半导体器件 义乌工商职业技术学院.docVIP

义乌工商职业技术学院 教 案 序 号 1 授课 班级 04计算机（1）、（2）班 计划 课时 4 课 题 第1章 半导体器件 教学目的及 教学要求 1、深刻理解PN结基本特性； 2、熟练掌握二极管的结构和特性； 3、熟练掌握三极管的结构、类型和特性； 4、掌握三极管的特性曲线和主要参数； 5、熟练掌握场效应管结构、类型和特性； 6、掌握场效应管的特性曲线和主要参数。 重点和难点 本章重点： 1、半导体二极管、三极管和场效应管的基本结构和特性； 2、双极性三极管和场效应管工作的基本原理。 本章难点： 双极性三极管和场效应管工作的基本原理； 双极性三极管和场效应管输入、输出特性曲线。 参考资料 1、模拟电子技术基础简明教程 杨素行主编 高等教育出版社 1998年 2、数字电路技术基础 阎石主编 高等教育出版社 1998年一版; 电子技术基础 康华光等编 高等教育出版社 1995年八月一版; 电子技术基础 苏丽萍编 西安电子科技出版社 2002年2月一版; 后 记 教材：《电子技术基础》 李中发主编 中国水得水电出版社2004年3月一版 半导体器件 一、教学内容 1.1 PN结 1.2 半导体二极管 1.3 特殊二极管 1.4 双极型三极管 1.5 场效应晶体管 二、教学方法 本章主要通过课堂讲述、多媒体课件演示和电路仿真实验等方式进行理论教学。本章介绍二极管、稳压管、双极型三极管、扬效应管等常用半导体器件的结构、工作原理和伏安特性； 图解法和微变等效电路法两种放大电路的基本分析方法。通过课后习题掌握。 三、教学过程 第1章　半导体器件 1.1 PN结 半导体器件是用半导体材料制成的电子器件。常用的半导体器件有二极管、三极管、场效应晶体管等。半导体器件是构成各种电子电路最基本的元件。 1.1.1 半导体的导电特征 1、本征半导体： 半导体 —导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。 本征半导体 —纯净的半导体。如硅、锗单晶体。 热激发：热激发产生自由电子和空穴对。 载流子 —自由运动的带电粒子。 共价键 —相邻原子共有价电子所形成的束缚 【结论】这种纯净半导体也称为本征半导体 1. 本征半导体中电子空穴成对出现，且数量少； 2. 半导体中有电子和空穴两种载流子参与导电； 3. 本征半导体导电能力弱，并与温度有关。 2、杂质半导体（N型半导体、P型半导体） 在纯净半导体中掺入某些微量杂质，其导电能力将大大增强 （1） N型半导体：在纯净半导体硅或锗中掺入磷、砷等5价元素，靠自由电子导电。　 P型半导体：在纯净半导体硅或锗中掺入硼、铝等3价元素，靠空穴运动 无论是P型半导体还是N型半导体都是中性的，对外不显电性。 【结论】掺入的杂质元素的浓度越高，多数载流子的数量越多，导电能力越强。少数载流子是热激发而产生的，其数量的多少决定于温度。 1.1.2 PN结及其单向导电性 一、PN结的形成――将一块半导体的一侧掺杂成P型半导体，另一侧掺杂成N型半导体，在两种半导体的交界面处将形成一个特殊的薄层→ PN结。 二、PN 结的单向导电性 2．PN结的单向导电性 ①外加正向电压（也叫正向偏置）：外加电场与内电场方向相反　扩散运动加强，形成较大的正向电流，这时称PN结处于导通状态。 ②外加反向电压（也叫反向偏置） 外加电场与内电场方向相同，漂移运动产很小反向电流，这时称PN结处于截止状态。 【PN结的单向导电性】正偏导通，呈小电阻，电流较大; 反偏截止，电阻很大，电流近似为零。 1.2 半导体二极管 1.2.1 半导体二极管的结构 构成：　PN 结 + 引线 + 管壳 = 二极管 半导体二极管按材料不同分硅、和锗二极管 半导体二极管按其结构不同可分为点接触型和面接触型两类。 点接触型二极管PN结面积很小，结电容很小，多用于高频检波及脉冲数字电路中的开关元件。 面接触型二极管PN结面积大，结电容也小，多用在低频整流电路中。 符号： 1.2.2 半导体二极管的伏安特性 （1）正向特性 外加正向电压较小时， PN结仍处于截止状态 。通常死区电压硅管约为0.5V，锗管约为0.2V。 正向电压大于死区电压后，正向电流 随着正向电压增大迅速上升。导通电压 UD(on) = (0.6 ( 0.8) V―――硅管 0.7 V (0.1 ( 0.3) V―――锗管 0.2 V （2）反向特性 外加反向电压时， PN结处于截止状态，反向电流很小。 反向电压大于击穿电压时，反向电流急剧增加。 （3）反向击穿类型： 电击穿— PN 结未损坏，断电即恢复。 热击穿—