第二步 电子元件基础知识
半导体三极管
半导体三极管（BJT）
BJT是通过一定的工艺，将两个PN结结合在一起的器件，由于PN结之间的相互影响， 使BJT表现出不同于单个 PN结的特性而具有电流放大，从而使PN结的应用发生了质的飞跃。本节将围绕BJT为什么具有电流放大作用这个核心问题，讨论BJT的结构、内部载流子的运动过程以及它的特性曲线和参数。
一、BJT的结构简介
BJT又常称为晶体管，它的种类很多。按照频率分，有高频管、低频管； 按照功率分，有小、中、大功率管；按照半导体材料分，有硅管、锗管；根据结构不同， 又可分成NPN型和PNP型等等。但从它们的外形来看，BJT都有三个电极，如图3.1所示。
图3.1是NPN型BJT的示意图。 它是由两个 PN结的三层半导体制成的。中间是一块很薄的P型半导体(几微米~几十微米)，两边各为一块N型半导体。从三块半导体上各自接出的一根引线就是BJT的三个电极，它们分别叫做发射极e、基极b和集电极c，对应的每块半导体称为发射区、基区和集电区。虽然发射区和集电区都是N型半导体，但是发射区比集电区掺的杂质多。在几何尺寸上， 集电区的面积比发射区的大，这从图3.1也可看到，因此它们并不是对称的。
二、BJT的电流分配与放大作用
1、BJT内部载流子的传输过程
BJT工作于放大状态的基本条件：发射结正偏、集电结反偏。
在外加电压的作用下， BJT内部载流子的传输过程为：
（1）发射极注入电子
由于发射结外加正向电压VEE，因此发射结的空间电荷区变窄，这时发射区的多数载流子电子不断通过发射结扩散到基区， 形成发射极电流IE，其方向与电子流动方向相反，如图3.2所示。
（2）电子在基区中的扩散与复合
由发射区来的电子注入基区后， 就在基区靠近发射结的边界积累起来， 右基区中形成了一定的浓度梯度，靠近发射结附近浓度最高，离发射结越远浓度越小。因此， 电子就要向集电结的方向扩散，在扩散过程中又会与基区中的空穴复合，同时接在基区的电源VEE的正端则不断从基区拉走电子， 好像不断供给基区空穴。电子复合的数目与电源从基区拉走的电子数目相等， 使基区的空穴浓度基本维持不变。这样就形成了基极电流IB， 所以基极电流就是电子在基区与空穴复合的电流。 也就是说， 注人基区的电子有一部分未到达集电结， 如复合越多， 则到达集电结的电子越少， 对放大是不利的。 所以为了减小复合，常把基区做得很薄 (几微米)，并使基区掺入杂质的浓度很低，因而电子在扩散过程中实际上与空穴复合的数量很少， 大部分都能到达集电结。
第五章GaAs 半导体材料§5.1 GaAs 材料的性质和太阳电池§5.2 GaAs 单晶材料§5.3 GaAs 薄膜单晶材料§5.4GaAs 晶体中的杂质
第五章GaAs 半导体材料
第五章GaAs 半导体材料
近年来,太阳能光伏发电在全球取得长足发展。常用光伏电池一般为多晶硅和单晶硅电池,然而由于原材料多晶硅的供应能力有限,加上国际炒家的炒作,导致国际市场上多晶硅价格一路攀升,最近一年来,由于受经济危机影响,价格有所下跌,但这种震荡的现状给光伏产业的健康发展带来困难。
目前,技术上解决这一困难的途径有两条:一是采用薄膜太阳电池,二是采用聚光太阳电池,减小对原料在量上的依赖程度。常用薄膜电池转化率较低,因此新型的高倍聚光电池系统受到研究者的重视。聚光太阳电池是用凸透镜或抛物面镜把太阳光聚焦到几倍、几十倍,或几百倍甚至上千倍,然后投射到太阳电池上。这时太阳电池可能产生出相应倍数的电功率。它们具有转化率高,电池占地面积小和耗材少的优点。高倍聚光电池具有代表性的是砷化镓(GaAs 太阳电池。
第五章GaAs 半导体材料第五章GaAs 半导体材料
砷化镓电池与硅光电池的比较
1、光电转化率:
砷化镓的禁带较硅为宽,使得它的光谱响应性和空间太阳光谱匹配能力较硅好。目前,硅电池的理论效率大概为23%,而单结的砷化镓电池理论效率达到27%,而多结的砷化镓电池理论效率更超过50%。2、耐温性
常规上,砷化镓电池的耐温性要好于硅光电池,有实验数据表明,砷化镓电池在250℃的条件下仍可以正常工作,但是硅光电池在200℃就已经无法正常运行。3、机械强度和比重 砷化镓较硅质在物理性质上要更脆,这一点使得其加工时比容易碎裂,所以,目前常把其制成薄膜,并使用衬底(常为Ge ,来对抗其在这方面的不利,但是也增加了技术的复杂度。
