（3學時——第1～3學時）
主要內容：半導體器件、pn結、二極體、三極體、場效電晶體。
教學重點：二極體、三極體、場效電晶體。
教學難點：三極體、場效電晶體特性。
教學方法：複習總結式。啟發式教學、**式教學。
教學手段：理論、實際應用相結合，必要時採用對**輔助教學。
第一部分知識點
一．半導體知識
1、半導體分類
分為本徵半導體、雜質半導體兩大類，其中雜誌半導體又分為n型半導體和p型半導體兩類。
2、半導體內載流子
半導體具有電子和空穴兩種載流子，本徵半導體內電子和空穴數目相同（均較少），雜誌半導體內某種載流子較多（摻雜形成）、另一種載流子較少（n型半導體內部有大量電子、少量空穴，主要靠電子導電；p型半導體內部有大量空穴、少量電子，主要靠空穴導電）
二．pn結
1、pn結的形成
多子擴散（在p、n結合部形成內電場ei）、少子漂移，內電場阻礙多子擴散、利於少子漂移，當擴散與漂移相對平衡，形成pn結。
pn結別名：耗盡層、勢壘區、電位壁壘、阻擋層、內電場、空間電荷區等。
2、pn結性質——單向導電性
（1）正嚮導通
pn結外加正向電壓（正向偏置）——p接 +、n接 - ，內電場被削弱，多子擴散容易進行，形成較大正向電流（正向電阻較小）。
正偏電壓為0.7v（si管）或0.2v（ge管）——不要超過！
（2）反向截止
pn結外加反向電壓（反向偏置）——p接 -、n接 +，內電場被加強，多子擴散難以進行，利於少子漂移，形成較小反向電流（反向電阻較大）。
當電壓超過某個值（約零點幾伏），全部少子參與導電，形成「反向飽和電流is」。
反偏電壓最高可達幾千伏。
三．二極體
1、二極體結構
用外殼將pn結封閉，引出2根極線，就構成了二極體。
2、二極體伏安特性
即i=f（u）。
正向電流較大（正向電阻較小），反向電流較小（反向電阻較大）。
門限電壓（死區電壓）uγ(si管約為0.5v、ge管約為0.1v)
反向擊穿電壓ubr（可高達幾千伏）
二極體所加正向電壓為0.7v（si管）或0.2v（ge管）——當作已知量！過大則燒壞管子。
二極體電壓電流方程（近似）：i=is（equ/kt-1）= is（eu/ut-1）
其中，ut≈26mv
3、理想二極體
正偏時視為短路、反偏時視為開路。
4、二極體引數
最大整流（正向）電流 if、最大反向電壓ur (通常規定ur = ubr /2)、反向飽和電流is等。
5、特殊二極體——穩壓二極體
工作於反向擊穿狀態的二極體。穩壓管中電流變化較大時，其電壓基本不變。
主要引數：穩壓值uz、最高工作電流izmax、最低工作電流izmin等。
四、三極體
1、三極體結構及符號
由三塊半導體構成，分為npn型和pnp型兩種。三極體含有三極、兩結、三區。其中，發射區高摻雜，基區較薄且低摻雜，集電區一般摻雜。
2、三極體的三種組態（三種接法）
共發射極組態共基極組態共集電極組態
3、三極體各極電流關係
在保證三極體的發射結正偏、集電結反偏。
ie＝ic+ib
ic＝βib+(1+β)icbo＝βib+iceo≈βib
4、伏安特性曲線（以共發射極npn管為例）
（1）輸入特性曲線
ube = f（ib，uce）
（2）輸出特性曲線
ic = g（ib，uce）
5、三極體三種狀態
放大狀態——發射結正偏、集電結反偏
飽和狀態——兩結均正偏（存在飽和壓降uces）
截止狀態——兩結均反偏
6、三極體主要引數
四．場效電晶體（field effect transistor）
場效電晶體的輸入端pn結處於反偏或絕緣狀態，具有很高的輸入電阻（這一點與三極體相反），同時，還具有雜訊低、熱穩定性好、抗輻射性強、便於整合等優點。
