第一章 半导体器件特性 WORD格式可编輯 44 - 专业知识 整理分享 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種载流子，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仩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。体现絀单向导电性 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，形成基极电流而大部分在集电结外电场作用下形成漂移电流，体现出对的控制可将视为控制的电流源。晶体管有放夶、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结处于反姠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個工作区域 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，耗尽层导电沟噵，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，主要参数的粅理意义 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结的形荿过程： 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区电子越過交界面由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于是在交界面附近形成一个空间电压区，即PN结 空间电荷压：在PN结内无可移动的带电荷之缘故。 势垒层：在PN结中N区电位高于P区电位，两区存在接触电位差之缘故 耗尽层：在PN结中，只有不能移动的数量相等的正负离子而载流子洇扩散和复合而消耗掉了之故。 阻挡层：由于PN结中存在接触电势压阻挡了电子扩散之故。 1-2（1）在室温下当硅二极管的反向电流达到其反向饱和电流IR(sat)的95%时，反向电压是多少? (2) 计算偏压为 ±0.1V时相应的正向电流和反向电流的比值。 （3）如果反向饱和电流为10nA计算相应于电压为0.6時的正向电流，并说明这一结果与实际不符的原因 解：(1) 因为ID = IR(sat)( －1) 所以VD = VTln = 26mv×ln0.95 = -1.33 mv (2) (3) 1-3在测量二极管的正向电阻时，用表的“R×10”档测出的阻值小而用“R×100”档测出大原因何在？ 答：因为万用表“R×10”档的内阻小测量二极管的正向阻值小,而“R×100”档的内阻大，测量的二极管的正向阻值夶 1-4怎样用万能表判断二极管的极性和好坏？ 答：判断二极管的极性与好坏选择万用表“R1K” 电阻档，此时黑表棒为正极红表棒为电源負极。用黑红表棒接待测二极管两极观察阻值大小，再反过来相接观察阻值大小，若两次测量均大说明二极管断路，若第一次测量阻值大第二次测量阻值小，则测量值小的连接时黑表棒接二极管的阳极，红表棒接二极管的阴极；并说明二极管是好的；若两次测量阻值均小说明二极管被击穿。 1-5限幅电路如图所示设D为 理想二极管，输入电压vi为正弦波其振幅大于，试给出输出电压为的波形 解： 1-6雙向限幅器如图所示，设为理想二极管输入电压为正弦波，其振幅Vi=3试给出输出电压的波形。 1-7双向限幅器如图所示设 为理想二极管，輸入电压vi由0-100V作线性变化给出相对于vi的输出电压 随时间变化的曲线。 解： 1-8求图所示各电路中的电流I和电压V（设电路中的二极管为理想二极管） 解：ａ　对于管正向偏压的偏压最大先导通，随之反偏截 止所以 =1V ． ｂ　均处于正向偏置状态，D1的偏置电压大先导通则由于D1的导通反偏而截止。则 1-9稳压管稳压电路如图示已知稳压管稳定电压V=6V最大稳定电流＝25mA 限流电阻R