 晶体管特性图示仪主要由阶梯波信号源、集电极扫描电压发生器、工作于X-Y方式的示波器、测试转换开关及一些附属电路组成。晶体管特性图示仪根据器件特性测量的工作原理，将上述单元组合，实现各种测试电路。阶梯波信号源产生阶梯电压或阶梯电流，为被测晶体管提
供偏置；集电极扫描电压发生器用以供给所需的集电极扫描电压，可根据不同的测试要求，改变扫描电压的极性和大小；示波器工作在X-Y状态，用于显示晶体管特性曲线；测试开关可根据不同晶体管不同特性曲线的测试要求改变测试电路。（原理如图1） 上图中，R B、E B构成基极偏置电路。当E B》V BE时，I B=（E B-V BE）/R B基本恒定。晶体管C-E之间加入锯齿波扫描电压，并引入小取样电阻RC，加到示波器上X轴Y轴电压分别为：V X=V CE=V CA+V AC=V CA-I C R C≈V CA V Y=-I C·R C∝-I C I B恒定时，示波器屏幕上可以看到一根。I C-V CE的特征曲线，即晶体管共发射极输出特性曲线。为了显示一组在不同I B的特征曲线簇I CI=φ应该在X轴锯齿波扫描电压每变化一个周期时，使I B也有一个相应的变化。应将E B改为能随X轴的锯齿波扫描电压变化的阶梯电压。每一个阶梯电压能为被测管的基极提供一定的基极电流，这样不同变化的电压V B1、V B2、V B3…就可以对应不同的基极注入电流I B1、I B2、I B3….只要能使没一个阶梯电压所维持的时间等于集电极回路的锯齿波扫描电压周期。如此，绘出I CO=φ（I BO，V CE）曲线与I C1=φ（I B1，V CE）曲线。 3.直流电流放大系数h FE与工作点I,V的关系 h FE是晶体三极管共发射极连接时的放大系数，h FE=I C/I B。以n-p-n晶体管为例，发射区的载流子（电子）流入基区。这些载流子形成电流I E，当流经基区时被基区空穴复合掉一部分，这复合电流形成IB，复合后剩下的电子流入集电区形成电流为IC，则I E=IB+IC。因IC>>IB 所以一般h FE=IC/IB都很大。
《半导体器件原理》课程复习提纲 2017.12 基础：半导体物理、半导体器件的基本概念、物理效应。 重点：PN结、金半结、双极型晶体管、JFET、MESFET、MOSFET。根据物理效应、物理方程、实验修正等，理解半导体器件的工作原理和特性曲线，掌握器件的工作方程和各种修正效应，了解器件的参数意义，能够进行器件设计、优化、应用、仿真与建模等。 第一章：半导体物理基础 主要内容包括半导体材料、半导体能带、本征载流子浓度、非本征载流子、本征与掺杂半导体、施主与受主、漂移扩散模型、载流子输运现象、平衡与非平衡载流子。 半导体物理有关的基本概念，质量作用定律，热平衡与非平衡、漂移、扩散，载流子的注入、产生和复合过程，描述载流子输 运现象的连续性方程和泊松方程。（不作考试要求） 第二章：p－n结 主要内容包括热平衡下的p－n结，空间电荷区、耗尽区（耗尽层）、内建电场等概念，p－n结的瞬态特性，结击穿，异质结与高低结。 耗尽近似条件，空间电荷区、耗尽区（耗尽层）、内建电势等概念，讨论pn结主要以突变结（包括单边突变结）和线性缓变结为例，电荷分布和电场分布，耗尽区宽度，势垒电容和扩散电容的概念、定义，直流特性：理想二极管IV方程的推导；
对于考虑产生复合效应、大注入效应、温度效应对直流伏安特性的简单修正。PN的瞬态特性，利用电荷控制模型近似计算瞬变时间。结击穿机制主要包括热电击穿、隧道击穿和雪崩击穿。要求掌握隧道效应和碰撞电离雪崩倍增的概念，雪崩击穿条件，雪崩击穿电压、临界击穿电场及穿通电压的概念，异质结的结构及概念，异质结的输运电流模型。高低结的特性。 第三章：双极型晶体管 主要内容包括基本原理，直流特性，频率响应，开关特性，异质结晶体管。 晶体管放大原理，端电流的组成，电流增益的概念以及提高电流增益的原则和方法。理性晶体管的伏安特性，工作状态的判定，输入输出特性曲线分析，对理想特性的简单修正，缓变基区的少子分布计算，基区扩展电阻和发射极电流集边效应，基区宽度调制，基区展宽效应，雪崩倍增效应，基区穿通效应，产生复合电流和大注入效应，晶体管的物理模型E－M模型和电路模型G－P 模型。跨导和输入电导参数，低频小信号等效电路和高频等效电路，频率参数，包括共基极截止频率fα和共射极截止频率fβ的定义，特征频率f T的定义，频率功率的限制，其中少子渡越基区时间，提高频率特性的主要措施。开关特性的参数定义，开关时间的定义和开关过程的描述，利用电荷控制方程简单计算开关时间。 开关晶体管中最重要的参数是少子寿命。异质结双极型晶体管的结构及优点。
半导体材料硅的基本性质 一．半导体材料 1.1 固体材料按其导电性能可分为三类：绝缘体、半导体及导体，它们典型的电阻率如下： 图1 典型绝缘体、半导体及导体的电导率范围 1.2 半导体又可以分为元素半导体和化合物半导体，它们的定义如下： 元素半导体：由一种材料形成的半导体物质，如硅和锗。 化合物半导体：由两种或两种以上元素形成的物质。 1)二元化合物 GaAs —砷化镓 SiC —碳化硅 2)三元化合物 As —砷化镓铝 AlGa 11 AlIn As —砷化铟铝 11 1.3 半导体根据其是否掺杂又可以分为本征半导体和非本征半导体，它们的定义分别为： 本征半导体：当半导体中无杂质掺入时，此种半导体称为本征半导体。 非本征半导体：当半导体被掺入杂质时，本征半导体就成为非本征半导体。 1.4 掺入本征半导体中的杂质，按释放载流子的类型分为施主与受主，它们的定义分别为： 施主：当杂质掺入半导体中时，若能释放一个电子，这种杂质被称为施主。如磷、砷就是硅的施主。 受主：当杂质掺入半导体中时，若能接受一个电子，就会相应地产生一个空穴，这种杂质称为受主。如硼、铝就是硅的受主。
图1.1 （a）带有施主（砷）的n型硅 (b)带有受主（硼）的型硅 1.5 掺入施主的半导体称为N型半导体，如掺磷的硅。 由于施主释放电子，因此在这样的半导体中电子为多数导电载流子（简称多子），而空穴为少数导电载流子（简称少子）。如图1.1所示。 掺入受主的半导体称为P型半导体，如掺硼的硅。 由于受主接受电子，因此在这样的半导体中空穴为多数导电载流子（简称多子），而电子为少数导电载流子（简称少子）。如图1.1所示。 二．硅的基本性质 1.1 硅的基本物理化学性质 硅是最重要的元素半导体，是电子工业的基础材料，其物理化学性质（300K）如表1所示。
景德镇陶瓷学院 半导体课程设计报告 设计题目n型半导体材料的设计与性能分析专业班级 姓名 学号 指导教师 完成时间
一﹑杂质半导体的应用背景 半导体中的杂质对电离率的影响非常大，本征半导体经过掺杂就形成杂质半导体，半导体中掺杂微量杂质时，杂质原子的附近的周期势场的干扰并形成附加的束缚状态，在禁带只能够产生的杂质能级。能提供电子载流子的杂质称为施主杂质，相应能级称为施主能级，位于禁带上方靠近导带底附近。 一、N型半导体在本征半导提硅（或锗）中掺入微量的5价元素，例如磷，则磷原子就取代了硅晶体中少量的硅原子，占据晶格上的某些位置。 磷原子最外层有5个价电子，其中4个价电子分别与邻近4个硅原子形成共价键结构，多余的1个价电子在共价键之外，只受到磷原子对它微弱的束缚，因此在室温下，即可获得挣脱束缚所需要的能量而成为自由电子，游离于晶格之间。失去电子的磷原子则成为不能移动的正离子。磷原子由于可以释放1个电子而被称为施主原子，又称施主杂质。 在本征半导体中每掺入1个磷原子就可产生1个自由电子，而本征激发产生的空穴的数目不变。这样，在掺入磷的半导体中，自由电子的数目就远远超过了空穴数目，成为多数载流子（简称多子），空穴则为少数载流子（简称少子）。显然，参与导电的主要是电子，故这种半导体称为电子型半导体，简称N型半导体。 二、P型半导体在本征半导体硅（或锗）中，若掺入微量的3价元素，如硼，这时硼原子就取代了晶体中的少量硅原子，占 据晶格上的某些位置。硼原子的3个价电子分别与其邻近的3个硅原子中的3个价电子组成完整的共价键，而与其相邻的另1个硅原子的共价键中则缺少1个电子，出现了1个空穴。这个空穴被附近硅原子中的价电子来填充后，使3价的硼
1.1 半导体基础知识概念归纳 本征半导体定义：纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。 电流形成过程：自由电子在外电场的作用下产生定向移动形成电流。 绝缘体原子结构：最外层电子受原子核束缚力很强，很难成为自由电子。 绝缘体导电性：极差。如惰性气体和橡胶。 半导体原子结构：半导体材料为四价元素，它们的最外层电子既不像导体那么容易挣脱原子核的束缚，也不像绝缘体那样被原子核束缚得那么紧。 半导体导电性能：介于半导体与绝缘体之间。 半导体的特点： ★在形成晶体结构的半导体中，人为地掺入特定的杂质元素，导电性能具有可控性。 ★在光照和热辐射条件下，其导电性有明显的变化。 晶格：晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵，称为晶格。 共价键结构：相邻的两个原子的一对最外层电子（即价电子）不但各自围绕自身所属的原子核运动，而且出现在相邻原子所属的轨道上，成为共用电子，构成共价键。 自由电子的形成：在常温下，少数的价电子由于热运动获得足够的能量，挣脱共价键的束缚变成为自由电子。 空穴：价电子挣脱共价键的束缚变成为自由电子而留下一个空位置称空穴。 电子电流：在外加电场的作用下，自由电子产生定向移动，形成电子电流。 空穴电流：价电子按一定的方向依次填补空穴（即空穴也产生定向移动），形成空穴电流。 本征半导体的电流：电子电流+空穴电流。自由电子和空穴所带电荷极性不同，它们运动方向相反。 载流子：运载电荷的粒子称为载流子。 导体电的特点：导体导电只有一种载流子，即自由电子导电。 本征半导体电的特点：本征半导体有两种载流子，即自由电子和空穴均参与导电。 本征激发：半导体在热激发下产生自由电子和空穴的现象称为本征激发。 复合：自由电子在运动的过程中如果与空穴相遇就会填补空穴，
我们知道，电子电路是由晶体管组成，而晶体管是由半导体制成的。所以我们在学习电子电路之前， 一定要了解半导体的一些基本知识。 这一章我们主要学习二极管和三极管的一些基本知识，它是本课程的基础，我们要掌握好在学习时我们把它的内容分为三节，它们分别是： 1、1 半导体的基础知识 1、2 PN结 1、3 半导体三极管 1、1 半导体的基础知识 我们这一章要了解的概念有：本征半导体、P型半导体、N型半导体及它们各自的特征。一:本征半导体 纯净晶体结构的半导体我们称之为本征半导体。常用的半导体材料有：硅和锗。它们都是四价元素，原子结构的最外层轨道上有四个价电子，当把硅或锗制成晶体时，它们是靠共价键的作用而紧密联系在一起。 共价键中的一些价电子由于热运动获得一些能量，从而摆脱共价键的约束成为自由电子，同时在共价键上留下空位，我们称这些空位为空穴，它带正电。