半导体器件

模拟电子线路基础 第1章 半导体器件知识梳理，包括半导体的基础知识、PN结与二极管、特殊、场效应管、三极管等内容。

第1章 半导体器件

• 半导体的基础知识
  • 本征半导体
    • 又称纯净半导体
    • 导电基础:本征激发/热激发，会产生
      • 电子（负电）
      • 空穴（正电）
    • 本征半导体载流子浓度取决于温度
    • 温度升高，半导体导电能力上升
  • 杂质半导体
    • N型半导体
      • 掺入微量五价元素
      • 导电原理
        • 施主杂质电离
          • 电子—正离子对
        • 热激发
          • 电子—空穴对
      • 以自由电子为多子，以空穴为少子
    • P型半导体
      • 掺入微量三价元素
      • 导电原理
        • 受主杂质电离
          • 空穴—负离子对
        • 热激发
          • 电子—空穴对
      • 以空穴为多子，以自由电子为少子
    • 杂质半导体载流子浓度取决于杂质浓度
  • 注意
    • 半导体器件的温度稳定性差是因为少子
  • 载流子运动方式及其形成的电流
    • 扩散运动
      • 原因
        • 浓度差
      • 形成
        • 扩散电流
    • 漂移运动
      • 原因
        • 电场力
      • 形成
        • 漂移电流
• PN结与二极管
  • PN结的基本原理
    • 形成
      • 本征半导体通过掺杂工艺一边P型，一边N型
    • 条件
      • （扩散运动）多子数目=（漂移运动）少子数目
    • 注意
      • PN结形成则动态平衡
        • 无载流子定向运动，无电流产生
    • 特性
      • 单向导电性
        • PN结正向导通，反向截止（正PN主多子扩散运动，反PN主少子漂流运动）
      • 击穿特性
        • 反向电压上升，当超过某个值，反向电流上升，而结两端电压基本不变
      • 电容特性
        • PN结存在电容特性
  • 二极管
    • 分类
      • 点接触型（高频电路中常用）
      • 面结合型
      • 平面型
    • 伏安特性
      • 正向特性
        • 存在门限电压Uth
      • 反向特性
        • 存在反向饱和电流Is
      • 击穿特性
        • 反向电流急剧增加，二极管端压近似不变
      • 温度与伏安特性关系
        • 正向特性
          • 温度升高，门限电压下降（载流子更活泼，更易开启）
        • 反向特性
          • 温度上升，反向饱和电流上升
        • 击穿特性
          • 温度升高
            • 雪崩击穿Uz上升
            • 齐纳击穿Uz下降
      • 数学表达式
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      • 主要参数
        • 性能参数
          • RD——直流电阻
          • rd——交流电阻
          • CT——势垒电容
        • 极限参数
          • Iom——最大允许整流电流
          • URM——最高反向工作电压
          • PDM——最大允许功率
    • 电路分析方法
      • 图解法
      • 折线法近似法
    • 主要特点
      • 单向导电性
        • 在电路中可作电子开关
          • 加正向电压
            • 开关闭合
          • 加反向电压
            • 开关断开
    • 应用电路举例
      • 整流电路
        • 假设VD开路，看正向开路U
          • U>0
            • 导通
          • U<0
            • 截止
      • 门电路
        • 理想二极管
          • 正向开路电压>0
            • 最大的抢先导通
        • 存在门限电压的二极管
          • 正向开路电压>0.7
            • 最大的抢先导通
      • 限幅电路
        • 方法与整流电路同
• 特殊二极管
  • 稳压二极管
    • 正向电压
      • 相当于普通二极管
        • 普通二极管导通状态
    • 反向电压
      • 若｜反向电压｜>=Uz
        • 稳压，一直取Uz
      • 0<｜反向电压｜<Uz
        • 普通二极管截止状态
  • 光电二极管
    • 工作于反偏状态
  • 发光二极管
    • 工作于正偏状态
• 场效应管
  • 优点
    • 体积小，重量轻，耗电省，可靠性高，便于集成
  • 与晶体三极管的比较
    • 三极管
      • 电流控制器件
        • 双极型晶体管（少子多子均参与导电）
    • 场效应管
      • 电压控制器件
        • 单极型晶体管（多子参与导电）
• 三极管
  • 三极管的结构与符号
  • 三极管的工作状态
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  • 三极管的放大原理
    • 放大作用实质是一种控制运动
      • 以小电流控制大电流
    • 工作在放大区的晶体管是电流控制元件
  • 三极管的特性曲线
    • 输入特性曲线
    • 输出特性曲线
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  • 三极管主要参数
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