文档介绍：常用半导体器件及应用主讲:秦启武
单元八:常用半导体器件及其应用
本章要点
⑴半导体器件的基础知识
⑵半导体二极管的基本知识与应用
⑶晶体三极管的基本知识与应用
⑷整流、滤波电路的分析与应用
根据物体导电能力(电阻率)的不同,来划分导体、绝缘体和半导体。
导体:ρ<10-4Ω·cm
绝缘体:ρ>109Ω·cm
半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间。
半导体的基础知识
典型的元素半导体有硅Si和锗Ge 及化合物半导体砷化镓GaAs等。
自由电子和空穴
Si
Si
Si
Si
自由电子
空穴
▪半导体的材料
▪半导体的载流子
一、半导体的基本特性
▪杂敏特性
▪热敏特性
▪光敏特性

半导体对温度很敏感,其电阻率随着温度的升高而显著减小。利用这一特性制成了各种自动控制装置中常用的热敏电阻传感器和能迅速测量物体温度变化的半导体点温计等。

半导体对光照很敏感,光照射时,其电阻值会显著减小。利用这一特性制成了光敏电阻、光电二极管、光电三极管及太阳能电池等。

半导体对杂质很敏感,在纯净的半导体中掺入微量杂质,可以显著改变它的导电能力。利用这一特性制成了不同性能、不同用途的半导体器件,如二极管、三极管等。
半导体的结构
一般半导体都是晶体结构,所以半导体管又叫做晶体管。最常见的半导体材料为硅和锗,它们的结构如图所示。
硅和锗原子结构平面示意图
本征半导体

自由电子带负电荷,空穴是因为原子失去电子而产生的,故带正电荷。
由于它们都是携带电荷的粒子,因此称自由电子为电子载流子,称空穴为空穴载流子。

半导体中将会出现两部分电流:一部分是自由电子在外电场作用下逆电场方向运动形成的电子电流;另一部分是空穴在外电场作用下顺电场方向运动形成的空穴电流。

因为热运动中自由电子和空穴两者如果相遇,则空穴会被自由电子填补掉,两种载流子就会一起消失,这个过程称为复合。