项目7半导体器件 (建议学时:10学时) 本项目将主要介绍半导体器件中的二极管、三极管、场效应管、 晶闸管和单结晶体管的结构、特性、参数和应用。通过各种半导体 器件的识别和检测,掌握半导体器件在电子电路中的应用。 能力目标 掌握半导体和PN结 了解二极管结构、分类、特性和参数 ·熟悉常用二极管的特性及应用 ·掌握二极管的检测 掌握晶体三极管的结构和分类 掌握晶体三极管的特性曲线 熟悉晶体三极管的主要参数及选用方法 掌握晶体三极管的检测 ·掌握场效应管的结构和工作原理 熟悉场效应管的参数和使用特点 掌握场效应管的检测 ·掌握单向、双向晶闸管的结构、特性和工作原理 了解单向、双向晶闸管的主要参数 掌握单向、双向晶闸管的检测 堂握单结晶体管的作原理、特性曲线和参数
2 项目7 半导体器件 （建议学时：10学时） 本项目将主要介绍半导体器件中的二极管、三极管、场效应管、 晶闸管和单结晶体管的结构、特性、参数和应用。通过各种半导体 器件的识别和检测，掌握半导体器件在电子电路中的应用。 能力目标 •掌握半导体和PN结 •了解二极管结构、分类、特性和参数 •熟悉常用二极管的特性及应用 •掌握二极管的检测 •掌握晶体三极管的结构和分类 •掌握晶体三极管的特性曲线 •熟悉晶体三极管的主要参数及选用方法 •掌握晶体三极管的检测 •掌握场效应管的结构和工作原理 •熟悉场效应管的参数和使用特点 •掌握场效应管的检测 •掌握单向、双向晶闸管的结构、特性和工作原理 •了解单向、双向晶闸管的主要参数 •掌握单向、双向晶闸管的检测 •掌握单结晶体管的工作原理、特性曲线和参数 了解单结晶体管的应用
任务7-1二极管 任务描述 本任务主要学习半导体和PN结的结构和特性,二极管结构、 分类、特性和参数,常用二极管的特性及应用,二极管的检测等 内容。 711半导体和PN结 1.PN结 导电能力特别强的物质称为导体。导电能力非常差,几乎不导 电的物质称为绝缘体。半导体就是导电性能介于导体和绝缘体之 间的一类物质,如硅、锗、砷、金属氧化物和硫化物等。主要特 性: (1)热敏性:半导体的导电能力随着温度的升高而增加 (2)光敏性:半导体的导电能力随着光照强度的加强而增加 (3)杂敏性:半导体的导电能力因掺入适量杂质而有很大的变 化
3 任务7-1 二极管 任务描述 本任务主要学习半导体和PN结的结构和特性，二极管结构、 分类、特性和参数，常用二极管的特性及应用，二极管的检测等 内容。 7.1.1 半导体和PN结 1．PN结 导电能力特别强的物质称为导体。导电能力非常差，几乎不导 电的物质称为绝缘体。半导体就是导电性能介于导体和绝缘体之 间的一类物质，如硅、锗、砷、金属氧化物和硫化物等。主要特 性： （1）热敏性：半导体的导电能力随着温度的升高而增加。 （2）光敏性：半导体的导电能力随着光照强度的加强而增加。 （3）杂敏性：半导体的导电能力因掺入适量杂质而有很大的变 化
我们把完全纯净的、具有晶体结构的半导体称为本征 半导体;用特殊工艺掺入适量的杂质后形成的半导体称为 杂质半导体。半导体有两种载流子:自由电子和空穴。本 征半导体中两种载流子浓度相同,杂质半导体中两种载流 子浓度不同。杂质半导体中有N型和P型之分。在N型半导 体中,自由电子是多子,空穴是少子;在P型半导体中,自 由电子是少子,空穴是多子;本征半导体和杂质半导体都 是电中性的。 2.PN结 N型半导体和P型半导体结合后,在它们的交界面附 近形成一个很薄的空间电荷区,它就是PN结,其形成 示意图如图71.1所示
4 我们把完全纯净的、具有晶体结构的半导体称为本征 半导体；用特殊工艺掺入适量的杂质后形成的半导体称为 杂质半导体。半导体有两种载流子：自由电子和空穴。本 征半导体中两种载流子浓度相同，杂质半导体中两种载流 子浓度不同。杂质半导体中有N型和P型之分。在N型半导 体中，自由电子是多子，空穴是少子；在P型半导体中，自 由电子是少子，空穴是多子；本征半导体和杂质半导体都 是电中性的。 2．PN结 N型半导体和P型半导体结合后，在它们的交界面附 近形成一个很薄的空间电荷区，它就是PN结，其形成 示意图如图7.1.1所示
QQQ6dG⊕⊕ QQe⊕⊕ 空穴 自由电子 扩散运动与飘移运动平衡后形成PN结 空间电荷区 OO⊕④④.④ ae○⊕⊕⊕ 内电场方向 图71.1PN结的形成
5 空穴 自由电子 内电场方向 空间电荷区 图7.1.1 PN结的形成 扩散运动与飘移运动平衡后形成PN结
PN结的基本特性是单向导电性。在图712中,将PN结的P 区接外加电源的正极,N区接外加电源的负极,称正偏,此时 PN结处于导电状态;将PN结的P区接外加电源的负极,N区接 外加电源的正极,称反偏,此时ⅨN结处于截止状态; I≈0 P区 N区 P区 N区 内电场 内电场 外电场 外电场 U R U (a)N结加正向电压 (b)PN结加反向电压 图7.1.2PN结的单向导电性
6 PN结的基本特性是单向导电性。在图7.1.2中，将PN结的P 区接外加电源的正极，N区接外加电源的负极，称正偏，此时 PN结处于导电状态；将PN结的P区接外加电源的负极，N区接 外加电源的正极，称反偏，此时PN结处于截止状态； 内电场 外电场 P 区 N 区 I U R 内电场 外电场 P 区 N区 I≈0 U R （a）PN结加正向电压 (b) PN结加反向电压 图7.1.2 PN结的单向导电性