电子技术基础1.4(半导体器件)

《电子技术基础》复习要点课程名称：《电子技术基础》适用专业：2018级电气工程及其自动化（业余）辅导教材：《电子技术基础》张志恒主编中国电力出版社复习要点第一章半导体二极管1.本征半导体❑单质半导体材料是具有4价共价键晶体结构的硅Si和锗Ge。

❑导电能力介于导体和绝缘体之间。

❑特性：光敏、热敏和掺杂特性。

❑本征半导体：纯净的、具有完整晶体结构的半导体。

在一定的温度下，本征半导体内的最重要的物理现象是本征激发（又称热激发），产生两种带电性质相反的载流子（空穴和自由电子对），温度越高，本征激发越强。

◆空穴是半导体中的一种等效+q的载流子。

空穴导电的本质是价电子依次填补本征晶体中空位，使局部显示+q电荷的空位宏观定向运动。

◆在一定的温度下，自由电子和空穴在热运动中相遇，使一对自由电子和空穴消失的现象称为复合。

当热激发和复合相等时，称为载流子处于动态平衡状态。

2．杂质半导体❑在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。

体现的是半导体的掺杂特性。

◆P型半导体：在本征半导体中掺入微量的3价元素（多子是空穴，少子是电子）。

◆N型半导体：在本征半导体中掺入微量的5价元素（多子是电子，少子是空穴）。

❑杂质半导体的特性◆载流子的浓度：多子浓度决定于杂质浓度，几乎与温度无关；少子浓度是温度的敏感函数。

◆体电阻：通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。

◆在半导体中，存在因电场作用产生的载流子漂移电流（与金属导电一致），还才能在因载流子浓度差而产生的扩散电流。

3.PN结❑在具有完整晶格的P型和N型半导体的物理界面附近，形成一个特殊的薄层（PN结）。

❑PN结中存在由N区指向P区的内建电场，阻止结外两区的多子的扩散，有利于少子的漂移。

❑PN结具有单向导电性：正偏导通，反偏截止，是构成半导体器件的核心元件。

◆正偏PN结（P+，N-）：具有随电压指数增大的电流，硅材料约为0.6-0.8V，锗材料约为0.2-0.3V。

◆反偏PN结（P-，N+）：在击穿前，只有很小的反向饱和电流Is。

《电子技术基础(张龙兴版)全套教案》之第一至五章第一章：电子技术导论1.1 电子技术的定义与发展历程1.2 电子技术的基本组成部分1.3 电子技术的主要应用领域1.4 学习电子技术的方法与意义第二章：电子元件2.1 半导体器件的基本原理与特性2.2 晶体管的结构与类型2.3 电阻、电容、电感的作用与计算2.4 常用电子元件的识别与选用第三章：基本电路分析3.1 电路的基本概念与基本定律3.2 简单电阻电路的分析与计算3.3 交流电路的分析与计算3.4 电路仿真软件的使用与实践第四章：放大电路4.1 放大电路的基本原理与类型4.2 晶体管放大电路的设计与分析4.3 放大电路的频率响应与稳定性4.4 放大电路的应用实例第五章：数字电路基础5.1 数字电路的基本概念与逻辑门5.2 组合逻辑电路的设计与分析5.3 时序逻辑电路的设计与分析5.4 数字电路仿真与实践第六章：信号与系统6.1 信号的分类与特性6.2 系统的性质与分类6.3 信号的时域分析6.4 信号的频域分析第七章：模拟电子技术7.1 模拟电路的基本概念7.2 运算放大器的基本原理与应用7.3 滤波器的设计与分析7.4 模拟信号处理实例第八章：数字信号处理8.1 数字信号处理的基本概念8.2 数字滤波器的设计与分析8.3 快速傅里叶变换（FFT）8.4 数字信号处理在实际应用中的实例第九章：电子测量技术9.1 电子测量的基本概念与方法9.2 常用电子测量仪器与仪表9.3 测量误差与数据处理9.4 电子测量实验指导第十章：电子技术实验与实践10.1 电子技术实验的基本要求与流程10.2 常用实验仪器的使用与维护10.3 经典电子技术实验介绍第十一章：通信原理基础11.1 通信系统的概述11.2 模拟通信系统11.3 数字通信系统11.4 通信系统的性能评估第十二章：微电子技术与集成电路12.1 微电子技术概述12.2 集成电路的类型与设计12.3 半导体器件的封装与测试12.4 集成电路的应用实例第十三章：电源技术与电子负载13.1 电源技术的基本概念13.2 开关电源的设计与分析13.3 电子负载的设计与应用13.4 电源系统的测试与保护第十四章：嵌入式系统与微控制器14.1 嵌入式系统的基本概念14.2 微控制器的结构与工作原理14.3 嵌入式系统的编程与开发14.4 嵌入式系统的应用实例第十五章：电子技术在现代社会中的应用15.1 电子技术在通信领域的应用15.2 电子技术在计算机领域的应用15.3 电子技术在医疗领域的应用15.4 电子技术在交通领域的应用重点和难点解析第一章：电子技术导论重点：电子技术的定义与发展历程、电子技术的主要应用领域。

第4章半导体器件习题解答习题4.1计算题4.1图所示电路的电位U Y 。

（1）U A =U B =0时。

（2）U A =E ，U B =0时。

（3）U A =U B =E 时。

解：此题所考查的是电位的概念以及二极管应用的有关知识。

假设图中二极管为理想二极管，可以看出A 、B 两点电位的相对高低影响了D A 和D B 两个二极管的导通与关断。

当A 、B 两点的电位同时为0时，D A 和D B 两个二极管的阳极和阴极（U Y ）两端电位同时为0，因此均不能导通；当U A ＝E ，U B ＝0时，D A 的阳极电位为E ，阴极电位为0（接地），根据二极管的导通条件，D A 此时承受正压而导通，一旦D A 导通，则U Y ＞0，从而使D B 承受反压（U B ＝0）而截止；当U A ＝U B ＝E 时，即D A 和D B 的阳极电位为大小相同的高电位，所以两管同时导通，两个1k Ω的电阻为并联关系。

本题解答如下：（1）由于U A ＝U B ＝0，D A 和D B 均处于截止状态，所以U Y ＝0；（2）由U A ＝E ，U B ＝0可知，D A 导通，D B 截止，所以U Y ＝Ω+Ω⋅Ωk k E k 919＝109E ；（3）由于U A ＝U B ＝E ，D A 和D B 同时导通，因此U Y ＝Ω+Ω×⋅Ω×k k E k 19292＝1918E 。

4.2在题4.2图所示电路中，设VD 为理想二极管，已知输入电压u I 的波形。

试画出输出电压u O 的波形图。

题4.1图题4.2图解：此题的考查点为二极管的伏安特性以及电路的基本知识。

首先从（b）图可以看出，当二极管D 导通时，电阻为零，所以u o ＝u i ；当D 截止时，电第4章半导体器件习题解答阻为无穷大，相当于断路，因此u o ＝5V，即是说，只要判断出D导通与否，就可以判断出输出电压的波形。

要判断D 是否导通，可以以接地为参考点（电位零点），判断出D 两端电位的高低，从而得知是否导通。