第五章GaAs 半导体材料第五章GaAs 半导体材料
GaAs 太阳电池的发展是从上世纪50年代开始的,已有已有50多年的历史:•1954年世界上首次发现GaAs 材料具有光伏效应。
半导体器件物理教案课件PPT
第一章：半导体物理基础知识
1.1 半导体的基本概念
介绍半导体的定义、特点和分类
解释n型和p型半导体的概念
1.2 能带理论
介绍能带的概念和能带结构
解释导带和价带的概念
讲解半导体的导电机制
第二章：半导体材料与制备
2.1 半导体材料
介绍常见的半导体材料，如硅、锗、砷化镓等
解释半导体材料的制备方法，如拉晶、外延等
2.2 半导体器件的制备工艺
介绍半导体器件的制备工艺，如掺杂、氧化、光刻等
解释各种制备工艺的作用和重要性
第三章：半导体器件的基本原理
3.1 晶体管的基本原理
介绍晶体管的结构和工作原理
解释n型和p型晶体管的概念
讲解晶体管的导电特性
3.2 半导体二极管的基本原理 介绍半导体二极管的结构和工作原理
解释PN结的概念和特性
讲解二极管的导电特性
第四章：半导体器件的特性与测量
4.1 晶体管的特性
介绍晶体管的主要参数，如电流放大倍数、截止电流等
解释晶体管的转移特性、输出特性和开关特性
4.2 半导体二极管的特性
介绍半导体二极管的主要参数，如正向压降、反向漏电流等
解释二极管的伏安特性、温度特性和频率特性
第五章：半导体器件的应用
5.1 晶体管的应用
介绍晶体管在放大电路、开关电路和模拟电路中的应用
解释晶体管在不同应用电路中的作用和性能要求
5.2 半导体二极管的应用
介绍半导体二极管在整流电路、滤波电路和稳压电路中的应用
解释二极管在不同应用电路中的作用和性能要求
第六章：场效应晶体管（FET）
6.1 FET的基本结构和工作原理
介绍FET的结构类型，包括MOSFET、JFET等
解释FET的工作原理和导电机制
讲解FET的输入阻抗和输出阻抗 6.2 FET的特性
介绍FET的主要参数，如饱和电流、跨导、漏极电流等
解释FET的转移特性、输出特性和开关特性
分析FET的静态和动态特性
第七章：双极型晶体管（BJT）
7.1 BJT的基本结构和工作原理
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电子工程师必备基础知识手册（五)：半导体器件
半导体器件
一、中国半导体器件型号命名方法
半导体器件型号由五部分（场效应器件、半导体特殊器件、复合管、PIN型管、激光器
件的型号命名只有第三、四、五部分）组成。五个部分意义如下：
第一部分：用数字表示半导体器件有效电极数目。2—二极管、3-三极管
第二部分：用汉语拼音字母表示半导体器件的材料和极性。表示二极管时：A—N型锗材
料、B-P型锗材料、C—N型硅材料、D-P型硅材料。表示三极管时:A-PNP型锗材料、
B-NPN型锗材料、C-PNP型硅材料、D—NPN型硅材料. 资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除
2 / 58 第三部分:用汉语拼音字母表示半导体器件的内型。P-普通管、V—微波管、W-稳压管、
C-参量管、Z—整流管、L-整流堆、S-隧道管、N-阻尼管、U-光电器件、K—开关管、X-低
频小功率管(F〈3MHz，Pc<1W）、G-高频小功率管(f>3MHz,Pc〈1W)、D-低频大功率管
(f<3MHz,Pc〉1W）、A-高频大功率管（f>3MHz,Pc>1W)、T—半导体晶闸管(可控整流器）、
Y-体效应器件、B-雪崩管、J—阶跃恢复管、CS—场效应管、BT—半导体特殊器件、FH-复
合管、PIN—PIN型管、JG-激光器件.
第四部分：用数字表示序号
第五部分：用汉语拼音字母表示规格号
例如:3DG18表示NPN型硅材料高频三极管
二、日本半导体分立器件型号命名方法 资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除
3 / 58 日本生产的半导体分立器件,由五至七部分组成。通常只用到前五个部分，其各部分的