我们用晶体结构示意图来描述一下；如图（1）所示：图中的虚线代表共价键。 在外电场作用下，自由电子产生定向移动，形成电子电流； 同时价电子也按一定的方向一次填补空穴，从而使空穴产生定向移动，形成空穴电流。 因此，在晶体中存在两种载流子，即带负电自由电子和带正电空穴，它们是成对出现的。二：杂质半导体 在本征半导体中两种载流子的浓度很低，因此导电性很差。我们向晶体中有控制的掺入特定的杂质来改变它的导电性，这种半导体被称为杂质半导体。 1.N型半导体 在本征半导体中，掺入5价元素，使晶体中某些原子被杂质原子所代替，因为杂质原子最外层有5各价电子，它与周围原子形成共价键后，还多余一个自由电子，因此使其中的空穴的浓度远小于自由电子的浓度。但是，电子的浓度与空穴的浓度的乘积是一个常数，与掺杂无关。在N型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。 2.P型半导体 在本征半导体中，掺入3价元素，晶体中的某些原子被杂质原子代替，但是杂质原子的最外层只有3个价电子，它与周围的原子形成共价键后，还多余一个空穴，因此使其中的空穴浓度远大于自由电子的浓度。在P型半导体中，自由电子是少数载流子，空穴使多数载流子。 1、2 P—N结
第一章、半导体器件（附答案） 一、选择题 1．PN 结加正向电压时，空间电荷区将 ________ A. 变窄 B. 基本不变 C. 变宽 2．设二极管的端电压为 u ，则二极管的电流方程是 ________ A. B. C. 3．稳压管的稳压是其工作在 ________ A. 正向导通 B. 反向截止 C. 反向击穿区 4．V U GS 0=时，能够工作在恒流区的场效应管有 ________ A. 结型场效应管 B. 增强型 MOS 管 C. 耗尽型 MOS 管 5．对PN 结增加反向电压时，参与导电的是 ________ A. 多数载流子 B. 少数载流子 C. 既有多数载流子又有少数载流子 6．当温度增加时，本征半导体中的自由电子和空穴的数量 _____ A. 增加 B. 减少 C. 不变 7．用万用表的 R × 100 Ω档和 R × 1K Ω档分别测量一个正常二极管的正向电阻，两次测 量结果 ______ A. 相同 B. 第一次测量植比第二次大 C. 第一次测量植比第二次小 8．面接触型二极管适用于 ____ A. 高频检波电路 B. 工频整流电路 9．下列型号的二极管中可用于检波电路的锗二极管是： ____ A. 2CZ11 B. 2CP10 C. 2CW11 D.2AP6 10．当温度为20℃时测得某二极管的在路电压为V U D 7.0=。若其他参数不变，当温度上 升到40℃，则D U 的大小将 ____ A. 等于 0.7V B. 大于 0.7V C. 小于 0.7V 11．当两个稳压值不同的稳压二极管用不同的方式串联起来，可组成的稳压值有 _____ A. 两种 B. 三种 C. 四种 12．在图中，稳压管1W V 和2W V 的稳压值分别为6V 和7V ，且工作在稳压状态，由此可知输 出电压O U 为 _____ A. 6V B. 7V C. 0V D. 1V
半導體的基本特性 自然界的物質依照導電程度的難易，可大略分為三大類：導體、半導體和絕緣體。顧名思義，半導體的導電性介於容易導電的金屬導體和不易導電的絕緣體之間。半導體的種類很多，有屬於單一元素的半導體如矽（Si）和鍺（Ge），也有由兩種以上元素結合而成的化合物半導體如砷化鎵（GaAs）和砷磷化鎵銦（GaxIn1-xAsyP1-y）等。在室溫條件下，熱能可將半導體物質內一小部分的原子與原子間的價鍵打斷，而釋放出自由電子並同時產生一電洞。因為電子和電洞是可以自由活動的電荷載子，前者帶負電，後者帶正電，因此半導體具有一定程度的導電性。 電子在半導體內的能階狀況，可用量子力學的方法加以分析。在高能量的導電帶內（Ec以上），電子可以自由活動，自由電子的能階就是位於這一導電帶內。最低能區（Ev以下）稱為「價帶」，被價鍵束縛而無法自由活動的價電子能階，就是位於這一價帶內。導電帶和價帶之間是一沒有能階存在的「禁止能帶」（或稱能隙，Eg），在沒有雜質介入的情況下，電子是不能存在能隙裡的。 在絕對溫度的零度時，一切熱能活動完全停止，原子間的價鍵完整無損，所有電子都被價鍵牢牢綁住無法自由活動，這時所有電子的能量都位於最低能區的價帶，價帶完全被價電子占滿，而導電帶則完全空著。價電子欲脫離價鍵的束縛而成為自由電子，必須克服能隙Eg，提升自己的能階進入導電帶。熱能是提供這一能量的自然能源之一。 近導電帶，而游離後的施體離子則帶正電。這種半導體稱為n型半導體，其費米能階EF比較靠近導電帶。一般n型半導體內的電子數量遠比電洞為多，是構成電流傳導的主要載子（或稱多數載子）。
1. 導電性介於導體和半導體之間的物體,稱為半導體 2. 此物體需要高溫和高電量才能通電的物體. 3.在溫度是0和電導率是0,當溫度上升後,價能帶內的電子,由於熱激發躍進到導帶,致使導帶內充滿一些電子,導電率隨之增加----------這就是半導體. #半導體的特性: 1. 溫度上升電阻下降的特性 2. 整流效應 3 光伏特效應 4. 光電導效應
