半导体器件思维导图_编号t9748227-TreeMind树图

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半导体器件内容详述

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双极型晶体管特性曲线自由电子

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思维导图大纲

半导体器件思维导图模板大纲

半导体基础知识

半导体材料

1. 半导体材料 · 特性：掺杂性、热敏性、光敏性 · 常用材料：硅（Si）、锗（Ge）、砷化镓（GaAs） 2. 本征半导体 · 定义：纯净的、具有完整晶体结构的半导体。 · 载流子：自由电子和空穴成对出现，数量相等。 · 导电性：差，受温度影响大。

3. 杂质半导体（掺杂） · N型半导体 · 掺入杂质：磷（P）、锑（）等五价元素。 · 多子：自由电子。 · 少子：空穴。 · P型半导体 · 掺入杂质：硼（B）、铟（In）等三价元素。 · 多子：空穴。 · 少子：自由电子。

4. PN结 · 形成：P型半导体和N型半导体结合后，由于载流子浓度差引起的扩散运动和内电场引起的漂移运动达到动态平衡。 · 单向导电性 · 正向偏置：P接正，N接负。外电场削弱内电场，扩散运动加剧，形成较大正向电流（导通）。 · 反向偏置：P接负，N接正。外电场增强内电场，阻止扩散运动，仅有极小反向饱和电流（截止）。

半导体二极管

1. 电路符号： ➡️|— （三角形箭头指向竖线） 2. 结构：由一个PN结加上电极引线和管壳构成。 3. 分类 · 按材料分：硅二极管、锗二极管。 · 按用途分：整流二极管、开关二极管、稳压二极管、发光二极管（LED）、光电二极管等。 4. 伏安特性曲线 (I-V Characteristics) · 正向特性：存在死区电压（硅管约0.5V，锗管约0.1V），超过后电流急剧增大，导通压降硅管约0.6-0.8V，锗管约0.2-0.3V。 · 反向特性：反向饱和电流很小且基本不变；反向电压超过反向击穿电压后，电流骤增。

5. 主要参数 · IF：最大正向平均电流。 · UR：最高反向工作电压。 · fM：最高工作频率。 6. 常用型号 · 整流：1N4007 (1A/1000V) · 开关：1N4148 7. 特殊二极管：稳压二极管 (Zener Diode) · 工作条件：反向击穿区（工作在反向偏置状态下）。 · 特性：反向击穿后，两端电压基本稳定，称为稳压值 UZ。 · 主要参数：稳压值 UZ、最小稳定电流 IZmin、最大稳定电流 IZmax、额定功耗 PZ。 · 电路符号： —⬅|— （类似普通二极管，但阴极线折成“Z”字形或带小弯钩）

双极型晶体管

1. 电路符号 · NPN型：箭头向外 ➡️| |— · PNP型：箭头向里 —| |⬅️ 2. 结构和类型 · 结构：三区（发射区、基区、集电区）、两结（发射结JE、集电结JC）、三极（发射极E、基极B、集电极C）。 · 类型：NPN型、PNP型。

3. 电流控制作用（放大原理） · 工作条件：发射结正偏，集电结反偏。 · 电流关系： · IE = IC + IB · IC ≈ β * IB （β为直流电流放大系数，体现电流控制能力） 4. 共射特性曲线 · 输入特性曲线：IB 与 UBE 的关系（类似二极管正向曲线）。 · 输出特性曲线：IC 与 UCE 的关系，IB 为参考变量。分为三个区： · 放大区：发射结正偏，集电结反偏。IC = β * IB，具有放大作用。 · 饱和区：发射结和集电结均正偏。UCE 很小，IC 不受 IB 控制。 · 截止区：发射结和集电结均反偏。IB ≈ 0, IC ≈ 0。

5. 主要参数 · 电流放大系数：直流放大系数 β（hFE），交流放大系数 β（hfe）。 · 极间反向电流：ICBO（集电极-基极反向饱和电流），ICEO（集电极-发射极穿透电流）。 · 极限参数： · PCM：集电极最大允许耗散功率。 · ICM：集电极最大允许电流。 · U(BR)CEO：基极开路时，集电极-发射极间的反向击穿电压。 6. 常用型号 · 小功率通用：S8050 (NPN), S8550 (PNP) · 开关应用：2N2222 (NPN)

绝缘栅型场效应晶体管

1. 电路符号 · N沟道增强型： —| |— （衬底箭头向内，虚线连接漏极和源极） · P沟道增强型： —| |— （衬底箭头向外，虚线连接漏极和源极） · N沟道耗尽型： —| |— （衬底箭头向内，实线连接漏极和源极） 2. 基本结构和工作原理 · 结构：金属栅极、绝缘层（SiO2）、半导体衬底、源极S、漏极D。 · 类型：N沟道/P沟道、增强型/耗尽型。 · 工作原理：利用栅源电压 UGS 产生的电场效应来改变导电沟道的宽窄，从而控制漏极电流 ID。是电压控制器件。

3. 特性曲线 · 转移特性曲线：ID 与 UGS 的关系（反映了栅压对漏极电流的控制能力）。 · 增强型：存在开启电压 UT。 · 耗尽型：存在夹断电压 UP。 · 输出特性曲线：ID 与 UDS 的关系，UGS 为参考变量。同样分为： · 可变电阻区、恒流区（饱和区）、击穿区。 · 放大/线性工作区：工作在恒流区。 4. 主要参数 · 开启电压 UT 或夹断电压 UP。 · 跨导 gm：gm = ΔID / ΔUGS（反映栅源电压对漏极电流的控制能力，相当于BJT的β）。 · 极限参数：最大漏源电压 U(BR)DS、最大栅源电压 U(BR)GS、最大耗散功率 PDM。 5. 与BJT的比较 · 控制方式：电压控制（MOSFET） vs 电流控制（BJT）。 · 输入电阻：极高（MOSFET） vs 较低（BJT）。 · 噪声、成本、集成度：MOSFET更适于大规模集成。