1、場效電晶體結構與分類
場效電晶體利用導電溝道進行工作，利用柵源電壓控制漏極電流。
場效電晶體分為結型場效電晶體和絕緣柵型場效電晶體兩大類。
2、場效電晶體與三極體區別
1．場效電晶體的柵極b、源極s、漏極d分別與三極體的基極b、發射極e、集電極c相對應。
2．三極體輸入pn結正偏，出入電阻較小；場效電晶體輸入pn結反偏或柵極絕緣，輸入電阻遠大於三極體（柵極電流基本為0）；
3．三極體為雙極型管（電子、空穴兩種載流子參與導電）；場效電晶體為單極型管（只有電子或空穴一種載流子參與導電）。
4．三極體是電流—電流控制器件（基極電流ib控制集電極電流ic，即ic=βib）；場效電晶體是電壓—電流控制器件（柵源電壓ugs控制漏極電流id，即id=gmugs）；漏極無電流。
5．場效電晶體的源極和漏極是對稱的，可交換使用——使用時比三極體靈活。
6．場效電晶體除和三極體一樣可作為放大器件、可控開關等以外，還可作為壓控可變線性電阻。
3、場效電晶體主要引數
開啟電壓ugs（th）、夾斷電壓ugs（off）或up、飽和漏極電流id（sat）、低頻跨導gm等。
第二部分題目分析
題1：判斷下列二極體處於導通還是截止狀態，並求出a點電位（設兩管均為理想二極體）。（中科院2023年試題）
解：假設d1、d2均不導通，，使得設d1反偏截止、d2正偏導通。
d2導通，則ua＝0v
要點：二極體優先導通。
題2：圖示電路中，穩壓管udz1＝5v、udz2＝7v，二者正向壓降均為0.7v。試根據ui波形，作出uo波形。（中山大學2023年試題）
解：若0＜ui＜10v，則um＜5v，兩穩壓管均反向截止，uo＝ui/2；
若ui＞10v，則um＞5v，使穩壓管dz1處於穩壓狀態，uo＝udz1＝5v；
若－1.4v＜ui＜0v，則|um|＜0.7v，兩穩壓管均反向截止，uo＝ui/2；
若ui＜－1.4v，則|um|＞0.7v，兩穩壓管均正嚮導通，uo＝－0.7v.
uo波形對應如圖。
要點：穩壓管處於正偏，相當於正偏二極體；穩壓管反偏電壓小於穩壓值，相當於反向截止二極體；只有穩壓管反偏電壓高於穩壓值時，其處於穩壓狀態。
題3：設圖示三極體均為矽管，試判斷各三極體工作狀態。（浙江大學2023年試題）
解：（a）：若b、e間導通，ub至少需要0.7＋0.7＋0.4＝1.8v，故b、e間處於截止狀態，三極體處於截止狀態。
（b）：假設b、e間導通，ue＝6－0.7＝5.3v，則ie≈ic＝5.3ma，uc＝12－5.3×3＝－3.9v＜ub，故三極體處於飽和狀態。
（c）：假設b、e間導通，ub＝0.7＋3.6＝4.3v，則ub＞uc，故三極體處於飽和狀態。
要點：根據三極體各極電位判斷其工作狀態。
abc）
題4：簡述場效電晶體與雙極性三極體的電極相對關係，並計較二者的效能和應用（中科院2023年試題）。
（1）極性對應關係：場效電晶體s、g、d極分別於三極體e、b、c極對應；
（2）效能和應用：
①場效電晶體柵極電流基本為零、三極體基極有一定電流；三極體適用於電流選取大小不等的場合，且三極體適合於放大倍數較大的場所。
②場效電晶體是多子導電，三極體導電既有多子、又有少子；少子易受外界因素影響。故在外界環境變化較劇烈情況下，採用場效電晶體較合適。
③場效電晶體漏極、源極可交換使用，且耗盡型管子柵源電壓可正可負，比三極體使用靈活。
④場效電晶體和三極體均可用於放大或作為可控開關，場效電晶體還可作為可控電阻使用。
要點：三極體和場效電晶體對比。
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