电子技术基础半导体器件

什么是半导体器件常见的半导体器件有哪些半导体器件是指在半导体材料基础上制造的电子器件。

它具有介于导体与绝缘体之间的特性，既能够传导电流，又能够控制电流的大小和方向。

半导体器件广泛应用于电子、通信、计算机、光电等领域，是现代科技发展的基础之一。

半导体器件的种类繁多，涵盖了许多不同的功能和应用。

下面将介绍一些常见的半导体器件：1. 整流器件整流器件用于将交流电转换为直流电，常见的整流器件有二极管和整流桥。

二极管是最基础的半导体器件之一，通过正向电压使电流通路畅通，而反向电压则阻止电流流动。

整流桥由四个二极管组成，可以实现更高效的电流转换。

2. 放大器件放大器件可以将输入信号信号放大输出，常见的放大器件有晶体管和场效应晶体管（FET）。

晶体管通过控制输入电流，改变输出电流的放大倍数，广泛应用于各种放大和开关电路中。

FET则是利用场效应原理，通过控制栅极电压来调节输出电流。

3. 逻辑器件逻辑器件用于实现逻辑运算和数据处理，常见的逻辑器件有门电路、触发器和寄存器。

门电路包括与门、或门、非门等，用于实现与、或、非等逻辑运算。

触发器和寄存器则用于存储和传输数据，实现时序逻辑功能。

4. 可控器件可控器件可以通过控制信号来改变器件的电特性，常见的可控器件有可控硅（SCR）和可控开关。

可控硅是一种具有双向导电性的半导体器件，可以实现高压大电流的控制。

可控开关通过改变输入信号的状态，控制输出电路的导通和断开。

5. 光电器件光电器件将光信号转换为电信号，或将电信号转换为光信号。

常见的光电器件有光电二极管、光敏电阻和光电晶体管。

光电二极管具有较快的响应速度，可用于光电转换和光通信。

光敏电阻对光信号具有较大的灵敏度，常用于光控开关和光敏电路。

光电晶体管通过光控电流来控制电流的通断，常用于光电触发器和光电继电器。

除了以上提到的常见半导体器件，还有诸如二极管激光器、发光二极管（LED）、MOSFET、IGBT等。

这些器件在不同的应用领域发挥着重要的作用，推动着科技的不断进步和创新。

电路中的半导体器件基础知识总结电路中的半导体器件是电子技术的重要组成部分，广泛应用于各种电子设备和系统中。

了解和掌握半导体器件的基础知识对于工程师和电子爱好者来说至关重要。

本文将对半导体器件的基础知识进行总结，包括半导体材料、二极管、场效应管和晶体三极管等方面。

一、半导体材料半导体器件的基础是半导体材料。

半导体材料具有介于导体和绝缘体之间的导电性能，其电阻随着温度的变化而变化。

常用的半导体材料有硅和锗。

硅是最重要的半导体材料之一，应用广泛。

半导体材料的导电特性由材料中的杂质控制，将适当的杂质加入纯净的半导体中可以改变其导电性能，这就是掺杂。

二、二极管二极管是一种最简单的半导体器件，它由正负两极组成。

二极管的主要作用是对电流进行整流，也可以用于稳压、开关等电路。

二极管的工作原理是利用PN结的特性。

PN结是由P型半导体和N型半导体连接而成，在PN结的接触面上形成空间电荷区，通过控制电势差，可以控制空间电荷区的导电状态。

在正向偏置时，电流可以从P端流向N端，形成导通状态；在反向偏置时，电流不能从N端流向P端，形成截止状态。

三、场效应管场效应管是一种三电极器件，由栅极、漏极和源极组成。

场效应管的工作原理是利用栅极电场的调控作用来控制漏极和源极之间的电流。

常用的场效应管有MOSFET（金属氧化物半场效应晶体管）和JFET（结型场效应晶体管）等。

MOSFET主要由金属栅极、绝缘层和半导体构成，栅极电压的变化可以控制漏极和源极之间的电流；JFET 主要由PN结构成，通过栅极电压的变化来控制漏极和源极之间的空间电荷区的导电状态。

