自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般 都是导体。 有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶 瓷、塑料和石英。
另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间， 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。比如：
★当受外界热和光的作用时,它的导电能力明显变化。
2. 测量接入负载后的输出电压。 ro ro
Us' ~
Uo
Us' ~
RL
Uo'
U S UO
Uo 3. 计算。 ro ( 1) RL Uo
RL U UO S ro RL
3.放大倍数（增益）——表示放大器的放大能力
根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大电路可分为四种 类型，所以有四种放大倍数的定义，常用的有电压放大倍数和电流放大倍数。
当半导体两端加上外电压时,半导体中将出现两部分 电流:一是自由电子作定向运动所形成的电子电流,一是应 被原子核束缚的价电子(注意,不是自由电子）递补空穴所 形成的空穴电流。
在半导体中，同时存在着电子导电和空穴导电，这是半导体导 电方式的最大特点，也是半导体和金属在导电原理上的本质差别。
自由电子和空穴都称为载流子。
P
R
空 间 电 荷 区
N
－ － － － 在一定的温度下，由本 － － － 征激发产生的少子浓度是 － －
+ + +
+ + +
+ + +
+ + + IR
一定的，故IR基本上与外 － － － 加反压的大小无关，所以
内电场 E
称为反向饱和电流。但IR
与温度有关。
E W 外电场EW
R
动画演示
PN结加正向电压时，具有较大的正向 扩散电流，呈现低电阻， PN结导通； PN结加反向电压时，具有很小的反向 漂移电流，呈现高电阻， PN结截止。 由此可以得出结论：
多余电子
N型半导体 + + +
+
+ + +
+ + +
+4
磷原子
+5
+4
+ +
+4
+4
+4
多数载流子——自由电子
少数载流子—— 空穴
2. P型半导体
在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。
硅原子 空穴 P型半导体 －
+4
+4
+4
－
－ －
－
－ －
－
+4
硼原子
+3
+4
－
－
－
－
+4
+4
+4
多数载流子—— 空穴 少数载流子——自由电子
2
ro
US' ~
US ~
Au
2
输出电阻是表明放大电路带负载能力的，Ro越 小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。
如何确定电路的输出电阻ro ？ 方法一：计算。 步骤：
1. 所有的电源置零 (将独立源置零，保留受控源)。
2. 加压求流法。
I
U
U ro I
方法二：测量。
步骤： 1. 测量开路电压。
+4
+4 +4
+4 +4
+4
空穴 复合
+4
+4
+4
自由电子
当温度升高或受到 光的照射时，束缚 电子能量增高，有 的电子可以挣脱原 子核的束缚，而参 与导电，成为自由 电子。 自由电子产生的 同时，在其原来的共 价键中就出现了一个 空位，称为空穴。 空穴运动相当于 正电荷的运动。
这一现象称为本征激发，也称热激发。
正极引线
S iO 2
底座 负极引线
(3) 平面型二极管
N型硅
P 型硅
负极引线
半导体二极管的型号
国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：
2AP9
用数字代表同类器件的不同规格。 代表器件的类型，P为普通管，Z为整流管，K为开关管。 代表器件的材料，A为N型Ge，B为P型Ge， C为N 型Si， D为P型Si。 2代表二极管，3代表三极管。
1、本征半导体
现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗， 它们的最外层电子（价电子）都是四个。
Si
Ge
通过一定的提纯工艺过程，可以将半导体制成晶体。
制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%， 完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为 常称为“九个9”。
本征半导体。
在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，
电工学2
电 子 技 术
第一章 半导体器件及基本电路
1.1 半导体的基本知识与PN结
★1.2 半导体二极管及其应用电路 ★1.3 放大电路的基本概念及其性能指标 ★1.4 三极管及其放大电路 1.6 多级放大电路
1.1 半导体的基本知识与PN结
一、半导体
在物理学中。根据材料的导电能力，可以将他们划分导 体、绝缘体和半导体。
1 . PN结的形成
PN结合处 因多子浓度差 多子的扩散 空间电荷区 形成内电场 阻止多子扩散，促使少子漂移。 内电场E P型半导体 空间电荷区 N型半导体
－ － －
－ － －
－ － －
－ － －
+ + +
耗尽层
+ + +
+ + +
+ + +
少子漂移电流
多子扩散电流
补充耗尽层失去的多子，耗尽层窄，E 少子漂移 又失去多子，耗尽层宽，E 多子扩散
★一 . 半导体二极管的V—A特性曲线
实验曲线
i
锗
(1) 正向特性 i u
V
mA
击穿电压UBR
0 反向饱和电流
u
死区 电压
E
导通压降 硅：0.7 V 锗：0.3V
(2) 反向特性 i u
V
uA
硅：0.5 V 锗： 0.1 V
E
二. 二极管的主要参数
(1) 最大整流电流IF—— (2) 反向击穿电压UBR———
△U
I z ma x
(3)最小稳定工作 电流IZmin—— (4)最大稳定工作电流IZmax——
保证稳压管击穿所对应的电流，若IZ＜IZmin则不能稳压。
超过Izmax稳压管会因功耗过大而烧坏。
四、其它类型二极管
1、发光二极管 有正向电流流过时，发出一定波长 范围的光，目前的发光管可以发出从 红外到可见波段的光，它的电特性与 一般二极管类似。 2、光电二极管 反向电流随光照强度的增加而上升。
+uCC uR
稳压过程：
RL UO IZ UR UO
IZ
RL
UO
稳压二极管的主要 参数 (1) 稳定电压UZ —— (2) 动态电阻rZ ——
Z
i
在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电压。 U
I z min
△I
u
rZ = U / I rZ愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。
→多子扩散形成正向电流I
F
P型半导体 空间电荷区 N型半导体 － － － － － － － － － － + + + + + + + + + +
正向电流 + －
－
+
内电场 E
E W 外电场EW
R
(2) 加反向电压——电源正极接N区，负极接P区
外电场的方向与内电场方向相同。
外电场加强内电场 →耗尽层变宽 →漂移运动＞扩散运动 →少子漂移形成反向电流I
如光敏电阻,热敏电阻。
★纯净的半导体中掺入某些杂质,会使其导电能力 明显改变。
可增加几十万至几百万倍。例如在纯硅中掺入百万分之一 的硼后，硅的电阻率就从大约 2x103•m减小到 4x10-3•m左右 利用这种特性就做成了各种不同用途的半导体器件。 如二极管、三极管 、场效应管及晶闸管。
二、本征半导体
Ii Io
+ +
Ri
Ui Ii
.
.
RS
US
+
Ui
.+
+
.
+
Ri 放大电路
UO
.
RL
-
+
信号源
Ri
负载
一般来说， Ri越大越好。 （1）Ri越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。
（2）当信号源有内阻时， Ri越大， ui就越接近uS。
2、输出电阻ro ——放大电路对其负载而言，相当于信号 源，我们可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南 等效电路的内阻就是输出电阻。
本征半导体中的自由电子和空穴总是成对出现的，同时又不断 地复合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，于是
半导体中的载流子（自由电子和空穴）维持一定数目。温度越高，
载流子数目越多，导电性能也就越好。所以，温度对半导体器
件性能的影响很大。
三、杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使
内电场E
动画演示
P型半导体 耗尽层 － － － － － － － － － － － － + + +
N型半导体 + + + + + + + + +