半导体材料的特性参数和要求有哪些? 半导体材料-特性参数 LED灯泡半导体材料虽然种类繁多但有一些固有的特性，称为半导体材料的特性参数。这些特性参数不仅能反映半导体材料与其他非半导体材料之间的差别，而且更重要的是能反映各种半导体材料之间甚至同一种材料在不同情况下特性上的量的差别。 常用的半导体材料的特性参数有：禁带宽度、电阻率、载流子迁移率(载流子即半导体中参加导电的电子和空穴)、非平衡载流子寿命、位错密度。 禁带宽度由半导体的电子态、原子组态决定，反映组成这种材料的原子中价电子从束缚状态激发到自由状态所需的能量。 电阻率、载流子迁移率反映材料的导电能力。 非平衡载流子寿命反映半导体材料在外界作用（如光或电场）下内部的载流子由非平衡状态向平衡状态过渡的弛豫特性。 位错是晶体中最常见的一类晶体缺陷。 位错密度可以用来衡量半导体单晶材料晶格完整性的程度。当然，对于非晶态半导体是没有这一反映晶格完整性的特性参数的。 半导体材料-特性要求 LED灯泡半导体材料的特性参数对于材料应用甚为重要。因为不同的特性决定不同的用途。 晶体管对材料特性的要求：根据晶体管的工作原理，要求材料有较大的非平衡载流子寿命和载流子迁移率。用载流子迁移率大的材料制成的晶体管可以工作于更高的频率（有较好的频率响应）。晶体缺陷会影响晶体管的特性甚至使其失效。晶体管的工作温度高温限决定于禁带宽度的大小。禁带宽度越大，晶体管正常工作的高温限也越高。 光电器件对材料特性的要求：利用半导体的光电导（光照后增加的电导）性能的辐射探测器所适用的辐射频率范围与材料的禁带宽度有关。材料的非平衡载流子寿命越大，则探测器的灵敏度越高，而从光作用于探测器到产生响应所需的时间(即探测器的弛豫时间)也越长。因此，高的灵敏度和短的弛豫时间二者难于兼顾。对于太阳电池来说，为了得到高的转
第一章半导体基础知识 〖本章主要内容〗 本章重点讲述半导体器件的结构原理、外特性、主要参数及其物理意义，工作状态或工作区的分析。 首先介绍构成PN结的半导体材料、PN结的形成及其特点。其后介绍二极管、稳压管的伏安特性、电路模型和主要参数以及应用举例。然后介绍两种三极管（BJT和FET）的结构原理、伏安特性、主要参数以及工作区的判断分析方法。〖本章学时分配〗 本章分为4讲，每讲2学时。 第一讲常用半导体器件 一、主要内容 1、半导体及其导电性能 根据物体的导电能力的不同，电工材料可分为三类：导体、半导体和绝缘体。半导体可以定义为导电性能介于导体和绝缘体之间的电工材料，半导体的电阻率为10-3～10-9 cm。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。半导体的导电能力在不同的条件下有很大的差别：当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化；往纯净的半导体中掺入某些特定的杂质元素时，会使它的导电能力具有可控性；这些特殊的性质决定了半导体可以制成各种器件。 2、本征半导体的结构及其导电性能 本征半导体是纯净的、没有结构缺陷的半导体单晶。制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为“九个9”，它在物理结构上为共价键、呈单晶体形态。在热力学温度零度和没有外界激发时,本征半导体不导电。 3、半导体的本征激发与复合现象 当导体处于热力学温度0 K时，导体中没有自由电子。当温度升高或受到光的照射时，价电子能量增高，有的价电子可以挣脱原子核的束缚而参与导电，成为自由电子。这一现象称为本征激发（也称热激发）。因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为电子空穴对。 游离的部分自由电子也可能回到空穴中去，称为复合。 在一定温度下本征激发和复合会达到动态平衡，此时，载流子浓度一定，且自由电子数和空穴数相等。 4、半导体的导电机理 自由电子的定向运动形成了电子电流，空穴的定向运动也可形成空穴电流，因此，在半导体中有自由电子和空穴两种承载电流的粒子（即载流子），这是半导体的特殊性质。空穴导电的实质是:相邻原子中的价电子（共价键中的束缚电子）依次填补空穴而形成电流。由于电子带负电，而电子的运动与空穴的运动方向相反，因此认为空穴带正电。
9金属半导体与半导体异质结 一、肖特基势垒二极管 欧姆接触：通过金属-半导体的接触实现的连接。接触电阻很低。 金属与半导体接触时，在未接触时，半导体的费米能级高于金属的费米能级，接触后，半导体的电子流向金属，使得金属的费米能级上升。之间形成势垒为肖特基势垒。 在金属与半导体接触处，场强达到最大值，由于金属中场强为零，所以在金属——半导体结的金属区中存在表面负电荷。 影响肖特基势垒高度的非理想因素：肖特基效应的影响，即势垒的镜像力降低效应。金属中的电子镜像到半导体中的空穴使得半导体的费米能级程下降曲线。附图：
电流——电压关系：金属半导体结中的电流运输机制不同于pn结的少数载流子的扩散运动决定电流，而是取决于多数载流子通过热电子发射跃迁过内建电势差形成。附肖特基势垒二极管加反偏电压时的I-V曲线：反向电流随反偏电压增大而增大是由于势垒降低的影响。 肖特基势垒二极管与Pn结二极管的比较：1.反向饱和电流密度（同上），有效开启电压低于Pn结二极管的有效开启电压。2.开关特性肖特基二极管更好。应为肖特基二极管是一个多子导电器件，加正向偏压时不会产生扩散电容。从正偏到反偏时也不存在像Pn结器件的少数载流子存储效应。 二、金属-半导体的欧姆接触
附金属分别与N型p型半导体接触的能带示意图 三、异质结：两种不同的半导体形成一个结 小结：1.当在金属与半导体之间加一个正向电压时，半导体与金属之间的势垒高度降低，电子很容易从半导体流向金属，称为热电子发射。
