文档介绍：第一章半导体器件特性
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第1章半导体器件的特性
.杂质半导体与PN结
在本征半导体中掺入不同杂质就形成N型和P型半导体。半导体中有两种载流 子，自由电子和空穴，载流子因浓度而产生的运动成为扩散运动，因电位差而产生 的运动成为漂移运动。在同一种本征半导体基片上制作两种杂质半导体，在它们的 交界面上，上述两种运动达到动态平衡，就形成了 PN结。其基本特性是单向导电 性。
.半导体二极管
一个PN结引出电极后就构成了二极管，加上正向偏压时形成扩散电流，电流与 电压呈指数关系，加反向电压时，产生漂移电流，其数值很小。体现出单向导电性。
3晶体管
晶体管具有电流放大作用，对发射极正向偏置集电极反向偏置时，从射区流到 基区的非平衡少子中仅有很少部分与基区的多子复合，形成基极电流而大部分
在集电结外电场作用下形成漂移电流入，体现出〃对儿•的控制，可将〃视为〃 控制的电流源。晶体管有放大、饱和、截止三个工作区域。
.场效应管
场效应管是电压控制器件，它通过栅-源电压的电场效应去控制漏极电流，因输 入回路的PN结处于反向偏置或输入端处于绝缘状态因此输入电阻远大于晶体管。场 效应管局又夹断区（即截止区）、横流区（即线性区）和可比阿安电阻区三个工作区 域。
学完本章后应掌握：
.熟悉下列定义、概念和原理：自由电子与空穴，扩散与漂移，复合，空间电荷 区，PN结，耗尽层，导电沟道，二极管单向导电性，晶体管和场效应管的放大作用 及三个工作区域。
.掌握二极管、稳压管、晶体管，场效应管的外特性，主要参数的物理意义。
L2****题与思考题详解
1-1试简述PN结的形成过程。空间电荷压，阻挡层，耗尽层和势垒压等名称是根据
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什么特性提出来的。
答：PN结的形成过程：
当两块半导体结合在一起时，P区的空穴浓度高于N区，于是空穴将越过交界 面由P区向N区扩散；同理，N区的电子浓度高于P区，电子越过交界面由N区向P 区扩散。多子由一区扩散到另一区时，形成另一区的少子并与该区的多子复合，因 此，在交界面的一侧留下带负电荷的受主离子，另一侧留下带正电荷的施主高子。 于是在交界面附近形成一个空间电压区，即PN结。
空间电荷压：在PN结无可移动的带电荷之缘故。
势垒层：在PN结中，N区电位高于P区电位，两区存在接触电位差之缘故。
耗尽层：在PN结中，只有不能移动的数量相等的正负离子，而载流子因扩散和 复合而消耗掉了之故。
阻挡层：由于PN结中存在接触电势压，阻挡了电子扩散之故。
1-2 (1)在室温下，当硅二极管的反向电流达到其反向饱和电流儿皿》的95%时，反 向电压是多少？
(2)计算偏压为±0」V时，相应的正向电流和反向电流的比值。
(3)如果反向饱和电流为10nA,，并说明 这一结果与实际不符的原因。
解:(1)因为 Id= S( e% —1)
所以 Vd= Vdn 1J = 26mvXlnO. 95 = - mv
，R(SAT)
Rtxan
⑵
0" 60—
=10 g指=1,0X10^ — 26—
1-3在测量二极管的正向电阻时,用表的“RX10”档测出的阻值小而用“RX100” 档测出大，原因何在？
答：因为万用表“RX10”档的阻小，测量二极管的正向阻值小，而“RX100”档的阻 大，测量的二极管的正向阻值大。
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1-4怎样用万能表判断二极管的极性和好坏？
答：判断二极管的极性与好坏，选择万用表“RxlK”电阻档，此时黑表棒为正极， 红表棒为电源负极。用黑红表棒接待测二极管两极，观察阻值大小，再反过来相接， 观察阻值大小，若两次测量均大，说明二极管断路，若第一次测量阻值大，第二次 测量阻值小，则测量值小的连接时，黑表棒接二极管的阳极，红表棒接二极管的阴 极；并说明二极管是好的；若两次测量阻值均小，说明二极管被击穿。
1-5限幅电路如图所示，设D为理想二极管，输入电压vi为正弦波，其振幅大于
%,试绐出输出电压为的波形。
(b)
(b)
(c) (d)
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1-6双向限幅器如图所示，设为理想二极管，输入电压为正弦波，其振幅Vi=3
Vr,试给出输出电压u。的波形。
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第一串半导体器件特性
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1-7双向限幅器如图所示，设2。、为理想二极管，输
入电压明由OTOOV作线性变化，给出相对于w的输出电压U。随时间变化的曲线。
解:VA =
V - V