新澳门新葡萄娱乐项目5 半导体电子元件

　　新澳门新葡萄娱乐项目5 半导体电子元件结型场效应管的控制作用 • 改变栅源电压UGS的大小，就能改 变导电沟道的宽窄，也就能改变沟道电 阻的大小。 • 如果在漏极和源极之间接入一个合适 的正电压UDS，则漏极电流ID的大小将 随栅源电压UGS的变化而变化，这就实 现了控制作用。

　　（1）电流放大系数  和  （2）三极管极间反向电流：反向饱和电 流ICBO和穿透电流ICEO （3）集电极最大允许电流 I CM （4）集电极和发射极反向击穿电压 U ( BR)CEO （5）集电极最大允许功耗 PCM

　　5.3.6 三极管在电路中的应用 • 1.三极管的放大应用 2.三极管的开关应用 3.特殊三来自百度文库管及其应用 （1）光敏三极管

　　• 单纯的一块P型半导体或N型半导体，只 能作为一个电阻元件来使用。但是如果 把P型半导体和N型半导体通过一定的制 作工艺结合起来就形成了PN结。 • PN结是构成半导体二极管、半导体三极 管、晶闸管 、集成电路等众多半导体器 件的基础。

　　• 在一块完整的本征硅（或锗）片上， 用不同的掺杂工艺使其一边形成 N 型半 导体，另一边形成 P 型半导体，在这两 种杂质半导体的交界面附近就会形成一 个具有特殊性质的薄层，这个特殊的薄 层就是PN 结。

　　• 1.三极管具有放大作用的条件 • 三极管在电路中的主要作用是进行信号的放大。 • 要使三极管具有放大作用，必须给三极管加上 合适的工作电压，即：发射结加上正偏电压， 集电结加上反偏电压。 • 即：三极管发射结的P区接高电位，N区接低 电位；三极管集电结的P区接电源负极，N区 接电源正极。

　　• 1. 结型场效应管的结构、符号和工作原理 • 结型场效应管也分成N沟道和P沟道两种 类型。

　　特点： 单向导电性 ，加正向电压导 通（阳极接高电位，阴极接 低电位），加反向电压截止 （阴极接高电位，阳极接低 电位） 。

　　• 在本征半导体中掺入微量五价元素，如磷 （P），砷（As）等，在半导体内会产生许多 自由电子，这种半导体叫做Ｎ型半导体。 • 在 N 型半导体中，电子载流子数远大于空穴数， 所以电子是 N 型半导体中的多子，空穴是N型 半导体中的少子。但整个N型半导体是呈现电 中性的。N型半导体是以电子导电为主的半导 体，所以它又称为电子型半导体。 • 半导体中多子的浓度取决于掺入杂质的多少， 少子的浓度与温度有密切的关系。

　　• 1.三极管不仅具有电流放大作用，而且还 具有开关特性。 • 2.当三极管作为放大器件使用时，应该工 作在放大区。 • 3.当三极管作为开关器件使用时，应该工 作在截止区和饱和区。 • 4.改变加在三极管的各个极间的电压，就 可以控制三极管的工作状态。

　　• 激光（是英文Laser的意译）是由人造的激光器产生的， 在自然界中尚未有发现。 • 激光器分为固体激光器、气体激光器和半导体激光器。 • 半导体激光器是所有激光器中效率最高、体积最小的 一种，现在已投入使用的半导体激光器是砷化镓激光 器，即激光二极管。 • 激光二极管的应用非常广泛，计算机中的光驱、远程 照射、激光唱机（即CD唱机）和激光影碟机（有LD、 VCD和DVD影碟机）中都少不了它。 • 激光二极管工作时，接正向电压，当PN结中通过一定 的正向电流时，PN结发射出激光。

　　• 一般的发光二极管由无机半导体材料如镓、砷、磷等 制成，工艺复杂，成本较高。另外，普通无机发光二 极管为点光源，较难应用于大面积并需要高分辨率的 组件，并且不可能做得很薄。 中科院长春应用化学研究所马东阁研究员领导的 研究小组，在2009年4月，利用类似于塑料的碳基有机 材料制成了有机发光二极管，其加工比较简单，成本 较低，而且这种有机发光二极管是一种光源面积较大 的面光源。 实验结果表明，这种有机发光二极管只需要单发 光层就能实现高效率，而不需要多个复杂的发光层， 把单元有机发光二极管串联起来，就可以实现更高的 工作效率。这种有机发光二极管在成本、发光模式等 方面优势明显，在照明、显示器背光源等领域拥有良 好的应用前景。

　　【知识目标】 1.学习二极管、三极管和集成电路的种类、作用与标 识方法。 2.了解二极管、三极管和集成电路的主要参数。 3.了解不同类型集成电路的作用。 【技能目标】 1. 能用目视法判断识别常见二极管、三极管和集成电 路的种类，能正确叫出各种器件的名称。 2.会用万用表对各种二极管、三极管进行正确测量， 并对其质量做出评价。

　　2. 发光二极管（LED） • 发光二极管是一种光发射器件，能把电能 直接转化成光能。它是由镓（Ga）、砷 （AS）、磷（P）等元素的化合物制成。 • 由这些材料构成的PN结在加上正向电压 时，就会发出光来，光的颜色主要取决于制造 所用的材料。如砷化镓发出红色光、磷化镓发 出绿色光等。 • 目前市场上发光二极管的颜色有红、橙、 黄、绿、蓝五种，其外型有圆型、长方型等数 种。