2.肖特基二极管的反向饱和电流比pn结的大，因此达到相同电流时，肖特基二极管所需的反偏电压要低。 10双极型晶体管 双极型晶体管有三个掺杂不同的扩散区和两个Pn结，两个结很近所以之间可以互相作用。之所以成为双极型晶体管，是应为这种器件中包含电子和空穴两种极性不同的载流子运动。 一、工作原理 附npn型和pnp型的结构图 发射区掺杂浓度最高，集电区掺杂浓度最低
实验报告 课程名称：___模拟电子技术实验____________指导老师：__蔡忠法___ _成绩：__________________ 实验名称： PSpice 的使用练习——半导体器件特性仿真 实验类型：_EDA___同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 实验目的 1. 了解PSpice 软件常用菜单和命令的使用。 2. 掌握PSpice 中电路图的输入和编辑方法。 3. 学习PSpice 分析设置、仿真、波形查看的方法。 4. 学习半导体器件特性的仿真分析方法。 一. 实验器材 PSpice 软件 二. 实验内容 1. 二极管伏安特性测试电路如图1所示。输入该电路图，设置合适的分析方法及参数，用PSpice 软件仿真分析二极管的伏安特性。 图1 二极管特性测试电路 2. 在直流分析中设置对温度的内嵌分析，仿真分析二极管在不同温度下的伏安特性。 3. 将图1所示电路中的电源VS 用VSIN 元件代替，并设置合适的元件参数，仿真反系二极管两端的输出波形。 4. 三极管特性测试电路如图2所示，用PSpice 程序仿真分析三极管的输出特性，并估算其电流放大倍数。 专业： 姓名： 学号：_ 日期：_2010/5/10 地点：紫金港东三212 装 订 线
实验名称： _____pspice的使用_____姓名：______学号：_ 四.实验原理 1.二极管特性的仿真分析 二极管伏安特性 （1）输入图电路图 （2）仿真二极管伏安特性时的设置 直流扫描（DC Sweep）分析参数设置：扫描变量类型为电压源，扫描变量为Vs，扫描类型为线性扫描， 初始值为-200V，终值为40V，增量为。 装 线 订
第4章常用半导体器件-选择复习题 1．半导体的特性不包括。 A. 遗传性 B.光敏性 C.掺杂性 D. 热敏性 2．半导体中少数载流子在内电场作用下有规则的运动称为。 A.漂移运动 B. 扩散运动 C.有序运动 D.同步运动 3．N型半导体中的多数载流子是。 A.自由电子 B.电子 C.空穴 D.光子 4．P型半导体中的多数载流子是。 A.空穴 B.电子 C. 自由电子 D.光子 5．本征半导体中掺微量三价元素后成为半导体。 A.P型 B.N型 C.复合型 D.导电型 6．本征半导体中掺微量五价元素后成为半导体。 A. N型 B. P型 C.复合型 D.导电型 7．在PN结中由于浓度的差异，空穴和电子都要从浓度高的地方向浓度低的地方运动，这就是。 A.扩散运动 B.漂移运动 C.有序运动 D.同步运动 8．将一个PN结两端各加一条引线，再封装起来，就成为一只。 A.二极管 B. 三极管 C.电子管 D.晶闸管 9．当外电场与内电场方向相同时，阻挡层，电子不容易通过。 A.变厚 B.变薄 C. 消失 D.变为导流层 10．当外电场与内电场方向相反时，阻挡层，电子容易通过。 A.变薄 B. 变厚 C. 消失 D.变为导流层 11．PN结的基本特性是。 A.单向导电性 B. 半导性 C.电流放大性 D.绝缘性 12．晶体三极管内部结构可以分为三个区，以下那个区不属于三极管的结构。 A.截止区 B. 发射区 C.基区 D.集电区 13．稳压二极管一般要串进行工作，以限制过大的电流。 A 电阻 B电容 C电感 D电源 14．下图电路中，设硅二极管管的正向压降为0V，则Y= 。 A．0V B．3V C．10V D．1.5V 15．下图电路中，设硅二极管管的正向压降为0V，则Y= 。 A．0V B．3V C．10V D．1.5V
地球的矿藏多半是化合物，所以最早得到利用的半导体材料都是化合物,例如方铅矿(PbS)很早就用于无线电检波，氧化亚铜(Cu2O)用作固体整流器，闪锌矿(ZnS)是熟知的固体发光材料，碳化硅(SiC)的整流检波作用也较早被利用。硒(Se)是最早发现并被利用的元素半导体，曾是固体整流器和光电池的重要材料。元素半导体锗（Ge）放大作用的发现开辟了半导体历史新的一页，从此电子设备开始实现晶体管化。中国的半导体研究和生产是从1957年首次制备出高纯度(99.999999％～99.9999999％) 的锗开始的。采用元素半导体硅（Si）以后，不仅使晶体管的类型和品种增加、性能提高，而且迎来了大规模和超大规模集成电路的时代。以砷化镓(GaAs)为代表的Ⅲ－Ⅴ族化合物的发现促进了微波器件和光电器件的迅速发展。 半导体材料可按化学组成来分，再将结构与性能比较特殊的非晶态与液态半导体单独列为一类。按照这样分类方法可将半导体材料分为元素半导体、无机化合物半导体、有机化合物半导体和非晶态与液态半导体。 元素半导体：在元素周期表的ⅢA族至ⅦA族分布着11种具有半导性的元素，下表的黑框中即这11种元素半导体,其中C表示金刚石。C、P、Se具有绝缘体与半导体两种形态;B、Si、Ge、Te具有半导性；Sn、As、Sb具有半导体与金属两种形态。P的熔点与沸点太低,Ⅰ的蒸汽压太高、容易分解，所以它们的实用价值不大。As、Sb、Sn的稳定态是金属，半导体是不稳定的形态。