什么是半导体元件

所谓半导体，是指其导通电流的能力不如金属那样好，但却又不如绝缘体那样差的物质。所谓“电流”实质就是这种自由电子在导线中的移动，由于电子带负电荷，故电子移动方向与电流方向相反，在图下中，电流从阳极流向阴极，电子当然从阴移向阳极，虽然多数国家(如日本、中国等>是这样规定电流方向的，也有些国外书籍，把电子移动方向约定为电流方向的。

半导体的种类有本征半导体，P型半导体，N型半导体，半导体工程学是基础，若不理解半导体工程学，就不能理解二极管，当然也不能完全理解晶体管和场效应管(FET)等半导体器件。

(1)本征半导体，硅和锗都是半导体，而纯硅和锗(11个9的纯度)晶体称本征半导体，硅和锗为4价元素，其晶体结构稳定。

(2)P型半导体、P型半导体是在4价的本征半导体中混入了3价原子，极少量〈一千万份之一以下)的铟作成的晶体，由于3价原子进入4价原子中，因此作为晶体管结构就产生缺一个电子的部分，由于缺少电子，所以带正电，P型的“P”，正是取“Positive(正)”一词的第一个字母。

(3)N型半导体、若把5价的原子，砷混入4价的本征半导体中，会变得怎样？与上述相反，将产生多余1个电子状态的结晶，并显出带负电。这就是N型半导体，“N”便是从“Negative(负)”中取的第一个字母。

半导体器件种类、半导体虽然有本征半导体，N型半导体、P型半导体三类，但实际上只使用了P型和N型半导体，由P型半导体或N型半导体单体构成的产品，有热敏电阻器，正温度系数热敏电阻器、压敏电阻器等电阻体，由P型与N型半导体结合而构成的单结半导体元件，最常见的便是二极管，此外，FET也是单结元件，PNP或NPN以及形成双结的半导体元件就是晶体管，除单结、双结器件外，还有PNPN4层厂结构(如晶闸管)甚至也可形成NPNPN的5层结构。

半导体元器件有哪些

晶体二极管

晶体二极管的基本结构是由一块 P型半导体和一块N型半导体结合在一起形成一个 PN结。在PN结的交界面处，由于P型半导体中的空穴和N型半导体中的电子要相互向对方扩散而形成一个具有空间电荷的偶极层。这偶极层阻止了空穴和电子的继续扩散而使PN结达到平衡状态。当PN结的P端（P型半导体那边）接电源的正极而另一端接负极时，空穴和电子都向偶极层流动而使偶极层变薄，电流很快上升。如果把电源的方向反过来接，则空穴和电子都背离偶极层流动而使偶极层变厚，同时电流被限制在一个很小的饱和值内（称反向饱和电流）。因此，PN结具有单向导电性。

此外，PN结的偶极层还起一个电容的作用，这电容随着外加电压的变化而变化。在偶极层内部电场很强。当外加反向电压达到一定阈值时，偶极层内部会发生雪崩击穿而使电流突然增加几个数量级。利用PN结的这些特性在各种应用领域内制成的二极管有：整流二极管、检波二极管、变频二极管、变容二极管、开关二极管、稳压二极管（曾讷二极管）、崩越二极管（碰撞雪崩渡越二极管）和俘越二极管（俘获等离子体雪崩渡越时间二极管）等。此外，还有利用PN结特殊效应的隧道二极管，以及没有PN结的肖脱基二极管和耿氏二极管等。

双极型晶体管

它是由两个PN结构成，其中一个PN结称为发射结，另一个称为集电结。两个结之间的一薄层半导体材料称为基区。接在发射结一端和集电结一端的两个电极分别称为发射极和集电极。接在基区上的电极称为基极。在应用时，发射结处于正向偏置，集电极处于反向偏置。通过发射结的电流使大量的少数载流子注入到基区里，这些少数载流子靠扩散迁移到集电结而形成集电极电流，只有极少量的少数载流子在基区内复合而形成基极电流。集电极电流与基极电流之比称为共发射极电流放大系数。在共发射极电路中，微小的基极电流变化可以控制很大的集电极电流变化，这就是双极型晶体管的电流放大效应。双极型晶体管可分为NPN型和PNP型两类。

场效应晶体管

它依靠一块薄层半导体受横向电场影响而改变其电阻（简称场效应），使具有放大信号的功能。这薄层半导体的两端接两个电极称为源和漏。控制横向电场的电极称为栅。

根据栅的结构，场效应晶体管可以分为三种：

①结型场效应管（用PN结构成栅极）；

②MOS场效应管（用金属-氧化物－半导体构成栅极，见金属－绝缘体－半导体系统）；

③MES场效应管（用金属与半导体接触构成栅极）；其中MOS场效应管使用最广泛。尤其在大规模集成电路的发展中，MOS大规模集成电路具有特殊的优越性。MES场效应管一般用在GaAs微波晶体管上。

在MOS器件的基础上，又发展出一种电荷耦合器件 （CCD），它是以半导体表面附近存储的电荷作为信息，控制表面附近的势阱使电荷在表面附近向某一方向转移。这种器件通常可以用作延迟线和存储器等；配上光电二极管列阵，可用作摄像管。

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