易错一 半导体的基本特性《电子技术基础与技能》四川省（对口招生）电子信息类 易错题精讲

四川省（对口招生）《电子技术基础与技能》 易错题精讲 易错点一 半导体的基本特性 例1 在P型半导体中 ( ) A.没有电子 B.电子是多数载流子，空穴是少数载流子 C.空穴的数量略多于电子 D.空穴是多数载流子，电子是少数载流子 【错解】B 【错因】对半导体的基本特性未掌握。 【正解】D 【解析】P型半导体的主要载流子是空穴，N型半导体的主要载流子是电子。 【避错攻略】 1、 半导体的概念与基本特性 1. 半导体概念 半导体是指常温下导电能力介于导体（金属）和绝缘体之间的固体材料。常见的核心半导体材料为硅（Si）、锗（Ge），是制作二极管、三极管、集成电路等电子器件的基础核心材料。2. 半导体四大核心特性 半导体区别于导体、绝缘体的关键在于导电性能可人为改变，核心具备以下四大特性： ①热敏特性：半导体的导电能力对温度极其敏感。环境温度升高时，半导体内部载流子数量大幅增加，电阻急剧减小，导电能力显著增强；温度降低则导电能力减弱。基于该特性可制作热敏电阻、温度传感器。 ②光敏特性：光照强度会直接影响半导体导电性能。光线照射半导体时，其内部会激发产生大量自由载流子，电阻快速下降，导电能力提升；无光照时导电性能变差。可用于制作光敏电阻、光电二极管、太阳能电池等光电器件。 ③掺杂特性：这是半导体最核心、最常用的特性。在纯净的本征半导体中，人为掺入微量特定杂质元素，可精准改变其导电能力，且导电性能可调控。绝大多数半导体器件均依靠掺杂工艺实现功能。 ④压敏特性：部分半导体材料受机械压力作用时，内部晶格结构发生微小变化，导电性能随之改变，电阻发生波动，可用于制作压力传感器、压敏电阻。 二、P型半导体与N型半导体（杂质半导体） 纯净、无杂质的半导体称为本征半导体，其导电能力极弱，无实用价值。通过掺杂工艺对本征半导体改性，可得到两种实用的杂质半导体，即P型半导体和N型半导体。 1. N型半导体（电子型半导体） 掺杂方式：在四价本征半导体（硅、锗）中，掺入微量五价杂质元素（常见磷、砷、锑）。 载流子特点：五价杂质原子多出一个自由电子，极易脱离原子成为自由载流子。因此N型半导体中自由电子为多数载流子（多子），空穴为少数载流子（少子）。 电性特点：整体呈电中性（掺杂仅产生可移动电子，无多余电荷），主要依靠电子导电。 2. P型半导体（空穴型半导体） 掺杂方式：在四价本征半导体（硅、锗）中，掺入微量三价杂质元素（常见硼、铝、铟）。 载流子特点：三价杂质原子缺少一个价电子，形成空穴。因此P型半导体中空穴为多数载流子（多子），自由电子为少数载流子（少子）。 电性特点：整体同样呈电中性，主要依靠空穴导电（空穴导电本质是价电子的定向移动）。 3. 核心区别总结 N型半导体多子为电子，适配五价杂质；P型半导体多子为空穴，适配三价杂质，二者均为电中性，仅导电的主要载流子不同。 2、 PN结的形成及核心特性 1. PN结形成原理 通过特殊半导体工艺，将P型半导体和N型半导体紧密结合，二者交界面处会发生载流子的扩散运动：N区的自由电子向P区扩散，P区的空穴向N区扩散。扩散后交界面两侧形成一层由正负离子构成的空间电荷区，该区域即为PN结，空间电荷区也叫耗尽层、阻挡层。 2. PN结核心特性：单向导电性 PN结是半导体器件的核心基础，最关键的特性为单向导电性，具体分为正向导通、反向截止两种状态： 正向偏置（正向导通）：将电源正极接P区、负极接N区，即为正向偏置。此时外电场抵消PN结内电场，阻挡层变窄，载流子扩散运动持续进行，电路形成较大正向电流，PN结导通，正向压降很小。 反向偏置（反向截止）：将电源正极接N区、负极接P区，即为反向偏置。此时外电场增强内电场，阻挡层变宽，多数载流子扩散运动被抑制，仅存在极少少数载流子形成的微弱反向漏电流，可近似认为电路无电流，PN结截止。 3. 补充特性 反向击穿特性：当PN结反向电压增大到临界值（击穿电压）时，反向电流会急剧增大，PN结被击穿。稳压二极管正是利用可逆的反向击穿特性实现稳压功能。 电容特性：PN结存在结电容，分为势垒电容和扩散电容，高频电路中需考虑其电容影响。 1. 在P型半导体中，下列说法正确的是 ( ) A.只有自由电子一种载流子 B.多数载流子是自由电子，少数载流子是空穴 C.只有空穴一种载流子 D.多数载流子是空穴，少数载流子是自由电子 【答案】D 【解析】P型半导体是通过在本征半导体中掺入三价元素（如硼）形成的。在这种半导体中，空穴的数量远多于自由电子，因此多数载流子是空穴，少数载流子是自由电子。A、C选项错误，因为半导体中始终存在两种载流子；B选项描述的是N型半导体的特征。 2.在N型半导体中，下列说法正确的是 ( ) A.没有空穴 B.电子是多数载流子，空穴是少数载流子 C.空穴的数量略少于电子 D.空穴是多数载流子，电子是少数载流子 【答案】B 【解析】N型半导体是通过掺入五价元素（如磷）形成的。在这种半导体中，自由电子的数量远多于空穴，因此电子是多数载流子，空穴是少数载流子。A选项错误，因为N型半导体中依然存在本征激发产生的空穴；C选项表述不准确，空穴是少数载流子，其数量远少于电子，而非“略少”；D选项描述的是P型半导体的特征。 3. （判断题）当温度增加时，本征半导体中的自由电子和空穴的数量会同时增加。 ( ) 【答案】√ 【解析】在本征半导体中，载流子是由本征激发产生的。当温度升高时，半导体内部共价键断裂的几率增加，从而产生更多的电子-空穴对。因此，自由电子和空穴的数量会同时且等量地增加。 1.PN结具有 ( ) A.单相导电性 B.双相导电性 C.单向导电性 D.双向导电性 【答案】C 【解析】PN结具有单向导电性。 2.（判断题）PN结加正向偏压时导通，加反向偏压时截止。 ( ) 【答案】√ 【解析】PN结具有单向导电性。当加上正向偏压时，外电场削弱了内电场，空间电荷区变窄，PN结导通；当加上反向偏压时，外电场增强了内电场，空间电荷区变宽，PN结截止。 3.（判断题）正向偏压是使P区接电源负极，N区接电源正极。 ( ) 【答案】× 【解析】正向偏压（正向偏置）的正确接法是P区接电源正极，N区接电源负极。题目中描述的“P区接负极，N区接正极”实际上是反向偏置的接法。 4.关于PN结，下列说法正确的是 ( ) A.PN结具有双向导电性能 B.N区接电路中的高电位，P区接低电位时，PN结导通 C.P区接电路中的高电位，N区接低电位时，PN结导通 D.以上说法都不正确 【答案】C 【解析】PN结具有单向导电性，而非双向导电，因此A错误。要使PN结导通，必须施加正向偏压，即P区接高电位（正极），N区接低电位（负极），因此B错误，C正确。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $