基本的半导体器件有哪些?它们的结构、工作原理、功能特点?

基本的半导体器件有哪些?它们的结构、工作原理、功能特点?,第1张

基本的半导体器件主要有以下几种:pn结二极管,金属氧化物场效应晶体管(MOS),双极晶体管(BJT),结型场效应晶体管。pn结二极管结构:其中pn结二极管由n型半导体和p型半导体接触产生。工作原理:由于二者接触后产生由n型半导体指向p型半导体的内建电场,当外加电压由n型半导体指向p型半导体时进一步增强了其内建电场,因而其电流会很小,当外加电压由p型指向n型时,内建电场降低,电流可顺利通过pn结,形成单向导电的特性。MOS结构:主要由栅极,漏极及源极三部分构成。工作原理:通过栅极控制沟道载流子浓度实现对源极及漏极电流的控制。BJT结构:由发射极,基极,集电极构成。基本原理:通过控制发射极与基极之间的电压以及集电极与基电极之间的电压实现电流的放大,截至等效应。结型场效应晶体管:与MOS构成类似,不同点仅在于其栅极位于沟道的上下两侧。工作原理:上下栅极同时控制沟道的载流子浓度及沟道的宽度实现对电流的控制。

1.半导体

指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等。

半导体五大特性∶掺杂性,热敏性,光敏性,负电阻率温度特性,整流特性。

在形成晶体结构的半导体中,人为地掺入特定的杂质元素,导电性能具有可控性。

在光照和热辐射条件下,其导电性有明显的变化。

2.电容

电容就电容器,顾名思义,是‘装电的容器’,是一种容纳电荷的器件。

电容是由两块金属电极之间夹一层绝缘电介质构成。当在两金属电极间加上电压时,电极上就会存储电荷,所以电容器是储能元件。任何两个彼此绝缘又相距很近的导体,组成一个电容器。平行板电容器由电容器的极板和电介质组成。

电容是电子设备中大量使用的电子元件之一,广泛应用于电路中的隔直通交,耦合,旁路,滤波,调谐回路, 能量转换,控制等方面。

3.电感

是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。

电感器的结构类似于变压器,但只有一个绕组。

电感器具有一定的电感,它只阻碍电流的变化。如果电感器在没有电流通过的状态下,电路接通时它将试图阻碍电流流过它;如果电感器在有电流通过的状态下,电路断开时它将试图维持电流不变。电感器又称扼流器、电抗器、动态电抗器。

4.二极管

一种具有两个电极的装置,是由半导体制成的元件

二极管利用半导体的可控性制成,它的特点就是单向性,只允许电流由单一方向流过。在电路有很多运用,比如整流、稳压、电压限幅,开关等。

5.三极管

三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是一种控制电流的半导体器件。

其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号, 也用作无触点开关。

晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。

锗、硅、硒、砷化镓及许多金属氧化物和金属硫化物等物体,它们的导电能力介于导体和绝缘体之间,叫做半导体。

半导体具有一些特殊性质。如利用半导体的电阻率与温度的关系可制成自动控制用的热敏元件(热敏电阻);利用它的光敏特性可制成自动控制用的光敏元件,像光电池、光电管和光敏电阻等。

半导体还有一个最重要的性质,如果在纯净的半导体物质中适当地掺入微量杂质测其导电能力将会成百万倍地增加。利用这一特性可制造各种不同用途的半导体器件,如半导体二极管、三极管等。

把一块半导体的一边制成P型区,另一边制成N型区,则在交界处附近形成一个具有特殊性能的薄层,一般称此薄层为PN结。图中上部分为P型半导体和N型半导体界面两边载流子的扩散作用(用黑色箭头表示)。中间部分为PN结的形成过程,示意载流子的扩散作用大于漂移作用(用蓝色箭头表示,红色箭头表示内建电场的方向)。下边部分为PN结的形成。表示扩散作用和漂移作用的动态平衡。


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