B、C、Te也因制备工艺上的困难和性能方面的局限性而尚未被利用。因此这11种元素半导体中只有Ge、Si、Se 3种元素已得到利用。Ge、Si仍是所有半导体材料中应用最广的两种材料。 无机化合物半导体： 四元系等。二元系包括：①Ⅳ-Ⅳ族:SiC 和Ge-Si合金都具有闪锌矿的结构。②Ⅲ -Ⅴ族:由周期表中Ⅲ族元素Al、Ga、In 和V族元素P、As、Sb组成，典型的代表 为GaAs。它们都具有闪锌矿结构,它们在 应用方面仅次于Ge、Si,有很大的发展前 途。③Ⅱ-Ⅵ族:Ⅱ族元素Zn、Cd、Hg和 Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物，是一 些重要的光电材料。ZnS、CdTe、HgTe具 有闪锌矿结构。④Ⅰ－Ⅶ族：Ⅰ族元素C u、Ag、Au和Ⅶ族元素Cl、Br、I形成的 化合物，其中CuBr、CuI具有闪锌矿结构。 半导体材料 ⑤Ⅴ-Ⅵ族：Ⅴ族元素As、Sb、Bi和Ⅵ族
CVD 晶圆制造厂非常昂贵的原因之一，是需要一个无尘室，为何需要无尘室 答：由于微小的粒子就能引起电子组件与电路的缺陷 何谓半导体? 答：半导体材料的电传特性介于良导体如金属(铜、铝，以及钨等)和绝缘和橡胶、塑料与干木头之间。最常用的半导体材料是硅及锗。半导体最重要的性质之一就是能够藉由一种叫做掺杂的步骤刻意加入某种杂质并应用电场来控制其之导电性。 常用的半导体材料为何 答：硅(Si)、锗(Ge)和砷化家(AsGa) 何谓VLSI 答：VLSI(Very Large Scale Integration)超大规模集成电路 在半导体工业中，作为绝缘层材料通常称什幺 答：介电质(Dielectric) 薄膜区机台主要的功能为何 答：沉积介电质层及金属层 何谓CVD(Chemical Vapor Dep.) 答：CVD是一种利用气态的化学源材料在晶圆表面产生化学沉积的制程 CVD分那几种? 答：PE-CVD(电浆增强型)及Thermal-CVD(热耦式) 为什幺要用铝铜(AlCu)合金作导线? 答：良好的导体仅次于铜 介电材料的作用为何? 答：做为金属层之间的隔离 何谓PMD(Pre-Metal Dielectric) 答：称为金属沉积前的介电质层，其界于多晶硅与第一个金属层的介电质 何谓IMD(Inter-Metal Dielectric) 答：金属层间介电质层。 何谓USG? 答：未掺杂的硅玻璃(Undoped Silicate Glass) 何谓FSG? 答：掺杂氟的硅玻璃(Fluorinated Silicate Glass) 何谓BPSG? 答：掺杂硼磷的硅玻璃(Borophosphosilicate glass) 何谓TEOS? 答：Tetraethoxysilane用途为沉积二氧化硅 TEOS在常温时是以何种形态存在? 答：液体 二氧化硅其K值为3.9表示何义 答：表示二氧化硅的介电质常数为真空的3.9倍 氟在CVD的工艺上，有何应用 答：作为清洁反应室(Chamber)用之化学气体 简述Endpoint detector之作用原理. 答：clean制程时,利用生成物或反应物浓度的变化,因其特定波长光线被detector 侦测到强度变强或变弱,当超过某一设定强度时,即定义制程结束而该点为endpoint.
外延基础知识 一、基本概念 能级：电子是不连续的，其值主要由主量子数N决定，每一确定能量值称为一个能级。 能带：大量孤立原子结合成晶体后，周期场中电子能量状态出现新特点：孤立原子原来一个能级将分裂成大量密集的能级，构成一相应的能带。（晶体中电子能量状态可用能带描述） 导带：对未填满电子的能带，能带中电子在外场作用下，将参与导电，形成宏观电流，这样的能带称为导带。价带：由价电子能级分裂形成的能带，称为价带。（价带可能是满带，也可能是电子未填满的能带） 直接带隙：导带底和价带顶位于K空间同一位置。 间接带隙：导带底和价带顶位于K空间不同位置。 同质结：组成PN结的P型区和N型区是同种材料。（如红黄光中的：GaAs上生长GaAs,蓝绿光中：U(undope)－GaN上生长N(dope)－ GaN） 异质结：两种晶体结构相同，晶格常数相近，但带隙宽度不同的半导体材料生长在一起形成的结，称为异质结。（如蓝绿光中：GaN上生长Al GaN） 超晶格（superlatic）：由两种或两种以上组分不同或导电类型各异的超薄层（相邻势阱内电子波函数发生交迭）的材料，交替生长形成的人工周期性结构，称为超晶格材料。 量子阱(QW)：通常把势垒较厚，以致于相邻电子波函数不发生交迭的周期性结构，称为量子阱（它是超晶格的一种）。 二、半导体 1.分类：元素半导体：Si 、Ge 化合物半导体：GaAs、InP、GaN(Ⅲ-Ⅴ)、ZnSe(Ⅱ-Ⅵ)、SiC 2.化合物半导体优点： a.调节材料组分易形成直接带隙材料，有高的光电转换效率。（光电器件一般选用直接带隙材料） b.高电子迁移率。 c.可制成异质结，进行能带裁减，易形成新器件。 3.半导体杂质和缺陷 杂质：替位式杂质（有效掺杂） 间隙式杂质 缺陷：点缺陷：如空位、间隙原子 线缺陷：如位错 面缺陷：（即立方密积结构里夹杂着少量六角密积）如层错 4.外延技术 LPE：液相外延，生长速率快，产量大，但晶体生长难以精确控制。（普亮LED常用此生长方法） MOCVD（也称MOVPE）：Metal Organic Chemical Vapour Deposition金属有机汽相淀积,精确控制晶体生长，重复性好，产量大，适合工业化大生产。 HVPE：氢化物汽相外延，是近几年在MOCVD基础上发展起来的，适应于Ⅲ-Ⅴ氮化物半导体薄膜和超晶格外延生长的一种新技术。生长速率快，但晶格质量较差。 MBE：分子束外延，可精确控制晶体生长，生长出的晶体异常光滑，晶格质量非常好，但生长速率慢，难以用于工业化大生产。 三、MOCVD设备 1.发展史：国际上起源于80年代初，我国在80年代中（85年）。 国际上发展特点：专业化分工，我国发展特点：小而全，小作坊式。 技术条件：a.MO源：难合成，操作困难。 b.设备控制精度：流量及压力控制 c.反应室设计：Vecco:高速旋转 Aixtron:气浮式旋转
