电子线路梁明理

高等学校电子类辅导教材《电子线路》学习指导书第1章半导体器件的特性1.1 知识点归纳本章介绍了半导体的基本知识，阐说了半导体二极管、晶体管（BJT）和场效应管（FET）的工作原理特性曲线和主要参数。

1.杂质半导体与PN 结在本征半导体中掺入不同杂质就形成N 型和P 型半导体。

半导体中有两种载流子，自由电子和空穴，载流子因浓度而产生的运动成为扩散运动，因电位差而产生的运动成为漂移运动。

在同一种本征半导体基片上制作两种杂质半导体，在它们的交界面上，上述两种运动达到动态平衡，就形成了PN 结。

其基本特性是单向导电性。

2.半导体二极管一个PN 结引出电极后就构成了二极管，加上正向偏压时形成扩散电流，电流与电压呈指数关系，加反向电压时，产生漂移电流，其数值很小。

体现出单向导电性。

3 晶体管晶体管具有电流放大作用，对发射极正向偏置集电极反向偏置时，从射区流到基区的非平衡少子中仅有很少部分与基区的多子复合，形成基极电流I B ，而大部分在集电结外电场作用下形成漂移电流I C ，体现出I B 对I C 的控制，可将I C 视为I B 控制的电流源。

晶体管有放大、饱和、截止三个工作区域。

4.场效应管场效应管是电压控制器件，它通过栅-源电压的电场效应去控制漏极电流，因输入回路的PN 结处于反向偏置或输入端处于绝缘状态因此输入电阻远大于晶体管。

场效应管局又夹断区（即截止区）、横流区（即线性区）和可比阿安电阻区三个工作区域。

学完本章后应掌握：1.熟悉下列定义、概念和原理：自由电子与空穴，扩散与漂移，复合，空间电荷区，PN 结，耗尽层，导电沟道，二极管单向导电性，晶体管和场效应管的放大作用及三个工作区域。

2.掌握二极管、稳压管、晶体管，场效应管的外特性，主要参数的物理意义。

-1- 第一章半导体器件特性 1.2 习题与思考题详解1-1 试简述PN 结的形成过程。

空间电荷压，阻挡层，耗尽层和势垒压等名称是根据什么特性提出来的。

第1章 半导体器件的特性1.1知识点归纳1.杂质半导体与PN 结在本征半导体中掺入不同杂质就形成N 型和P 型半导体。

半导体中有两种载流子，自由电子和空穴，载流子因浓度而产生的运动成为扩散运动，因电位差而产生的运动成为漂移运动。

在同一种本征半导体基片上制作两种杂质半导体，在它们的交界面上，上述两种运动达到动态平衡，就形成了PN 结。

其基本特性是单向导电性。

2.半导体二极管一个PN 结引出电极后就构成了二极管，加上正向偏压时形成扩散电流，电流与电压呈指数关系，加反向电压时，产生漂移电流，其数值很小。

体现出单向导电性。

3晶体管晶体管具有电流放大作用，对发射极正向偏置集电极反向偏置时，从射区流到基区的非平衡少子中仅有很少部分与基区的多子复合，形成基极电流B I ，而大部分在集电结外电场作用下形成漂移电流C I ，体现出B I 对C I 的控制，可将C I 视为B I 控制的电流源。

晶体管有放大、饱和、截止三个工作区域。

4.场效应管场效应管是电压控制器件，它通过栅-源电压的电场效应去控制漏极电流，因输入回路的PN 结处于反向偏置或输入端处于绝缘状态因此输入电阻远大于晶体管。

场效应管局又夹断区（即截止区）、横流区（即线性区）和可比阿安电阻区三个工作区域。

学完本章后应掌握：1.熟悉下列定义、概念和原理：自由电子与空穴，扩散与漂移，复合，空间电荷区，PN 结，耗尽层，导电沟道，二极管单向导电性，晶体管和场效应管的放大作用及三个工作区域。

2.掌握二极管、稳压管、晶体管，场效应管的外特性，主要参数的物理意义。

1.2习题与思考题详解1-1试简述PN 结的形成过程。

空间电荷压，阻挡层，耗尽层和势垒压等名称是根据什么特性提出来的。

答：PN 结的形成过程：当两块半导体结合在一起时，P 区的空穴浓度高于N 区，于是空穴将越过交界面由P 区向N 区扩散；同理，N 区的电子浓度高于P 区，电子越过交界面由N 区向P 区扩散。

多子由一区扩散到另一区时，形成另一区的少子并与该区的多子复合，因此，在交界面的一侧留下带负电荷的受主离子，另一侧留下带正电荷的施主离子。

限幅电路如图所示，设D为理想二极管，输入电压v i为正弦波，其振幅大于V R。

试绘出输出电压v O的波形。

解：(1)当v i<V R时（V R>0），二极管D导通，相当于短接，v O=v i，输出为正弦波。

当v i>V R时，二极管D截止，相当于断路，输出电压v O=V R，被限幅在V R值上。

分析结果是，本电路只输出小于V R 值的正弦波部分，大于V R的正弦波被限制在V R上。

输出波形如图—（a）所示。

(2)当v i<V R（V R<0）时，二极管D导通，相当于短接，v O=v i，输出为正弦波（输出为负半周部分波形）。

当v i>V R时，二极管D截止，相当于断路，输出电压v O=V R。

分析结果是，本电路只输出小于V R值的正弦波部分，大于V R的正弦波被限制在V R上。

输出波形如图—（b）所示。

(3)当v i<V R（V R>0）时，二极管D导通，相当于短路，v O=V R，输出直流电压V R。

当v i>V R时，二极管D截止，相当于断路，输出电压v O=v i，输出正弦波。

分析结果是，本电路只输出大于V R值的正弦波部分，小于V R的输出波被限制在V R上。

输出波形如图—（c）所示。

(4)当v i<V R（V R>0）时，二极管D截止，相当于断路，v O=V R，输出直流电压V R。

当v i>V R时，二极管D导通，相当于短接，输出电压v O=v i，输出正弦波。

分析结果是，本电路只输出大于V R值的正弦波部分，小于V R的输出波被限制在V R上。

输出波形如图—（d）所示。

im=3V R。

Vv O=－2U iU O。

U i，上式说明，U i=0时，输出电压为40V时，二极管D1当40V<U i<80V时，D1、D2均导通，此时若U i>80V，则D2截止，输出电压U O，V(BR)CEO=15V。