　　• 实验发现，本征半导体受热或光照后其 导电能力大大增强。 • 这就是本征半导体的热敏特性和光敏特 性。利用这种特性就可以做成各种热敏 元件和光敏元件，在自动控制系统中有 广泛的应用。

　　• 实验发现，在本征半导体中掺入微量的其 他元素，会使其导电能力大大加强。例如，在 硅本征半导体中掺入百万分之一的元素， 它的导电能力就会增加一百万倍。这就是半导 体的掺杂特性。 • 掺入的微量元素称为杂质，掺入杂质后的 本征半导体称为杂质半导体。杂质半导体有P 型半导体和N型半导体两大类。

　　（2）光耦合器 • 光耦合器亦称光电隔离器，简称光耦。 光耦合器是把发光二极管和光敏三极管 组装在一起而成的光—电转换器件，其 主要原理是以光为媒介，实现了电— 光—电的传递与转换。

　　场效应管的特点和类型 场效应管是一种电压控制型器件，它利用改 变电场的强弱来控制半导体材料的导电能力。场 效应管的输入电阻极高，几乎不吸取信号源电流。 场效应管具有热稳定性好、噪声低、抗辐射 能力强、制造工艺简单、便于集成等优点，因此 在电子电路中得到了广泛的应用。 根据结构的不同，场效应管分为结型和绝缘 栅型两类新澳门新葡萄娱乐，其中绝缘栅型应用更广泛。

　　• 3. 限幅 • 利用二极管导通后压降很小且基本不变的特性， 可以构成限幅电路，使输出电压幅度限制在某 一电压值内，以保证放大器不因为信号过强而 造成阻塞。 • 4.电子开关 • 利用二极管的导通状态和截止状态，将其串联 在电路中，就构成了一个电子开关，并且这个 电子开关没有机械动作，没有磨损和接触不良 现象，更为重要的是，其开关频率可以很高， 可达到每秒几百万次，这是机械开关根本办不 到的。开关二极管在数字电子技术中有广泛的 应用。

　　5.1.7 特殊二极管 1.硅稳压二极管 硅稳压二极管（简称稳压管）工作在反向 击穿区，其电流变化很大而电压基本不变，利 用这一特性可实现直流电压的稳定。

　　在实际中使用稳压二极管要满足两个条件： 1、反向运用，保证管子工作在反向击穿状态； 2、要有限流电阻配合使用，保证流过管子的 电流在允许范围内。

　　• 纯净的半导体被称为本征半导体。 • 目前用于制造半导体器件的材料主要有 硅（Si）新澳门新葡萄娱乐、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、碳化 硅(SiC)和磷化铟(InP)等，其中以硅和锗 最为常用。 • 硅和锗都是四价元素。

　　• 在室温下，本征半导体中的少数价电子因 受热而获得能量，摆脱原子核的束缚，从共价 键中挣脱出来，成为自由电子。与此同时，失 去价电子的硅或锗原子在该共价键上留下了一 个空位，这个空位称为空穴。电子与空穴是成 对出现的，所以称为电子----空穴对。 • 自由电子带负电荷，空穴带正电荷，它们都对 形成电流做出贡献，因此称自由电子为电子载 流子，称空穴为空穴载流子新澳门新葡萄娱乐。本征半导体在外 电场的作用下，其电流为电子流与空穴流之和。

　　1.整流 整流就是将交流电变成脉动直流电。利 用二极管的单向导电性可组成单相和三相整 流电路，再经过滤波和稳压，就可以得到平 稳的直流电。

　　2. 检波 在收音机和电视机中，需要将音频信号 和视频信号从载波中分离出来，这个任务就 叫做检波，承担检波任务的主要元件就是二 极管。

　　• β的大小体现了三极管的电流放大能力， 即如果在基极上有一个小的变化的电流信 号，则在集电极上就可以得到一个大的且 与基极信号成比例的电流信号，所以三极 管被称作电流控制型器件。

　　• 在本征半导体中掺入三价元素，如硼（B）、 铟（Iｎ）等，在半导体内就产生了大量空穴， 这种半导体叫做P型半导体。 • 在P型半导体中，空穴是多数载流子，简称 “多子”，电子是少数载流子，简称“少子”。 但整个P型半导体是呈现电中性的。P型半导体 是以空穴导电为主的半导体，所以它又称为空 穴型半导体。

　　二极管的伏安特性是非线性的， 所以二极管是一种非线性元件。 在外加电压取不同值时，就可以 使二极管工作在不同的区域，从而充 分发挥二极管的作用。

　　5.1.5 二极管的主要参数 在实际应用中，常用二极管的参数来定 量描述二极管在某一方面的性能。 二极管的主要参数有： 1． 最大整流电流 IF 最大整流电流IF是指二极管长期工作时 允许通过的最大正向直流电流。 2． 最大反向工作电压URM 最大反向工作电压URM是指二极管在工作 时所能承受的最大反向电压值。

　　5.4.1.绝缘栅型场效应管 • 绝缘栅型场效应管简称为MOS管。 • MOS管又分N沟道和P沟道两种，每一种 又分为增强型和耗尽型两种类型。