半导体器件基本结构

1、 3/3半导体器件基本结构 课题4.1 半导体器件基本结构 4.2晶体二极管 教学目标【知识目标】掌握PN结单向导体的原理 【能力目标】1.懂得什么是半导体 2.理解PN结的单向导电性 3.掌握半导体的分类 4.懂得半导体的主要参数【德育目标】培养学生的抽象理解能力 教 学重点半导体的主要参数 教 学 难 点 PN结单向导体的原理 教 学时间2课时（第11周） 教 具 准 备 半导体、电阻、电流表 教学组织与实施 教师活动学生活动 【新课导入】 提问1： 【新课讲授】 1.导体绝缘体和半导体 各种物体对电流的通过有着不同的阻碍能力，这种不同的物体允许电流通过的能力叫做物体的导电性能。 通常把电

2、阻系数小的（电阻系数的范围约在0.011欧毫米/米）、导电性能好的物体叫做导体。例如：银、铜、铝是良导体。 含有杂质的水、人体、潮湿的树木、钢筋混凝土电杆、墙壁、大地等，也是导体，但不是良导体。 电阻系数很大的（电阻系数的范围约为1010欧姆毫米/米）、导电性能很差的物体叫做绝缘体。例如：陶瓷、云母、玻璃、橡胶、塑料、电木、纸、棉纱、树脂等物体，以及干燥的木材等都是绝缘体（也叫电介质）。 举例说明哪些是导体哪些是绝缘体哪些是半导体 导电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫做半导体。例如：硅、锗、硒、氧化铜等都是半导体。半导体在电子技术领域应用越来越广泛。 2.PN结 PN结（PN junction

3、）。采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗）基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。PN结具有单向导电性。 P型半导体（P指positive，带正电的）：由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的三价元素组成，会在半导体内部形成带正电的空穴； N型半导体（N指negative，带负电的）：由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的五价元素组成，会在半导体内部形成带负电的自由电子。 3.PN结的单向导电性 PN结具有单向导电性，若外加电压使电流从P区流到N区，PN 结呈低阻性，所以电流大；反之是高阻性，电流小。 如果外加电压使PN结P区的电位高于N区的电位称为

4、加正向电压，简称正偏； PN结P区的电位低于N区的电位称为加反向电压，简称反偏。 (1) PN结加正向电压时的导电情况 外加的正向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内电场方向相反，削弱了内电场。于是，内电场对多子扩散运动的阻碍减弱，扩散电流加大。扩散电流远大于漂移电流，可忽略漂移电流的影响，PN结呈现低阻性。 (2)PN结加反向电压时的导电情况 外加的反向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内电场方向相同，加强了内电场。内电场对多子扩散运动的阻碍增强，扩散电流大大减小。此时PN结区的少子在内电场作用下形成的漂移电流大于扩散电流，可忽略扩散电流，PN结呈现高阻性。 分清楚P型半导体和N

5、型半导体 4.晶体二极管的结构和分类 它是一种具有1个零件号接合的2个端子的器件，具有按照外加电压的方向，使电流流动或不流动的性质。 晶体二极管按基片材料分可锗二极管和硅二极管。前者允许工作温度低，一般做成小中功率二极管。后者允许工作温度高，可做成中大功率二极管。 按结构可分为点接触和面接触两类。点接触二极管由于PN结接触面积小，不能通过很大的正向电流和承受很高的反向工作电压，但工作频率高，常用来作为检波器件。而面接触二极管的PN 结面积大，能允许通过较大的电流，可用作整流器件。 按用途可分为检波二极管、整流二极管和稳压二极管、发光二极管、光电二极管、变容二极管和开关二极管。 5.晶体二极管的

6、主要参数 （1）额定正向工作电流 指二极管长期连续工作时所允许通过的最大正向电流值。因为电流通过二极管时会导致管芯发热，温度上升，当温度超过容许限度时（硅管为140t左右，锗管为90左右），就会使管芯过热而损坏。所以，二极管在使用中不能超过二极管额定正向工作电流值。 （2）最高反向工作电压 加在二极管两端的反向电压高到一定值时，会将二极管击穿，失去单向导电能力。为了保证使用安全，规定了最高反向工作电压值（简称耐压）。 明白二极管分类的依据和二极管的种类 理解二极管的主要参数 【课堂小结】 今天我们学习了半导体器件的基本结构和晶体二极管。 电阻系数小的叫做导体，电阻系数大的叫做绝缘体，介于导 体

7、和绝缘体之间的叫做半导体。半导体分为P型半导体和N型半导 体。半导体具有单向导电性。另外我们学习的晶体二极管的分类， 按结构可分为点接触和面接触两类，按基片材料分可锗二极管和 硅二极管，按用途可分为检波二极管、整流二极管和稳压二极管、 发光二极管、光电二极管、变容二极管和开关二极管。晶体二极 管的主要参数有额定正向工作电流和最高反向工作电压。 【布置作业】课后习题100页第一题 板书设计教学随笔 1.导体绝缘体和半导体 电阻系数小的叫做导体，电阻系数大的叫做绝缘体，介于导体和 绝缘体之间的叫做半导体。 2.PN结 PN结（PN junction）。采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用， 将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗） 基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。PN结具有单 向导电性。 3.PN结的单向导电性 PN结具有单向导电性，若外加电压使电流从P区流到N区，PN结呈 低阻性，所以电流大；反之是高阻性，电流小。 4.晶体二极管的结构和分类 按结构可分为点接