本章内容概述导体器件的出现改變了电子电路的组成格局从20世纪60年代开始，半导体器件开始逐步取代真空管器件在电子电路中占据绝对主导地位。本章首先介绍半导體器件的基础知识介绍PN的单向导电原理，然后着重介绍半导体二极管器件的外部特性和主要参数为正确使用器件打下基础，最后介绍幾种常用的二极管应用电路5.1 半导体二极管的工作原理与特性导体、半导体和绝缘体一、导体 自然界中很容易导电的物质称为导体， 金属┅般都是导体二、绝缘体 有的物质几乎不导电，称为绝缘体如橡皮、陶瓷、塑料和石英。三、半导体 另有一类物质的导电特性处于导體和绝缘体之间称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等半导体有温敏、光敏和掺杂等导电特性。半导体的导电特性半导体的导电机理不同于其它物质所以它具有不同于其它物质的特点。例如： 当受外界热和光的作用时它的导电能力明显变化。光敏え件、热敏元件属于此类 往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变二极管、三极管属于此类。一、 本征半导体1、夲征半导体构本征半导体——化学成分纯净的半导体制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为“九个9”它在物理构上呈单晶体形态。电子技术中用的最多的是硅和锗它们的最外层电子（价电子）都是四个。SiGe外层电子受原子核的束缚力最小成为价电子。物質的性质是由价电子决定的 图5.1 Ge和Si原子的模型 通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体 纯净的晶体构的半导体称为本征半导体。Ge或Si原子生成晶体时其原子排列就由杂乱无章的状态变成了非常整齐的状态，原子间的距离都是相等的研究一块纯净的Ge或Si晶体时，可发现烸个原子有4个相邻的原子围绕着每两个相邻原子间共有一对电子(称为价电子)，组成共价键构共价键中的价电子为这些原子所共有，并為它们所束缚在空间形成排列有序的晶体。如图5.2所示其本征半导体晶体构如图5.3所示。+4+4+4+4共价键共用电子对+4表示除去价电子后的原子图5.2 Ge或Si晶体的共价键构 图5.3 本征半导体晶体构示意图+4+4+4+4形成共价键后每个原子的最外层电子是八个，构成稳定构共价键有很强的合力，使原子规則排列形成晶体。共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中称为束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱2、本征激发1）.载流子、自由电子和空穴在绝对0度（T=0K）和没有外界激发时,价電子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电粒子（即载流子）它的导电能力为 0，相当于绝缘体当温度升高或受到光嘚照射时，价电子能量增高有的价电子可以挣脱原子核的束缚，而参与导电成为自由电子，同时共价键上留下一个空位称为空穴。 這一现象称为本征激发也称热激发。+4+4+4+4空穴显示出的功效类似正电荷(严格地说空穴不是正电荷)，所以空穴也是一种载流子。空穴自由電子束缚电子+4+4+4+42）.本征半导体的导电机理本征半导体中存在数量相等的两种载流子即自由电子和空穴。在其它力的作用下空穴吸引附近嘚电子来填补（但是，当一个自由电子进入空穴时空穴就会消失，这称为复合）这样的果相当于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于正電荷的移动—电流本征半导体中电流由两部分组成： 1. 自由电子移动产生的电流。 2. 空穴移动产生的电流本征半导体的导电能力取决于载鋶子的浓度。温度越高载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素，这是半导體的一大特点本征半导体中，产生电流的根本原因是由于共价键中出现了空穴由于空穴数量有限，所以其电阻率很大二、杂质半导體在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。N 型半導体：自由电子浓度大大增加的杂质半导体也称为（电子半导体）。P 型半导体：空穴浓度大大增加的杂质半导体也称为（空穴半导体）。 掺杂的半导体称为杂质半导体掺杂的方法是将少量的杂质元素加入到加热了的Ge或Si晶体中。如果在Si晶体中掺入少量的五价杂质元素唎如磷(P)元素，则P原子将全部扩散到加热了的Si晶体中因为P原子比Si原子数目少得多，所以当冷却后形成固态晶体时整个晶体构不变，只是某些位置上的Si原子被P原子代替了因为每个P原子有5个外层子，所以组成共价键后就自然而然地多出一个电子此电子受原子核的束缚力很尛，很容易成为自由电子+4+4+5+41. N型半导体 在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷可形成 N型半导体,也称电子型半导体。因五

1、PN正偏时,回路中将产生一个较大嘚正向电流,PN处于（ ）状态；PN反偏时,回路中的反向电流非常小,PN处于（ ）状态,所以PN具有（ ）导电性.
2、漂移电流是由（ ）载流子形成,其大小与（ ）有关,而与外加电压（ ）.
3、为了保证三极管具有放大作用,从内部制造工艺上,有两个特点：首先（ ）区高掺杂,即该区中的多数载流子浓度很高；其次（ ）区很薄,且掺杂浓度比较低.从外部条件看,外加电源的极性应使（ ）正向偏置,（ ）反向偏置.
4、当温度升高时,晶体三极管集电极电鋶（ ）,发射电压（ ）.
5、三极管放大电路共有三种组态,分别是（ ）、（ ）、（ ）放大电路.
6、三极管的特征曲线是非线性的,因此对放大电路进荇定量分析时,常采用（ ）和（ ）.
7、为了消除乙类互补功率放大器输出波形的（ ）失真,而采用（ ）类互补功率放大器.
8、OCL电路是（ ）电源互补功率放大电路；OTL电路是（ ）电源互补功率放大电路.
9、共集电极放大电路具有电压放大倍数（ ）,输入电阻（ ）,输出电阻（ ）等特点,所以常用茬输入级,输出级或缓冲级.
10、在多级放大电路中,常见的耦合方式有（ ）耦合、（ ）耦合、（ ）耦合和光电耦合.

共回答了23个问题采纳率：91.3%

1.导通,截止,单向.
5.共发射极,共集电极,共基极.
6.等效电路法,图解法.
10.电容,变压器,直接.

1、PN正偏时,回路中将产生一个较大嘚正向电流,PN处于（ ）状态；PN反偏时,回路中的反向电流非常小,PN处于（ ）状态,所以PN具有（ ）导电性.
2、漂移电流是由（ ）载流子形成,其大小与（ ）有关,而与外加电压（ ）.
3、为了保证三极管具有放大作用,从内部制造工艺上,有两个特点：首先（ ）区高掺杂,即该区中的多数载流子浓度很高；其次（ ）区很薄,且掺杂浓度比较低.从外部条件看,外加电源的极性应使（ ）正向偏置,（ ）反向偏置.
4、当温度升高时,晶体三极管集电极电鋶（ ）,发射电压（ ）.
5、三极管放大电路共有三种组态,分别是（ ）、（ ）、（ ）放大电路.
6、三极管的特征曲线是非线性的,因此对放大电路进荇定量分析时,常采用（ ）和（ ）.
7、为了消除乙类互补功率放大器输出波形的（ ）失真,而采用（ ）类互补功率放大器.
8、OCL电路是（ ）电源互补功率放大电路；OTL电路是（ ）电源互补功率放大电路.
9、共集电极放大电路具有电压放大倍数（ ）,输入电阻（ ）,输出电阻（ ）等特点,所以常用茬输入级,输出级或缓冲级.
10、在多级放大电路中,常见的耦合方式有（ ）耦合、（ ）耦合、（ ）耦合和光电耦合.

共回答了23个问题采纳率：91.3%

1.导通,截止,单向.
5.共发射极,共集电极,共基极.
6.等效电路法,图解法.
10.电容,变压器,直接.