四、晶体三极管晶体三极管是一种三电极器件，由发射极、基极和集电极组成。

晶体三极管的主要作用是放大和控制电流。

晶体三极管的工作原理是利用少数载流子在不同电极之间的输运和扩散来实现，发射极和基极之间的电流变化可以通过集电极和基极之间的电流放大。

晶体三极管有NPN型和PNP型两种，其中NPN型的晶体三极管发射极和基极连接为N型半导体，集电极为P型半导体；PNP型的晶体三极管发射极和基极连接为P型半导体，集电极为N型半导体。

第五章半导体铸件一、填空I,半导体是指常海下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料物质。

2、半导体具有热敏性、光敏性、掺杂性的特性,坦重耍的是热敏性特性。

3、纯净硅或者镭原子最外层均有四个电子，常因热运动或光照等原因挣脱原子核的束缚成为自由电子,在原来的位置上留下一个空位，称为空穴.4、自由电子带建________ 电，空穴带正电。

5、半导体导电的一个她本特性是指，在外电场的作用下，自由电子和空穴均可定向移动形成电流。

6、在单晶硅（或者错〉中掺入微限的五价元素,如磷，形成掺杂半导体,大大提高/导电能力，这种半导体中自由电子数远大于空穴数,所以靠自由电子导电。

将这种半导体称为电子型半导体或N*半导体半导体。

7、在单晶硅（或者锌）中掺入微量的三价元诺，如硼，形成掺杂半导体，这种半导体中空穴数远大于自由电子数,所以靠空穴导电。

将这种半导体称为空穴里半导体或P型半导体半导体。

8、PN结具有单向导电性,即加正向电压时PN结导通,加反向电压时PN结截止。

9、PN结加正向电压是指在P区接电源正极,N区接电源负极,此时电流能通过PN结，称PN结处「导通状态"相反，PN结加反向电压是指在P区接电源负极,N区接电源正极,此时电流不能通过PN结，称PN结处于截止状态。

10、二极管的正极乂称为」1.极，由PN结的P区引出，负极乂称为阴极,由PN结的N区引出.Ik按照芯片材料不同，二极管可分为由二极管和楮二极管两种。

12、按照用途不同，二极管可分为普通二极管、整流二极管、开关二极管、拴压二极管、发光二极管。

13、二极管的伏安特性曲线是指二极管的电压电流关系曲线。

该曲线由」m特性和反向特性两部分组成。

14、二极管的正向压降是指正向电流通过二极管时二极管两端产生的电位差，也称为正向饱和电压.15、从二极管的伏安特性曲线分析，二极管加正向电压时二极管导通,导通时，硅管的正向压降约为0.7伏,错管的正向压降约为3伏。

16,二极管两端加反向电压时，管子处F截止状态.当反向电压增加到一定数值时，反向电流突然增大，二极管失去单向导电性特性,这种现象称为⅛________ o17、硅稳压二极管简称为稳压管，符号是_________________ 它与普通二极管不同的地方在于只要反向电潦在一定范围内反向击穿并不会造成会压二极管的损坏，以实现稳JK目的,所以电路中稳压管的两端应加反向电*。

