1.1 半导体的基本特性（课件） 高二《电子技术基础与技能》同步教学（高教版）

半导体器件是指用半导体材料制成的电子器件，常用的有二极管、三极管、场效晶体管等。 半导体器件是组成电子线路中的重要元器件。通过项目1的学习，要求能识别常用半导体器件的类型、型号和规格，能按规定的程序和方法对器件进行有效检测。 1.1 半导体的基本特性 1.3 特殊二极管 1.5 场效晶体管 1.2 二极管 1.4 三极管 半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。目前用来制造半导体器件的材料主要是锗和硅，它们都是4价元素，具有晶体结构，如图所示。 在常温下，大多数的价电子均被束缚在原子周围，不易自由移动。所以导电能力也较弱。 1.1 半导体的基本特性 半导体晶体结构示意图 1.1.1 半导体的主要特性 1．掺杂性 在纯净的半导体中掺入微量的3价或5价元素，则它的导电性能将大大增强。应用掺杂技术可以制造出晶体二极管、晶体三极管、场效晶体管、晶闸管和集成电路等半导体器件。 2．热敏性 温度对半导体的导电能力影响很大。温度越高，价电子获得的能量越大，挣脱共价键束缚成为自由电子和空穴对就越多，导电能力就越强。利用半导体的热敏性，可以制成热敏电阻及其它热敏元件，常用于自动控制电路中。 3．光敏性 半导体受到光照时，自由电子和空穴对数量会增多，导电能力随之增强，这就是半导体的光敏性。利用这种特性能制造各种光敏器件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光控晶闸管和光电池等。 1.1.2 P型半导体和N型半导体 1．P型半导体 P型半导体是在纯净半导体硅或锗中掺入硼、铝等3价元素。这类掺杂后导体的特点是：空穴数量多，自由电子数量少，参与导电的主要是带正电的空穴，故又称为空穴半导体。 2．N型半导体 N型半导体是在纯净半导体硅或锗中掺入微量磷、砷等5价元素，这类杂质半导体特点是：自由电子数量多，空穴数量少，参与导电的主要是带负电的自由电子，故又称为电子半导体。 1.2.1 二极管的封装与电气图形符号 用于电视机、收音机、电源装置等电子产品中的各种不同外形的二极管如下图所示。二极管通常用塑料、玻璃或金属材料作为封装外壳，外壳上一般印有标记以便区别正负电极。 塑料封装二极管 金属封装二极管 玻璃封装二极管 二极管电气图形符号 1.2 二极管 黑环为负极 白环为负极 螺栓端为负极 1.2.2 二极管的结构与导电特性 1．结构 在P型与N型半导体的交界面会形成一个具有特殊电性能的薄层，称为PN结。从P区引出的电极作为正极，从N区引出的电极作为负极。 2．导电特性 为了观察二极管的导电特性，将二极管串联到电池和小灯泡组成的电路中。 （a） （b） 按图（a）连接电路，此时小灯泡亮，表示二极管加正向电压而导通。 按图（b）连接电路，此时小灯泡不亮，表示二极管加反向电压而截止。 通过观察以上实验证实，二极管具有单向导电性。 1.2.3 二极管特性曲线 二极管的电流iD与加在二极管两端的电压vD的关系曲线，称为二极管伏安特性曲线。利用晶体管特性图示仪能十分方便测量获得二极管的伏安特性曲线。 晶体管特性图示仪 二极管伏安特性曲线 1．正向特性 （1）死区：当二极管外加正向电压较小时，正向电流几乎为零，称为正向特性的死区。 （2）正向导通区：当二极管正向电压大于死区电压Vth时，电流随电压增加，二极管处于导通状态。 （3）导通电压：硅二极管约为0.7V，锗二极管约为0.3V。 2．反向特性 （1）反向截止区： 当二极管承受的反向电压未达到击穿电压V（BR）时，二极管呈现很大电阻，此时仅有很微小的反向电流IR，该电流称之为反向饱和电流。 （2）反向击穿区： 当二极管承受的反向电压已达到击穿电压V（BR）时，反向电流急剧增加，该现象称为二极管反向击穿。 1．二极管型号 国产二极管的型号由五部分组成。  第一部分是数字“2”，表示二极管。  第二部分是