项目一半导体器件的识别与检测 课题：1.1 半导体的基本特性 授课者：阚霞 【一】1、学习目标 （1）能从物质的导电能力来理解半导体的概念 （2）知道半导体的三个主要特性 （3）掌握N型、P型半导体的形成与特点 2、能力目标：能够根绝导体的导电性能区分生活中的导体、半导体和绝缘体 3、情感目标：学会倾听，学会表达，学会计划 【二】重点知识：半导体的主要特征 难点知识：N型半导体和P型半导体 【三】教学方法：讲授法、提问法、启发法 【四】教学过程 一、1、课程介绍：该门课程是一个多学期完成的衔接式课程，在上一学期学习了电工基础的基本知识。这学期的内容对于前一期的内容来说要难得多，主要涉及两个大的方面，模拟电子和数字电子。其中模拟电子部分又是难点，在学期的开始就将学习到该内容，要求学生对此的掌握要够扎实。 2、课堂要求：课前准备学习用具，课堂遵守纪律，不玩手机，上课不准睡觉，认真听讲，记好笔记，积极发言。 3、作业要求：按时完成作业，并字迹工整 二、新课引入 电工基础中我们学习过自然界的物质根据导电能力的不同，将它分为了三类，请同学们回忆一下有哪三类呢？（导体、半导体、绝缘体） 三、新课讲解 1.1.1半导体的主要特性 半导体的导电能力时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，他们都是四件的元素，具有晶体结构，所以半导体又称晶体。半导体之所以得到广泛的应用，主要是具有以下3个主要特征：
1.1.2 P型半导体和N型半导体 在硅和锗半导体中，掺入微量和其他元素后，所得的半导体为杂质半导体，其类型有P型半导体和N型半导体，这两种是制造各种半导体器件的基础材料。
一．名词解释： 1..什么是半导体？半导体具有那些特性？ 导电性介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体 热敏性：导电能力受温度影响大，当环境温度升高时，其导电能力增强。可制作热敏元件。 光敏性：导电能力受光照影响大，当光照增强时候，导电能力增强。可制作光敏元件。 掺杂性：导电能力受杂质影响极大，称为掺杂性。 2.典型的半导体是SI和Ge , 它们都是四价元素。Si是一种化学元素，在地壳中含量仅次于氧，其核外电子排布是？。 3.半导体材料中有两种载流子，电子和空穴。电子带负电，空穴带正电，在纯净半导体中掺入不同杂质可得到P型和N型半导体，常见P型半导体的掺杂元素为硼，N型半导体的掺杂元素为磷。P型半导体主要空穴导电，N型半导体主要靠电子导电。 4. 导体：导电性能良好，其外层电子在外电场作用下很容易产生定向移动，形成电流，常见的导体有铁，铝，铜等低价金属元素。 5.绝缘体：一般情况下不导电，其原子的最外层电子受原子核束缚很强，只有当外电场达到一定程度才可导电。惰性气体，橡胶等。 6.半导体：一般情况下不导电，但在外界因素刺激下可以导电，例如强电场或强光照射。 其原子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体和绝缘体之间。Si,Ge等四价元素。 7. 本征半导体：无杂质的具有稳定结构的半导体。 8晶体：由完全相同的原子，分子或原子团在空间有规律的周期性排列构成的有一定几何形状的固体材料，构成晶体的完全相同的原子，分子，原子团称为基元。 9.晶体结构：简单立方，体心立方，面心立方，六角密积，NACL结构，CSCL结构，金刚石结构。 10.七大晶系：三斜，单斜，正交，四角，六角，三角，立方。 11.酸腐蚀和碱腐蚀的化学反应方程式： SI+4HNO3+HF=SIF4+4NO2+4H2O SI+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 12.自然界的物质，可分为晶体和非晶体两大类。常见的晶体有硅，锗，铜，铅等。常见的非晶体有玻璃，塑料，松香等。晶体和非晶体可以从三个方面来区分：1.晶体有规则的外形 2.晶体具有一定的熔点 3.晶体各向异性。 13.晶胞：晶体中有无限在空间按一定规律分布的格点，叫空间点阵。组成空间点阵最基本的单元叫晶胞。晶胞具有很多晶体的性质，很多晶胞在空间重复排列起来就得到整个晶体。不同的晶体，晶胞的形状不同。 14.根据缺陷相对晶体尺寸或影响范围大小，可分为以下几类： A:点缺陷 B:线缺陷 C:面缺陷 D:体缺陷 15.位错：一种晶体缺陷。晶体的位错是围绕着一条很长的线，在一定范围内原子都发生规律的错动，离开它原来的平衡位置，叫位错。 16. CZ 法生长单晶工艺过程： 装炉-融化-引晶-缩细颈-转肩-放肩-等径生长-收尾-停炉 A装炉：将腐蚀好的籽晶装入籽晶夹头，装正，装好，装牢。将清理干净的石墨器件装入单晶炉，调整石墨器件位置，使加热器，保温罩，石墨托碗保持同心。
