電子管的介紹：
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晶體管：
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? ? ? ? 信息時(shí)代的開始與快速發(fā)展主要?dú)w功于集成電路的發(fā)展，集成電路的根基來源于半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，而通過半導(dǎo)體材料制成的三極管等晶體管的出現(xiàn)，使集成技術(shù)的實(shí)現(xiàn)變成了可能。晶體管的出現(xiàn)解決了電子管體積大、功耗高的問題，完美地替代了電子管的功能，并極大地壓縮了電路實(shí)現(xiàn)所需的空間，也極大提高了性能與電路的豐富性。
? ? ? ? 與非門器件等是由若干個(gè)晶體管通過電路集成起來的單個(gè)邏輯器件，逐步增加可實(shí)現(xiàn)時(shí)序電路等數(shù)字電路，因此晶體管的出現(xiàn)具有跨時(shí)代的意義。
? ? ? ?晶體管是一種用于控制電流流動(dòng)的電子元件，它是現(xiàn)代電子設(shè)備中的基本構(gòu)建單元。晶體管由半導(dǎo)體材料制成，通常是硅或者鍺。晶體管的工作原理基于半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電特性和柵極的控制電場。通過在柵極施加電壓，可以控制源極和漏極之間的電流流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大、開關(guān)和邏輯運(yùn)算等功能。晶體管的發(fā)明對現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。
??下面從半導(dǎo)體材料開始，介紹PN結(jié)與部分晶體管（二極管、三極管、MOS管）
半導(dǎo)體材料與PN結(jié)
半導(dǎo)體材料
? ? ? ?基于半導(dǎo)體材料的晶體管：https://zhuanlan.zhihu.com/p/358075586
半導(dǎo)體材料：導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的一種材料，如硅、鍺等
本征半導(dǎo)體：純凈的，具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體
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? ? ? ?本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，價(jià)電子不能導(dǎo)電，導(dǎo)電需要自由電子。
? ? ? ?本征激發(fā)是價(jià)電子逃離共價(jià)鍵，變成自由電子，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電的現(xiàn)象，價(jià)電子逃離共價(jià)鍵后空缺的位置稱為空穴，空穴可以被其他價(jià)電子填充，從而造成空穴的相對移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電，因此自由電子與空穴都是本征半導(dǎo)體的載流子，都能導(dǎo)電。
? ? ? ?本征激發(fā)越多，導(dǎo)電能力越好。與本征激發(fā)相反的運(yùn)動(dòng)成為復(fù)合，即其他自由電子填補(bǔ)空穴，消滅本征激發(fā)。
???本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力與載流子（即空穴、自由電子）的濃度有關(guān)。而因?yàn)楸菊骷ぐl(fā)與復(fù)合的速度會(huì)影響載流子的濃度·因此導(dǎo)電能力也與本征激發(fā)與復(fù)合的速度有關(guān)。
由于溫度對半導(dǎo)體器件導(dǎo)電能力的提高較為有限，因此出現(xiàn)了雜質(zhì)半導(dǎo)體。
雜質(zhì)半導(dǎo)體：向本征半導(dǎo)體中加入少量雜質(zhì)元素，擴(kuò)散工藝，提高導(dǎo)電能力
???????1、N型半導(dǎo)體（摻入少量的5價(jià)磷元素P）---形成共價(jià)鍵后多出一個(gè)自由電子
???????2、P型半導(dǎo)體（摻入少量3價(jià)硼元素B）----形成共價(jià)鍵后多出一個(gè)空穴，導(dǎo)電能力增強(qiáng)
多子與少子
多數(shù)載流子是半導(dǎo)體物理的概念，對于雜質(zhì)半導(dǎo)體,N型半導(dǎo)體中的電子和P型半導(dǎo)體中的空穴稱為多數(shù)載流子 (簡稱多子)，而N型半導(dǎo)體中的空穴和P型半導(dǎo)體中的電子稱為少數(shù)載流子 (簡稱少子)。
