模拟电路基础问答解析：从半导体到PN结

"模拟电路200问涵盖了半导体材料特性、本征半导体与杂质半导体的区别、空穴作为载流子的概念、杂质半导体的掺杂比例、N型与P型半导体的定义、PN结的特性及其应用，以及二极管和三极管的基本原理和技术参数。" 1. 半导体材料相较于真空电子器件的优势在于其频率特性优良、体积小巧、功耗低，适合集成化和小型化设计，同时具有较高的坚固性和可靠性。然而，它们在信号失真和稳定性方面可能不如真空器件。 2. 本征半导体是指未掺杂任何杂质的半导体，如硅或锗。杂质半导体则是通过向本征半导体中掺杂少量高一价或低一价元素（如硼或磷）形成的，这可以改变半导体的电导率。 3. 空穴虽然不是实际的粒子，但在半导体物理学中被视作载流子，因为它代表了缺少电子的位置。当空穴导电时，实际上是周围的电子填补空穴，沿反方向移动，从而形成电流。 4. 制备杂质半导体时，通常按照百万分之一的数量级在本征半导体中掺杂杂质，这个过程称为掺杂工艺。 5. N型半导体含有较多的自由电子作为多数载流子，而P型半导体则有较多的空穴作为多数载流子。当P型半导体和N型半导体接触，形成P-N结，这个区域具有单向导电性。 6. PN结的主要特性包括单向导电性和对温度变化的敏感性。单向导电性源于在正向电压下阻挡层变薄允许电流通过，而在反向电压下阻挡层增厚阻止电流流动。 7. PN结还有其他称呼，如空间电荷区、阻挡层和耗尽层，这些术语都指代P-N结中无自由载流子的区域。 8. PN结的电流-电压特性是非线性的，正向电压下电流随电压指数增长，反向电压下电流几乎为零，体现出单向导电性。 9. 当在PN结上加反向电压时，尽管存在反向漏电流，但这个电流非常微小，可以忽略不计。 10. 二极管的基本技术参数包括最大整流电流，它表示二极管在允许工作条件下能承受的最大电流。 11. 二极管的主要应用包括整流（将交流电转换为直流电）、检波（从调幅信号中提取音频信号）和稳压（维持输出电压稳定）。 12. 晶体管通过基极电流来控制集电极电流，利用电流放大作用实现开关或放大功能。 13. 不能用两只二极管反接来模拟三极管，因为这无法形成基区，而基区是三极管结构的关键部分。 14. 三极管的穿透电流是指基极开路时，集电极和发射极之间的漏电流。尽管很小，但穿透电流会影响放大器的性能，尤其是在高增益和低温操作条件下。