《半导体器件原理》课程复习提纲 基础：半导体物理基本概念、物理效应，p－n结。 重点：双极型晶体管、JFET、GaAs MESFET、MOSFET。 了解：材料物理参数、器件直流参数和频率参数的意义。 根据物理效应、重要方程、实验修正，理解半导体器件工作原理和特性，进行器件设计、优化、仿真与建模。 第一章：半导体物理基础 主要内容包括半导体材料、半导体能带、本征载流子浓度、非本征载流子、本征与掺杂半导体、施主与受主、漂移扩散模型、载流子输运现象、平衡与非平衡载流子。 半导体物理有关的基本概念，质量作用定律，热平衡与非平衡、漂移、扩散，载流子的注入、产生和复合过程，描述载流子输 运现象的连续性方程和泊松方程。（红色部分不作考试要求）第二章：p－n结 主要内容包括热平衡下的p－n结，空间电荷区、耗尽区（耗尽层）、内建电场等概念，p－n结的瞬态特性，结击穿，异质结与高低结。 耗尽近似条件，空间电荷区、耗尽区（耗尽层）、内建电势等概念，讨论pn结主要以突变结（包括单边突变结）和线性缓变结为例，电荷分布和电场分布，耗尽区宽度，势垒电容和扩散电容的概念、定义，直流特性：理想二极管IV方程的推导
对于考虑产生复合效应、大注入效应、温度效应对直流伏安特性的简单修正。PN的瞬态特性，利用电荷控制模型近似计算瞬变时间。结击穿机制主要包括热电击穿、隧道击穿和雪崩击穿。要求掌握隧道效应和碰撞电离雪崩倍增的概念，雪崩击穿条件，雪崩击穿电压、临界击穿电场及穿通电压的概念，异质结的结构及概念，异质结的输运电流模型。高低结的特性。（红色部分不作考试要求） 第三章：双极型晶体管 主要内容包括基本原理，直流特性，频率响应，开关特性，异质结晶体管。 晶体管放大原理，端电流的组成，电流增益的概念以及提高电流增益的原则和方法。理性晶体管的伏安特性，工作状态的判定，输入输出特性曲线分析，对理想特性的简单修正，缓变基区的少子分布计算，基区扩展电阻和发射极电流集边效应，基区宽度调制，基区展宽效应，雪崩倍增效应，基区穿通效应，产生复合电流和大注入效应，晶体管的物理模型E－M模型和电路模型G－P 模型。跨导和输入电导参数，低频小信号等效电路和高频等效电路，频率参数，包括共基极截止频率fα和共射极截止频率fβ的定义，特征频率f T的定义，频率功率的限制，其中少子渡越基区时间，提高频率特性的主要措施。开关特性的参数定义，开关时间的定义和开关过程的描述，利用电荷控制方程简单计算开关时间。 开关晶体管中最重要的参数是少子寿命。异质结双极型晶体管的
半导体基础知识 Prepared on 24 November 2020
一．名词解释： 1..什么是半导体半导体具有那些特性 导电性介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体 热敏性：导电能力受温度影响大，当环境温度升高时，其导电能力增强。可制作热敏元件。 光敏性：导电能力受光照影响大，当光照增强时候，导电能力增强。可制作光敏元件。 掺杂性：导电能力受杂质影响极大，称为掺杂性。 2.典型的半导体是SI和Ge , 它们都是四价元素。Si是一种化学元素，在地壳中含量仅次于氧，其核外电子排布是。 3.半导体材料中有两种载流子，电子和空穴。电子带负电，空穴带正电，在纯净半导体中掺入不同杂质可得到P型和N型半导体，常见P型半导体的掺杂元素为硼，N型半导体的掺杂元素为磷。P型半导体主要空穴导电， N型半导体主要靠电子导电。 4. 导体：导电性能良好，其外层电子在外电场作用下很容易产生定向移动，形成电流，常见的导体有铁，铝，铜等低价金属元素。 5.绝缘体：一般情况下不导电，其原子的最外层电子受原子核束缚很强，只有当外电场达到一定程度才可导电。惰性气体，橡胶等。 6.半导体：一般情况下不导电，但在外界因素刺激下可以导电，例如强电场或强光照射。 其原子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体和绝缘体之间。Si,Ge等四价元素。
7. 本征半导体：无杂质的具有稳定结构的半导体。 8晶体：由完全相同的原子，分子或原子团在空间有规律的周期性排列构成的有一定几何形状的固体材料，构成晶体的完全相同的原子，分子，原子团称为基元。 9.晶体结构：简单立方，体心立方，面心立方，六角密积， NACL结构，CSCL结构，金刚石结构。 10.七大晶系：三斜，单斜，正交，四角，六角，三角，立方。 11.酸腐蚀和碱腐蚀的化学反应方程式： SI+4HNO3+HF=SIF4+4NO2+4H2O SI+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 12.自然界的物质，可分为晶体和非晶体两大类。常见的晶体有硅，锗，铜，铅等。常见的非晶体有玻璃，塑料，松香等。晶体和非晶体可以从三个方面来区分：1.晶体有规则的外形 2.晶体具有一定的熔点 3.晶体各向异性。 13.晶胞：晶体中有无限在空间按一定规律分布的格点，叫空间点阵。组成空间点阵最基本的单元叫晶胞。晶胞具有很多晶体的性质，很多晶胞在空间重复排列起来就得到整个晶体。不同的晶体，晶胞的形状不同。 14.根据缺陷相对晶体尺寸或影响范围大小，可分为以下几类： A:点缺陷 B:线缺陷 C:面缺陷 D:体缺陷 15.位错：一种晶体缺陷。晶体的位错是围绕着一条很长的线，在一定范围内原子都发生规律的错动，离开它原来的平衡位置，叫位错。