2022-2023學年高二物理競賽課件：半導體器件

半導體器件

半導體器件半導體基礎(chǔ)知識為什么具有這些導電特性？半導體的導電特性：(可做成溫度敏感元件，如熱敏電阻)。摻雜性：往純凈的半導體中摻入某些雜質(zhì)，導電能力明顯 改變(可做成各種不同用途的半導體器件，如二 極管、三極管和晶閘管等）。光敏性：當受到光照時，導電能力明顯變化

(可做成各種光敏元件，如光敏電阻、光敏二極 管、光敏三極管等)。熱敏性：當環(huán)境溫度升高時，導電能力顯著增強半導體基礎(chǔ)知識1.本征半導體常用的半導體材料：硅Si和鍺Ge均為四價元素單晶硅(Si)的原子結(jié)構(gòu)平面示意圖SiSiSiSiSiSiSiSiSi共價鍵價電子這種純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導體稱為本征半導體。SiSiSiSiSiSiSiSiSi溫度(T)一定時，載流子數(shù)量一定。當T↑時，載流子數(shù)量↑。(3)價電子依次填補空穴，進而產(chǎn)生了電子電流和空穴電流。(2)在室溫下受熱激發(fā)時，(1)在絕對零度

(T=0K)時不導電，相當于絕緣體；產(chǎn)生電子空穴對；

半導體中有兩種載流子：電子和空穴這就是半導體導電的重要特點。自由電子空穴

半導體的導電性能受溫度影響很大。半導體基礎(chǔ)知識1.本征半導體

電感圖片磁棒電感線圈雙層空心電感線圈工字形電感線圈貼片電感鐵心電感線圈磁珠電感多層空心電感線圈理想電壓源(voltagesource)1.電壓源的特點：<1>電壓源兩端電壓與外接電路無關(guān)；<2>流過電壓源的電流與外電路有關(guān)。符號+-伏安特性iuUS實際電壓源模型+-USRoiAB可提供一個固定的電壓US

，稱為源電壓。又稱恒壓源。理想電壓源(voltagesource)3.電壓源的性質(zhì)如果電壓源的電壓等于一個常數(shù)，則此電壓源的伏安特性是一根平行于電流軸的直線，此電壓源稱為恒壓源；若電壓源電壓等于零，則此電壓源在電路中相當于短路。2.電壓源的工作狀態(tài)電壓源uS1工作在電源狀態(tài)；電壓源uS2工作在負載狀態(tài)。理想電流源(currentsource)可提供一個固定的電流IS

，稱為源電流。又稱恒流源。電流源的特點：<1>電流源兩端電流與外接電路無關(guān)；<2>電流源的兩端的電壓與外電路有關(guān)。符號+-伏安特性iuIS+-實際電流源模型+-URoIsAB理想電流源(currentsource)3.電流源的性質(zhì)如果電流源的電流等于一個常數(shù)，則此電流源的伏安特性是一根平行于電壓軸的直線，此電流源稱為恒流源；若電流源電流等于零，則此電流源在電路中相當于開路。2.電流源的工作狀態(tài)電流源iS1工作在電源狀態(tài)；電流源iS2工作在負載狀態(tài)。電源的聯(lián)接1.電壓源的串聯(lián)（外特性不變）注意：只有相同的電壓源才能允許并聯(lián)。否則，燒毀電壓表。電源的聯(lián)接2.電流源的串聯(lián)（外特性不變）注意：只有相同的電流源才能允許串聯(lián)。受控源受控源分為四類，分