1
第1章 常用半导体器件
1.1 二极管①
1.1.1 半导体基础知识
1．半导体
当电流通过各种物体时，对电流的通过有着各自不同的阻止能力，有的物体可使电流顺利通过，也有的物体不让电流通过，或者在一定的阻力下让其通过。这种不同物体通过电流的能力叫做物体的导电性。自然界的物质按导电性可分为绝缘体、导体和半导体三类。半导体的导电性比导体差，但比绝缘体强。由于半导体的导电性随杂质浓度、环境温度和光照条件而改变，因此利用它的这些特点，可制成多种性能的电子元器件，如二极管、晶体管、热敏和光敏元件等。
2．本征半导体
不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体，其内部存在数量相等的两种载流子：自由电子和空穴。常温下，本征半导体的两种载流子的数量都很少，所以导电性能很差。空穴的出现是半导体称区别于导体的重要特征，因为导体只有一种载流子，即自由电子。
3．杂质半导体②
向本征半导体中有控制地掺入特定的杂质可以改变它的导电性，这种半导体被称为杂质半导体。比如，往纯净的硅晶体中掺入五价元素（如磷），形成的半导体称为N型半导体，掺入三价元素（如硼），形成的半导体称为P型半导体。
4．半导体的导电特性
半导体的导电机理不同于导体，它具有以下几个导电特性，见表1-1。
表1-1 半导体的导电特性
导电特性 特 性 描 述 应 用 领 域 典 型 器 件
掺杂特性 往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变，称为半导体的掺杂性 二极管、晶体管都是利用掺杂特性制成的 二极管见图1-5、1-6、1-7等；晶体管见图1-11。
热
敏
特
性 半导体受（内部或外界）热作用时，导电能力明显增强，称为半导体的热敏性 利用热敏特性可制成各类热敏器件，如热敏电阻
① 二极管，英文Diode。
② N指Negative，负的、负极性等，P指Positive，正的、正极性等。 用半导体材料制成的器件是20世纪中叶发展起来的新型电子器件，俗称半导体器件。由于半导体器件具有体积小、重量轻、靠性高等优点，因而在电子设备中得到广泛应用。
第一章 半导体器件
本章是本课程的基础，应着重掌握以下要点：
（1）半导体的导电特性。
（2）PN结的形成及其单向导电性
（3）三极管的结构、类型及其电流放大原理
（4）三极管的特性及其主要参数
本章内容：
1.1 半导体基础知识
1.2 PN结及半导体二极管
1.3 半导体三极管
课时授课教案
一 授课计划
批准人： 批准日期：
课序： 1 授课日期： 授课班次：
课题： 第 一 章 第 1.1 节 半导体基础知识
目的要求： 1.了解本征半导体的结构和特征
2.掌握杂质半导体的结构和特征
3.牢固掌握P型和N型半导体的特点
重点难点： 重点 P型和N型半导体的特点
难点 本征激发
教学方法
手 段: 结合电子课件讲解
教具： 电子课件、计算机、投影屏幕
复习提问 1.三、四、五价化学元素有哪些？
2.惰性气体有何特点？
课堂讨论 1.何谓本征半导体？其导电能力由什么因素决定。
2. P型和N型半导体的特点？
3.半导体的导电能力与哪些因素有关？
布置作业:
课时分配:
课堂教学环节 复习提问 新课讲解 课堂讨论 每课小结 布置作业
时间分配（分钟） 8 75 10 5 2
二.授课内容
引言
模拟电子电路的核心是半导体器件，而半导体器件是由半导体材料制成的。因此，我们必须首先了解半导体的有关知识，尤其应当了解半导体的导电特性。
1.1.1导体、绝缘和半导体
物质按其导电能力的强弱，可分为导体、绝缘体和半导体。
一. 导体
导电能力很强的物质，叫导体。如低价元素铜、铁、铝等。
二. 绝缘体
导电能力很弱，基本上不导电的物质,叫绝缘体.如高价惰性气体和橡胶、陶瓷、塑料等高分子材料等.
第一章 半导体器件
本章是学习模拟电子技术的基础，主要介绍了半导体的特性，PN结的形成及其单向导电性，然后介绍了半导体二极管、三极管和场效应管的结构、工作原理、特性曲线及主要参数。
本章主要内容：
1.1 半导体的特性
1.2 半导体二极管
1.3 半导体三极管
本章小结
重点：
二极管的单向导通特性及伏安关系；三极管的电流放大关系。
难点：
PN结的形成；三极管的电流放大原理。
返回目录
1.1 半导体的特性
讲课思路：
什么是半导体？→为什么采用半导体材料制作电子器件？→PN结有何特性和作用？PN结电压与电流符合欧姆定律吗？→怎样获得三极管？它的工作方式和作用是怎样的？
本节课重点在于学习本征半导体、杂质半导体、多子、少子等概念，了解PN结形成的基本原理，
1.1.1 半导体
半导体是指导电能力介于导体和绝缘体之间的一类物质，如硅、锗、砷化镓以及大多数的金属氧化物等，它们都具有半导体特性。
半导体的导电能力在不同的条件下有很大的差别。如大多数半导体对温度反应敏感，当环境温度升高时，它的导电能力要增强许多，利用这种特性可做成热敏元件。有些半导体在受到光照时，它的导电能力变的很强，而在无光照时，又变得像绝缘体一样不导电，利用这种特性可做成光敏元件。半导体掺入杂质后其电阻率大大减小，可以做成可控的电子开关元件。
1.本征半导体
纯净半导体称为本征半导体。我们以硅和锗原子的简化原子模型来说明，二维晶格结构如图1.1所示。在温度为T=0K和没有外界激发时，每一个电子均被共价键所束缚。在室温条件下，部分价电子就会获得足够的能量而挣脱共价键的束缚，成为自由电子，这称为本征激发。自由电子是一种带负电的载流子，在外加电场的作用下可以移动。自由电子移动后在原来共价键中留下的空位称为空穴，此时可把空穴认为是一个带正电的粒子，空穴和相邻的价电子很容易复合，复合后在相邻价电子处形成空穴，这相当于空穴的移动。在空穴和自由电子不断地产生的同时，原有的空穴和自由电子也会不断地复合，形成一种平衡。所以半导体中导电物质就是自由电子和空穴。
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