N型半導(dǎo)體中的電子為多數(shù)載流子，而自由電子帶負(fù)電，nagative，因此稱為N型，
P型半導(dǎo)體中的空穴為多數(shù)載流子，而空穴帶正電，positive，因此稱為P型
???與多子相關(guān)的特性受溫度影響較小，因?yàn)?，多子原來的?shù)量（如自由電子）是受溫度影響而產(chǎn)生的數(shù)量的n倍，而與少子相關(guān)的特性受溫度影響較大。
PN結(jié)
P型半導(dǎo)體天涯N型半導(dǎo)體放在一起形成半導(dǎo)體。
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PN結(jié)的形成：
多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)-----N區(qū)的自由電子向P區(qū)流動(dòng)，P區(qū)的空穴向N區(qū)移動(dòng)，會(huì)發(fā)生復(fù)合
空間電荷區(qū)--------耗盡層、阻控層（空間電場，阻止后續(xù)的擴(kuò)散）、PN結(jié)（連接點(diǎn)）
少子的漂移運(yùn)動(dòng)----與多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成動(dòng)態(tài)平衡
對稱結(jié)、不對稱結(jié)----參雜-濃度相同PN結(jié)對稱，否則不對稱
PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>
------外加正向電壓
? ? ? ?外電場削弱了內(nèi)電場，使其恢復(fù)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，電流迅速增大，但電流增大太快對電路有損害，因此需要一個(gè)電阻來限流保護(hù)電路。
-------外加反向電壓
?????外電場與內(nèi)電場方向相同，進(jìn)一步阻止擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，不能導(dǎo)電，不能實(shí)現(xiàn)N向P的導(dǎo)電，因此為單向?qū)щ娦?/strong>，但少子的漂移運(yùn)動(dòng)會(huì)增強(qiáng)，但電流依舊微弱。
可以得出PN結(jié)的伏安特性如下
PN結(jié)的電流方程：
?VT一般室溫下為26mV
? ? ? 中間為死區(qū)，右邊為正向特性，左邊為反向飽和電流與反向擊穿電壓，Ubr對應(yīng)的電壓為反向擊穿電壓。
? ? ?反向擊穿有雪崩擊穿（PN結(jié)寬）、齊納擊穿（PN結(jié)窄），
? ? ?溫度越高，雪崩擊穿所需的擊穿溫度越高，齊納擊穿所需的擊穿溫度越低。
? ? 反向擊穿會(huì)引起PN結(jié)溫度升高，可能引起二次擊穿，通過控制參雜濃度的大小可以控制反向擊穿電壓的大小，根據(jù)反向擊穿的原理制作成穩(wěn)壓穩(wěn)壓二極管。
雪崩擊穿與齊納擊穿可看下面的文章進(jìn)行學(xué)習(xí)。
電磁兼容（EMC）：雪崩擊穿與齊納擊穿的區(qū)別 - 知乎
https://zhuanlan.zhihu.com/p/488294099
電容特性為電壓變化引起電荷量變化
PN結(jié)的電容特性：勢壘電容（可做成可變電容）、擴(kuò)散電容（非平衡少子與電壓之間的關(guān)系構(gòu)成）
二極管
由PN結(jié)產(chǎn)生了第一個(gè)半導(dǎo)體器件----二極管（包裝PN結(jié)，引出兩個(gè)極----- 封裝）
結(jié)構(gòu)：點(diǎn)接觸型、面接觸型
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二極管的伏安特性
二極管的伏安特性與PN結(jié)的伏安特性幾乎相同，但由于體電阻的存在，使電流比PN結(jié)小，反向電流大一些。對應(yīng)下面的圖像
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???由圖可知，溫度升高時(shí)，正向特性向左移，反向特性向下移（溫度升高，粒子活性大，電流大）。室溫下，每升高1攝氏度，正向壓降減小2-2.5mv，每增加10攝氏度，反向電流增大一倍。
???二極管是第一個(gè)可以規(guī)定電流方向的器件，可以把交流變成直流，鉗制電位，鉗位二極管，可以讓電路中某兩點(diǎn)電壓穩(wěn)定在0.7V，并且電流正著流。二極管的出現(xiàn)具有跨時(shí)代的意義。
二極管的主要參數(shù)：If（最大整流電流）、Ur（最高反向工作電壓）、Ir（反向電流）、fm（最高工作頻率）（高頻電路中要考慮該因素）
二極管是一個(gè)非線性電阻，對其的分析一般使用圖解法、等效電路來分析，具體操作可自行查找。
二極管的等效電路：
二極管基礎(chǔ)及等效電路分析_二極管等效電路_來世不留傾城雪的博客-CSDN博客
自行學(xué)習(xí)二極管的導(dǎo)通與截至的判斷
