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论简单半导体元件电路中电流，电压规律作者：张骏扬学校：金华市外国语学校班级：八年级二班2015年10月3日摘要半导体的出现是现代电子计算机科学发展如此成功的基石，目前半导体元件已经在电路中被高度集成，有着强大的数据处理能力。本篇论文问将探讨简单半导体元件中基础的两类半导体：P型半导体和N型半导体间电子交换与电流规律。关键词：半导体、电流、简单元件。目录第一章：引言第二章：P，N型半导体简述第三章：关于二极管的探讨 3.1：二极管的结构 3.2：二极管特性3.2.1：二极管电路的电流特点 3.2.2：二极管导通与截断的规律第四章：关于三极管的探讨 4.1：三极管的结构 4.2：三极管特性4.2.1：三极管电路的电流特点 4.2.2：三极管电路的电压特点第五章：结论第一章：引言半导体（semiconductor），指常温下导电性能介于导体（conductor）与绝缘体（insulator）之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管、三极管就是采用半导体制作的器件。半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。二极管，电子元件当中，一种具有两个电极的装置，只允许电流由单一方向流过，许多的使用是应用其整流的功能。现今最普遍的二极管大多是使用半导体材料如硅或锗。三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种控制电流的半导体器件·其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。第二章：P，N型半导体简述普通的半导体材料并不能达到控制电流流向与电路通断的功能，但是在半导体材料中掺入杂质，就可以改变它容纳电子的属性。于是电子领域中就引入了两种不同属性的半导体概念：P型半导体与N型半导体。P型半导体：如果掺入半导体材料中的杂质是周期表中第Ⅲ族中的一种元素──受主杂质，例如硼或铟，电子就能够更容易地由原半导体材料粒子（硅或锗）转移到杂质材料粒子（硼或铟）。在这个过程中，原半导体材料粒子由于失去了电子而产生了一个正离子。在这样的材料中的电流主要是由带正电的电子空位引起的，因而在这种情况下（在P型材料中）电子是“少数载流子”。N型半导体：如果掺入的杂质是周期表第V族中的某种元素──施主杂质，例如砷或锑，因此电子很容易从原半导体材料粒子（硅或锗）进入杂质材料粒子（砷或锑）。这些材料就变成了半导体。因为电流是由于有多余的负离子引起的，所以称为“N”型。也有些材料的传导性是由于材料中有多余的正离子，但主要还是由于有大量的电子引起的，因而（在N型材料中）电子被称为“多数载流子”。第三章：关于二极管的探讨3.1：二极管的结构如图，二极管差不多等同于P型半导体和N型半导体组合在一起，引出两条引脚(与P型半导体相连的是正极，与N型半导体相连的是负极)并封装起来的元件。两种类型的半导体组合后，因为电荷相互扩散，就会产生一个特殊的薄层：“PN结”。因为P型半导体有诸多的“电子空位”，N型半导体有较多的自由电子，所以电流易从P型半导体流向N型半导体（电子从N流向P）反之则不然。这样，二极管就能发挥它的特性了。3.2：二极管特性下面我们来看一看二极管的特性，并用实验论证。3.2.1二极管电路的电流特点我使用了ios平台上的iCircuit软件来模拟二极管正，反向电路中的电流。图内上方就是绘制的电路图，黑框中是标记部分的电流和电压情况。由实验可见二极管具有“正向导通，反向截断”的特性右上图中为正向导通情况右下图中为反向截断情况3.2.2：二极管导通与截断的规律由于构成二极管的材料不是理想材料，所以如果二极管要正向导通，那么在电压很小的情况下，它的电阻很大。只有达到一定的较大电压时，它才会“正向导通”。如图所示。这个瞬间导通时的电压称为正向导通电压(又称门电压、阈值电压)在二极管两端接入反向电压时，如果电压过大，会导致二极管击穿，击穿之后二极管就处于“反向导通”状态。这个瞬间击穿的电压称为反向击穿电压。反向击穿电压一般远远高于正向导通电压。这样，我们就可以绘制出二极管的伏安特性曲线。图中Ubr为反向击穿电压，0.8V为正向导通电压。以下还有几个影响二极管导通与截断的因素，于此就不仔细探讨：电流大小（最大整流电流If）：在电流过大的情况下，二极管容易烧坏。工作频率（最高工作频率fM）：在二极管两端接频率过大的交流电信号时，它将不能很好地工作（滤波