半导体与电子器件揭秘现代电子技术的基础半导体与电子器件是现代电子技术发展的基础，它们的秘密正是我们将要揭示的。

通过深入研究半导体材料和电子器件的工作原理，我们可以更好地理解现代电子技术的应用和发展趋势。

在本文中，我们将详细介绍半导体的特性、半导体器件的种类以及它们在电子技术中的应用。

让我们一起揭秘半导体与电子器件的奥秘吧！一、半导体的特性半导体是一种材料，具有介于导体和绝缘体之间的电导率。

与导体相比，半导体的电导率较低，但比绝缘体要高。

其特性主要由其晶体结构和材料成分决定。

半导体材料通常包括硅（Si）和锗（Ge）等元素。

它们具有原子的共价键结构，使得它们能够在晶体结构中形成电子空穴。

这些电子空穴在半导体中的移动产生了电流，从而实现了电子器件的工作。

二、半导体器件的种类半导体器件是利用半导体材料和技术制造的电子组件。

常见的半导体器件包括二极管、晶体管、场效应管（FET）和集成电路（IC）等。

这些器件具有不同的工作原理和应用。

下面我们将对其中几种常见的半导体器件进行揭秘。

1. 二极管二极管是一种最简单的半导体器件，由一个p型半导体和一个n型半导体组成。

其工作原理基于半导体中的pn结。

当施加正向电压时，二极管导电，电流可以流过；而反向电压则导致二极管截止，电流无法通过。

二极管广泛应用于电源电路、信号检测和保护电路等。

2. 晶体管晶体管是一种受控的半导体器件，常用于放大和开关电路。

晶体管有多种类型，包括双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）等。

BJT由三个掺杂不同的半导体层组成，通过控制输入电流可以控制输出电流。

FET则通过控制输入电压来控制输出电流。

晶体管的工作原理涉及半导体的导电性和电子空穴的运动，是现代电子技术中非常重要的组成部分。

3. 集成电路集成电路是将多个电子元件集成在单个芯片上的器件。

它是现代电子技术中的重要突破。

集成电路可分为模拟集成电路和数字集成电路。

模拟集成电路用于处理连续的信号，例如声音和视频；数字集成电路用于处理离散的信号，例如计算和通信。

半导体器件是在20世纪50年代初发展起来的电子器件，具有体积小、重量轻、使用寿命长、输入功率小、功率转换效率高等优点。

现代化的电子设备都是以半导体器件和集成电路为基础的，因此半导体器件是近代电子学的重要组成部分。

半导体器件中，二极管、晶体管和场效应管等，是构成集成电路的基本单元，被广泛应用在各种电子电路中。

近年来，集成电路特别是大规模和超大规模集成电路的出现，使各种工业自动控制设备和电子设备在微型化、可靠性等方面大步前进。

为了正确和有效地运用半导体器件，相关工程技术人员必须首先对半导体器件及其工作原理和性能有一个基本的认识。

学习目的和要求了解本征半导体、P型和N型半导体的特征及PN结的形成过程。

熟悉二极管的伏安特性及其分类、用途；理解三极管的电流放大原理，掌握其输入和输出特性的分析方法；理解双极型和单极型三极管在控制原理上的区别；初步掌握工程技术人员必须具备的分析电子电路的基本理论、基本知识和基本技能。

1.1 半导体的基本知识学习目标了解导体、绝缘体和半导体的概念以及不同物质结构间的区别；熟悉本征半导体的光敏性、热敏性和掺杂性；了解本征激发、复合的概念；理解P型和N型两类半导体的形成，掌握其特点；重点理解和掌握PN结的单向导电特性。

1．导体、半导体和绝缘体自然界的一切物质都是由分子、原子组成的。

原子又由一个带正电的原子核和在它周围高速旋转着的、带有负电的核外电子组成。

不同原子的内部结构和它周围的电子数电子技术基础（第3版）2量各不相同。

物质原子最外层电子数量的多少，往往决定该种物质的导电性能。

按照物质导电性能的不同，自然界的物质大体可分为三大类。

（1）导体最外层电子数通常是1～3个，且距原子核较远，受原子核的束缚力较小。

由于外界影响，最外层电子获得一定能量后，极易挣脱原子核的束缚而游离到空间成为自由电子。

因此，导体在常温下存在大量的自由电子，具有良好的导电能力。

导体的物质结构如图1.1（a）所示。

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。