二極管的應(yīng)用電路：https://www.chip37.com/electronic/164.html
其他常用的二極管還有：穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管等，可自行查詢并學(xué)習(xí)
三極管（BJT）
二極管是半導(dǎo)體器件的開端，而三極管是實(shí)現(xiàn)完全替代電子管的器件，實(shí)現(xiàn)與電子管相同的放大作用，完成取代。
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? ? ? ? 三個(gè)不同的摻雜區(qū)，三個(gè)電極，兩個(gè)PN結(jié)，基區(qū)與發(fā)射結(jié)之間的結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，基區(qū)與集電極之間的結(jié)稱為集電結(jié)。
發(fā)射區(qū)-----emiter，發(fā)射載流子的區(qū)，摻雜濃度高
集電區(qū)----collect，收集載流子的區(qū)，面積較大，摻雜濃度不高
基區(qū)-----basic，一個(gè)控制區(qū)
? ? ? ?放大作用，原理：Ic/Ib=常數(shù)------共射放大電路（發(fā)射結(jié)正偏，集電極反偏）
? ? ? ?發(fā)射結(jié)正偏---發(fā)射區(qū)自由電子向基區(qū)擴(kuò)散，基區(qū)的空穴向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散（IEP+IEN，IEN為主流），集電區(qū)收集電子，
IB=IBN(復(fù)合）+IEP(多子擴(kuò)散）-ICBO(少子漂移）≈IBN
對上圖的進(jìn)一步理解可學(xué)習(xí)該文章：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/70283695
三極管的進(jìn)一步學(xué)習(xí)：https://zhuanlan.zhihu.com/p/519072786
BJT的特性曲線：https://zhuanlan.zhihu.com/p/577741554
場效應(yīng)管（FZT）
? ? ? 場效應(yīng)管，目前使用最廣，優(yōu)點(diǎn)是不費(fèi)電，消耗的功率低。功率原是集成電路的瓶頸之一，場效應(yīng)管突破了這個(gè)瓶頸。
? ? ? 場效應(yīng)晶體管的導(dǎo)電只有多子的參與，溫度穩(wěn)定性高。
類型主要有：結(jié)型場效應(yīng)管、絕緣柵型場效應(yīng)管（MOSFET）
絕緣柵型場效應(yīng)管，又稱金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MOSFET，即MOS管，以此為基礎(chǔ)出現(xiàn)了COMS管。
以N溝道增強(qiáng)型MOS管為例。
? ? ? ?g柵極（控制極），s源極（載流子的源泉），d漏極（載流子的漏出處），可實(shí)現(xiàn)放大和開關(guān)作用。N溝道型，柵極絕緣，源極、漏極之間需要溝道導(dǎo)通。
增強(qiáng)型----一開始沒有溝道，Ugs增大到一定值時(shí)，溝道開啟。
耗盡型-----加一個(gè)正極板，一開始就有溝道，加電壓到某個(gè)值時(shí)，溝道關(guān)閉。
工作原理
? ? ? ? Uds=0.Ugs>0，把空穴除走，把電場內(nèi)的少子（自由電子吸上去形成了溝道，因?yàn)闇系烙呻娮咏M成，為負(fù)電荷，即nagative，因此稱為N溝道）
Ugs越高，溝道越寬，Ugs越小，溝道越窄。溝道的寬窄影響ds之間的電流的大小，越窄電流越小，電阻越大，以此類推，類似于電壓控制的可變電阻器。
??溝道的形成，看開啟電壓、預(yù)夾斷，（可變電阻區(qū)，恒流區(qū)等）
MOS管的三個(gè)工作區(qū)：http://www.kiaic.com/article/detail/1729.html
半導(dǎo)體器件：二極管、三極管（雙極型晶體管）、場效應(yīng)晶體管
基本特性、基本使用（工作方式）
主要作用：放大、開關(guān)
主要學(xué)習(xí)其對應(yīng)的放大作用文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-636766.html
電路的設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)原理（從基本特性出發(fā)）文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-636766.html
到了這里，關(guān)于半導(dǎo)體器件||的學(xué)習(xí)的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
